JPH03160133A - エンジン電子制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 ［発明の目的］ （産業上の利用分野） この発明は、自動車などにおける燃料噴射量制御や点火
時期制御、アイドル回転数制御などを行うエンジン電子
制御装置に関する。

（従来の技術） エンジン電子制御装置は、例えば第１１図に示すように
、マイクロコンピュータから構或されるコントロールユ
ニット９０１が、吸入空気量を検出するエアフローメー
タ９０３、エンジン回転数を検出するクランク角センサ
９０５、イグニッションスイッチ９０７、エンジンがク
ランキング中であることを検出するスタータスイッチ９
０９、冷却水温度を検出する水温センサ９１１、バッテ
リ電圧メータ９１３の各種センサなどの出力信号の入力
を受け、これに基づき、燃料噴射を司るインジエクタ９
１５、点火タイミングを制御するためのバワトランジス
タ９１７、アイドル運転時の吸入空気量を制御する補助
空気制御弁９１９などに対して信号出力し、所定の制御
を行う。このようなエンジン電子制御装置は、始動時以
外に適用される通常噴射量と始動時の噴射量の２種類を
主体として行われる。

通常噴射量は、エアフローメータ９０３によって検出さ
れた吸入空気量とクランク角センサ９０５によって検出
されたエンジン回転数とで決定される基本噴射量に、そ
のときのエンジン状態、例えば水温センサによって検出
された冷却水温度などに応じた種々の増量補正分やフユ
ーエルカット時の補正分、空燃比フィードバックによる
補正分、バッテリ電圧メータ９１３によるバッテリ電圧
に対する補正分などを加えたものを、その時のエンジン
状態の噴射量としたものである。

一方、始動時の噴射量は、エンジン回転数、吸入空気量
などの情報が入ってこない始動時における１回目の噴射
量や、始動中（クランキング中）あるいは始動直後の噴
射量として定めている。

この始動時の噴射量は、エンジンの始動性を向上させ、
始動後のエンジン回転安定化を図るために定められたも
のである。例えば、キースイッチを“ＳＴＡＲＴ−　　
（スタータ信号オン）にした瞬間の第１回目の噴射量は
、第１２図に例示するような水温センサ９１１によるエ
ンジン冷却水温に応じて予め定められている始動時基本
噴射量を用いている。また、クランキング時の噴射量は
、次の２つの方法によって算出した始動噴射量（Ｉ）と
（ｎ）の両者の値を比較して、大きい方の値を用いるよ
うにしている。

即ち、始動噴射量（Ｉ）は、 始動噴射量（１）一基本噴射量×各種増量補正係数×１
．３＋電圧補正分 にて算出され、 又、始動噴射量（ｎ）は、 始動噴射量（ＩＩ）一始動時基本噴射量×回転補正係数
×時間補正係数 にて算出される。

ここで回転補正係数は、始動時基本噴射量に対する補正
で、第１３図のようにクランキング回転数に応じてその
値が予め定めてある。時間補正係数も、始動時基本噴射
量に対する補正で、第１４図のようにキースイッチを“
ＳＴＡＲＴ”にした瞬間からのクランキング時間によっ
て補正係数が変化する。

また、エンジン電子制御装置によって点火時期制御も行
っているが、クランキング時（スタータスイッチオン時
）では、通常時での点火時期制御に用いている点火時期
値（エンジン回転数と基本噴射量とに対応して最適に設
定された値）を用いずに、冷却水温に応じて定めてある
点火時期データ値を用い、これにより、低温時における
点火時期を早めて始動性を向上させている。

その他、アイドル回転数制御などでも、始動時と始動後
ではそれぞれ区別して行っている。

そして、これら燃料噴射量制御や点火時期制御などにお
いて、始動時であるか否かの判断は、すべてキースイッ
チの“ＳＴＡＲＴ”操作によるスタータ信号の有無によ
り行っている。

（発明が解決しようとする課題） このため例えば、キースイッチの破損やスタータ信号回
路の配線などの絶縁低下、断線、接触不良などが発生し
た場合には、クランキング動作が正常に行われているに
も拘らず、スタータ信号が人力されないこととなり、前
記始動時における噴射量制御や点火時期制御が所定に行
われなくなり、エンジンの始動性が悪化したり、特に低
温時ではエンジン始動が困難となることもある。

また、エンジン始動不良や始動困難などの不具合現象の
ため、車両を修理する際、不具合現象に関係すると思わ
れる原因箇所は数多く考えられるので、スタータ信号系
不良を発見するまでには、かなり多くの工数を必要とす
る場合もでてくる。

この発明は、このような従来の問題点に着目してなされ
たもので、始動時での燃料噴射量制御、点火時期制御な
ど各種のエンジン制御を確実に行えるようにすることを
目的としている。

［発明の構戊］ ＩＩ題を解決するための手段） 前述した課題を解決するために、この発明は、第１図に
示すように、エンジン回転数を検出する回転数検出手段
１３と、この回転数検出手段１３によって検出されたエ
ンジン回転数が所定値以上であるか否かを判断する回転
数判断手段２９と、この回転数判断手段２９により判断
された回転数が前記所定値以上のときにエンジン始動信
号として出力する始動信号出力手段３１と、この始動信
号出力手段３１から出力されたエンジン始動信号に基づ
いて始動時におけるエンジンの制御を行う制御手段１と
を有する構戊としてある。

（作用） エンジンが始動されるとき、エンジン回転数検出手段１
３によってエンジン回転数が検出され、この回転数が所
定値以上に達したことを回転数判断手段２つが判断する
と、始動信号出力手段３１が制御手段１に対して始動信
号を出力し、これにより制御手段１は始動時におけるエ
ンジンの制御を行う。

（実施例） 次にこの発明の実施例を図に基づいて説明する。

第２図はこの発明の第１実施例の構成を示すブロック図
であって、エンジンの各種制御を行うために例えばマイ
クロコンピュータで構戊されている制御手段としてのコ
ントロールユニット１は、次述の各種センサ類３からの
入力信号に基づいて、各種制御対象を制御するだめの各
種アクチュエ−タ５に対して信号出力する。

各種センサ類３としては、エンジンへの吸入空気量を検
出するエアフローメータ９、エンジン回転数を検出する
回転数検出手段としてのクランク角センサ１３、キース
イッチが“ＳＴＡＲＴ”位置になったことを知らせるイ
グニッションスイッチ〕．５、エンジン冷却水の温度を
検出する水温センサ１９、バッテリ電圧を検出するバッ
テリ電圧メータ２１などがある。

一方、各種アクチュエータ５は、燃料噴射を行うインジ
エクタ２３、コントロールユニット１からの出力信号を
増幅してイグニッションコイルの一次電流を断続するパ
ワートランジスタ２５、アイドル運転時の吸入空気量を
制御するために、スロットルバルブをバイパスする補助
空気通路を開閉する補助空気制御弁２７などがある。

コントロールユニット１内には、エンジン回転数に関す
る所定値が予め設定されており、このコントロールユニ
ット１は、検出されたエンジン回転数がこの所定値以上
であるか否かを判断する回転数判断手段２９と、エンジ
ン回転数が所定値以上であると判断されたとき、エンジ
ンの始動信号を出力する始動信号出力手段３１とを含ん
でいる。

この始動信号を基に、コントロールユニット１は、イン
ジエクタ２３、パワートランジスタ２５、補助空気制御
弁２７に対して信号出力して適正な始動制御を開始する
。

次に、エンジン始動時におけるコントロールユニット１
の動作を第３図〜第６図のフローチャートに従って説明
する。

第３図のステップ１０１において、イグニッションスイ
ッチがオンになったかどうかが判断され、オンであれば
、エンジン始動が行われるものと判断してステップ１０
２においてスタートフラグを１にセットする。スタート
フラグが１にセットされると、第４図に示したスタート
フラグ；１サブプログラムに移行して、クランキング動
作を行っているかどうかをエンジン回転数によって判断
することになる。即ち、エンジン回転数が、所定値とし
ての例えば５０ｒｐ１以上かどうかが判断され（ステッ
プ２０　］．）　、５０ｒｐｍ以上であればスタータモ
ータが回転しているとしてクランキング動作中と判断さ
れてステップ２０２てはスタート処理実行フラグが１に
セットされる。

スタート処理実行フラグが１にセットされると、第５図
に示したスタート処理実行フラグ：１サブプログラムに
移行する。即ち、ステップ３０１ではエンジンがかかっ
たかどうかが判断されるものであり、クランキング操作
を始めたばかりの状態ではエンジン回転数は１　０　０
　０　ｒｐｍ未満であるので、予めコントロールユニッ
ト１内に記憶してある始動時の燃料噴射量や点火時期な
どの各種制御のためのスタート処理が行われる（ステッ
プ３０２）。

このスタート処理は、エンジン冷却水温に応じて予め定
めてある始動時の噴射量や、クランキング時の始動噴射
量に従って燃料噴射が行われ、点火時期については、冷
却水温に応じて定めてある点火時期データによって制御
が行われるなど、前で，一 述した如き始動制御によっＡｆＴわれる。

このスタート処理が実行されることによってエンジン回
転数は通常、上昇を続けるが、ステップ３０３によって
クランキング続行中かどうか、即ちエンジン回転数が５
　Ｏ　ｒｐｍ未満かどうかが判断され、クランキング続
行中であればステップ３０２へ戻ってスタート処理を実
行し続ける。

ステップ３０１でエンジン回転数が所定回転数（１００
０ｒｐｓｅ）以上となれば、エンジンが始動したと判断
されてステップ３０４でスタートフラグおよびスタート
処理実行フラグが共に０にセットされ、このスタート処
理実行フラグ：１サブプログラムは終了する。

また、ステップ３０２でのスタート処理中に、例えばエ
ンジンがかかりそうもないと運転者が判断してクランキ
ングを中止した場合は、エンジン回転数はＯ　ｒｐｍと
なってステップ３０５に移行し、スタート処理実行フラ
グをＯにセットし、このフローを終了する。但し、スタ
ートフラグは１のままとする。このステップ３０５の処
理は、再びクランキングを行った場合、再びスタート処
理実行フラグ：ｌサブプログラムが起動できるように配
慮したものである。

上述した各サブプログラムの起動を判断するためのスタ
ートフラグ、スタート処理実行フラグは、コントロール
ユニット１のメインプログラムによって定期的にこれら
フラグの状態を監視し、これらフラグの状態に応じて前
記サブプログラムが起動される。

次にエンスト時の処理について説明する。

エンジンが正常に回転し、ているときは、前述のように
スタートフラグは０となっており（ステップ３０４）　
、第６図に示すスタートフラグ二〇サブプログラムが定
期的にコントロールユニット１のメインプログラムによ
って起動される。

今、エンストを起したとすると、エンジン回転数はＯ　
ｒｐｔｘとなるためステップ４０１において、エンジン
回転数は所定回転数（例えば５　０　ｒｐＩＩ１）未満
と判断され、ステップ４０２によってスタートフラグを
１にセットする。従って、再びクランキングをすると、
スタートフラグ＝１サブプログラムが起動されて前述し
た一連の始動時の制御が行われることになる。

以上の実施例においては、エンジンが始動したことを判
断したり、エンジン停止を制御するのに（ステップ２０
１，３０１，３０３．４０１）、エンジン回転数に所定
の基準値を設けることによって行っているが、次述のよ
うにエンジンの回転数変化量に基準値を設けてこの基準
値によって判断を行ってもよい。

このエンジンの回転数変化量ΔＮは、例えばる。

ここで、ｔ，ｔ−１：計測時間 Ｎ１　：計測時間ｔ時のエンジン 回転数 Ｎ，一　二計測時間ｔ−１時のエン ジン回転数 そしてこのエンジン回転数変化量ΔＮに対して前記それ
ぞれの判別ステップ（２０１，３０１，３０３，４０１
）と同様な所定の基準値を定めておいて、前記各サブプ
ログラムと同様な始動制御を実行することになる。

以上の説明によって明らかなように、エンジン始動制御
におけるエンジン始動の判断を、クランク角センサ１３
によって検出されたエンジン回転数又はエンジン回転数
変化量が所定値に達したか否かを判別することによって
行っているので、エンジン始動の判断は直接的に行われ
、従来の如くスタータ信号によって判断する間接的方法
の如き、スタータ信号系の故障と言う故障要因が前記実
施例では除去されてエンジン電子制御装置の始動制御動
作における信頼度が向上し、スタータ信号が人力されな
いことによるエンジン始動不良などの不具合は解消され
る。

さらにエンジン回転の停止を確認する手段を設けること
によって、エンスト発生後も直ちにエンジンの再起動が
容易に行える。

第７図は、この発明の第２実施例を示すブロック図であ
る。この実施例は前記第１実施例の構或に加え、センサ
類３としてのスタータスイッチ３３と、始動信号出力手
段３１の信号人力を受けた状態で、スタータスイッチ３
３の信号人力を受けているか否かを判断するコントロー
ルユニット１内蔵の故障診断手段３５と、故障診断手段
３５が始動信号出力手段３１の信号人力を受けかつスタ
タスイッチ３３の信号人力を受けていないときに、故障
診断手段３５の信号人力を受けてスタタスイッチ３３が
故障であることを表示する故障診断表示器３７とを備え
ている。また、コントロールユニット１には、故障診断
系統の情報を記憶するためのバックアップメモリをも内
蔵している。

このような構戊要素を付加することによって、スタータ
信号系の故障有無を判断てき、またこのような故陣が発
生しても、第１実施例と同様エンジン回転数によってそ
の始動を判断しているので、支障なくエンジンの始動が
できるようにしたものである。

これについて、第８図のフローチャートに基づいてコン
トロールユニット１の制御動作を説明する。まず、ステ
ップ５０１においてイグニッションスイッチがオンであ
るか否かが判断され、オンならばステップ５０２におい
てエンジン回転数が所定回転数（例えば５０ｒｐＩｍ）
以上であるかどうかが判断される。

このとき、クランキングが行われていてエンジン回転数
が５　０　ｒｐｍ以上であると、ステップ５０３によっ
てスタータ信号がコントロールユニット１に入力されて
いるか否かが判断され、第９図のようにスタータ信号が
人力されていればスタータスイッチ系は正常であるので
コントロールユニット１はエンジンを始動するための各
種始動制御を行う（ステップ５０７）ことになる。逆に
、第１０図のようにステップ５０３でコントロールユニ
ット１にスタータ信号が入力されていなければ、スター
タスイッチ系が故陣であると判断してコントロールユニ
ソト１内のバックアップメモリに故障診断内容を記憶し
、コントロールユニット１の自己診断プログラム起動時
に前記故障診断内容が故障診断表示器３７に出力される
ようにしておく（ステップ５０４）。

スタータスイッチ系の故障判断と同時にステップ５０５
においてコントロールユニット１内のスタータ信号人力
フラグ（本来はスタータ信号が人力されたときにセット
されるべきフラグ）を強制的に１にセットし、これによ
ってスタータ信号が正常に入ってきている場合と同一の
始動制御を行わせるようにしている。そして、次のステ
ップ５０６において、エンジン回転数が所定回転数（例
えば１０００ｒｐａ＋）以上となったときはクランキン
グは終了したと判断してスタータ信号人力フラグをＯと
し、以後、始動後の制御が行われることになる。

なお、前記故障診断プログラムは、再びエンジン回転数
がＯ　ｒｐｌｌ＋とならない限り繰り返されることはな
いようにしている。

上記実施例では、エンジン始動時にその回転数によって
エンジン始動が判断され、これと同時にスタータ信号の
人力の有無がチェックされるので、スタータ信号系回路
の故障が容易に検出されると共に、故障と判断した場合
には、本来ハード的にスタータ信号検出手段から入力さ
れるはずの始動信号を、コントロールユニット１によっ
てソフト的に同信号を強制的に発生させ、このような強
制的動作によって始動制御が行われるようにしたので、
スタータ信号系が故障したときであっても支承なくエン
ジンの始動制御が行われるという効果がある。

なお、この実施例においても第１実施例と同様にエンジ
ンが始動したことを判断したりするのに（ステップ５０
２，５０６）、エンジン回転数の変化量に基準値を設け
てこの基準値によって始動制御を行ってもよい。

［発明の効果コ 以上によって明らかなようにこの発明の構戊によれば、
エンジン始動制御におけるエンジン始動の判断を、回転
数検出手段によって検出されたエンジン回転数が所定値
に達したか否かを判断することによって行っているので
、エンジン始動の判断は直接的に行われ、従来のような
スタータ信号のみによって判断する間接的方法の如き、
スター夕信号系の故障という故障要因によって始動時の
制御ができなくなることが防止され、始動制御動作にお
ける信頼度は向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明のクレーム対応図、第２図はこの発明
の第１実施例の構戊を示すブロック図、第３図ないし第
６図は第１実施例におけるコントロールユニットの制御
動作を示すフローチャート、第７図はこの発明の第２実
施例の構成を示すブロック図、第８図は第２実施例にお
けるコントロールユニットの制御動作を示すフローチャ
ート、第９図は第２実施例においてスタータ信号が人力
したときの噴射パルス幅特性図、第１０図は第２実施例
においてスタータ信号が人力しないときの噴射パルス幅
特性図、第１１図は従来例の構戊を示すブロック図、第
１２図はエンジン始動時の基本噴射量設定図、第１３図
は回転数補正係数設定図、第１４図は時間補正係数設定
図である。 １・・・コントロールユニット（制御手段）１３・・・
クランク角センサ（回転数検出手段）９・・・回転数判
断手段 ・・・始動信号出力手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. エンジン回転数を検出する回転数検出手段と、この回転
   数検出手段によって検出されたエンジン回転数が所定値
   以上であるか否かを判断する回転数判断手段と、この回
   転数判断手段により判断された回転数が前記所定値以上
   のときにエンジン始動信号として出力する始動信号出力
   手段と、この始動信号出力手段から出力されたエンジン
   始動信号に基づいて始動時におけるエンジンの制御を行
   う制御手段とを有することを特徴とするエンジン電子制
   御装置。