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JP2004084578A - Control device for two-cycle direct injection engine - Google Patents

Control device for two-cycle direct injection engine Download PDF

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JP2004084578A
JP2004084578A JP2002247522A JP2002247522A JP2004084578A JP 2004084578 A JP2004084578 A JP 2004084578A JP 2002247522 A JP2002247522 A JP 2002247522A JP 2002247522 A JP2002247522 A JP 2002247522A JP 2004084578 A JP2004084578 A JP 2004084578A
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JP
Japan
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signal
cylinder
engine
ignition
injection
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Pending
Application number
JP2002247522A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Jun Kawagoe
川越 純
Tokiaki Endo
遠藤 常昭
Tomosuke Makino
牧野 友亮
Hideki Niimura
新村 秀樹
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzuki Motor Corp
Mahle Electric Drive Systems Co Ltd
Original Assignee
Kokusan Denki Co Ltd
Suzuki Motor Corp
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Filing date
Publication date
Application filed by Kokusan Denki Co Ltd, Suzuki Motor Corp filed Critical Kokusan Denki Co Ltd
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  • Electrical Control Of Ignition Timing (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

【課題】エンジンの始動時に最初に行われる点火が無効になるのを防いでエンジンの始動性を向上させた2サイクル2気筒直噴エンジンの制御装置を提供する。
【解決手段】エンジンと同期回転するリラクタのエッジを検出してリラクタ入り信号P1及びリラクタ抜け信号P2を発生する信号発生装置2を設ける。入り信号P1が発生するクランク角位置をエンジンの始動時の第1気筒の燃料噴射開始時期として許容し得る位置に設定する。エンジンの始動時に最初にリラクタ入り信号P1が発生したときにこのリラクタ入り信号の発生時に第1気筒に燃料を噴射するように燃料噴射制御手段を構成する。2回目以降の噴射開始時期、及び
点火時期は、リラクタ抜け信号P2を基準にして計測する。
【選択図】  図1
A control device for a two-cycle two-cylinder direct injection engine, in which ignition performed first at the start of an engine is prevented from being invalidated to improve the startability of the engine, is provided.
A signal generator is provided for detecting an edge of a reluctor rotating in synchronization with an engine and generating a reluctor-in signal P1 and a reluctor-out signal P2. The crank angle position at which the ON signal P1 is generated is set to a position that is acceptable as the fuel injection start timing of the first cylinder at the time of starting the engine. The fuel injection control means is configured to inject fuel into the first cylinder when the reluctant input signal P1 is first generated when the engine is started. The second and subsequent injection start timings and ignition timings are measured on the basis of the relactor missing signal P2.
[Selection diagram] Fig. 1

Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、2サイクル直噴エンジンの点火と燃料噴射とを制御する制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
スクーター、スノーモービル、バギー等のように、簡便であることを重視する乗り物の原動機として、2サイクルエンジンが多く用いられている。またこれらの乗り物では、スタータモータを備えた始動装置を用いずに、リコイルスタータや、キックスタータ等の、人力により操作する始動装置を用いてエンジンを始動させることが多い。
【0003】
近年、排気ガスの浄化や、燃費の節約などを図るために、エンジンの制御をきめ細かく行うことが必要になっている。そのため、燃料噴射装置から気筒内に直接燃料を噴射する直噴エンジンが用いられるようになっており、該エンジンの燃料噴射開始時期や点火時期を制御する制御装置として、マイクロプロセッサを備えたものが用いられるようになっている。
【0004】
マイクロプロセッサを用いてエンジンを制御する場合には、エンジンの回転速度を検出したり、演算された点火時期を検出したりするために、常にマイクロプロセッサにエンジンの回転情報(クランク角情報及び回転速度情報)を与える必要がある。
【0005】
そのため、マイクロプロセッサを用いたエンジンの制御装置においては、エンジンの回転に同期して信号を発生する信号発生装置をエンジンに取り付けて、この信号発生装置の出力からエンジンの点火時期や燃料の噴射開始時期などを制御するために必要なエンジンの回転情報を得るようにしている。
【0006】
エンジンに取り付けられる信号発生装置としては、1つのリラクタと、等角度間隔で配置された多数の歯部を有するギアとを備えて、エンジンのクランク軸に取り付けられたロータと、リラクタの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出してリラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号を発生するリラクタ入り信号・抜け信号発生部と、上記ギアの各歯部の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジのうちのいずれか一方を検出する毎に(一定のクランク角毎に)ギア信号を発生するギア信号発生部とを備えたものがよく用いられている。
【0007】
上記入り信号・抜け信号発生部は、リラクタの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出したときに極性が異なる2つのパルス信号を発生する1つのパルサと、このパルサが発生する2つのパルス信号をマイクロプロセッサが認識し得る波形のリラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号に変換する波形整形回路とにより構成される。
【0008】
またギア信号発生部は、ロータに設けられたギアの各歯部の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出したときに極性が異なる2つのパルスを発生するギアセンサ(上記はパルサと同様の構造を有するセンサ)と、該ギアセンサが出力するパルスのうち、各歯部の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジのうちのいずれか一方を検出したときに発生するパルスをマイクロプロセッサが認識し得る波形のギア信号に変換する波形整形回路とにより構成される。ギア信号発生部が発生する一連のギア信号は、一定の角度毎に発生するパルス波形の信号であり、例えば、ギアが30個の歯部を等角度間隔で有している場合には、クランク軸が12°回転する毎に発生するパルス波形の信号である。
【0009】
上記のような信号発生装置を用いる場合には、リラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号の発生間隔や、所定個数のギア信号が発生する間の時間(クランク軸が一定角度回転するのに要する時間)からエンジンの回転速度を検出することができる。また、リラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号からエンジンの特定のクランク角位置を検出することができ、これらの信号により検出された特定のクランク角位置を基準位置として、該基準位置で各気筒の燃料噴射開始時期及び点火時期の計測を開始させることにより、各気筒の点火時期及び噴射開始時期を検出することができる。
【0010】
マイクロプロセッサは、信号発生装置の出力から検出した回転速度を含む各種の制御条件に対してエンジンの点火時期及び燃料噴射開始時期を演算し、リラクタ入り信号またはリラクタ抜け信号により基準位置が検出されたときに、演算した噴射開始時期及び点火時期の計測を開始させて、それぞれの計測が完了したときに各気筒での燃料噴射動作及び点火動作を行わせる。
【0011】
【発明が解決しようとする課題】
各気筒内に直接燃料を噴射する直噴エンジンにおいて、各気筒で点火動作を行わせた際に有効な爆発を生じさせるためには、点火時期よりも前にその気筒内への燃料噴射が行われていなければならない。
【0012】
ところが、従来の2サイクル直噴エンジン用の制御装置では、エンジンの始動時においても、信号発生装置が発生するリラクタ入り信号またはリラクタ抜け信号の発生位置を基準位置として用いて、この基準位置で、点火時期及び燃料噴射開始時期の計測を開始させるようにしていたため、エンジンの始動開始後、最初に発生したリラクタ入り信号またはリラクタ抜け信号を用いて計測した点火時期において第1回目の点火を行う際に、その点火を行う気筒内に予め燃料を噴射しておくことができなかった。そのため、従来の制御装置を用いた場合には、始動開始後最初に行われる点火動作が無効になり、エンジンの始動性が悪くなるという問題があった。
【0013】
本発明の目的は、始動操作開始後最初に行われる点火に先だって、その点火が行われる気筒内に必ず燃料を噴射しておくことができるようにして、エンジンの始動性を向上させた2サイクル直噴エンジンの制御装置を提供することにある。
【0014】
【課題を解決するための手段】
本発明は、燃料噴射装置から各気筒内に直接燃料が噴射される2サイクル直噴エンジンの燃料の噴射開始時期と点火時期とを制御する制御装置に係わるもので、本発明においては、1つのリラクタを有してエンジンのクランク軸に取り付けられたロータと、リラクタの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出してリラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号を発生するリラクタ入り信号・抜け信号発生部とを備えて、エンジンのある気筒の始動時の燃料噴射開始時期として許容される時期にリラクタ入り信号が発生するように構成された信号発生装置と、リラクタ抜け信号の発生位置を基準にして各気筒の点火時期を検出して各気筒での点火動作を行わせる点火制御手段と、リラクタ抜け信号の発生位置を基準にして各気筒の噴射開始時期を検出して各気筒内への燃料噴射を行わせる噴射制御手段とが設けられる。
【0015】
そして、本発明においては、上記噴射制御手段が、エンジンの始動時にリラクタ入り・抜け信号発生部が最初に発生した信号がリラクタ入り信号であるときに、該最初のリラクタ入り信号の発生時にある気筒で第1回目の燃料噴射を行わせた後、エンジンの回転速度がアイドリング速度よりも低く設定された設定速度に達するまでの間に各気筒で行う2回目以降のすべての燃料噴射を、リラクタ抜け信号を基準にして検出した始動時の噴射開始時期に行わせ、エンジンの始動操作開始後前記リラクタ入り・抜け信号発生部が最初に発生した信号がリラクタ抜け信号であるときには、前記エンジンの回転速度が前記設定速度に達するまでの間に各気筒で行うすべての燃料噴射を前記リラクタ抜け信号を基準にして検出した始動時の噴射開始時期に行わせるように構成される。
【0016】
上記のように構成すると、エンジンの始動時に必ず、各気筒内に燃料を噴射してから各気筒での点火動作を行わせることができるため、始動時に行われる第1回目の点火動作が無効になるのを防ぐことができ、エンジンの始動性を向上させることができる。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して、本発明を2サイクルエンジンに適用した場合の実施形態を説明する。
【0018】
本発明の実施形態の説明は下記の目次に従って行う。
【0019】
(1)ハードウェアの構成及び動作
信号発生装置の構成及び動作
電源部の構成
点火回路の構成及び動作
燃料噴射装置の構成及び動作
(2)マイクロプロセッサにより実現される機能実現手段の構成及び動作
回転速度検出手段
始動時回転方向判定手段
始動時点火制御手段
始動時噴射制御手段
定常時点火制御手段
定常時噴射制御手段
(3)エンジンの始動時から始動完了までの動作
(4)各機能実現手段を実現するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズム
(1)ハードウェアの構成及び動作
図1ないし図3は本発明に係わる制御装置のハードウェアの構成を示したもので、図1は電気的な構成を示したブロック図、図2及び図3はそれぞれ同実施形態で用いる信号発電機の機械的な構成を示した正面図及び断面図である。
【0020】
なお以下の説明で用いる図面において、#1及び#2の表記は、それぞれエンジンの第1気筒及び第2気筒に係わるものであることを示すものである。
【0021】
図1において1はCPU,ROM,RAM,タイマなどを有するマイクロプロセッサ、2は信号発生装置、3は電源部、4及び5はそれぞれ第1気筒用及び第2気筒用の点火回路、6及び7はそれぞれ第1気筒用及び第2気筒用の燃料噴射装置である。これらの各部の構成は下記の通りである。
【0022】
[信号発生装置の構成及び動作]
信号発生装置2は、図2及び図3に示したように、ロータ10、パルサ11及びギアセンサ12を備えた信号発電機13と、パルサ11が出力する負極性及び正極性のパルス信号Vp1及びVp2をマイクロプロセッサ1が認識し得る波形の信号P1及びP2に変換する波形整形回路14及び15と、ギアセンサ12が出力する負極性及び正極性のパルスVs1及びVs2のうちのいずれか一方(図示の例ではVs2)をマイクロプロセッサが認識し得る波形の信号Pg に変換する波形整形回路16とにより構成されている。
【0023】
図2及び図3に示した信号発電機13において、ロータ10は、鉄等の強磁性材料によりカップ状に形成されたロータヨーク17を備えていて、ロータヨーク17の周壁部17aの外周にリラクタ18が形成されている。図示のリラクタ18は、ヨーク17の周壁部の一部を径方向の内側から外側に打ち出すことにより形成された円弧状の突起からなっている。リラクタ18は、その周方向をロータヨーク17の周方向に一致させた状態で設けられていて、その極弧角は60°に設定されている。ロータヨーク17の周壁部17aの外周には、リラクタ18に対して軸線方向に位置をずらした状態で配置されたリング状のギア19が、圧力嵌めなどの方法により嵌合固定されている。図示のギア19は、鉄などの強磁性材料からなっていて、等角度間隔(12°間隔)で配置された30個の歯部19a,19a,…を有し、リラクタ18よりもヨーク17の底壁部17b側に寄った位置に固定されている。ロータヨーク17の底壁部17aの中央部に形成された孔に回転軸取り付け用のボス17cが嵌合され、ボス17cの一端に設けられたフランジ部17c1がリベット17dによりロータヨーク17の底壁部17bに締結されている。この例では、リラクタ18が外周に形成されたロータヨーク17と、ロータヨーク17に取り付けられたギア19とによりロータ10が構成されている。図示のロータ10は、そのヨーク17の底壁部17bをエンジンのケースと反対側に向けた状態でエンジンのクランク軸に取り付けられる。
【0024】
また図示の例では、ロータヨーク17の周壁部の内周に永久磁石20が固定されて、ロータヨーク17と磁石20とにより磁石回転子が構成されている。この磁石回転子は、エンジンのケースなどに固定された図示しない電機子とともに磁石発電機を構成するために用いられる。
【0025】
パルサ11は、リラクタ18に対向する磁極部11aを先端に有する鉄心と、該鉄心に巻回された信号コイル11b(図1参照)と、該鉄心に磁気結合された永久磁石とを有する公知の誘導子形の信号発電子で、その鉄心の先端の磁極部11aがリラクタ18に対向し得るように配置されて、エンジンのケース等の固定箇所に取り付けられている。
【0026】
パルサ11は、リラクタ18の回転方向の前端側エッジ18aが該パルサの磁極部11aの位置を通過する際(リラクタ18の回転方向の前端側エッジを検出した際)及びリラクタ18の回転方向の後端側エッジ18bが磁極部11aの位置を通過する際(リラクタの回転方向の後端側エッジを検出した際)にそれぞれ生じる磁束(信号コイル11bと鎖交する磁束)の変化に応答して、信号コイル11bから極性が異なるパルス信号Vp1及びVp2(図4A参照)を出力する。
【0027】
本明細書では、これらのパルス信号のうち、リラクタ18の回転方向の前端側エッジが検出されたとき(リラクタがパルサの磁極に対向する位置に入る際)に発生するパルス信号Vp1を「リラクタ入りパルス」と呼び、リラクタ18の回転方向の後端側エッジが検出されたとき(リラクタがパルサの磁極に対向する位置から抜ける際)に発生するパルス信号Vp2を「リラクタ抜けパルス」と呼ぶ。
【0028】
またギアセンサ12は、パルサ11と同様の構造を有する信号発電子からなるもので、その鉄心の磁極部12aがギア19の一連の歯部19a,19a,…に対向し得るように配置されて、エンジンのケースなどの固定箇所に取り付けられている。
【0029】
ギアセンサ12は、ギア19の各歯部の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出したときに、その信号コイル12b(図1参照)から極性が異なるパルス信号Vs1及びVs2を発生する。
【0030】
図1に示した波形整形回路14及び15はそれぞれ、図4(A)に示したリラクタ入りパルスVp1及びリラクタ抜けパルスVp2をそれぞれ負論理のパルス波形からなるリラクタ入り信号P1及びリラクタ抜け信号P2に変換してマイクロプロセッサ1のポートA1及びA2に入力する。マイクロプロセッサ1は、リラクタ入り信号P1のダウンエッジを検出したとき及びリラクタ抜け信号P2のダウンエッジを検出したときにそれぞれリラクタ入りパルス及びリラクタ抜けパルスが発生したことを認識する。
【0031】
また波形整形回路16は、ギアセンサ12が出力するパルス信号Vs1及びVs2のうちの一方を、図4(D)に示したようなパルス波形のギア信号Pgに変換してマイクロプロセッサ1のポートA3に入力する。マイクロプロセッサは、12°間隔でギア信号Pgの各ダウンエッジを検出する毎に各ギア信号が発生したことを認識する。
【0032】
本実施形態では、パルサ11と、波形整形回路14及び15とにより、リラクタの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出してリラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号を発生するリラクタ入り信号・抜け信号発生部が構成されている。
【0033】
またギアセンサ12と波形整形回路16とにより、ギアの各歯部の回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジのうちのいずれか一方を検出する毎にギア信号を発生するギア信号発生部が構成されている。
【0034】
図4において、#1TDCと表示されたタイミングは、エンジンの第1気筒のピストンの上死点に相当するクランク角位置に対応するタイミングであることを示し、#2TDCと表示されたタイミングは、エンジンの第2気筒のピストンの上死点に相当するクランク角位置に対応するタイミングを示している。
【0035】
またBTDCX°は上死点よりX°だけ進角したクランク角位置に対応するタイミングであることを示している。例えば、#1BTDC75°と表示されたタイミングは、第1気筒のピストンの上死点よりも75°進角したクランク角位置に対応するタイミングであることを意味している。
【0036】
BDCは、ピストンの下死点に相当するクランク角位置に対応するタイミングであることを示しており、#1BDCは、第1気筒のピストンの下死点に相当するクランク角位置に対応するタイミングであることを示している。
【0037】
本実施形態では、前述のように、リラクタ18の極弧角が60°に設定されていて、リラクタ入り信号P1が第1気筒の上死点前75°のクランク角位置で発生し、リラクタ抜け信号P2が第1気筒の上死点前15°のクランク角位置で発生するように、パルサ11の設置位置が調整されている。
【0038】
リラクタ入り信号P1が発生するクランク角位置(BTDC75°)は、機関の始動時に第1気筒内に燃料を噴射する位置として許容される範囲の位置である。
【0039】
また本実施形態では、マイクロプロセッサにより、クランク軸が1回転する間にギア信号発生部が発生する30個のギア信号Pgに1ないし30の番号を付けることにより、各ギア信号を特定するようにしている。
【0040】
図4に示した例では、マイクロプロセッサがリラクタ抜け信号P2を発生した直後にマイクロコンピュータにより認識されたギア信号Pgに番号1を付け、以後順次発生するギア信号Pgに2ないし30の番号を付けることにより、各ギア信号を特定している。そして、ギアセンサ12をパルサ11から180°離れた位置に配置したときに、2番のギア信号Pgが第1気筒の上死点#1TDCに相当するクランク角位置で発生し、1番のギア信号P1が第1気筒の上死点前12°のクランク角位置で(第1気筒の始動時の点火時期に)発生するように、リラクタ18とギア19との位相関係が設定されている。
【0041】
このように、各部の位置関係を設定した場合は、17番目のギア信号Pgが発生するクランク角位置が第2気筒の上死点に相当するクランク角位置に一致し、16番目のギア信号Pgが発生するクランク角位置が第2気筒の上死点前12°のクランク角位置(第2気筒の始動時の点火時期)に一致する。
【0042】
[電源部の構成]
電源部3は、バッテリ3Aと、バッテリ3Aの出力電圧を点火回路4及び5に印加するのに適した高い電圧まで昇圧する昇圧回路(DC/DCコンバータ)3Bと、バッテリ3Aの出力電圧VB をマイクロプロセッサ1の電源電圧として適した一定の電圧(例えば5V)に変換する定電圧電源回路3Cとからなっており、定電圧電源回路3Cの出力電圧Vccはマイクロプロセッサ1の電源端子に印加されている。
【0043】
なお、図示の例では、バッテリ3Aを電源としているが、バッテリを搭載しない乗り物を駆動するエンジンを制御する制御装置においては、内燃機関に取り付けた磁石発電機の固定子側に設けたエキサイタコイル(発電コイル)と、該エキサイタコイルの半波の出力をマイクロコンピュータなどを駆動するのに適した直流定電圧に変換する定電圧電源回路とにより電源部3を構成するようにしてもよい。
【0044】
[点火回路の構成及び動作]
本実施形態ではエンジンが2つの気筒を有しているため、第1気筒用の点火回路4と第2気筒用の点火回路5とが設けられている。これらの点火回路は同一の構成を有するので、図1には、一方の点火回路4の構成のみが示されている。
【0045】
点火回路4は、点火コイルTsfと、該点火コイルの一次側に設けられて昇圧回路3Bの出力でダイオードDiを通して一方の極性に充電される点火用コンデンサCiと、点火信号Si1が与えられたときに導通して、点火用コンデンサCiの電荷を点火コイルTsfの一次コイルを通して放電させるように設けられた放電用サイリスタThiとを備えた周知のコンデンサ放電式の回路からなっており、マイクロプロセッサ1のポートB1からサイリスタThiのゲートに点火信号Si1が与えられるようになっている。点火コイルの二次コイルにはエンジンの第1気筒に取り付けられた点火プラグPL1が接続されている。
【0046】
なお図1では、点火回路4の基本構成のみを示している。実際の点火回路においては、サイリスタThiをトリガする際に昇圧回路3Bの昇圧動作を止めるための回路を付加したり、点火コイルの一次コイルに対して並列にフライホイールダイオードを接続したりするが、図1ではこれらの付加的な要素の図示が省略されている。
【0047】
図示の点火回路4においては、昇圧回路3Bの出力により点火用コンデンサCiが図示の極性に充電される。マイクロプロセッサ1からサイリスタThiに点火信号Si1が与えられると、サイリスタThiが導通するため、点火用コンデンサCiの電荷がサイリスタThiと点火コイルTsfの一次コイルとを通して放電し、このとき流れる放電電流の急峻な立ち上がりにより点火コイルの一次コイルに高い電圧が誘起させられる。この電圧は点火コイルの一次、二次間の巻数比により更に昇圧されるため、エンジンの第1気筒に取り付けられた点火プラグPL1で火花放電が生じてエンジンの第1気筒が点火される。
【0048】
第2気筒用の点火回路5は、第1気筒用の点火回路4と全く同一に構成され、その点火コイルの二次コイルはエンジンの第2気筒に取り付けられた点火プラグPL2が接続されている。またマイクロプロセッサ1のポートB2から点火回路5の放電用サイリスタのゲートに点火信号Si2が与えられている。
【0049】
なお電源部3がエキサイタコイルを電源とするように構成される場合には、エンジンの回転に同期して該エキサイタコイルに誘起する交流電圧の一方の半波で点火用コンデンサCiを充電し、該エキサイタコイルの他方の半波の出力電圧を入力電圧とする定電圧電源回路から得られる一定の直流電圧でマイクロプロセッサ1などを駆動する。
【0050】
なお図1に示した点火回路においては、点火用コンデンサCiを点火コイルの一次コイルに対して直列に接続し、点火用コンデンサCiと点火コイルの一次コイルとの直列回路に対して並列に放電用サイリスタThiを接続しているが、点火用コンデンサと放電用サイリスタとの位置を入れ替えて、放電用サイリスタを点火コイルの一次コイルに対して直列に接続し、一次コイルと放電用サイリスタとの直列回路に対して並列に点火用コンデンサCiを接続する構成をとる場合もある。
【0051】
[燃料噴射装置の構成及び動作]
本実施形態では、エンジンに燃料を供給するために、エンジンの気筒内に燃料を直接噴射する方式を採用している。そのため、第1気筒に燃料を噴射する第1気筒用燃料噴射装置6と、第2気筒に燃料を噴射する第2気筒用燃料噴射装置7とが設けられている。
【0052】
第1気筒用燃料噴射装置6は、エンジンのシリンダヘッドに取り付けられて第1気筒内に直接燃料を噴射する第1気筒用のインジェクタと、マイクロプロセッサ1のポートB3から与えられる噴射信号Sj1に応答して、該噴射信号の信号幅に相当する時間の間第1気筒用のインジェクタに駆動電流を流すインジェクタ駆動回路とにより構成される。
【0053】
同様に、第2気筒用の燃料噴射装置7は、エンジンのシリンダヘッドに取り付けられて第2気筒内に直接燃料を噴射する第2気筒用のインジェクタと、マイクロプロセッサ1のポートB4から与えられる噴射信号Sj2に応答して、該噴射信号の信号幅により決まる噴射時間の間第2気筒用のインジェクタに駆動電流を流すインジェクタ駆動回路とにより構成される。
【0054】
図示してないが、燃料タンクから第1気筒及び第2気筒用のインジェクタに燃料を供給する燃料ポンプと、該燃料ポンプから第1気筒及び第2気筒用のインジェクタに供給される燃料の圧力を調整する圧力調整器とが設けられていて、各気筒用のインジェクタにほぼ一定の圧力で燃料が供給されるようになっている。
【0055】
各気筒用のインジェクタは、インジェクタ駆動回路から所定の駆動電流が与えられている間その弁を開いてエンジンの気筒内に燃料を噴射する。各インジェクタに与えられる燃料の圧力は一定に保たれているため、各インジェクタが噴射する燃料の量は各インジェクタの弁が開いている時間(噴射信号Sj1またはSj2の信号幅により決まる)により管理される。
【0056】
(2)マイクロプロセッサにより実現される機能実現手段の構成及び動作
マイクロプロセッサ1は、そのROMに記憶された所定のプログラムを実行することにより、各種の機能実現手段を構成する。本実施形態では、図7に示すように、回転速度検出手段21と、始動時回転方向判定手段22と、始動時点火制御手段23と、始動時噴射制御手段24と、定常時点火制御手段25と、定常時噴射制御手段26とが、マイクロプロセッサ1と該マイクロプロセッサが実行するプログラムとにより構成される。
【0057】
これらの機能実現手段のうち、回転速度検出手段21、始動時回転方向判定手段22、始動時点火制御手段23及び始動時噴射制御手段24と、図1に示したハードウェアとにより、本発明に係わる2サイクルエンジンの始動制御装置が構成される。
【0058】
以下、上記の各機能実現手段について項を分けて説明する。
【0059】
[回転速度検出手段]
図7において、回転速度検出手段21は、信号発生装置2が発生するリラクタ入り信号、リラクタ抜け信号及びギア信号を用いて、エンジンの回転速度の情報を含むデータを求める。
【0060】
本実施形態の回転速度検出手段21は、図4に示した3番のギア信号が発生してから7番のギア信号が発生するまでの時間を計測してその計測値(3番のギア信号の発生位置からクランク軸が48°回転するのに要する時間)を、第1気筒の噴射開始時期を検出する際及び第2気筒の点火時期の検出を行う際にそれぞれ用いる回転速度の情報を含むデータCNTRV2として検出する。
【0061】
回転速度検出手段21はまた、18番のギア信号が発生してから22番のギア信号が発生するまでの時間を計測してその計測値(18番のギア信号の発生位置からクランク軸が48°回転するのに要する時間)を第2気筒の噴射開始時期を検出する際及び第1気筒の点火時期を検出する際に用いる回転速度の情報を含むデータCNTRVT1として検出する。
【0062】
回転速度検出手段21は、更に7番のギア信号が発生してから18番のギア信号が発生するまでの時間をCNTR21として計測し、22番のギア信号が発生してから3番のギア信号が発生するまでの時間をCNTR12として計測して、CNTRV2とCNTR21とCNTRV1とCNTR12との和CNTRV2+CNTR21+CNTRV1+CNTR12(エンジンが1回転するのに要する時間)をエンジンの平均回転速度の情報を含むデータとして検出する。このデータから検出されるエンジンの平均回転速度を用いて、エンジンの点火時期や噴射開始時期を演算する。
【0063】
[始動時回転方向判定手段]
本発明においては、リラクタ抜け信号が発生してからリラクタ入り信号が発生するまでの間に発生するギア信号のカウント値、各リラクタ入り信号が発生してから次のリラクタ入り信号が発生するまでの間に発生するギア信号のカウント値、リラクタ入り信号が発生してからリラクタ抜け信号が発生するまでの間に発生するギア信号のカウント値、及び各リラクタ抜け信号が発生してから次のリラクタ抜け信号が発生するまでの間に発生するギア信号のカウント値のそれぞれが、エンジンの始動操作開始後エンジンが正回転を継続したときと、エンジンのピストンが上死点を越えることができずにエンジンが逆転したときとで異なることを利用して、エンジンの始動時の回転方向を判定する始動時回転方向判定手段を構成する。
【0064】
ここで、図4に示した例を用いて、始動時にエンジンが逆転しなかった場合及び逆転した場合にそれぞれ求められる上記カウント値について説明する。
【0065】
リラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号によりカウント期間を定めて、ギア信号をカウンタによりカウントした場合のカウント値を「GCNT」で表し、「入り(IN)」及び「抜け(OUT)」をそれぞれ「I」及び「O」で表して、リラクタ抜け信号が発生してからリラクタ入り信号が発生するまでの間にカウントされるギア信号のカウント値を「抜け・入り間カウント値GCNTOI」、各リラクタ入り信号が発生してから次のリラクタ入り信号が発生するまでの間にカウントされるギア信号のカウント値を「入り・入り間カウント値GCNTII」、リラクタ入り信号が発生してからリラクタ抜け信号が発生するまでの間にカウントされるギア信号のカウント値を「入り・抜け間カウント値GCNTIO」、及び各リラクタ抜け信号が発生してから次のリラクタ抜け信号が発生するまでの間にカウントされるギア信号のカウント値を「抜け・抜け間カウント値GCNTOO」とすると、本実施形態において、エンジンが正回転しているときに求められる各カウント値は下記のようになる。
【0066】
抜け・入り間カウント値GCNTOI=25
入り・入り間カウント値GCNTII=30
入り・抜け間カウント値GCNTIO=5
抜け・抜け間カウント値GCNTOO=30
これに対し、エンジンが始動時に逆回転した場合には、以下に示すように、上記のカウント値が正回転時と異なる値をとる。
【0067】
エンジンが始動時に逆回転する場合、その逆回転が起こるきっかけは、いずれかの気筒で行われる点火である。また始動時にエンジンが逆回転したときには、その逆転のきっかけとなった点火が行われた気筒のピストンが上死点を超えることはない。例えば始動時にクランキング速度が不足している状態で第1気筒で点火が行われた際に、エンジンが逆転した場合、その逆転は第1気筒のピストンが上死点を越えることができずに押し戻されることにより生じたものである。
【0068】
エンジンが始動時に逆転する場合の挙動を、第1気筒の点火でエンジンが逆転した場合と、第2気筒の点火でエンジンが逆転した場合とに分けて示すと下記の通りである。
【0069】
(a)第1気筒の点火でエンジンが逆転した場合。
【0070】
(a.1) エンジンの始動時にクランク軸の正方向のクランキングにより先ずリラクタ入り信号P1が発生し、次いでリラクタ抜け信号P2が発生した後に第1気筒のピストンが上死点を越えることができずにエンジンの回転方向が反転した場合。
【0071】
この場合には、エンジンが正回転している状態でリラクタ入り信号が発生してからリラクタ抜け信号が発生するまでの間に先ず入り・抜け間カウント値GCNTIO=5がカウントされ、リラクタ抜け信号が発生した後、エンジンの回転方向が反転して、正回転時のリラクタ抜け信号の発生位置でリラクタ入り信号が発生するまでの間に抜け・入り間カウント値GCNTOIがカウントされる。リラクタ抜け信号が発生した後、エンジンの回転方向が反転して、正回転時のリラクタ抜け信号の発生位置でリラクタ入り信号が発生するまでの間には、ギア信号が2つ発生し得るが、回転方向の反転間際にクランク軸の回転速度が低下しているとギアセンサの出力がしきい値に達しないこともあるため、リラクタ抜け信号が発生した後、エンジンの回転方向が反転して、正回転時のリラクタ抜け信号の発生位置でリラクタ入り信号が発生するまでの間にカウントされる抜け・入り間カウント値GCNTOIは、2の場合も、1の場合も、0の場合もあり得る。
【0072】
エンジンが逆転した直後のリラクタ入り信号の発生位置からリラクタ抜け信号の発生位置までの期間においては、カウント値GCNTIOがカウントされるが、このカウント値GCNTOは最大で5である。
【0073】
即ち、この場合は、GCNTIO=5,GCNTOI≦2,GCNTIO≦5が順次カウントされる。
【0074】
(a.2) エンジンの始動時にクランク軸の正方向のクランキングにより先ずリラクタ入り信号P1が発生した後、リラクタ抜け信号が発生したタイミングで第1気筒のピストンが押し戻されてエンジンが逆転したたため、逆転時のリラクタ入り信号がしきい値に達することができずに、逆回転時のリラクタの後端側エッジでリラクタ抜け信号が発生した場合。
【0075】
この場合は、エンジンが正回転している状態で、リラクタ入り信号が発生してからリラクタ抜け信号が発生するまでの間に入り・抜け間カウント値GCNTIO=5がカウントされ、次いで回転方向が反転して正回転時のリラクタ入り信号の発生位置でリラクタ抜け信号が発生するまでの間に抜け・抜け間カウント値GCNTOO≦7がカウントされる。
【0076】
(a.3) エンジンが正回転している状態でリラクタ入り信号が発生した後、リラクタ抜け信号の発生位置付近で回転方向が反転したたため、リラクタ抜け信号がしきい値に達することができなかったが、反転後のリラクタの前端側エッジでリラクタ入り信号が発生した場合。
【0077】
この場合は、エンジンが正回転している状態でリラクタ入り信号が発生してから、回転方向が反転した後正回転時のリラクタの後端側エッジ(逆回転時のリラクタの前端側エッジ)でリラクタ入り信号が発生するまでの間に入り・入り間カウント値GCNTII≦7がカウントされ、逆回転時のリラクタの前端側エッジでリラクタ入り信号が発生してからリラクタの後端側エッジでリラクタ抜け信号が発生するまでの間に入り・抜け間カウント値GCNTIO=5がカウントされる。
【0078】
(a.4) エンジンが正回転している状態でリラクタ入り信号が発生した後、リラクタ抜け信号が発生する前に回転方向が反転したため、続いて逆転時のリラクタ抜け信号が発生した場合。
【0079】
この場合は、正回転時のリラクタの前端側エッジでリラクタ入り信号が発生してから逆回転時のリラクタの後端側エッジでリラクタ抜け信号が発生するまでの間に、入り・抜け間カウント値GCNTIO≦12がカウントされる。
【0080】
(b)第2気筒の点火時にエンジンが逆転した場合
第2気筒の点火時にエンジンが逆回転した場合には、リラクタの正回転時の後端側エッジでリラクタ抜け信号が発生した後、第2気筒の上死点(17番のギア信号の発生位置)を越えることができずに回転方向が反転し、リラクタの正回転時の後端側エッジでリラクタ入り信号が発生する。従って、この場合には、抜け・入り間カウント値GCNTOI≦30がカウントされる。
【0081】
上記のように、エンジンの始動時に回転方向が反転した場合には、抜け・入り間カウント値GCNTOI、入り・入り間カウント値GCNTII、入り・抜け間カウント値GCNTIO及び抜け・抜け間カウント値GCNTOOが正回転時にとる正規の値とは異なる値をとるため、これらのカウント値を求めて、それぞに対して設定した判定値と比較することにより、エンジンの始動時にエンジンが逆回転したか否かを判定することができる。
【0082】
そのため、図7に示した例では、始動時回転方向判定手段を構成するため、リラクタ抜け信号が発生してからリラクタ入り信号が発生するまでの間に発生するギア信号の数を抜け・入り間ギアカウント値として求める抜け・入り間ギア信号カウント手段22aと、各リラクタ入り信号が発生してから次のリラクタ入り信号が発生するまでの間に発生したギア信号の数を入り・入り間ギアカウント値として求める入り・入り間ギア信号カウント手段22bと、リラクタ入り信号が発生してからリラクタ抜け信号が発生するまでの間に発生したギア信号の数を入り・抜け間ギアカウント値として求める入り・抜け間ギアカウント手段22cと、各リラクタ抜け信号が発生してから次のリラクタ抜け信号が発生するまでの間に発生したギア信号の数を抜け・抜け間ギアカウント値として求める抜け・抜け間ギアカウント手段22dとを設けている。
【0083】
上記GCNTOI,GCNTII,GCNTIO及びGCNTOOをそれぞれカウントするカウント手段は、例えば、ギア信号を計数するギア信号計数用カウンタと、リラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号がそれぞれ入力される毎にギア信号計数用カウンタの計数値を読み取るカウンタ計数値読み取り手段と、この読み取り手段により読みとられた計数値から、リラクタ抜け信号−リラクタ入り信号間、リラクタ入り信号−リラクタ入り信号間、リラクタ入り信号−リラクタ抜け信号間及びリラクタ抜け信号−リラクタ抜け信号間にそれぞれ発生したギア信号の数を演算する計数値演算手段とにより構成することができる。
【0084】
カウント値GCNTOI,GCNTII,GCNTIO及びGCNTOOから始動時の回転方向を判定する場合の判定手順は種々考えられるが、本実施形態では、リラクタ入り信号P1が発生したときに抜け・入り間カウント値GCNTOIと入り・入り間カウント値GCNTIIが同時に求められ、リラクタ抜け信号が発生したときに入り・抜け間カウント値GCNTIOと抜け・抜け間カウント値GCNTOOとが同時に求められることに着目して、始動時の回転方向の判定処理を、リラクタ入り信号の発生時に行う処理と、リラクタ抜け信号の発生時に行う処理とに分けるようにした。
【0085】
そのため、図7に示した例では、リラクタ入り時回転方向判定手段22eと、リラクタ抜け時回転方向判定手段22fとを設けている。
【0086】
リラクタ入り時回転方向判定手段22eは、回転速度検出手段21により検出された回転速度がエンジンのアイドリング速度(この例では1500r/min)よりも低く設定された設定速度N1(例えば1000r/min)以下の状態でリラクタ入り信号P1が発生したときに抜け・入り間ギアカウント値GCNTOI及び入り・入り間ギアカウント値GCNTIIをそれぞれに対して設定した第1の判定値及び第2の判定値と比較して、抜け・入り間ギアカウント値GCNOIが第1の判定値未満で、かつ入り・入り間ギアカウント値GCNIIが第2の判定値を超えているときにエンジンが正回転していると判定し、抜け・入り間ギアカウント値GCNTOIが第1の判定値以上のとき及び入り・入り間ギアカウント値GCNTIIが第2の判定値以下のときにエンジンが逆回転していると判定する。
【0087】
またリラクタ抜け時回転方向判定手段22fは、エンジンの回転速度が設定速度N1以下の状態でリラクタ抜け信号が発生したときに入り・抜け間ギアカウント値GCNTIO及び抜け・抜け間ギアカウント値GCNTOOをそれぞれに対して設定した第3及び第4の判定値と比較して、入り・抜け間ギアカウント値GCNTIOが第3の判定値未満でかつ抜け・抜け間ギアカウント値GCNTOOが第4の判定値を超えているときにエンジンが正回転していると判定し、入り・抜け間ギアカウント値GCNTIOが第3の判定値以上のとき及び抜け・抜け間ギアカウント値GCNTOOが第4の判定値以下のときにはエンジンが逆回転していると判定する。
【0088】
上記設定速度N1は、エンジンの始動が完了して、回転方向が反転する現象が起こり得ない回転速度範囲の下限付近の速度(始動完了速度)に設定しておく。本実施形態では、この設定速度N1を1000r/minに設定しておく。なお本実施形態で制御の対象としている2サイクルエンジンのアイドリング速度は1500R/minである。
【0089】
このように、設定速度N1を定めて、エンジンの始動時に回転速度が設定速度以下の場合にのみ回転方向の判定を行うようにすると、エンジンの始動が完了して回転方向が反転するおそれがなくなった状態で回転方向の無駄な判定手処理が行われるのを防ぐことができる。
【0090】
また、エンジンの始動が完了した後に、ノイズなどにより回転方向が反転したとの誤判定が行われて、エンジンが失火させられるのを防ぐことができる。
【0091】
[始動時点火制御手段]
マイクロプロセッサ1は、エンジンを始動する際に、その回転速度が設定速度(始動完了速度)N1に達するまでの間制御モードを始動制御モードとして、始動時回転方向判定手段による判定結果に応じて、始動時点火制御手段及び始動時噴射制御手段によりエンジンの点火動作及び燃料噴射動作を制御する。
【0092】
図7において、始動時点火制御手段23は、リラクタ入り時回転方向判定手段22eによりエンジンが正回転していると判定されたとき、及びリラクタ抜け時回転方向判定手段22fによりエンジンが正回転していると判定されたときにエンジンを予め定めた始動時の点火時期に点火するために必要な処理を行い、リラクタ入り時回転方向判定手段22eによりエンジンが逆回転していると判定されたとき、及びリラクタ抜け時回転方向判定手段22fよりエンジンが逆回転していると判定されたときには、エンジンを点火させるために必要な処理を行わずにエンジンを失火させる。
【0093】
エンジンを点火するための処理は、第1気筒及び第2気筒の始動時の点火時期として予め定めたタイミングで発生する所定のギア信号がマイクロプロセッサに入力された時に、マイクロプロセッサのポートB1及びB2の電位をHレベル(高レベル)として点火回路4及び5に点火信号を与える処理である。
【0094】
図4に示したように、本実施形態では、リラクタ抜け信号P2が発生した直後に1番のギア信号が発生するタイミング[第1気筒のピストンの上死点に相当するクランク角位置より12°進角したクランク角位置(BTDC12°)に対応するタイミング]を第1気筒の始動時の点火時期としている。
【0095】
また16番のギア信号が発生するタイミング[#2BTDC12°に対応するタイミング]をエンジンの第2気筒の始動時の点火時期として、この点火時期に点火回路5に点火信号Si2を与える。
【0096】
従って始動時点火制御手段23は、始動時回転方向判定手段22により、エンジンの逆転が検出されてないときに、1番のギア信号(リラクタ抜け信号P2が発生した直後に発生するギア信号)が発生するタイミングでマイクロプロセッサのポートB1をHレベルとして点火回路4に点火信号を与え、16番のギア信号が発生するタイミングでポートB2をHレベルとして点火回路5に点火信号Si2を与えるように構成される。
【0097】
上記の始動時の点火時期は、信号発電機の機械的構成により決まるタイミングである。本明細書では、このように、演算により決められる点火時期ではなく、ハードウェアの構成により決まる一定の点火時期に行う点火を「ハード点火」と呼ぶ。これに対し、マイクロプロセッサに所定の演算を行わせることにより求めた(ソフトウェア的に求めた)点火時期に行う点火を「ソフト点火」と呼ぶ。
【0098】
[始動時噴射制御手段]
始動時噴射制御手段24は、リラクタ入り時回転方向判定手段22eによりエンジンが正回転していると判定されたとき、及びリラクタ抜け時回転方向判定手段22fによりエンジンが正回転していると判定されたときに予め定められた始動時の噴射開始時期に燃料噴射を行わせるために必要な処理を行い、リラクタ入り時回転方向判定手段22eによりエンジンが逆回転していると判定されたとき、及びリラクタ抜け時回転方向判定手段22fよりエンジンが逆回転していると判定されたときに燃料噴射を中止するために必要な処理を行わせる。
【0099】
ここで、燃料噴射を行わせるために必要な処理とは、マイクロコンピュータのポートB3及びB4の電位をHレベルとして、第1気筒用の燃料噴射装置6及び第2気筒用の燃料噴射装置7に噴射信号を与えるために必要な処理である。
【0100】
本実施形態では、エンジンの正回転時にパルサがリラクタの前端側エッジを検出して、リラクタ入り信号抜け信号発生部2Aがリラクタ入り信号P1を発生するタイミングが、エンジンの始動時に最初に第1気筒に燃料を噴射するタイミングとして許容されるタイミング(図4に示した例では、第1気筒の上死点に相当するクランク角位置から75゜進角したクランク角位置に対応するタイミング)となるように、リラクタの極弧角と、パルサがリラクタの前端側エッジを検出する位置とが設定されている。
【0101】
そして、エンジンの始動時に、信号発生装置のリラクタ入り信号・抜け信号発生部が最初に発生した信号がリラクタ入り信号P1であるときに、このリラクタ入り信号の発生時に(第1気筒の上死点前75°のクランク角位置に対応するタイミングで)第1気筒の燃料噴射装置6に噴射信号を与えて、第1気筒に取り付けられたインジェクタからの燃料噴射を行わせる。最初のリラクタ抜け信号P2が発生してギア信号の番号が確定した後は、始動時の第2気筒の噴射開始時期として最適な位置である6番のギア信号の発生位置(第2気筒の上死点より132°進角した位置)で第2気筒用の燃料噴射装置7に噴射信号を与えて、第2気筒のインジェクタからの燃料噴射を行わせ、始動時の第1気筒の噴射開始時期として最適な位置である番号21のギア信号の発生位置(第1気筒の上死点より132°進角した位置)で第1気筒用の燃料噴射装置7に噴射信号を与えて、第1気筒に取り付けたインジェクタからの燃料噴射を行わせる。
【0102】
また、エンジンの始動時に信号発生装置のリラクタ入り信号・抜け信号発生部が最初に発生した信号がリラクタ抜け信号P2であるときには、各ギア信号の番号が特定されるので、6番のギア信号の発生位置(第2気筒の上死点より132°進角した位置)で第2気筒用の燃料噴射装置7に噴射信号を与えて、第2気筒のインジェクタからの燃料噴射を行わせ、番号21のギア信号の発生位置(第1気筒の上死点より132°進角した位置)で第1気筒用の燃料噴射装置7に噴射信号を与えて、第1気筒に取り付けたインジェクタからの燃料噴射を行わせる。
上記始動時の噴射開始時期(上死点前75°または132°のクランク角に相当するタイミング)も、信号発電機の機械的構成により決まるタイミングである。本明細書では、このように、演算により決められる噴射開始時期ではなく、ハードウェアの構成により決まる一定の噴射開始時期に行う噴射を「ハード噴射」と呼ぶ。これに対し、マイクロプロセッサに所定の演算を行わせることにより求めた(ソフトウェア的に求めた)噴射開始時期に行う燃料の噴射を「ソフト噴射」と呼ぶ。
【0103】
上記のように、リラクタ入り信号が発生するタイミングが始動時に第1気筒への燃料の噴射を行うタイミングとして許容し得るタイミングになるように、リラクタの極弧角とパルサが該リラクタの前端側エッジを検出するタイミングとを設定しておくと、エンジンの始動時に第1回目の点火を第1気筒で点火を行う場合に、該第1回目の点火に先立って第1気筒に燃料を噴射しておくことができるため、第1気筒での最初の点火を有効にすることができ、エンジンの始動性を向上させることができる。
【0104】
[定常時点火制御手段]
マイクロプロセッサ1は、エンジンの回転速度が設定速度N1に達して、始動が完了したと判定されたときに、始動制御モードを終了して、定常時点火制御手段25及び定常時噴射制御手段26により点火時期及び噴射開始時期をそれぞれ制御する定常制御モードに移行する。
【0105】
定常時点火制御手段25は、回転速度検出手段21により検出された回転速度を含む制御条件に対してエンジンの点火時期を演算する点火時期演算手段25aと、演算された点火時期を検出する点火時期検出手段25bと、点火時期検出手段25bにより点火時期が検出されたときにマイクロプロセッサのポートB1及びB2から所定の信号幅の点火信号を点火回路4及び5に与える点火信号発生手段25cとにより構成される。
【0106】
定常運転時における点火時期は、エンジンの平均回転速度を含む制御条件に対して、点火動作を行わせるクランク角位置の形で演算される。通常、この点火時期の演算は、所定の制御条件と点火時期との関係を与えるマップを用いて行われる。
【0107】
本実施形態で用いる点火時期検出手段25bは、ギア信号をカウントするカウンタとクロックパルスを計数して時間を計測する点火タイマとを併用して(クランク角の計測と時間の計測とを併用して)、点火時期演算手段により演算された点火時期を検出する手段であり、演算された点火時期を検出したときに、点火信号発生手段25cに指令を与えて、該点火信号発生手段から点火回路4または5に与えるための点火信号を発生させる。
【0108】
点火時期検出手段25Bは、演算された点火時期に近いギア信号の発生位置を点火タイマをスタートさせる位置として、この点火タイマのスタート位置をギア信号を計数することにより検出し、点火タイマのスタート位置が検出されたときに点火タイマに点火時期を計測するための時間(点火タイマ時間)をセットして、その計測を行わせることにより、点火時期を検出する。
【0109】
本実施形態では、エンジンの各気筒毎に特定のギア信号が発生するクランク角位置を点火時期計測用基準クランク角位置として定めておいて、各気筒の基準クランク角位置で発生する基準ギア信号が検出されたときにギアカウンタによるギア信号のカウントを開始し、所定個数のギア信号をカウントすることにより、各気筒の点火時期に近いタイミングで発生するギア信号の発生位置を、点火タイマによる点火時期の計測を開始する点火タイマ時間計測開始クランク角位置として検出する。そして、この計測開始クランク角位置が検出されたときに、点火タイマに所定の点火タイマ時間をセットして該点火タイマによる点火タイマ時間の計測を開始させ、点火タイマが点火タイマ時間の計測を終了するタイミングを点火時期とする。
【0110】
上記点火タイマにセットする点火タイマ時間は、クランク軸が、前記点火時期計測用基準クランク角位置から演算された点火時期に相当するクランク角位置まで回転するのに要する時間から、クランク軸が点火時期計測用基準クランク角位置から点火タイマ時間計測開始クランク角位置まで回転するのに要した時間を差し引いた時間である。
【0111】
ここで、一例として、29番のギア信号の発生位置と30番のギア信号の発生位置との間にあるクランク角位置で第1気筒の点火を行わせる場合を考える。このとき点火時期検出手段は、22番のギア信号が発生する位置を第1気筒の点火時期計測用基準クランク角位置として、このギア信号が発生したときにギアカウンタをスタートさせ、29番のギア信号が発生したときに、このギア信号の発生位置を第1気筒の点火タイマ時間計測開始クランク角位置として検出する。そして、この29番のギア信号が発生したときに、基準クランク角位置から演算された点火時期に相当するクランク角位置までクランク軸が回転するのに要する時間を点火時期計測用時間として演算し、この点火時期計測用時間から、クランク軸が基準クランク角位置(22番のギア信号の発生位置)から29番のギア信号の発生位置まで回転するのに要した時間を差し引くことにより点火タイマ時間を演算し、該点火タイマ時間を点火タイマにセットしてその計測を開始させる。点火タイマ時間の演算には、そのときのエンジンの回転速度が必要になるが、この回転速度としては、18番のギア信号が発生するタイミングから22番のギア信号が発生するタイミングまでの間の経過時間(クランク軸が48°回転するのに要した時間)から検出される回転速度を用いる。
【0112】
そして上記点火タイマが点火タイマ時間の計測を完了したとき(点火タイマの計測値が0になったとき)に点火信号発生手段25cに指令を与えて、マイクロプロセッサ1のポートB1の電位をHレベルにさせ、第1気筒の点火回路4に点火信号を与える。
【0113】
第2気筒の点火時期を検出する際には、7番のギア信号が発生するクランク角位置を点火時期計測用基準クランク角位置として、上記と同様の処理を行わせ、点火タイマが点火時期を検出したときに点火信号発生手段25cに指令を与えてマイクロプロセッサのポートB2の電位をHレベルとすることにより第2気筒の点火回路5に点火信号を与える。第2気筒の点火時期を検出するために点火タイマにセットする点火タイマ時間の演算に用いる回転速度としては、3番のギア信号の発生位置から7番のギア信号の発生位置までクランク軸が回転するのに要した時間から検出される回転速度を用いる。
【0114】
[定常時噴射制御手段]
定常時噴射制御手段26は、回転速度検出手段21により検出されたエンジンの回転速度、スロットル開度、大気圧、エンジンの冷却水温度などの各種の制御条件に対して燃料の噴射開始時期(気筒内への燃料の噴射を開始する時期)を演算する噴射開始時期演算手段26aと、各種の制御条件に対して噴射する燃料の量を演算する噴射量演算手段26cと、演算された噴射開始時期を検出する噴射開始時期検出手段26bと、噴射開始時期検出手段26bにより噴射開始時期が検出されたときにマイクロプロセッサのポートB3及びB4から演算された噴射量の燃料を噴射するために必要な信号幅の噴射信号を燃料噴射装置6及び7に与える噴射信号発生手段26dとにより構成される。
【0115】
定常運転時における噴射開始時期は、燃料の噴射を行わせるクランク角位置の形で演算される。この噴射開始時期の演算は、所定の制御条件と噴射開始時期との関係を与えるマップを用いて行われる。
【0116】
噴射開始時期検出手段26bは、ギア信号をカウントするカウンタと噴射タイマとを併用して、噴射開始時期演算手段により演算された噴射開始時期を検出する手段であり、演算された噴射開始時期を検出したときに、噴射信号発生手段26dに指令を与えて、該噴射信号発生手段から燃料噴射装置6または7に与える噴射信号を発生させる。
【0117】
本実施形態では、エンジンの各気筒毎に特定のギア信号が発生するクランク角位置を噴射開始時期計測用基準クランク角位置として定めておいて、各気筒の噴射開始時期計測用基準クランク角位置で発生する基準ギア信号が検出されたときにギアカウンタによるギア信号のカウントを開始し、所定個数のギア信号をカウントすることにより、各気筒の噴射開始時期に近いタイミングで発生するギア信号の発生位置を、噴射タイマによる噴射開始時期の計測を開始する噴射タイマ時間計測開始クランク角位置として検出する。そして、この噴射タイマ時間計測開始クランク角位置が検出されたときに、噴射タイマに所定の噴射タイマ時間をセットして該噴射タイマによる噴射タイマ時間の計測を開始させ、噴射タイマが噴射タイマ時間の計測を終了するタイミングを噴射開始時期とする。
【0118】
上記噴射タイマにセットする噴射タイマ時間は、クランク軸が、前記噴射開始時期計測用基準クランク角位置から演算された噴射開始時期に相当するクランク角位置まで回転するのに要する時間から、クランク軸が噴射開始時期計測用基準クランク角位置から噴射タイマ時間計測開始クランク角位置まで回転するのに要した時間を差し引いた時間である。
【0119】
ここで、一例として、20番のギア信号の発生位置と21番のギア信号の発生位置との間にあるクランク角位置で第1気筒の燃料噴射を行わせる場合を考える。このとき噴射開始時期検出手段は、7番のギア信号が発生する位置を第1気筒の噴射開始時期計測用基準クランク角位置として、このギア信号が発生したときにギアカウンタをスタートさせ、20番のギア信号が発生したときに、このギア信号の発生位置を第1気筒の噴射タイマ時間計測開始クランク角位置として検出する。そして、この20番のギア信号が発生したときに、噴射開始時期計測用基準クランク角位置から演算された噴射開始時期に相当するクランク角位置までクランク軸が回転するのに要する時間を噴射開始時期計測用時間として演算し、この噴射開始時期計測用時間から、クランク軸が基準クランク角位置(7番のギア信号の発生位置)から20番のギア信号の発生位置(噴射タイマ時間計測開始クランク角位置)まで回転するのに要した時間を差し引くことにより噴射タイマ時間を演算し、該噴射タイマ時間を噴射タイマにセットしてその計測を開始させる。噴射タイマ時間の演算に用いる回転速度としては、3番のギア信号が発生するタイミングから7番のギア信号が発生するタイミングまでの間の経過時間(クランク軸が48°回転するのに要した時間)から検出される回転速度を用いる。
【0120】
そして上記噴射タイマが噴射タイマ時間の計測を完了したとき(噴射タイマの計測値が0になったとき)に噴射信号発生手段26dに指令を与えて、マイクロプロセッサ1のポートB3の電位をHレベルにさせ、第1気筒の燃料噴射装置6に噴射信号を与える。
【0121】
第2気筒の噴射開始時期を検出する際には、22番のギア信号が発生するクランク角位置を噴射開始時期計測用基準クランク角位置として、上記と同様の処理を行わせ、噴射タイマが噴射開始時期を検出したときに噴射信号発生手段26dに指令を与えてマイクロプロセッサのポートB4の電位をHレベルとすることにより第2気筒の燃料噴射装置7に噴射信号を与える。第2気筒の噴射開始時期を検出するために噴射タイマにセットする噴射タイマ時間の演算に用いる回転速度としては、18番のギア信号の発生位置から22番のギア信号の発生位置までクランク軸が回転するのに要した時間から検出される回転速度を用いる。
【0122】
(3)エンジンの始動時から始動完了までの動作
本実施形態において、エンジンの始動操作を開始した後、エンジンの始動が完了するまでの間に行われる点火動作及び燃料噴射動作の一例を示すタイミングチャートを図5に示し、図5の各過程で行われる燃料噴射動作及び点火動作と、燃料噴射動作及び点火動作に用いる信号と、点火動作及び噴射動作が行われるクランク角位置とを図6の図表にまとめて示した。
【0123】
図6において、左端の「タイミング」の欄に示した丸数字は、図5に示した丸数字に対応している。
【0124】
図5の時刻0で始動操作が開始され、クランキングが行われると、エンジンのクランク軸の回転速度が変動を伴いながら上昇していき、パルサ及びギアセンサの出力のレベルが上昇していく。クランク軸の回転速度がある速度以上になると、ギアセンサの出力がしきい値以上になるため、所定のパルス波形のギア信号Pgが発生するようになる。またパルサの出力のレベルがしきい値以上になるため、リラクタ入り信号P1及びリラクタ抜け信号P2が発生するようになる。
【0125】
エンジンの始動時においては、先ず第1気筒の上死点前75°のクランク角位置に相応するタイミング(丸数字1のタイミング)で最初のリラクタ入り信号P1が発生したときにマイクロプロセッサのポートB3の電位をHレベルとすることにより第1気筒用の燃料噴射装置に噴射信号Sj1を与えて第1気筒のハード噴射(図6参照)を行わせる。
【0126】
次いで第1気筒の上死点前15°のクランク角位置に相当するタイミングでリラクタ抜け信号P2が発生した後、最初に発生するギア信号Pgを1番のギア信号として特定(以下順次発生するギア信号に2ないし30の番号を付けて特定する)して、この1番のギア信号が発生する丸数字2のタイミング(第1気筒の上死点前12°のクランク角位置に相当するタイミング)で、マイクロプロセッサのポートB1の電位をHレベルとすることにより点火回路4に点火信号Si1を与えて、第1気筒のハード点火を行わせる。
【0127】
次いで第2気筒の上死点前132°のクランク角位置に相当する丸数字3のタイミングで6番のギア信号Pg(図4参照)が発生したときにマイクロプロセッサのポートB4の電位をHレベルとすることにより第2気筒用の燃料噴射装置に噴射信号Sj2を与えて、第2気筒のハード噴射を行わせ、第2気筒の上死点前12°の位置で16番のギア信号が発生したときにマイクロプロセッサのポートB2の電位をHレベルとすることにより第2気筒の点火回路5に点火信号Si2を与えて、第2気筒のハード点火を行わせる。
【0128】
次いで、第1気筒の上死点前132°のクランク角位置に相当する丸数字5のタイミングで21番のギア信号が発生したときに第1気筒用の燃料噴射装置6に噴射信号Sj1を与えて第1気筒のハード噴射を行わせ、第1気筒の上死点前12°のクランク角位置に相当するタイミングで1番のギア信号が発生したときに第1気筒用の点火回路4に点火信号Si1を与えて第1気筒のハード点火を行わせる。
【0129】
以下同様にして、第2気筒の上死点前132°のクランク角位置に相当するタイミング(丸数字7のタイミング)及び第2気筒の上死点前12°のクランク角位置に相当するタイミング(丸数字8のタイミング)でそれぞれ第2気筒のハード噴射及びハード点火を行わせ、第1気筒の上死点前132°のクランク角位置に相当するタイミング(丸数字9のタイミング)及び第2気筒の上死点前12°のクランク角位置に相当するタイミング(丸数字10のタイミング)でそれぞれ第1気筒のハード噴射及びハード点火を行わせる。
【0130】
図示の例では、丸数字12のタイミングで第2気筒のハード点火を行った時点でエンジンの回転速度が設定値N1(=1000r/min)を超えたため、丸数字12のタイミングでハード点火を行った時点で始動制御モードを終了して定常制御モードに移行している。丸数字12よりも後に現れる噴射タイミング(丸数字13や丸数字15のタイミング)及び点火タイミング(丸数字14や丸数字17のタイミング)では、それぞれ各種の制御条件に対して演算された噴射開始時期及び点火時期に燃料噴射及び点火動作を行わせるソフト噴射及びソフト点火を行わせている。
【0131】
(4)各機能実現手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズム
上記の各機能実現手段を構成するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示すフローチャートの要部を図8ないし図20に示した。
【0132】
[リラクタ入り割込みルーチン](図8)
マイクロプロセッサは、信号発生装置2がリラクタ入り信号P1を発生する毎に、図8に示すリラクタ入り割込みルーチンを実行する。
【0133】
この割込みルーチンでは、先ずステップ1において、回転速度検出手段21により検出されたエンジンの平均回転速度が設定速度N1以下であるか否かを判定する。その結果、回転速度が設定速度を超えていると判定された場合には、何もしないでメインルーチンに戻る。回転速度を判定した結果、回転速度が設定速度N1以下であると判定されたときには、ステップ2に進んで、始動操作開始後初回のリラクタ抜け割込み(後述する)が行われたか否かを判定する。その結果、初回のリラクタ抜け割込みが行われていないと判定されたときには、ステップ3に移行して第1気筒のハード噴射を行わせた後、メインルーチンに戻る。
【0134】
ステップ2において、初回のリラクタ抜け割込みが既に行われたと判定されたときには、ステップ5に移行して逆転フラグが1にセットされているか否かを判定する。その結果、逆転フラグが1にセットされている場合には、何もしないでメインルーチンに復帰し、逆転フラグが1にセットされていないと判定されたときには、ステップ4に進んでギア信号Pgをカウントしているギアカウンタ(フリーランカウンタ)のカウント値を読み込んで、このカウント値と、既に読み込まれているカウント値とから、リラクタ抜け信号が発生してから今回のリラクタ入り信号が発生するまでの間にカウントされた抜け・入り間ギアカウント値GCNTOIと、前回のリラクタ入り信号P1が発生してから今回のリラクタ入り信号が発生するまでの間にカウントされた入り・入り間ギアカウント値GCNTIIを求める。この過程により、図7に示した抜け・入り間ギア信号カウント手段22aと、入り・入り間ギア信号カウント手段22bが構成される。
【0135】
次いで、ステップ6において、抜け・抜け間ギアカウント値GCNTOIと比較する第1の判定値を26として、GCNTOI≧26であるか否かの判定を行い、この条件が成立しているときにエンジンが逆転していると判定して、ステップ7に進んで逆転フラグを1にセットする。
【0136】
ステップ6において、GCNTOI≧26の条件が成立してないと判定されたときには、次いでステップ8に進んで、入り・入り間ギアカウント値GCNTIIと比較する第2の判定値を10として、GCNTII≦10の条件が成立しているか否かを判定する。その結果この条件が成立しているときには、エンジンが逆転していると判定して、ステップ7に移行し、逆転フラグを1にセットする。ステップ8においてGCNTII≦10の条件が成立していないと判定されたときには、ステップ9に進んで、ギア信号をカウントする第1気筒のn3.IGギアカウンタ(ギア信号を計数する点火時期計測用カウンタ)に、リラクタ抜け信号P2が発生した後、最初に発生するギア信号(1番のギア信号)を検出するために必要な計数値(=6)をセットして、その計数動作を行わせる。
【0137】
[リラクタ抜け割込みルーチン](図9)
信号発生装置2がリラクタ抜け信号P2を発生する毎に、図9に示したリラクタ抜け割込みルーチンが実行される。
【0138】
この割込みルーチンでは、先ずステップ1において、回転速度検出手段21により検出されたエンジンの平均回転速度が設定速度N1以下であるか否かを判定する。その結果、回転速度が設定速度を超えていると判定された場合には、何もしないでメインルーチンに戻る。回転速度を判定した結果、回転速度が設定速度N1以下であると判定されたときには、ステップ2に進んで、今回の割込みが始動操作開始後初回のリラクタ抜け割込みであるか否かを判定する。その結果、初回のリラクタ抜け割込みである場合には、ステップ3に進んで第1気筒のn3.IGギアカウンタ(ギア信号を計数する第1気筒用の点火時期計測用ギアカウンタ)に、リラクタ抜け信号が発生した後1回目に発生するギア信号(#1BTDC12°の位置で発生する1番のギア信号)を検出するための計数値(=1)をセットして、その計数を行わせ、ステップ4において、第2気筒のn3.INJギアカウンタ(ギア信号を計数する第2気筒用の噴射開始時期計測用ギアカウンタ)に、リラクタ抜け信号が発生した後6回目に発生するギア信号(#2BTDC132°の位置で発生する6番のギア信号)を検出するために必要な計数値(=6)をセットして、その計数動作を開始させる。またステップ5において、第1気筒のn3.INJギアカウンタ(ギア信号を計数する第1気筒用の噴射開始時期計測用ギアカウンタ)に、リラクタ抜け信号が発生した後21回目に発生するギア信号(#1BTDC132°の位置で発生する21番のギア信号)を検出するために必要な計数値(=21)をセットして、その計数動作を開始させた後メインルーチンに復帰する。
【0139】
ステップ2において、今回の割込みが初回のリラクタ抜け割込みでないと判定されたときには、ステップ6に移行して、逆転フラグが1にセットされているか否かを判定する。その結果、逆転フラグが1にセットされている場合には、何もしないでメインルーチンに復帰し、逆転フラグが1にセットされていないと判定されたときには、ステップ7に進んでギア信号Pgをカウントしているギアカウンタ(フリーランカウンタ)のカウント値を読み込んで、このカウント値と、既に読み込まれているカウント値とから、リラクタ入り信号が発生してから今回のリラクタ抜け信号が発生するまでの間にカウントされた入り・抜け間ギアカウント値GCNTIOと、前回のリラクタ抜け信号P2が発生してから今回のリラクタ抜け信号P2が発生するまでの間にカウントされた抜け・抜け間ギアカウント値GCNTOOとを求める。この過程により、図7に示した入り・抜け間ギア信号カウント手段22cと、抜け・抜け間ギア信号カウント手段22dとが構成される。
【0140】
次いで、ステップ8において、入り・抜け間ギアカウント値GCNTIOと比較する第3の判定値を7として、GCNTIO≧7であるか否かの判定を行い、この条件が成立しているときにエンジンが逆転していると判定して、ステップ9に進んで逆転フラグを1にセットする。
【0141】
ステップ8においてGCNTIO≧7の条件が成立してないと判定されたときには、ステップ10に進み、抜け・抜け間ギアカウント値GCNTOOと比較する第4の判定値を10として、GCNTOO≦10の条件が成立しているか否かを判定する。その結果この条件が成立しているときには、エンジンが逆転していると判定して、ステップ9に移行し、逆転フラグを1にセットする。ステップ10においてGCNTOO≦10の条件が成立していないと判定されたときには、エンジンは逆転していないと判定してメインルーチンに復帰する。
【0142】
この例では、図8の割込みルーチンのステップ1,2,4及び5ないし8とによりリラクタ入り時回転方向判定手段22eが構成され、図9の割込みルーチンのステップ1,2及び6ないし10により、リラクタ抜け時回転方向判定手段22fが構成されている。
【0143】
また図8の割込みルーチン及び図9の割込みルーチンにより、始動時回転方向判定手段22が構成されている。
[ギア割込み](図10)
マイクロプロセッサ1はまた、所定のギア信号が発生したときに図10に示す割込みを実行する。この割込みルーチンでは、ステップ1において、予め定めたギア割込みスケジュールに従って、予め実行順序が定められた一連のギア割込み#2_n1,#2_n2,#1_n1及び#1_n2のうち、今回実行させるべき割込みがいずれであるかを判断し、実行すべきであると判断した割込みを実行させる。
【0144】
本実施形態では、図4に示したように、今回発生したギア信号が3番のギア信号であるときに、図11の#2_n1割込みを実行させ、今回発生したギア信号が7番のギア信号であるときに、図12に示した#2_n2割込みを実行させる。また今回発生したギア信号が18番のギア信号であるときに、図13に示した#1_n1割込みを実行させ、今回発生したギア信号が22番のギア信号であるときに図14に示した#1_n2割込みを実行させる。
【0145】
[#2_n1割込み](図11)
マイクロプロセッサは、3番目のギア信号を検出したときに図11に示す#2_n1割込みを実行する。この割込みでは、ステップ1において22番のギア信号が発生してから今回の3番のギア信号が発生するまでの間に経過した時間CNTR12を求め、次いでステップ2において、#2_n2割込みを実行するタイミングを与える7番のギア信号を検出するために必要なカウント値(=4)をギアカウンタにセットしてメインルーチンに戻る。
【0146】
[#2_n2割込み](図12)
マイクロプロセッサは、7番目のギア信号が発生したときに図12に示した割込みルーチンを実行する。この割込みルーチンでは、先ずステップ1において、3番のギア信号が発生してから7番のギア信号が発生するまでの時間CNTRV2を演算し、次いでステップ2において、メインルーチン等の他のルーチンで既に検出されている回転速度(エンジンが1回転するのに要した時間から検出した平均回転速度)を読み込む。次いで、ステップ3において、次のギア割込みである#1_n1割込みを実行するタイミングを与えるギア信号(18番のギア信号)を検出するために計数すべきカウント値(=11)をギアカウンタにセットしてその計数を行わせる。
【0147】
またステップ4において、平均回転速度が設定速度N1以下であるか否かを判定し、平均回転速度が設定速度N1以下である場合には、ステップ5に進んでハードフラグを0とする。次いでステップ6において第2気筒のハード噴射を行うタイミングで発生する6番のギア信号を検出するために計数する必要があるカウント値(=30)を第2気筒の噴射開始時期計測用ギアカウンタ(n3.INJカウンタ)にセットする。その後ステップ7において逆転フラグが1であるか否かを判定し、その結果、逆転フラグが1であるとき(始動制御モードが終了しているとき)には、何もしないでメインルーチンに戻る。
【0148】
ステップ7において、逆転フラグが1でないと判定されたとき(始動制御モードであると判定されたとき)には、ステップ8に進んで第2気筒のハード点火を行わせる16番のギア信号を検出するために計数する必要があるカウント値(=10)を点火時期計測用ギアカウンタ(n3.IGギアカウンタ)にセットしてその計数を開始させた後メインルーチンに戻る。
【0149】
図12のステップ4において平均回転速度が設定速度N1を超えていると判定されたときには、ステップ9に進んでハードフラグを1にセットし、次いでステップ20においてメインルーチンで演算されている点火時期を検算する。その後、ステップ11において、ステップ10で読み込んだ点火時期に最も近いタイミングで発生するギア信号を検出するために計数する必要があるカウント値を第2気筒の点火時期計測用ギアカウンタ(n3.IGギアカウンタ)にセットしてその計数を開始させる。
【0150】
次いでステップ12において、他のルーチンで演算されている噴射開始時期を読み込み、ステップ13において、第2気筒の噴射開始時期に最も近いタイミングで発生するギア信号を検出するために計数する必要があるカウント値を第2気筒の噴射時期計測用ギアカウンタ(n3.INJギアカウンタ)にセットしてその計数を開始させた後、メインルーチンに復帰する。
【0151】
[#1_n1割込み](図13)
マイクロプロセッサは、18番のギア信号が発生したことを検出したときに図13に示す#1_n1割込みを実行する。この割込みでは、ステップ1において7番のギア信号が発生してから18番のギア信号が発生するまでの時間CTR21を演算し、ステップ2において、#1_n2割込みを行わせるタイミングを与える22番のギア信号を検出するために計数する必要があるカウント値(=4)をギアカウンタにセットしてメインルーチンに復帰する。
【0152】
[#1_n2割込み](図14)
マイクロプロセッサは、22番のギア信号が発生したことを検出したとき(ギアカウンタが図13の割込みによりセットされたカウント値を計数したとき)に図14に示した割込みルーチンを実行する。
【0153】
この割込みでは、ステップ1において、18番のギア信号が発生してから今回の22番のギア信号が発生するまでの時間CTRV1を演算し、次いでステップ2において、次の#2_n1割込み(図11の割込み)を実行するタイミングを与える3番のギア信号を検出するために計数すべきカウント値(=11)をギアカウンタにセットしてその計数を開始させる。またステップ3においてハードフラグが1にセットされているか否かを判定し、ハードフラグが1でない場合には、ステップ4に進んで第1気筒の噴射時期計測用ギアカウンタ(n3.INJギアカウンタ)に始動時の第1気筒の噴射開始時期を与える21番のギア信号を検出するために計数する必要があるカウント値をギアカウンタにセットしてその計数を開始させる。
【0154】
またステップ3においてハードフラグが1にセットされていると判定されたときには、ステップ5に進んで、メインルーチンで演算されている第1気筒の点火時期を読み込み、ステップ6において、第1気筒の点火時期に最も近いタイミングで発生するギア信号を検出するために計数する必要があるカウント値を点火時期計測用ギアカウンタ(n3.IGギアカウンタ)にセットして、その計数を開始させる。次いで、ステップ7において、メインルーチンで演算されている第1気筒の噴射開始時期を読み込み、ステップ8において、その噴射回時期に最も近いタイミングで発生するギア信号を検出するために計数する必要があるカウント値を第1気筒の噴射開始時期計測用ギアカウンタ(n3.INJギアカウンタ)にセットしてその計数を開始させた後メインルーチンに戻る。
【0155】
[n3.IG割込み](図15)
マイクロコンピュータは、点火時期計測用ギアカウンタ(n3.IGギアカウンタ)がセットされたカウント値を計数したときに図15に示す割込みルーチンを実行する。この割込みでは、ステップ1において今回点火を行うのは第1気筒であるか否かを判定し、第1気筒である場合には、ステップ2に進んでハードフラグが1であるか否かを判定する。その結果ハードフラグが1でない場合には、ステップ3に進んで第1気筒のハード点火を行わせ、ハードフラグが1である場合には、ステップ4においてソフト点火を行う点火時期を検出するために計測する必要がある点火タイマ時間を第1気筒の点火タイマにセットしてメインルーチンに復帰する。
【0156】
またステップ1において今回点火を行う気筒が第1気筒でないと判定されたときには、ステップ5においてハードフラグ1であるか否かを判定し、その結果ハードフラグが1でない場合には、ステップ6に進んで第2気筒のハード点火を行わせる。ステップ5においてハードフラグが1であると判定されたときには、ステップ7に進んで第2気筒の点火時期を検出するために計測する必要がある点火タイマ時間を第2気筒の点火タイマにセットしてメインルーチンに戻る。
【0157】
[#1_n3.INJ割込み](図16)
マイクロプロセッサは、第1気筒の噴射開始時期計測用ギアカウンタ(n3.INJギアカウンタ)がセットされたカウント値の計数を行う毎に図16に示す#1_n3.INJ割込みを実行する。
【0158】
この割込みでは、先ずステップ1においてハードフラグが1であるか否かを判定し、ハードフラグが1である場合には、ステップ2に移行して第1気筒のハード噴射を行わせる。またステップ1においてハードフラグが1であると判定されたときには、ステップ3に移行して第1気筒のソフト噴射を行うタイミングを検出するために計測する必要がある噴射タイマ時間を噴射タイマにセットしてその計測を開始させた後、メインルーチンに戻る。
【0159】
[#2_n3.INJ割込み](図17)
マイクロプロセッサは、第2気筒の噴射開始時期計測用ギアカウンタ(n3.INJギアカウンタ)がセットされたカウント値を計数する毎に図17の割込みルーチンを実行させる。
【0160】
この割込みルーチンでは、先ずステップ1においてハードフラグが1であるか否かを判定し、ハードフラグが1である場合には、ステップ2に移行して第2気筒のハード噴射を行わせる。またステップ1においてハードフラグが1であると判定されたときには、ステップ3に移行して第2気筒のソフト噴射を行うタイミングを検出するために計測する必要がある噴射タイマ時間を噴射タイマにセットしてその計測を開始させた後、メインルーチンに戻る。
【0161】
[点火タイマ割込み](図18)
マイクロプロセッサは、点火タイマがセットされた点火タイマ時間を計測する毎に図18に示した点火タイマ割込みを実行する。
【0162】
この割込みでは、ステップ1において、既に点火信号が発生しているか否か(点火中であるか否か)を判定し、点火信号が発生していないと判定されたときにステップ2に進んでマイクロコンピュータのポートB1またはB2をHレベルにすることにより、点火回路4または5に点火信号を与える。
【0163】
次いでステップ3において点火タイマに点火信号停止時間(点火信号の信号幅に相当する時間)をセットしてその計測を開始させる。点火信号を発生した後、点火タイマが点火信号停止時間を計測して再びこの割込みが実行されたときには、ステップ1において点火中であると判定されるため、ステップ4に移行して点火信号の出力を停止させる。これにより、点火回路のサイリスタに与える点火信号の信号幅を所定の幅に制限する。
【0164】
[#1.INJタイマ割込み](図19)
マイクロプロセッサは、第1気筒用の噴射タイマがセットされた噴射タイマ時間を計測したときに図19の割込みを実行する。
【0165】
この割込みにおいては、ステップ1において第1気筒の燃料噴射装置が噴射中であるか否かを判定し、この判定により、噴射中でないと判定されたときに、ステップ2に進んでマイクロプロセッサのポートB3をHレベルにすることにより、第1気筒の燃料噴射装置に噴射信号を与える。次いでステップ3において噴射タイマに噴射量演算手段により演算されている噴射量により決まる噴射時間をセットして、メインルーチンに戻る。噴射タイマが噴射時間を計測して、再びこの割込みが実行されたときには、ステップ1において噴射中であると判定されるため、ステップ4に移行して、噴射信号の出力を停止させる。これにより、第1気筒用の燃料噴射装置に与える噴射信号の信号幅を噴射量に相応した幅とする。
【0166】
[#2.INJタイマ割込み](図20)
マイクロプロセッサは、第2気筒用の噴射タイマがセットされた噴射タイマ時間を計測したときに図20の割込みを実行する。
【0167】
この割込みにおいては、ステップ1において第2気筒の燃料噴射装置が噴射中であるか否かを判定し、この判定により、噴射中でないと判定されたときに、ステップ2に進んでマイクロプロセッサのポートB4をHレベルにすることにより、第2気筒の燃料噴射装置に噴射信号を与える。次いでステップ3において噴射タイマに噴射量演算手段により演算されている噴射量により決まる噴射時間をセットして、メインルーチンに戻る。噴射タイマが噴射時間を計測して、再びこの割込みが実行されたときには、ステップ1において噴射中であると判定されるため、ステップ4に移行して、噴射信号の出力を停止させる。これにより、第2気筒用の燃料噴射装置に与える噴射信号の信号幅を、噴射量に相応した幅とする。
【0168】
本実施形態においては、図12のステップ4,5及び9により、回転速度が設定速度N1以下であるときに制御モードを始動モードとし、回転速度が設定速度を超えているときに制御モードを定常制御モードとする制御モード切替手段が構成される。
【0169】
また図12の割込みルーチンのステップ4ないし6と、図14の割込みルーチンのステップ3及び4と、図16の割込みルーチンのステップ1及び2と、図17の割込みルーチンのステップ1及び2と、図19及び図20の割込みルーチンとにより、始動時噴射制御手段が構成される。
【0170】
更に、図8の割込みルーチンのステップ7及び9と、図9の割込みルーチンのステップ2ないし5及びステップ9と、図12のステップ4,5,7及び8と、図15の割込みルーチンのステップ2,3,5及び6とにより、始動時点火制御手段が構成される。
【0171】
また図14の割込みルーチンのステップ3,5,6と、図15の割込みルーチンにのステップ4及び7と、図18の割込みルーチンとにより、定常時点火制御手段が構成される。
【0172】
更に図12の割込みルーチンのステップ12及び13と、図14の割込みルーチンのステップ7及び8と、図16の割込みルーチンのステップ1及び3と、図17の割込みルーチンのステップ1及び3と、図19及び図20の割込みルーチンとにより、定常時噴射制御手段が構成される。
【0173】
また本実施形態では、始動時噴射制御手段24と定常時噴射制御手段26とにより、リラクタ抜け信号の発生位置を基準にして各気筒の噴射開始時期を検出して各気筒内への燃料噴射を行わせる噴射制御手段が構成され、始動時点火制御手段23と、定常時点火制御手段26とにより、リラクタ抜け信号の発生位置を基準にして各気筒の点火時期を検出して各気筒での点火動作を行わせる点火制御手段が構成されている。
【0174】
上記の説明では、メインルーチンの構成に触れなかったが、メインルーチンでは、一連のギア信号を特定するための処理、割込みの制御、回転速度検出用の時間CNTRV1,CNTRV2,CNTR21,CNTR22から回転速度を求めるための演算、演算された回転速度に対して点火時期や噴射開始時期を求めるマップ演算、大気圧やスロットル開度などの各種の制御条件に対して行う燃料噴射量の演算などが行われる。
【0175】
上記の実施形態では、信号発生装置のロータに設けるギアの歯数を30としたが、このギアの歯数は任意であり、クランク角の検出の分解能を高めるために、更に多くの(例えば60個の)歯を有するギアを設けてもよい。
【0176】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、エンジンのある気筒の始動時の燃料噴射開始時期として許容される時期にリラクタ入り信号を発生させるように信号発生装置を構成するとともに、エンジンの始動時に最初にリラクタ入り信号が発生したときに、該リラクタ入り信号の発生時にある気筒内への燃料噴射を行わせるように燃料噴射制御手段を構成したので、エンジンの始動時に必ず、各気筒内に燃料を噴射してから各気筒での点火動作を行わせることができる。従って、始動時に行われる第1回目の点火動作が無効になるのを防ぐことができ、エンジンの始動性を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係わる制御装置のハードウェアの構成例を示したブロック図である。
【図2】本発明の実施形態で用いる信号発電機の構成例を示した正面図である。
【図3】図2の信号発電機の断面図である。
【図4】本発明の実施形態において、エンジンの始動時に各部に得られる信号波形を模式的に示したタイミングチャートである。
【図5】本発明の実施形態の始動操作開始時から始動完了時までの動作を説明するためのタイミングチャートである。
【図6】図5のタイミングチャートの各部において行われる点火動作及び噴射動作と、各点火動作及び噴射動作に用いられる信号と点火動作及び噴射動作が行われるクランク角位置とをまとめて示した図表である。
【図7】本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが実現する機能実現手段を示した機能ブロック図である。
【図8】本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが実行するリラクタ入り割込みのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図9】本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが実行するリラクタ抜け割込みのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図10】本発明の実施形態においてマイクロプロセッサが実行するギア割込みルーチンのアルゴリズムを示したフローチャートである。
【図11】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図12】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図13】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図14】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図15】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図16】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図17】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図18】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図19】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【図20】本発明の実施形態において、マイクロプロセッサが実行する更に他の割込みルーチンを示したフローチャートである。
【符号の説明】
1…マイクロプロセッサ、2…信号発生装置、2A…リラクタ入り信号・抜け信号発生部、2B…ギア信号発生部、3…電源部、4…第1気筒用の点火回路、5…第2気筒用の点火回路、6…第1気筒用燃料噴射装置、7…第2気筒用燃料噴射装置、10…ロータ、11…パルサ、12…ギアセンサ、13…信号発電機、18…リラクタ、19…ギア、22…始動時回転方向判定手段、22a…抜け・入り間ギア信号カウント手段、22b…入り・入り間ギア信号カウント手段、22c…入り・抜け間ギア信号カウント手段、22d…抜け・抜け間ギア信号カウント手段、22e…リラクタ入り時回転方向判定手段、22f…リラクタ抜け時回転方向判定手段、23…始動時点火制御手段、24…始動時噴射制御手段、25…定常時点火制御手段、26…定常時噴射制御手段。
[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a control device for controlling ignition and fuel injection of a two-cycle direct injection engine.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art A two-cycle engine is widely used as a prime mover for a vehicle such as a scooter, a snowmobile, a buggy, etc., which emphasizes simplicity. In these vehicles, the engine is often started using a manually operated starting device, such as a recoil starter or a kick starter, without using a starting device provided with a starter motor.
[0003]
In recent years, in order to purify exhaust gas and save fuel consumption, it is necessary to perform detailed control of the engine. Therefore, a direct injection engine that injects fuel directly into a cylinder from a fuel injection device has been used, and a control device that controls a fuel injection start timing and an ignition timing of the engine includes a microprocessor. Is being used.
[0004]
When an engine is controlled by using a microprocessor, the microprocessor always outputs the engine rotation information (crank angle information and rotation speed) in order to detect the rotation speed of the engine and the calculated ignition timing. Information).
[0005]
For this reason, in an engine control device using a microprocessor, a signal generating device that generates a signal in synchronization with the rotation of the engine is attached to the engine, and the ignition timing of the engine and the start of fuel injection are obtained from the output of the signal generating device. The engine rotation information necessary for controlling the timing and the like is obtained.
[0006]
The signal generator attached to the engine includes one reluctor and a gear having a large number of teeth arranged at equal angular intervals, a rotor attached to the crankshaft of the engine, and a rotational direction of the reluctor. A signal input / removal signal generator for detecting a front end edge and a rear end edge to generate a reductor input signal and a reductor disconnection signal, respectively, and a front end edge and a rear end side in the rotation direction of each tooth portion of the gear. A gear having a gear signal generator for generating a gear signal each time one of the edges is detected (every fixed crank angle) is often used.
[0007]
The above-mentioned incoming / outgoing signal generating unit generates one pulser that generates two pulse signals having different polarities when detecting the leading edge and the trailing edge in the rotational direction of the reluctor, and the pulser that generates the two pulses. And a waveform shaping circuit for converting the two pulse signals into a reluctant-in signal and a reluctant-out signal having a waveform recognizable by the microprocessor.
[0008]
The gear signal generator is configured to generate two pulses having different polarities when detecting a leading edge and a trailing edge in the rotational direction of each tooth portion of the gear provided on the rotor. A sensor having a similar structure) and a pulse generated when the gear sensor detects any one of the leading edge and the trailing edge in the rotational direction of each tooth portion. And a waveform shaping circuit that converts the signal into a gear signal having a waveform that can be recognized. The series of gear signals generated by the gear signal generation unit is a signal having a pulse waveform generated at a constant angle. For example, when the gear has 30 teeth at equal angular intervals, the crank signal This is a pulse waveform signal generated every time the shaft rotates 12 °.
[0009]
When the signal generator as described above is used, the interval between the occurrence of the signal to enter the reluctor and the signal to exit the reluctor and the time between the generation of a predetermined number of gear signals (the time required for the crankshaft to rotate by a certain angle) The rotation speed of the engine can be detected. In addition, a specific crank angle position of the engine can be detected from the signal with the reactor and the signal without the reactor. The specific crank angle position detected by these signals is set as a reference position, and the fuel injection of each cylinder is performed at the reference position. By starting the measurement of the start timing and the ignition timing, the ignition timing and the injection start timing of each cylinder can be detected.
[0010]
The microprocessor calculates the ignition timing and the fuel injection start timing of the engine with respect to various control conditions including the rotation speed detected from the output of the signal generator, and the reference position is detected based on the reluctant on signal or the reluctant off signal. At this time, measurement of the calculated injection start timing and ignition timing is started, and when each measurement is completed, the fuel injection operation and ignition operation in each cylinder are performed.
[0011]
[Problems to be solved by the invention]
In a direct injection engine that directly injects fuel into each cylinder, in order to generate an effective explosion when the ignition operation is performed in each cylinder, fuel injection into the cylinder is performed before the ignition timing. Must be done.
[0012]
However, in the conventional control device for a two-cycle direct injection engine, even when the engine is started, the position at which the signal generated by the signal generator is generated or the signal generated by the retractor is used as a reference position. Since the measurement of the ignition timing and the fuel injection start timing is started, the first ignition is performed at the ignition timing measured by using the first signal generated by the reactor or the signal generated by the absence of the reactor after the start of the engine. In addition, it has not been possible to inject fuel in advance into the cylinder for performing the ignition. Therefore, when the conventional control device is used, there is a problem that the ignition operation performed first after the start of the start is invalidated and the startability of the engine is deteriorated.
[0013]
An object of the present invention is to improve the startability of an engine by improving the startability of an engine by ensuring that fuel can be injected into a cylinder where the ignition is performed prior to the first ignition performed after the start operation is started. A control device for a direct injection engine is provided.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
The present invention relates to a control device for controlling fuel injection start timing and ignition timing of a two-cycle direct injection engine in which fuel is directly injected into each cylinder from a fuel injection device. A rotor having a reluctor and attached to the crankshaft of the engine, and a reluctant signal / missing signal for detecting a leading edge and a trailing edge in the rotational direction of the refractor to generate a signal for entering the reluctor and a signal for missing the reductor, respectively. A signal generator configured to generate a signal to enter a reluctor at a time allowed as a fuel injection start time at the time of starting a cylinder of an engine, and Ignition control means for detecting the ignition timing of each cylinder and performing the ignition operation in each cylinder, And injection control means for detecting the start time to perform the fuel injection into each cylinder is provided.
[0015]
In the present invention, when the first signal generated by the reluctant on / off signal generating unit at the time of starting the engine is a reluctant on signal, the injection control means may control the cylinder at the time of the first reluctant on signal generation. After the first fuel injection is performed, all the second and subsequent fuel injections to be performed in each cylinder until the engine speed reaches a set speed lower than the idling speed are performed through the recirculator. The signal is generated at the start of injection at the time of start detected with reference to the signal, and when the signal generated first by the reluctant on / off signal generation unit after the start of the engine is the reluctant exit signal, the rotational speed of the engine Injection start timing at start-up in which all fuel injections performed in each cylinder until the set speed is reached are detected with reference to the reluctant exit signal Configured to carry out.
[0016]
With the configuration described above, the fuel can be injected into each cylinder and the ignition operation in each cylinder can be performed at all times when the engine is started, so that the first ignition operation performed at the start is invalidated. Can be prevented, and the startability of the engine can be improved.
[0017]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to a two-cycle engine will be described with reference to the drawings.
[0018]
The description of the embodiments of the present invention will be made in accordance with the following table of contents.
[0019]
(1) Hardware configuration and operation
Configuration and operation of signal generator
Power supply configuration
Configuration and operation of ignition circuit
Configuration and operation of fuel injection device
(2) Configuration and operation of function realizing means realized by microprocessor
Rotation speed detection means
Start rotation direction determination means
Starting point fire control means
Start-up injection control means
Constant ignition control means
Constant injection control means
(3) Operation from start of engine to completion of start
(4) Algorithm of program executed by microprocessor to realize each function realizing means
(1) Hardware configuration and operation
1 to 3 show a hardware configuration of a control device according to the present invention. FIG. 1 is a block diagram showing an electrical configuration, and FIGS. 2 and 3 each show a signal generator used in the embodiment. It is the front view and sectional drawing which showed the mechanical structure of the machine.
[0020]
In the drawings used in the following description, the notations # 1 and # 2 indicate that they relate to the first cylinder and the second cylinder of the engine, respectively.
[0021]
In FIG. 1, 1 is a microprocessor having a CPU, a ROM, a RAM, a timer, etc., 2 is a signal generator, 3 is a power supply unit, 4 and 5 are ignition circuits for the first and second cylinders, 6 and 7, respectively. Are fuel injection devices for the first cylinder and the second cylinder, respectively. The configuration of each of these units is as follows.
[0022]
[Configuration and operation of signal generator]
As shown in FIGS. 2 and 3, the signal generator 2 includes a signal generator 13 including a rotor 10, a pulser 11, and a gear sensor 12, and negative and positive pulse signals Vp1 and Vp2 output from the pulser 11. Waveform converting circuits 14 and 15 for converting the waveforms into signals P1 and P2 having waveforms recognizable by the microprocessor 1, and one of negative and positive pulses Vs1 and Vs2 output from the gear sensor 12 (in the example shown in the drawing). And a waveform shaping circuit 16 for converting Vs2) into a signal Pg having a waveform recognizable by the microprocessor.
[0023]
In the signal generator 13 shown in FIGS. 2 and 3, the rotor 10 includes a rotor yoke 17 formed in a cup shape from a ferromagnetic material such as iron, and a reluctor 18 is provided on an outer periphery of a peripheral wall 17 a of the rotor yoke 17. Is formed. The illustrated reactor 18 is formed of an arc-shaped projection formed by projecting a part of the peripheral wall of the yoke 17 from the inside to the outside in the radial direction. The reluctor 18 is provided in a state where its circumferential direction matches the circumferential direction of the rotor yoke 17, and its polar arc angle is set to 60 °. A ring-shaped gear 19, which is displaced in the axial direction with respect to the reactor 18, is fitted and fixed to the outer periphery of the peripheral wall 17a of the rotor yoke 17 by a method such as pressure fitting. The illustrated gear 19 is made of a ferromagnetic material such as iron, has thirty teeth 19a, 19a,... Arranged at equal angular intervals (12 ° intervals). It is fixed at a position closer to the bottom wall 17b. A boss 17c for attaching a rotating shaft is fitted into a hole formed at the center of the bottom wall 17a of the rotor yoke 17, and a flange 17c1 provided at one end of the boss 17c is rivet 17d to form a bottom wall 17b of the rotor yoke 17. Has been concluded. In this example, the rotor 10 is constituted by a rotor yoke 17 having a reluctor 18 formed on the outer periphery and a gear 19 attached to the rotor yoke 17. The illustrated rotor 10 is attached to the crankshaft of the engine with the bottom wall 17b of the yoke 17 facing away from the case of the engine.
[0024]
In the illustrated example, the permanent magnet 20 is fixed to the inner periphery of the peripheral wall of the rotor yoke 17, and the rotor yoke 17 and the magnet 20 form a magnet rotor. This magnet rotor is used to form a magnet generator together with an armature (not shown) fixed to an engine case or the like.
[0025]
The pulsar 11 has a known core including a core having a magnetic pole portion 11a facing the reluctor 18 at a tip, a signal coil 11b wound around the core (see FIG. 1), and a permanent magnet magnetically coupled to the core. Inductor-type signal emission, the magnetic pole portion 11a at the tip of the iron core is arranged so as to be able to face the reluctor 18, and is attached to a fixed portion such as an engine case.
[0026]
The pulsar 11 moves when the front edge 18a in the rotational direction of the reluctor 18 passes through the position of the magnetic pole portion 11a of the pulsar (when the front edge in the rotational direction of the reluctor 18 is detected) and after the rotational direction of the reluctor 18 In response to changes in magnetic flux (magnetic flux linking with the signal coil 11b) generated when the end edge 18b passes through the position of the magnetic pole portion 11a (when the rear end edge in the rotational direction of the reluctor is detected), Pulse signals Vp1 and Vp2 (see FIG. 4A) having different polarities are output from the signal coil 11b.
[0027]
In the present specification, among these pulse signals, the pulse signal Vp1 generated when the leading edge in the rotational direction of the reluctor 18 is detected (when the reluctor enters the position facing the magnetic pole of the pulsar) is referred to as “retractor-introduced”. The pulse signal Vp2 generated when a trailing edge on the rotational direction of the reluctor 18 is detected (when the reluctor leaves the position facing the magnetic pole of the pulsar) is called a "pulse".
[0028]
The gear sensor 12 is made of signal emission having the same structure as that of the pulsar 11, and is arranged so that the magnetic pole portion 12a of the iron core can face a series of teeth 19a, 19a,. It is attached to a fixed part such as the engine case.
[0029]
The gear sensor 12 generates pulse signals Vs1 and Vs2 having different polarities from its signal coil 12b (see FIG. 1) when detecting the leading edge and the trailing edge in the rotational direction of each tooth portion of the gear 19, respectively. .
[0030]
The waveform shaping circuits 14 and 15 shown in FIG. 1 respectively convert the reluctant pulse Vp1 and the reluctant pulse Vp2 shown in FIG. 4A into a reluctant signal P1 and a reluctant missing signal P2 having negative logic pulse waveforms, respectively. The data is converted and input to the ports A1 and A2 of the microprocessor 1. The microprocessor 1 recognizes that a reluctant-in pulse and a reluctant-out pulse have been generated when detecting the down edge of the reluctant signal P1 and when detecting the down edge of the reluctant missing signal P2, respectively.
[0031]
The waveform shaping circuit 16 converts one of the pulse signals Vs1 and Vs2 output from the gear sensor 12 into a gear signal Pg having a pulse waveform as shown in FIG. input. The microprocessor recognizes that each gear signal has occurred each time it detects each down edge of the gear signal Pg at 12 ° intervals.
[0032]
In the present embodiment, the pulsar 11 and the waveform shaping circuits 14 and 15 detect the leading edge and the trailing edge of the reluctor in the rotational direction, respectively, and generate a signal with a reluctor and a signal with a reluctor that generate a reluctant signal. An omission signal generator is configured.
[0033]
The gear sensor 12 and the waveform shaping circuit 16 constitute a gear signal generator that generates a gear signal each time one of the front edge and the rear edge in the rotational direction of each tooth of the gear is detected. Have been.
[0034]
In FIG. 4, the timing indicated as # 1 TDC indicates the timing corresponding to the crank angle position corresponding to the top dead center of the piston of the first cylinder of the engine, and the timing indicated as # 2 TDC indicates the timing of the engine. 5 shows a timing corresponding to a crank angle position corresponding to the top dead center of the piston of the second cylinder.
[0035]
BTDCX ° indicates the timing corresponding to the crank angle position advanced by X ° from the top dead center. For example, the timing indicated as # 1BTDC 75 ° means the timing corresponding to the crank angle position advanced by 75 ° from the top dead center of the piston of the first cylinder.
[0036]
BDC indicates the timing corresponding to the crank angle position corresponding to the bottom dead center of the piston, and # 1 BDC indicates the timing corresponding to the crank angle position corresponding to the bottom dead center of the piston of the first cylinder. It indicates that there is.
[0037]
In the present embodiment, as described above, the polar arc angle of the reductor 18 is set to 60 °, and the signal P1 for entering the reductor is generated at a crank angle position of 75 ° before the top dead center of the first cylinder, and the recirculator slippage occurs. The installation position of the pulser 11 is adjusted so that the signal P2 is generated at a crank angle position 15 ° before the top dead center of the first cylinder.
[0038]
The crank angle position (BTDC 75 °) at which the signal P1 for entering the reductor is a position within a range allowed as a position for injecting fuel into the first cylinder when the engine is started.
[0039]
In the present embodiment, the microprocessor specifies each gear signal by assigning a number from 1 to 30 to 30 gear signals Pg generated by the gear signal generator during one rotation of the crankshaft. ing.
[0040]
In the example shown in FIG. 4, the number 1 is assigned to the gear signal Pg recognized by the microcomputer immediately after the microprocessor generates the reluctant exit signal P2, and the number 2 to 30 is assigned to the subsequently generated gear signal Pg. Thus, each gear signal is specified. When the gear sensor 12 is arranged at a position 180 ° away from the pulsar 11, a second gear signal Pg is generated at a crank angle position corresponding to the top dead center # 1 TDC of the first cylinder, and a first gear signal is generated. The phase relationship between the retractor 18 and the gear 19 is set such that P1 is generated at a crank angle position of 12 ° before the top dead center of the first cylinder (at the ignition timing at the time of starting the first cylinder).
[0041]
As described above, when the positional relationship of each part is set, the crank angle position where the 17th gear signal Pg is generated matches the crank angle position corresponding to the top dead center of the second cylinder, and the 16th gear signal Pg Is coincident with the crank angle position 12 ° before the top dead center of the second cylinder (ignition timing at the start of the second cylinder).
[0042]
[Configuration of power supply unit]
The power supply unit 3 includes a battery 3A, a booster circuit (DC / DC converter) 3B for boosting the output voltage of the battery 3A to a high voltage suitable for applying to the ignition circuits 4 and 5, and an output voltage VB of the battery 3A. A constant voltage power supply circuit 3C for converting the voltage to a constant voltage (for example, 5 V) suitable for the power supply voltage of the microprocessor 1; the output voltage Vcc of the constant voltage power supply circuit 3C is applied to the power supply terminal of the microprocessor 1; I have.
[0043]
In the illustrated example, the battery 3A is used as a power source. However, in a control device that controls an engine that drives a vehicle without a battery, an exciter coil (provided on a stator side of a magnet generator mounted on an internal combustion engine) is used. The power supply unit 3 may be configured by a power generation coil) and a constant voltage power supply circuit that converts a half-wave output of the exciter coil into a DC constant voltage suitable for driving a microcomputer or the like.
[0044]
[Configuration and operation of ignition circuit]
In this embodiment, since the engine has two cylinders, an ignition circuit 4 for the first cylinder and an ignition circuit 5 for the second cylinder are provided. Since these ignition circuits have the same configuration, only the configuration of one ignition circuit 4 is shown in FIG.
[0045]
When an ignition circuit 4 receives an ignition coil Tsf, an ignition capacitor Ci provided on the primary side of the ignition coil and charged to one polarity through a diode Di at the output of the booster circuit 3B, and an ignition signal Si1. And a discharge thyristor Thi provided to discharge the electric charge of the ignition capacitor Ci through the primary coil of the ignition coil Tsf. The ignition signal Si1 is supplied from the port B1 to the gate of the thyristor Thi. An ignition plug PL1 attached to a first cylinder of the engine is connected to a secondary coil of the ignition coil.
[0046]
FIG. 1 shows only the basic configuration of the ignition circuit 4. In an actual ignition circuit, a circuit for stopping the boosting operation of the booster circuit 3B when triggering the thyristor Thi is added, or a flywheel diode is connected in parallel with the primary coil of the ignition coil. FIG. 1 omits illustration of these additional elements.
[0047]
In the illustrated ignition circuit 4, the output of the booster circuit 3B charges the ignition capacitor Ci to the illustrated polarity. When the ignition signal Si1 is supplied from the microprocessor 1 to the thyristor Thi, the thyristor Thi is turned on, so that the electric charge of the ignition capacitor Ci is discharged through the thyristor Thi and the primary coil of the ignition coil Tsf. A high voltage is induced in the primary coil of the ignition coil by such a rise. Since this voltage is further increased by the turns ratio between the primary and secondary sides of the ignition coil, spark discharge occurs at the spark plug PL1 attached to the first cylinder of the engine, and the first cylinder of the engine is ignited.
[0048]
The ignition circuit 5 for the second cylinder is configured exactly the same as the ignition circuit 4 for the first cylinder, and the secondary coil of the ignition coil is connected to the ignition plug PL2 attached to the second cylinder of the engine. . An ignition signal Si2 is supplied from a port B2 of the microprocessor 1 to the gate of the discharge thyristor of the ignition circuit 5.
[0049]
When the power supply unit 3 is configured to use the exciter coil as a power supply, the ignition capacitor Ci is charged with one half-wave of the AC voltage induced in the exciter coil in synchronization with the rotation of the engine. The microprocessor 1 and the like are driven by a constant DC voltage obtained from a constant voltage power supply circuit having the other half-wave output voltage of the exciter coil as an input voltage.
[0050]
In the ignition circuit shown in FIG. 1, an ignition capacitor Ci is connected in series with the primary coil of the ignition coil, and a discharge capacitor is connected in parallel with a series circuit of the ignition capacitor Ci and the primary coil of the ignition coil. Although the thyristor Thi is connected, the positions of the ignition capacitor and the discharge thyristor are interchanged, the discharge thyristor is connected in series to the primary coil of the ignition coil, and a series circuit of the primary coil and the discharge thyristor is connected. May be connected in parallel with the ignition capacitor Ci.
[0051]
[Configuration and operation of fuel injection device]
In the present embodiment, in order to supply fuel to the engine, a method of directly injecting fuel into a cylinder of the engine is employed. Therefore, a first cylinder fuel injection device 6 that injects fuel into the first cylinder and a second cylinder fuel injection device 7 that injects fuel into the second cylinder are provided.
[0052]
The first cylinder fuel injection device 6 is attached to a cylinder head of the engine and injects fuel directly into the first cylinder. The first cylinder injector responds to an injection signal Sj1 supplied from a port B3 of the microprocessor 1. The injector driving circuit supplies a driving current to the injector for the first cylinder for a time corresponding to the signal width of the injection signal.
[0053]
Similarly, the fuel injection device 7 for the second cylinder is mounted on the cylinder head of the engine and injects fuel directly into the second cylinder for the second cylinder, and the injection supplied from the port B4 of the microprocessor 1. In response to the signal Sj2, an injector drive circuit that supplies a drive current to the injector for the second cylinder during an injection time determined by the signal width of the injection signal.
[0054]
Although not shown, a fuel pump for supplying fuel from the fuel tank to the first and second cylinder injectors, and a pressure of the fuel supplied from the fuel pump to the first and second cylinder injectors are shown. A pressure regulator for adjustment is provided, and fuel is supplied to the injector for each cylinder at a substantially constant pressure.
[0055]
The injector for each cylinder opens its valve and injects fuel into the cylinder of the engine while a predetermined drive current is supplied from the injector drive circuit. Since the pressure of the fuel supplied to each injector is kept constant, the amount of fuel injected by each injector is controlled by the time during which the valve of each injector is open (determined by the signal width of the injection signal Sj1 or Sj2). You.
[0056]
(2) Configuration and operation of function realizing means realized by microprocessor
The microprocessor 1 constitutes various function realizing means by executing a predetermined program stored in the ROM. In the present embodiment, as shown in FIG. 7, the rotational speed detecting means 21, the starting rotational direction determining means 22, the starting fire control means 23, the starting injection control means 24, and the steady fire control means 25 And the steady-state injection control means 26 are constituted by the microprocessor 1 and a program executed by the microprocessor.
[0057]
Among these function realizing means, the rotation speed detecting means 21, the starting rotational direction determining means 22, the starting fire control means 23, the starting injection controlling means 24, and the hardware shown in FIG. A start control device of the related two-cycle engine is configured.
[0058]
Hereinafter, each of the function realizing means will be described separately.
[0059]
[Rotation speed detection means]
In FIG. 7, a rotational speed detecting means 21 obtains data including information on the rotational speed of the engine by using a signal into the reactor, a signal from the reductor, and a gear signal generated by the signal generator 2.
[0060]
The rotation speed detecting means 21 of the present embodiment measures the time from the generation of the third gear signal to the generation of the seventh gear signal shown in FIG. The time required for the crankshaft to rotate by 48 ° from the occurrence position of the first cylinder includes the information on the rotational speed used when detecting the injection start timing of the first cylinder and detecting the ignition timing of the second cylinder. Detected as data CNTRV2.
[0061]
The rotation speed detecting means 21 also measures the time from when the 18th gear signal is generated to when the 22nd gear signal is generated, and measures the measured time (from the position where the 18th gear signal is generated, the crankshaft is 48 (The time required for rotation) is detected as data CNTRVT1 including information on the rotational speed used when detecting the injection start timing of the second cylinder and detecting the ignition timing of the first cylinder.
[0062]
The rotation speed detecting means 21 further measures the time from the generation of the seventh gear signal to the generation of the eighteenth gear signal as the CNTR 21, and the third gear signal after the generation of the twenty-second gear signal. Is measured as CNTR12, and the sum of CNTRV2, CNTR21, CNTRV1, and CNTR12, CNTRV2 + CNTR21 + CNTRV1 + CNTR12 (the time required for one revolution of the engine), is detected as data including information on the average rotation speed of the engine. Using the average rotation speed of the engine detected from this data, the ignition timing and the injection start timing of the engine are calculated.
[0063]
[Starting direction determination means]
In the present invention, the count value of the gear signal generated between the time when the reluctant input signal is generated and the time when the reluctant input signal is generated, and the count value of the gear signal generated between the time when each reluctor input signal is generated and the time when the next reluctor input signal is generated. The count value of the gear signal that occurs during the period, the count value of the gear signal that occurs between the time when the reluctant input signal is generated and the time when the reluctant disconnection signal is generated, and the next reluctant disconnection after each reluctant disconnection signal is generated Each of the count values of the gear signal generated until the signal is generated is determined when the engine continues to rotate forward after the start operation of the engine and when the engine piston can not exceed the top dead center. The starting rotation direction determining means for determining the rotation direction at the time of starting the engine by utilizing the difference between when the rotation is reversed is configured.
[0064]
Here, with reference to the example shown in FIG. 4, the above-described count values obtained when the engine does not rotate at the time of starting and when the engine rotates reversely will be described.
[0065]
The count period when the gear signal is counted by the counter is defined by “GCNT”, and the count value when the gear signal is counted by the counter is defined by “retractor entering signal” and “retractor disconnection signal”, and “input (IN)” and “release (OUT)” are respectively “I”. And "O", the count value of the gear signal counted from the occurrence of the reluctant disconnection signal to the occurrence of the reluctant input signal is referred to as the "exit / entry count value GCNTTOI". The count value of the gear signal, which is counted from the time of occurrence until the next signal to enter the reluctor is generated, is referred to as "count value GCNTII between the on / off" and the time from when the signal for entering the reluctor is generated until the signal for missing the reluctor is generated. The count value of the gear signal counted during the period is "the count value GCNTIO between entering and leaving," and each reluctor missing signal Assuming that the count value of the gear signal counted from the occurrence to the occurrence of the next relacor disconnection signal is “count value GCNTOO between disconnection and disconnection”, in this embodiment, when the engine is rotating forward. Are as follows.
[0066]
Missing / entering count value GCNTOI = 25
Entering and entering interval count value GCNTII = 30
Entry / exit count value GCNTIO = 5
Missing / missing count value GCNTOO = 30
On the other hand, when the engine rotates in the reverse direction at the time of starting, as described below, the above-mentioned count value takes a value different from that in the normal rotation.
[0067]
If the engine reverses rotation at start-up, the trigger for the reverse rotation is the ignition that occurs in either cylinder. Further, when the engine reversely rotates at the time of starting, the piston of the ignited cylinder which triggered the reverse rotation does not exceed the top dead center. For example, if the engine reverses when ignition is performed in the first cylinder in a state where the cranking speed is insufficient at the time of starting, the reverse rotation occurs because the piston of the first cylinder cannot exceed the top dead center. It is caused by being pushed back.
[0068]
The behavior when the engine reverses at the time of starting is described below separately for the case where the engine reverses by the ignition of the first cylinder and the case where the engine reverses by the ignition of the second cylinder.
[0069]
(A) When the engine is reversed by the ignition of the first cylinder.
[0070]
(A.1) When the engine is started, cranking in the positive direction of the crankshaft causes a signal P1 to enter the reductor first, and then the piston of the first cylinder can exceed the top dead center after the signal P2 to exit the reluctor. Without reversing the direction of engine rotation.
[0071]
In this case, the count value GCNTIO = 5 between the on-off state and the off-reach state signal is first counted between the time when the reluctant on signal is generated and the on-retractor off signal is generated while the engine is rotating forward, and the relacor off signal is output. After the occurrence, the rotation direction of the engine is reversed, and the disconnection / entry count value GCNTOI is counted until the reluctor entering signal is generated at the position where the retractor exit signal is generated during the forward rotation. Two gear signals may be generated between the time when the rotational direction of the engine is reversed and the time when the reluctant on signal is generated at the position where the reluctant withdrawal signal is generated at the time of the forward rotation after the occurrence of the reluctant signal. The output of the gear sensor may not reach the threshold if the rotation speed of the crankshaft is falling just before the reversal of the rotation direction. The missing / entering count value GCNTOI counted up to the occurrence of the reluctant entering signal at the position where the reluctant missing signal occurs during rotation may be 2, 2, or 0.
[0072]
The count value GCNTIO is counted in a period from the position where the signal to the reluctor enters immediately after the engine reverse rotation to the position to generate the signal to leave the reluctor. The count value GCNTTO is 5 at the maximum.
[0073]
That is, in this case, GCNTIO = 5, GCNTOI ≦ 2, and GCNTIO ≦ 5 are sequentially counted.
[0074]
(A.2) When the engine is started, the reluctor-on signal P1 is first generated by cranking in the positive direction of the crankshaft, and then the piston of the first cylinder is pushed back at the timing when the reluctant-off signal is generated, causing the engine to reverse. In the case where the signal to enter the reluctor at the time of reverse rotation cannot reach the threshold value, and the reluctant exit signal is generated at the trailing edge of the reluctor at the time of reverse rotation.
[0075]
In this case, while the engine is rotating forward, the count value GCNTIO = 5 between the time when the reluctant input signal is generated and the time when the reluctant output signal is generated is counted, and then the rotation direction is reversed. Then, the count value GCNTOO ≦ 7 during the missing / missing period is counted until the relacor missing signal is generated at the position where the reluctor entering signal occurs during the forward rotation.
[0076]
(A.3) After the signal to enter the reluctor is generated while the engine is rotating forward, the rotation direction is reversed near the position where the reluctant exit signal is generated, so that the reluctant exit signal cannot reach the threshold value. However, when a signal with a reluctor is generated at the leading edge of the reluctor after inversion.
[0077]
In this case, after a signal to enter the reluctor is generated while the engine is rotating forward, after the rotation direction is reversed, the rear end edge of the reluctor during forward rotation (the front edge of the reluctor during reverse rotation) is generated. The entry count GCNTII ≦ 7 is counted until the signal to enter the reluctor is generated, and after the signal to enter the reluctor at the leading edge of the reluctor during reverse rotation is generated, the reluctance exits at the trailing edge to the rear of the reductor. The count value GCNTIO = 5 between the entry and exit is counted until the signal is generated.
[0078]
(A.4) A case where a reluctance-removal signal at the time of reverse rotation is subsequently generated because a rotation direction is reversed after a reluctant-enter signal is generated in a state where the engine is rotating forward and before a reluctant-release signal is generated.
[0079]
In this case, the count value between the entry and exit from the time when the signal to enter the retractor at the front edge of the reluctor during forward rotation is generated and the time when the signal to exit the reluctor at the rear edge of the reluctor during reverse rotation is generated is output. GCNTIO ≦ 12 is counted.
[0080]
(B) When the engine reverses during ignition of the second cylinder
If the engine rotates in the reverse direction when the second cylinder is ignited, a reluctant exit signal is generated at the rear end side edge of the reluctor during the normal rotation, and then the top dead center of the second cylinder (the position where the 17th gear signal is generated) ), The rotation direction is reversed, and a signal to enter the reluctor is generated at the trailing edge at the time of forward rotation of the reluctor. Therefore, in this case, the count value GCNTOI ≦ 30 is counted.
[0081]
As described above, when the rotation direction is reversed at the time of starting the engine, the count value GCNTOI during the slip-off, the count value GCNTII during the turn-on / off, the count value GCNTIO between the slip-through and the turn-off count value GCNTOO, and the count value GCNTOO during the slip-through / missing state. In order to obtain a value different from the normal value obtained at the time of normal rotation, these count values are obtained and compared with the judgment values set for each, so that whether or not the engine has rotated reversely at the time of starting the engine. Can be determined.
[0082]
Therefore, in the example shown in FIG. 7, the number of gear signals generated between the time when the reluctor slip signal is generated and the time when the reluctor input signal is generated is reduced in order to constitute the starting rotation direction determination means. A gear signal counting means 22a for determining the gear input value between the slippage and the onset, and the gear count between the input and the output of each of the retractor input signals until the next reactor input signal is generated. An on / off gear signal counting means 22b, which is obtained as a value, and an on / off gear count value, which is the number of gear signals generated between the time when the reluctant input signal is generated and the time when the reluctant output signal is generated. The missing gear account means 22c and the number of gear signals generated between the occurrence of each reluctor missing signal and the occurrence of the next reluctor missing signal Between omission - omission determined as gear count value between missing missing-is provided a gear counting means 22d.
[0083]
The counting means for respectively counting GCNTOI, GCNTII, GCNTIO and GCNTOO includes, for example, a gear signal counting counter for counting a gear signal, and a gear signal counting counter for each time a reluctant-entered signal and a reluctant-out signal are input. A counter count value reading means for reading a count value, and a count value read by the reading means, a signal between a reluctant signal and a signal with a reluctor, a signal between a signal with a reluctor and a signal with a reluctor, a signal between a signal with a reluctor and a signal without a reluctor, and It can be constituted by count value calculating means for calculating the number of gear signals generated between the reluctant missing signal and the reluctant missing signal.
[0084]
Various determination procedures are possible for determining the rotation direction at the time of starting from the count values GCNTOI, GCNTII, GCNTIO, and GCNTOO. In the present embodiment, the count value GCNTOI between the missing and entering when the reluctor entering signal P1 is generated. Focusing on the fact that the count value GCNTII between entering and leaving is obtained at the same time, and the count value GCNTIO between entering / exiting and the count value GCNTOO between the entering / exiting when the reluctant disconnection signal is generated, the rotation at the start is noted. The direction determination process is divided into a process performed when a signal with a reluctor is generated and a process performed when a signal with a relactor is generated.
[0085]
For this reason, in the example shown in FIG. 7, a rotational direction judging means 22e at the time of entering the reluctor and a rotational direction judging means 22f at the time of leaving the reductor are provided.
[0086]
The rotational direction determination unit 22e at the time of entering the reluctance is equal to or less than a set speed N1 (for example, 1000 r / min) in which the rotation speed detected by the rotation speed detection unit 21 is set lower than the idling speed of the engine (in this example, 1500 r / min). When the retractor input signal P1 is generated in the state described above, the exit / entrance gear account value GCNTOI and the entrance / entrance gear account value GCNTII are compared with the first determination value and the second determination value set for each. It is determined that the engine is rotating forward when the exit / entrance gear account value GCNOI is less than the first determination value and the entrance / entrance gear account value GCNII exceeds the second determination value. , When the exit / entrance gear account value GCNTTOI is equal to or greater than the first determination value, and when the entrance / entrance gear account value GCNTII It determines that the engine when the following second judgment value inversely rotated.
[0087]
The rotational direction determining means 22f for when the reluctant member is disconnected is used to determine the entry / exit gap account value GCNTIO and the exit / exit gap account value GCNTOO, respectively, when a reluctant exit signal is generated in a state where the engine speed is equal to or lower than the set speed N1. Is compared with the third and fourth determination values, the input / output gap account value GCNTIO is less than the third determination value, and the input / output gap account value GCNTOO sets the fourth determination value. When it exceeds, it is determined that the engine is rotating forward, and when the on-going / going-out gear account value GCNTIO is equal to or more than the third judgment value, and when the coming-off / going-out gear account value GCNTOO is not more than the fourth judgment value. Sometimes it is determined that the engine is running in reverse.
[0088]
The set speed N1 is set to a speed near the lower limit of the rotation speed range (starting completion speed) where the phenomenon that the rotation direction is not reversed after the start of the engine is completed. In the present embodiment, the set speed N1 is set to 1000 r / min. The idling speed of the two-cycle engine to be controlled in the present embodiment is 1500 R / min.
[0089]
As described above, when the set speed N1 is determined and the rotation direction is determined only when the rotation speed is equal to or less than the set speed at the time of starting the engine, there is no possibility that the rotation of the rotation direction is reversed after the start of the engine is completed. In this state, it is possible to prevent unnecessary determination processing in the rotation direction from being performed.
[0090]
Further, after the start of the engine is completed, it is possible to prevent an erroneous determination that the rotation direction has been reversed due to noise or the like, thereby preventing the engine from being misfired.
[0091]
[Start-up fire control means]
When starting the engine, the microprocessor 1 sets the control mode to a start control mode until the rotation speed reaches a set speed (start completion speed) N1, and according to the determination result by the startup rotation direction determination means, The ignition operation and the fuel injection operation of the engine are controlled by the starting ignition control means and the starting injection control means.
[0092]
In FIG. 7, the ignition control unit 23 at the time of starting determines that the engine is rotating forward when the rotational direction determining unit 22e determines that the engine is rotating forward when the rotational direction is determined by the retractor and that the engine is rotating forward when the rotational direction determining unit 22f is determined when the retractor is off. When it is determined that the engine is running, a process necessary to ignite the engine at a predetermined ignition timing at the time of start is performed. When it is determined that the engine is rotating in the reverse direction by the rotational direction determining means 22f when the reluctant is removed, the engine is misfired without performing a process necessary for igniting the engine.
[0093]
The process for igniting the engine is performed when a predetermined gear signal generated at a predetermined timing as an ignition timing at the time of starting the first cylinder and the second cylinder is input to the microprocessor. Is the H level (high level) to give an ignition signal to the ignition circuits 4 and 5.
[0094]
As shown in FIG. 4, in the present embodiment, the timing at which the first gear signal is generated immediately after the occurrence of the reluctor slip signal P2 [12 ° from the crank angle position corresponding to the top dead center of the piston of the first cylinder] Timing corresponding to advanced crank angle position (BTDC 12 °)] is the ignition timing at the time of starting the first cylinder.
[0095]
The timing at which the 16th gear signal is generated [timing corresponding to 12 ° of # 2BTDC] is set as the ignition timing at the time of starting the second cylinder of the engine, and the ignition signal is given to the ignition circuit 5 at this ignition timing.
[0096]
Therefore, the starting ignition control means 23 generates the first gear signal (a gear signal generated immediately after the occurrence of the reluctor disconnection signal P2) when the engine rotation is not detected by the starting rotation direction determining means 22. At the timing when the signal is generated, the port B1 of the microprocessor is set to the H level and the ignition signal is supplied to the ignition circuit 4, and at the timing when the 16th gear signal is generated, the port B2 is set to the H level and the ignition signal Si2 is supplied to the ignition circuit 5. Is done.
[0097]
The ignition timing at the time of starting described above is a timing determined by the mechanical configuration of the signal generator. In the present specification, the ignition performed at a fixed ignition timing determined by the hardware configuration, instead of the ignition timing determined by the calculation, is referred to as “hard ignition”. On the other hand, the ignition performed at the ignition timing obtained by causing the microprocessor to perform a predetermined operation (software) is called "soft ignition".
[0098]
[Start-up injection control means]
The start-time injection control unit 24 determines that the engine is rotating forward when the rotational direction determining unit 22e determines that the engine is rotating forward, and determines that the engine is rotating forward when the rotational direction determining unit 22f determines when the retractor is off. When necessary to perform the fuel injection at the predetermined start of injection at the time of start, when it is determined that the engine is rotating in the reverse direction by the rotational direction determining means 22e at the time of entering the reluctor, and When it is determined that the engine is rotating in the reverse direction by the rotational direction determining means 22f at the time of the retraction, the necessary processing for stopping the fuel injection is performed.
[0099]
Here, the processing required for performing the fuel injection means that the potentials of the ports B3 and B4 of the microcomputer are set to the H level and the fuel injection device 6 for the first cylinder and the fuel injection device 7 for the second cylinder are set to the H level. This is a process necessary for giving an injection signal.
[0100]
In the present embodiment, the timing at which the pulser detects the leading edge of the reluctor at the time of forward rotation of the engine, and the signal-removed signal-removed-signal generating unit 2A generates the signal P1 at the time of starting the first cylinder at the start of the engine. (In the example shown in FIG. 4, the timing corresponding to the crank angle position advanced by 75 ° from the crank angle position corresponding to the top dead center of the first cylinder). In addition, the polar arc angle of the reluctor and the position where the pulsar detects the front edge of the reluctor are set.
[0101]
At the time of starting the engine, when the signal generated by the signal generator / removal signal generation unit of the signal generator for the first time is the signal P1 with the reluctor, when the signal with the reluctor is generated (top dead center of the first cylinder) An injection signal is given to the fuel injection device 6 of the first cylinder (at a timing corresponding to a crank angle position of 75 ° before) to cause fuel injection from an injector attached to the first cylinder. After the first relacor slip signal P2 is generated and the number of the gear signal is determined, the generation position of the sixth gear signal (the upper position of the second cylinder), which is the optimal position for starting the injection of the second cylinder at the time of starting, is set. An injection signal is given to the second cylinder fuel injection device 7 at a position advanced by 132 ° from the dead center) to cause fuel injection from the injector of the second cylinder to be performed. An injection signal is given to the fuel injection device 7 for the first cylinder at the generation position of the gear signal of the number 21 which is the optimum position (the position advanced 132 ° from the top dead center of the first cylinder), and the first cylinder Inject fuel from the injector attached to the.
[0102]
Further, when the signal generated by the signal generator / removal signal generator of the signal generator at the time of starting the engine is the reluctant release signal P2, the number of each gear signal is specified. At the generation position (a position advanced by 132 ° from the top dead center of the second cylinder), an injection signal is given to the fuel injection device 7 for the second cylinder to cause fuel injection from the injector of the second cylinder to be performed. The injection signal is given to the fuel injection device 7 for the first cylinder at the position where the gear signal is generated (the position advanced 132 ° from the top dead center of the first cylinder), and the fuel is injected from the injector attached to the first cylinder. Is performed.
The injection start timing at the start (timing corresponding to a crank angle of 75 ° or 132 ° before top dead center) is also a timing determined by the mechanical configuration of the signal generator. In this specification, the injection performed at a fixed injection start timing determined by the hardware configuration, not the injection start timing determined by the calculation, is referred to as “hard injection”. On the other hand, the fuel injection performed at the injection start timing obtained by causing the microprocessor to perform a predetermined calculation (determined by software) is referred to as “soft injection”.
[0103]
As described above, the polar arc angle of the reductor and the pulser are adjusted so that the timing at which the signal to enter the reluctor is generated becomes a timing that is acceptable as the timing of injecting fuel into the first cylinder at the time of starting. When the first ignition is performed in the first cylinder at the time of starting the engine, the fuel is injected into the first cylinder prior to the first ignition. Therefore, the first ignition in the first cylinder can be made effective, and the startability of the engine can be improved.
[0104]
[Steady point fire control means]
When the rotation speed of the engine reaches the set speed N1 and it is determined that the start is completed, the microprocessor 1 ends the start control mode, and the steady-state ignition control means 25 and the steady-state injection control means 26 A transition is made to a steady control mode for controlling the ignition timing and the injection start timing, respectively.
[0105]
The constant ignition control means 25 includes an ignition timing calculation means 25a for calculating an engine ignition timing with respect to a control condition including the rotation speed detected by the rotation speed detection means 21, and an ignition timing for detecting the calculated ignition timing. It comprises detection means 25b and ignition signal generation means 25c for providing an ignition signal of a predetermined signal width to the ignition circuits 4 and 5 from the ports B1 and B2 of the microprocessor when the ignition timing is detected by the ignition timing detection means 25b. Is done.
[0106]
The ignition timing at the time of steady operation is calculated in the form of a crank angle position at which an ignition operation is performed under control conditions including the average rotation speed of the engine. Normally, the calculation of the ignition timing is performed using a map that gives a relationship between predetermined control conditions and the ignition timing.
[0107]
The ignition timing detecting means 25b used in the present embodiment uses a counter for counting gear signals and an ignition timer for counting clock pulses to measure time (using both crank angle measurement and time measurement together). ), Means for detecting the ignition timing calculated by the ignition timing calculation means. When the calculated ignition timing is detected, a command is given to the ignition signal generation means 25c, and the ignition signal generation means 25c Or 5 to generate an ignition signal to be applied.
[0108]
The ignition timing detecting means 25B detects the start position of the ignition timer by counting the gear signal, using the generation position of the gear signal close to the calculated ignition timing as the position for starting the ignition timer. When the ignition timing is detected, the ignition timer is set with a time for measuring the ignition timing (ignition timer time), and the measurement is performed to detect the ignition timing.
[0109]
In the present embodiment, a crank angle position at which a specific gear signal is generated for each cylinder of the engine is determined as a reference crank angle position for measuring ignition timing, and a reference gear signal generated at the reference crank angle position of each cylinder is determined. The gear signal is counted by the gear counter when it is detected, and by counting a predetermined number of gear signals, the position of the gear signal generated at a timing close to the ignition timing of each cylinder is determined by the ignition timing by the ignition timer. Is detected as the crank angle position at which the measurement of the ignition timer for starting the measurement of the ignition time is started. When the measurement start crank angle position is detected, the ignition timer is set to a predetermined ignition timer time, the ignition timer starts measuring the ignition timer time, and the ignition timer stops measuring the ignition timer time. The timing at which this occurs is defined as the ignition timing.
[0110]
The ignition timer time set in the ignition timer is determined by the time required for the crankshaft to rotate to a crank angle position corresponding to the ignition timing calculated from the ignition timing measurement reference crank angle position. This is the time obtained by subtracting the time required to rotate from the measurement reference crank angle position to the ignition timer time measurement start crank angle position.
[0111]
Here, as an example, a case is considered in which ignition of the first cylinder is performed at a crank angle position between the position where the 29th gear signal is generated and the position where the 30th gear signal is generated. At this time, the ignition timing detecting means sets the position where the 22nd gear signal is generated as the reference crank angle position for measuring the ignition timing of the first cylinder, starts the gear counter when this gear signal is generated, and sets the 29th gear signal. When the signal is generated, the position where the gear signal is generated is detected as the crank angle position at which the measurement of the ignition timer time of the first cylinder is started. Then, when the 29th gear signal is generated, the time required for the crankshaft to rotate from the reference crank angle position to the crank angle position corresponding to the calculated ignition timing is calculated as the ignition timing measurement time, The ignition timer time is obtained by subtracting the time required for the crankshaft to rotate from the reference crank angle position (the position where the 22nd gear signal is generated) to the position where the 29th gear signal is generated from the ignition timing measurement time. The calculation is performed, the ignition timer time is set in the ignition timer, and the measurement is started. The calculation of the ignition timer time requires the rotation speed of the engine at that time. The rotation speed is determined between the time when the 18th gear signal is generated and the time when the 22nd gear signal is generated. The rotation speed detected from the elapsed time (the time required for the crankshaft to rotate by 48 °) is used.
[0112]
When the ignition timer completes the measurement of the ignition timer time (when the measured value of the ignition timer becomes 0), a command is given to the ignition signal generating means 25c to change the potential of the port B1 of the microprocessor 1 to the H level. And an ignition signal is given to the ignition circuit 4 of the first cylinder.
[0113]
When detecting the ignition timing of the second cylinder, the same processing as described above is performed using the crank angle position at which the seventh gear signal is generated as the reference crank angle position for measuring the ignition timing, and the ignition timer sets the ignition timing. When it is detected, a command is given to the ignition signal generating means 25c to set the potential of the port B2 of the microprocessor to the H level, thereby giving an ignition signal to the ignition circuit 5 of the second cylinder. The rotation speed used for calculating the ignition timer time set in the ignition timer for detecting the ignition timing of the second cylinder is such that the crankshaft rotates from the position where the third gear signal is generated to the position where the seventh gear signal is generated. The rotation speed detected from the time required to perform the rotation is used.
[0114]
[Stationary injection control means]
The constant injection control unit 26 controls the fuel injection start timing (cylinder) for various control conditions such as the engine speed, throttle opening, atmospheric pressure, and engine coolant temperature detected by the engine speed detection unit 21. Start timing calculating means 26a for calculating the timing of injecting fuel into the fuel tank, injection amount calculating means 26c for calculating the amount of fuel to be injected for various control conditions, and the calculated injection start timing Start timing detecting means 26b for detecting the fuel injection, and a signal required to inject the fuel of the calculated injection amount from ports B3 and B4 of the microprocessor when the injection start timing is detected by the injection start timing detecting means 26b And an injection signal generating means 26d for providing an injection signal having a width to the fuel injection devices 6 and 7.
[0115]
The injection start timing at the time of steady operation is calculated in the form of a crank angle position at which fuel injection is performed. The calculation of the injection start timing is performed using a map that gives a relationship between predetermined control conditions and the injection start timing.
[0116]
The injection start timing detecting means 26b is a means for detecting the injection start timing calculated by the injection start timing calculating means by using both a counter for counting the gear signal and an injection timer, and detecting the calculated injection start timing. Then, a command is given to the injection signal generating means 26d to generate an injection signal to be given to the fuel injection device 6 or 7 from the injection signal generating means.
[0117]
In the present embodiment, a crank angle position at which a specific gear signal is generated for each cylinder of the engine is determined as an injection start timing measurement reference crank angle position, and the injection start timing measurement reference crank angle position of each cylinder is determined. When the generated reference gear signal is detected, the gear signal is counted by the gear counter, and a predetermined number of gear signals are counted, so that the position of the gear signal generated at a timing close to the injection start timing of each cylinder. Is detected as an injection timer time measurement start crank angle position at which the injection timer starts measuring the injection start timing. Then, when the injection timer time measurement start crank angle position is detected, the injection timer is set to a predetermined injection timer time and the injection timer is started to measure the injection timer time. The timing to end the measurement is defined as the injection start timing.
[0118]
The injection timer time set in the injection timer is based on the time required for the crankshaft to rotate to the crank angle position corresponding to the injection start timing calculated from the injection start timing measurement reference crank angle position, and This is the time obtained by subtracting the time required to rotate from the injection start timing measurement reference crank angle position to the injection timer time measurement start crank angle position.
[0119]
Here, as an example, a case where fuel injection of the first cylinder is performed at a crank angle position between the position where the 20th gear signal is generated and the position where the 21st gear signal is generated is considered. At this time, the injection start timing detecting means sets the position where the seventh gear signal is generated as the reference crank angle position for measuring the injection start timing of the first cylinder, starts the gear counter when this gear signal is generated, and When the gear signal is generated, the position where the gear signal is generated is detected as the crank angle position at which the measurement of the injection timer time of the first cylinder is started. When the 20th gear signal is generated, the time required for the crankshaft to rotate from the reference crank angle position for measuring the injection start timing to the crank angle position corresponding to the calculated injection start timing is defined as the injection start timing. The time is calculated as a measurement time, and from the injection start time measurement time, the crankshaft is shifted from the reference crank angle position (position where the seventh gear signal is generated) to the position where the 20th gear signal is generated (injection timer time measurement start crank angle). The injection timer time is calculated by subtracting the time required to rotate to the position), the injection timer time is set in the injection timer, and the measurement is started. The rotation speed used for calculating the injection timer time is the elapsed time from the timing of the generation of the third gear signal to the timing of the generation of the seventh gear signal (the time required for the crankshaft to rotate by 48 °). ) Is used.
[0120]
When the injection timer completes the measurement of the injection timer time (when the measured value of the injection timer becomes 0), a command is given to the injection signal generating means 26d to change the potential of the port B3 of the microprocessor 1 to the H level. And an injection signal is given to the fuel injection device 6 of the first cylinder.
[0121]
When detecting the injection start timing of the second cylinder, the same processing as described above is performed with the crank angle position at which the 22nd gear signal is generated as the reference crank angle position for injection start timing measurement, and the injection timer sets the injection time. When the start timing is detected, a command is given to the injection signal generating means 26d to set the potential of the port B4 of the microprocessor to the H level, thereby giving an injection signal to the fuel injection device 7 of the second cylinder. The rotation speed used in the calculation of the injection timer time set in the injection timer to detect the injection start timing of the second cylinder is such that the crankshaft extends from the position where the 18th gear signal is generated to the position where the 22nd gear signal is generated. The rotation speed detected from the time required for rotation is used.
[0122]
(3) Operation from start of engine to completion of start
FIG. 5 is a timing chart showing an example of an ignition operation and a fuel injection operation performed from the start of the engine start operation to the completion of the start of the engine in the present embodiment. FIG. 6 shows the fuel injection operation and the ignition operation to be performed, the signals used for the fuel injection operation and the ignition operation, and the crank angle positions at which the ignition operation and the injection operation are performed.
[0123]
In FIG. 6, the circled numbers shown in the “timing” column at the left end correspond to the circled numbers shown in FIG.
[0124]
When the starting operation is started at time 0 in FIG. 5 and cranking is performed, the rotational speed of the engine crankshaft increases with fluctuations, and the output levels of the pulsar and the gear sensor increase. When the rotation speed of the crankshaft becomes higher than a certain speed, the output of the gear sensor becomes higher than the threshold value, so that a gear signal Pg having a predetermined pulse waveform is generated. In addition, since the output level of the pulser becomes equal to or higher than the threshold value, the reluctant-enter signal P1 and the reluctor-out signal P2 are generated.
[0125]
At the time of starting the engine, first, when the first signal P1 with the reluctor is generated at the timing corresponding to the crank angle position 75 ° before the top dead center of the first cylinder (the timing indicated by the circle numeral 1), the port B3 of the microprocessor Is set to the H level, the injection signal Sj1 is given to the fuel injection device for the first cylinder to perform the hard injection of the first cylinder (see FIG. 6).
[0126]
Next, after the reluctant exit signal P2 is generated at a timing corresponding to the crank angle position 15 ° before the top dead center of the first cylinder, the first generated gear signal Pg is specified as the first gear signal (hereinafter, sequentially generated gears). The signal is identified by assigning a number from 2 to 30), and the timing of the round numeral 2 at which the first gear signal is generated (timing corresponding to the crank angle position at 12 ° before the top dead center of the first cylinder) Then, by setting the potential of the port B1 of the microprocessor to the H level, an ignition signal Si1 is given to the ignition circuit 4 to cause the first cylinder to perform hard ignition.
[0127]
Next, when the sixth gear signal Pg (see FIG. 4) is generated at the timing of the circle number 3 corresponding to the crank angle position 132 ° before the top dead center of the second cylinder, the potential of the port B4 of the microprocessor is set to the H level. By giving the injection signal Sj2 to the fuel injection device for the second cylinder, the hard injection of the second cylinder is performed, and the 16th gear signal is generated at a position 12 ° before the top dead center of the second cylinder. Then, by setting the potential of the port B2 of the microprocessor to the H level, the ignition signal Si2 is given to the ignition circuit 5 of the second cylinder to cause the second cylinder to perform hard ignition.
[0128]
Next, when the 21st gear signal is generated at the timing of the circle number 5 corresponding to the crank angle position of 132 ° before the top dead center of the first cylinder, the injection signal Sj1 is given to the fuel injection device 6 for the first cylinder. When the first gear signal is generated at a timing corresponding to a crank angle position of 12 ° before the top dead center of the first cylinder, the ignition circuit 4 for the first cylinder is fired. A signal Si1 is given to cause hard ignition of the first cylinder.
[0129]
Similarly, the timing corresponding to the crank angle position 132 ° before the top dead center of the second cylinder (the timing indicated by the circle numeral 7) and the timing corresponding to the crank angle position 12 ° before the top dead center of the second cylinder ( The hard injection and hard ignition of the second cylinder are performed at the timing (circled number 8), respectively, and the timing corresponding to the crank angle position 132 ° before the top dead center of the first cylinder (the timing of circled number 9) and the second cylinder are performed. The hard injection and the hard ignition of the first cylinder are performed at the timing corresponding to the crank angle position at 12 ° before the top dead center (the timing indicated by the circle numeral 10).
[0130]
In the example shown in the figure, when the hard ignition of the second cylinder is performed at the timing of the circled number 12, the rotational speed of the engine exceeds the set value N1 (= 1000 r / min), so the hard ignition is performed at the timing of the circled number 12. At this point, the start control mode is ended and the mode is shifted to the steady control mode. In the injection timing (the timing of the numeral 13 and the numeral 15) and the ignition timing (the timing of the numeral 14 and the numeral 17) appearing after the numeral 12, the injection start timing calculated for each control condition. In addition, soft injection and soft ignition for performing fuel injection and ignition operation at the ignition timing are performed.
[0131]
(4) Algorithm of a program executed by a microprocessor to configure each function realizing means
FIGS. 8 to 20 show a main part of a flowchart showing an example of an algorithm of a program to be executed by the microprocessor to constitute each of the above-mentioned function realizing means.
[0132]
[Interrupt Routine with Reactor] (Fig. 8)
Each time the signal generator 2 generates the signal P1 with a reluctance, the microprocessor executes the interrupt routine with a reluctor shown in FIG.
[0133]
In this interrupt routine, first, in step 1, it is determined whether or not the average rotation speed of the engine detected by the rotation speed detection means 21 is equal to or lower than the set speed N1. As a result, if it is determined that the rotation speed exceeds the set speed, the process returns to the main routine without doing anything. When it is determined that the rotational speed is equal to or lower than the set speed N1, the process proceeds to step 2, and it is determined whether or not the first reluctant disconnection interrupt (described later) has been performed after the start of the starting operation. . As a result, when it is determined that the first reluctant miss interruption has not been performed, the process proceeds to step 3 to perform the hard injection of the first cylinder, and then returns to the main routine.
[0134]
If it is determined in step 2 that the first reluctant missing interrupt has already been performed, the process proceeds to step 5 to determine whether the reverse rotation flag is set to 1. As a result, when the reverse rotation flag is set to 1, the process returns to the main routine without doing anything. When it is determined that the reverse rotation flag is not set to 1, the routine proceeds to step 4 where the gear signal Pg is set. The count value of the gear counter (free-run counter) that is counting is read, and from the count value and the count value that has already been read, the time from when the reluctant missing signal is generated to when the current reluctant input signal is generated And the entry / exit gear count GCNTII counted between the time when the previous reluctant input signal P1 is generated and the time when the reluctant input signal is generated. Ask for. Through this process, the gear signal counting means 22a between the slip-off and the gear-on shown in FIG.
[0135]
Next, in step 6, it is determined whether or not GCNTOI ≧ 26 by setting the first determination value to be compared with the missing account value GCNTOI to 26, and when this condition is satisfied, the engine is started. When it is determined that the rotation is reverse, the process proceeds to step 7 and the reverse rotation flag is set to 1.
[0136]
If it is determined in step 6 that the condition of GCNTOI ≧ 26 is not satisfied, then the process proceeds to step 8, where the second determination value to be compared with the entry / exiting gear account value GCNTII is 10, and GCNTII ≦ 10 It is determined whether or not the condition is satisfied. As a result, when this condition is satisfied, it is determined that the engine is running in the reverse direction, and the routine proceeds to step 7, where the reverse rotation flag is set to 1. If it is determined in step 8 that the condition of GCNTII ≦ 10 is not satisfied, the process proceeds to step 9 in which n3. After the reluctant-missing signal P2 is generated in the IG gear counter (ignition timing measurement counter that counts the gear signal), the count value (= 6) is set to perform the counting operation.
[0137]
[Retractor missing interrupt routine] (Fig. 9)
Each time the signal generator 2 generates the reluctant missing signal P2, the reluctant missing interrupt routine shown in FIG. 9 is executed.
[0138]
In this interrupt routine, first, in step 1, it is determined whether or not the average rotation speed of the engine detected by the rotation speed detection means 21 is equal to or lower than the set speed N1. As a result, if it is determined that the rotation speed exceeds the set speed, the process returns to the main routine without doing anything. When it is determined that the rotation speed is equal to or lower than the set speed N1, the process proceeds to step 2, and it is determined whether or not the current interrupt is the first reluctant disconnection interrupt after the start operation is started. As a result, if it is the first interrupt of the reductor disconnection, the process proceeds to step 3 where n3. The IG gear counter (a gear counter for counting the gear signal for the first cylinder, which measures the ignition signal) is provided with a gear signal (the first gear generated at the position of # 1BTDC12 °) after the reluctant missing signal is generated. Signal) is set, and the counting is performed. In step 4, n3. The INJ gear counter (a gear counter for measuring the injection start timing for the second cylinder that counts the gear signal) has a gear signal (the # 2 BTDC generated at the 132 ° position that is the 132 ° position) generated at the sixth time after the occurrence of the reluctant missing signal. A count value (= 6) required to detect the gear signal) is set, and the counting operation is started. In step 5, n3. The INJ gear counter (a gear counter for measuring the injection start timing for the first cylinder which counts the gear signal) is provided with a gear signal (the 21st gear generated at the 132 ° position of # 1 BTDC 132 °) after the reluctant miss signal is generated. A count value (= 21) necessary for detecting the gear signal) is set, and after the counting operation is started, the process returns to the main routine.
[0139]
If it is determined in step 2 that the current interrupt is not the first interrupt of the reductor, the process proceeds to step 6 to determine whether the reverse rotation flag is set to 1. As a result, if the reverse rotation flag is set to 1, the process returns to the main routine without doing anything. If it is determined that the reverse rotation flag is not set to 1, the routine proceeds to step 7, where the gear signal Pg is output. The count value of the counting gear counter (free-run counter) is read, and from the count value and the already read count value, the time from when the signal for entering the reluctor is generated to when the signal for missing the reluctor is generated. And the missing / missing gear account value GCNTIO counted during the period between the occurrence of the previous reluctor missing signal P2 and the occurrence of the current reluctor missing signal P2. GCNTOO. By this process, the on / off gear signal counting means 22c and the on / off gear signal counting means 22d shown in FIG. 7 are configured.
[0140]
Next, in step 8, a determination is made as to whether or not GCNTIO ≧ 7 by setting a third determination value to be compared with the entry / exit gap account value GCNTIO to 7, and when the condition is satisfied, the engine is started. When it is determined that the rotation is reverse, the process proceeds to step 9 and the reverse rotation flag is set to 1.
[0141]
When it is determined in step 8 that the condition of GCNTIO ≧ 7 is not satisfied, the process proceeds to step 10 and the condition of GCNTOO ≦ 10 is set assuming that the fourth determination value to be compared with the missing account value GCNTOO is 10. It is determined whether or not the condition is satisfied. As a result, when this condition is satisfied, it is determined that the engine is running in the reverse direction, and the routine proceeds to step 9, where the reverse rotation flag is set to 1. If it is determined in step 10 that the condition of GCNTOO ≦ 10 is not satisfied, it is determined that the engine is not rotating in the reverse direction, and the process returns to the main routine.
[0142]
In this example, the rotation direction determination means 22e at the time of entering the reluctor is constituted by steps 1, 2, 4 and 5 to 8 of the interruption routine of FIG. 8, and by steps 1, 2, and 6 to 10 of the interruption routine of FIG. The rotation direction determining means 22f at the time of the retraction is formed.
[0143]
The start routine 22 is constituted by the interrupt routine of FIG. 8 and the interrupt routine of FIG.
[Gear interruption] (Fig. 10)
The microprocessor 1 also executes an interrupt shown in FIG. 10 when a predetermined gear signal is generated. In this interrupt routine, in step 1, according to a predetermined gear interrupt schedule, which one of a series of gear interrupts # 2_n1, # 2_n2, # 1_n1, and # 1_n2 that is to be executed this time is determined in advance. It is determined whether or not there is, and an interrupt determined to be executed is executed.
[0144]
In the present embodiment, as shown in FIG. 4, when the currently generated gear signal is the third gear signal, the # 2_n1 interrupt in FIG. 11 is executed, and the currently generated gear signal becomes the seventh gear signal. , The # 2_n2 interrupt shown in FIG. 12 is executed. When the currently generated gear signal is the 18th gear signal, the # 1_n1 interrupt shown in FIG. 13 is executed, and when the currently generated gear signal is the 22nd gear signal, the # 1_n1 interrupt shown in FIG. 1_n2 interrupt is executed.
[0145]
[# 2_n1 interrupt] (FIG. 11)
The microprocessor executes the # 2_n1 interrupt shown in FIG. 11 when detecting the third gear signal. In this interrupt, the time CNTR12 elapsed from the generation of the 22nd gear signal in step 1 to the generation of the current 3rd gear signal is obtained, and then in step 2, the timing of executing the # 2_n2 interrupt The count value (= 4) necessary to detect the 7th gear signal that gives is set in the gear counter, and the process returns to the main routine.
[0146]
[# 2_n2 interrupt] (FIG. 12)
The microprocessor executes the interrupt routine shown in FIG. 12 when the seventh gear signal is generated. In this interrupt routine, first, in step 1, the time CNTRV2 from the generation of the third gear signal to the generation of the seventh gear signal is calculated, and then in step 2, another routine such as the main routine has already calculated the time CNTRV2. The detected rotation speed (the average rotation speed detected from the time required for one revolution of the engine) is read. Next, in step 3, a count value (= 11) to be counted in order to detect a gear signal (the 18th gear signal) for giving a timing for executing the next gear interrupt # 1_n1 interrupt is set in the gear counter. To perform the counting.
[0147]
In step 4, it is determined whether the average rotation speed is equal to or lower than the set speed N1. If the average rotation speed is equal to or lower than the set speed N1, the process proceeds to step 5 and the hard flag is set to 0. Next, in step 6, a count value (= 30) that needs to be counted in order to detect the sixth gear signal generated at the timing of performing the hard injection of the second cylinder is set to the injection counter timing measurement gear counter (= 30) of the second cylinder. n3.INJ counter). Thereafter, in step 7, it is determined whether or not the reverse rotation flag is 1, and as a result, when the reverse rotation flag is 1 (when the start control mode is completed), the process returns to the main routine without doing anything.
[0148]
When it is determined in step 7 that the reverse rotation flag is not 1 (when it is determined that the engine is in the start control mode), the process proceeds to step 8 and the 16th gear signal for performing the hard ignition of the second cylinder is detected. A count value (= 10) that needs to be counted in order to perform the counting is set in an ignition timing measurement gear counter (n3. IG gear counter), and the counting is started. Then, the process returns to the main routine.
[0149]
When it is determined in step 4 in FIG. 12 that the average rotation speed exceeds the set speed N1, the process proceeds to step 9 where the hard flag is set to 1, and then in step 20 the ignition timing calculated in the main routine is set. Check it out. After that, in step 11, a count value that needs to be counted in order to detect a gear signal generated at the timing closest to the ignition timing read in step 10 is set to an ignition timing measurement gear counter (n3.IG gear) of the second cylinder. Counter) to start counting.
[0150]
Next, at step 12, the injection start timing calculated by another routine is read, and at step 13, the count which needs to be counted in order to detect the gear signal generated at the timing closest to the injection start timing of the second cylinder. After the value is set in the injection timing measurement gear counter (n3. INJ gear counter) of the second cylinder and the counting is started, the process returns to the main routine.
[0151]
[# 1_n1 interrupt] (FIG. 13)
The microprocessor executes the # 1_n1 interrupt shown in FIG. 13 when detecting that the 18th gear signal has been generated. In this interrupt, the time CTR21 from the generation of the 7th gear signal to the generation of the 18th gear signal in step 1 is calculated, and in step 2, the 22nd gear that gives the timing for performing the # 1_n2 interrupt is calculated. A count value (= 4) that needs to be counted in order to detect a signal is set in the gear counter, and the process returns to the main routine.
[0152]
[# 1_n2 interrupt] (FIG. 14)
The microprocessor executes the interrupt routine shown in FIG. 14 when detecting that the 22nd gear signal has been generated (when the gear counter has counted the count value set by the interrupt in FIG. 13).
[0153]
In this interrupt, in step 1, the time CTVR1 from the generation of the 18th gear signal to the generation of the current 22nd gear signal is calculated, and then in step 2, the next # 2_n1 interrupt (FIG. 11) A count value (= 11) to be counted in order to detect the third gear signal giving the timing of executing (interrupt) is set in the gear counter and the counting is started. In step 3, it is determined whether or not the hard flag is set to 1. If the hard flag is not 1, the process proceeds to step 4 in which a gear counter for measuring the injection timing of the first cylinder (n3. INJ gear counter) is used. Then, a count value that needs to be counted in order to detect the 21st gear signal that gives the injection start timing of the first cylinder at the time of starting is set in the gear counter, and the counting is started.
[0154]
When it is determined in step 3 that the hard flag is set to 1, the routine proceeds to step 5, where the ignition timing of the first cylinder calculated in the main routine is read, and in step 6, the ignition timing of the first cylinder is determined. A count value that needs to be counted in order to detect a gear signal generated at the timing closest to the timing is set in a ignition timing measurement gear counter (n3. IG gear counter), and the counting is started. Next, in step 7, the injection start timing of the first cylinder calculated in the main routine is read, and in step 8, it is necessary to count in order to detect the gear signal generated at the timing closest to the injection timing. The count value is set in the injection start timing measurement gear counter (n3. INJ gear counter) of the first cylinder, the count is started, and then the process returns to the main routine.
[0155]
[N3. IG interrupt] (FIG. 15)
The microcomputer executes the interrupt routine shown in FIG. 15 when the ignition timing measurement gear counter (n3. IG gear counter) counts the set count value. In this interrupt, it is determined in step 1 whether or not the current ignition is performed in the first cylinder, and if it is the first cylinder, the flow proceeds to step 2 in which it is determined whether or not the hard flag is 1. I do. If the result of the determination is that the hard flag is not 1, the process proceeds to step 3 to cause the first cylinder to perform hard ignition. If the value of the hard flag is 1, the process proceeds to step 4 to detect the ignition timing at which soft ignition is performed. The ignition timer time to be measured is set in the ignition timer of the first cylinder, and the process returns to the main routine.
[0156]
If it is determined in step 1 that the cylinder to be ignited this time is not the first cylinder, it is determined in step 5 whether or not the hard flag is 1. If the hard flag is not 1, the process proceeds to step 6. Then, the hard ignition of the second cylinder is performed. If it is determined in step 5 that the hard flag is 1, the process proceeds to step 7 in which the ignition timer time that needs to be measured to detect the ignition timing of the second cylinder is set in the ignition timer of the second cylinder. Return to the main routine.
[0157]
[# 1_n3. INJ interrupt] (Fig. 16)
Each time the microprocessor counts the set count of the injection start timing measurement gear counter (n3. INJ gear counter) of the first cylinder, the microprocessor # 1_n3. Execute an INJ interrupt.
[0158]
In this interruption, it is first determined in step 1 whether or not the hard flag is 1, and if the hard flag is 1, the flow proceeds to step 2 to perform the hard injection of the first cylinder. When it is determined in step 1 that the hard flag is 1, the process proceeds to step 3 and sets an injection timer time which needs to be measured in order to detect the timing of performing the soft injection of the first cylinder in the injection timer. After the measurement is started, the process returns to the main routine.
[0159]
[# 2_n3. INJ interrupt] (Fig. 17)
The microprocessor causes the interruption routine of FIG. 17 to be executed each time the injection start timing measurement gear counter (n3. INJ gear counter) of the second cylinder counts the set count value.
[0160]
In this interrupt routine, it is first determined in step 1 whether or not the hard flag is 1, and if the hard flag is 1, the flow proceeds to step 2 to perform hard injection of the second cylinder. When it is determined in step 1 that the hard flag is 1, the process proceeds to step 3 and sets the injection timer to an injection timer time which needs to be measured in order to detect the timing of performing the soft injection of the second cylinder. After the measurement is started, the process returns to the main routine.
[0161]
[Ignition timer interrupt] (Fig. 18)
The microprocessor executes the ignition timer interrupt shown in FIG. 18 every time the ignition timer measures the set ignition timer time.
[0162]
In this interrupt, in step 1, it is determined whether or not an ignition signal has already been generated (whether or not ignition is being performed). By setting the port B1 or B2 of the computer to the H level, an ignition signal is given to the ignition circuit 4 or 5.
[0163]
Next, in step 3, the ignition timer is set to the ignition signal stop time (time corresponding to the signal width of the ignition signal), and the measurement is started. After the ignition signal is generated, when the ignition timer measures the ignition signal stop time and this interrupt is executed again, it is determined in step 1 that ignition is being performed. To stop. Thereby, the signal width of the ignition signal given to the thyristor of the ignition circuit is limited to a predetermined width.
[0164]
[# 1. INJ timer interrupt] (Fig. 19)
The microprocessor executes the interrupt of FIG. 19 when the injection timer for the first cylinder measures the set injection timer time.
[0165]
In this interrupt, it is determined in step 1 whether the fuel injection device of the first cylinder is injecting fuel. If it is determined that the fuel injection device is not injecting fuel, the flow advances to step 2 to proceed to step 2 of the microprocessor. By setting B3 to the H level, an injection signal is given to the fuel injection device of the first cylinder. Next, in step 3, an injection time determined by the injection amount calculated by the injection amount calculation means is set in the injection timer, and the process returns to the main routine. When the injection timer measures the injection time and this interrupt is executed again, it is determined in step 1 that injection is being performed, so the process proceeds to step 4 and the output of the injection signal is stopped. Thereby, the signal width of the injection signal given to the fuel injection device for the first cylinder is set to a width corresponding to the injection amount.
[0166]
[# 2. INJ timer interrupt] (Fig. 20)
The microprocessor executes the interrupt shown in FIG. 20 when the injection timer for the second cylinder measures the set injection timer time.
[0167]
In this interruption, it is determined in step 1 whether or not the fuel injection device of the second cylinder is injecting. If it is determined that the injection is not in progress, the process proceeds to step 2 and the port of the microprocessor is determined. By setting B4 to the H level, an injection signal is given to the fuel injection device of the second cylinder. Next, in step 3, an injection time determined by the injection amount calculated by the injection amount calculation means is set in the injection timer, and the process returns to the main routine. When the injection timer measures the injection time and this interrupt is executed again, it is determined in step 1 that injection is being performed, so the process proceeds to step 4 and the output of the injection signal is stopped. Thereby, the signal width of the injection signal given to the second cylinder fuel injection device is set to a width corresponding to the injection amount.
[0168]
In this embodiment, according to steps 4, 5 and 9 in FIG. 12, the control mode is set to the start mode when the rotation speed is equal to or lower than the set speed N1, and the control mode is set to steady when the rotation speed exceeds the set speed. Control mode switching means for setting the control mode is configured.
[0169]
Also, steps 4 to 6 of the interrupt routine of FIG. 12, steps 3 and 4 of the interrupt routine of FIG. 14, steps 1 and 2 of the interrupt routine of FIG. 16, steps 1 and 2 of the interrupt routine of FIG. The start-time injection control means is constituted by the interruption routine of FIG. 19 and FIG.
[0170]
Further, steps 7 and 9 of the interrupt routine of FIG. 8, steps 2 to 5 and step 9 of the interrupt routine of FIG. 9, steps 4, 5, 7 and 8 of FIG. 12, and step 2 of the interrupt routine of FIG. , 3, 5 and 6 constitute a starting point ignition control means.
[0171]
In addition, Steps 3, 5, and 6 of the interrupt routine of FIG. 14, Steps 4 and 7 of the interrupt routine of FIG. 15, and the interrupt routine of FIG.
[0172]
Further, steps 12 and 13 of the interrupt routine of FIG. 12, steps 7 and 8 of the interrupt routine of FIG. 14, steps 1 and 3 of the interrupt routine of FIG. 16, and steps 1 and 3 of the interrupt routine of FIG. The steady state injection control means is constituted by the interruption routine of FIG. 19 and FIG.
[0173]
Further, in the present embodiment, the start-time injection control means 24 and the steady-state injection control means 26 detect the injection start timing of each cylinder with reference to the position where the reluctant miss signal is generated, and perform the fuel injection into each cylinder. The ignition control means 23 for performing the ignition is controlled by the ignition control means 23 at the time of starting and the ignition control means 26 at the steady time to detect the ignition timing of each cylinder with reference to the position where the reluctant miss signal is generated. An ignition control means for performing the operation is configured.
[0174]
In the above description, the configuration of the main routine was not described. However, in the main routine, the rotational speeds CNTRV1, CNTRV2, CNTR21, and CNTR22 are used to specify a series of gear signals, control interrupts, and detect rotational speeds. , A map calculation for calculating the ignition timing and the injection start timing with respect to the calculated rotation speed, and a calculation of the fuel injection amount performed for various control conditions such as the atmospheric pressure and the throttle opening. .
[0175]
In the above embodiment, the number of gear teeth provided on the rotor of the signal generator is set to 30, but the number of gear teeth is arbitrary, and in order to increase the resolution of crank angle detection, a larger number (for example, 60) is used. A gear with teeth may be provided.
[0176]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the signal generator is configured to generate the reluctant-entered signal at a time permitted as the fuel injection start time at the time of starting a certain cylinder of the engine, and at the time of starting the engine, The fuel injection control means is configured to inject fuel into a certain cylinder when the signal to enter the reluctance occurs when the signal to enter the reluctance occurs. After the injection, the ignition operation in each cylinder can be performed. Therefore, the first ignition operation performed at the time of starting can be prevented from being invalidated, and the startability of the engine can be improved.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration example of hardware of a control device according to the present invention.
FIG. 2 is a front view showing a configuration example of a signal generator used in an embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a sectional view of the signal generator of FIG. 2;
FIG. 4 is a timing chart schematically showing signal waveforms obtained at various points when the engine is started in the embodiment of the present invention.
FIG. 5 is a timing chart for explaining an operation from a start operation start time to a start completion time according to the embodiment of the present invention.
6 is a table collectively showing ignition operation and injection operation performed in each part of the timing chart of FIG. 5, signals used for each ignition operation and injection operation, and crank angle positions at which the ignition operation and injection operation are performed. It is.
FIG. 7 is a functional block diagram showing function realizing means realized by a microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 8 is a flowchart illustrating an algorithm of an interrupt with a reluctor executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 9 is a flowchart illustrating an algorithm of a missing reactor interrupt executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 10 is a flowchart showing an algorithm of a gear interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 11 is a flowchart showing another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 12 is a flowchart showing still another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 13 is a flowchart showing still another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 14 is a flowchart showing still another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 15 is a flowchart showing still another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 16 is a flowchart showing still another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 17 is a flowchart showing still another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 18 is a flowchart showing still another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 19 is a flowchart showing still another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
FIG. 20 is a flowchart showing yet another interrupt routine executed by the microprocessor in the embodiment of the present invention.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Microprocessor, 2 ... Signal generator, 2A ... Retractor entering / leaving signal generation part, 2B ... Gear signal generation part, 3 ... Power supply part, 4 ... Ignition circuit for 1st cylinder, 5 ... For 2nd cylinder 6: fuel injection device for the first cylinder, 7: fuel injection device for the second cylinder, 10: rotor, 11: pulser, 12: gear sensor, 13: signal generator, 18: reluctor, 19: gear, Reference numeral 22: starting rotation direction judging means, 22a: gear signal counting means between disengagement / entrance, 22b: gear signal counting means between engagement / disengagement, 22c: gear signal counting means between engagement / disengagement, 22d: gear signal between engagement / disengagement Counting means, 22e: rotating direction determining means at the time of entering the reluctor, 22f: rotating direction determining means at the time of removing the reluctor, 23: starting fire control means, 24: starting injection control means, 25: steady-state fire control Stage, 26 ... steady-state injection control means.

Claims (1)

燃料噴射装置から各気筒内に直接燃料が噴射される2サイクル直噴エンジンの燃料噴射開始時期と点火時期とを制御する制御装置において、
1つのリラクタを有して前記エンジンのクランク軸に取り付けられたロータと、前記リラクタの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出してリラクタ入り信号及びリラクタ抜け信号を発生するリラクタ入り信号・抜け信号発生部とを備えて、前記エンジンのある気筒の始動時の燃料噴射開始時期として許容される時期に前記リラクタ入り信号が発生するように構成された信号発生装置と、前記リラクタ抜け信号の発生位置を基準にして各気筒の点火時期を検出して各気筒での点火動作を行わせる点火制御手段と、前記リラクタ抜け信号の発生位置を基準にして各気筒の噴射開始時期を検出して各気筒内への燃料噴射を行わせる噴射制御手段とを具備し、
前記噴射制御手段は、前記エンジンの始動時に前記リラクタ入り・抜け信号発生部が最初に発生した信号がリラクタ入り信号であるときに、該最初のリラクタ入り信号の発生時に前記のある気筒で第1回目の燃料噴射を行わせた後、前記エンジンの回転速度がアイドリング速度よりも低く設定された設定速度に達するまでの間に各気筒で行う2回目以降のすべての燃料噴射を、前記リラクタ抜け信号を基準にして検出した始動時の噴射開始時期に行わせ、前記エンジンの始動操作開始後前記リラクタ入り・抜け信号発生部が最初に発生した信号がリラクタ抜け信号であるときには、前記エンジンの回転速度が前記設定速度に達するまでの間に各気筒で行うすべての燃料噴射を、前記リラクタ抜け信号を基準にして検出した始動時の噴射開始時期に行わせるように構成されていること、
を特徴とする2サイクル直噴エンジンの制御装置。
A control device for controlling a fuel injection start timing and an ignition timing of a two-cycle direct injection engine in which fuel is directly injected into each cylinder from a fuel injection device,
A rotor having one reluctor and attached to the crankshaft of the engine, and a reluctor-containing element for detecting a front-end edge and a rear-end edge in the rotational direction of the reluctor to generate a reluctor-in signal and a relacor-out signal, respectively. A signal generating device comprising: a signal / missing signal generating unit, wherein the signal generating device is configured to generate the reluctant-entered signal at a time allowed as a fuel injection start time at the time of starting a certain cylinder of the engine; Ignition control means for detecting the ignition timing of each cylinder based on the signal generation position and performing the ignition operation in each cylinder, and detecting the injection start timing of each cylinder based on the generation position of the reluctant disconnection signal And an injection control means for performing fuel injection into each cylinder.
The injection control means, when the first signal generated by the reluctant on / off signal generating unit at the time of starting the engine is the reluctant on signal, sets the first cylinder in the certain cylinder when the first reluctant on signal is generated. After the second fuel injection is performed, all the second and subsequent fuel injections performed in each cylinder until the rotation speed of the engine reaches a set speed lower than the idling speed are output from the relactor exit signal. When the signal initially generated by the reluctant on / off signal generation unit after the start operation of the engine is a reluctant disconnection signal, the rotation speed of the engine is determined. All fuel injections performed in each cylinder until the set speed is reached are detected at the start of injection at the time of start detected with reference to the reluctant disconnection signal. That it is configured to be performed by the,
A control device for a two-cycle direct injection engine.
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