发动机的启动控制装置的制作方法

文档序号:11111268阅读:524来源:国知局
发动机的启动控制装置的制造方法

本发明涉及一种发动机的启动控制装置,尤其是涉及一种能够防止发动机燃料系统中产生的蒸气所导致的高温启动性能变差的发动机的启动控制装置。



背景技术:

一直以来,为了改善废气特性,提高燃料消耗效率等,将向发动机供应燃料进行电子控制化的燃料喷射装置得到广泛普及,其对象除了四轮车外,还能应用于各种二轮车及发电机等。这种燃料喷射装置构成为,利用燃料泵抽取燃料罐内的燃料,加压至规定压力,将加压后的燃料供应给发动机进气管上所设置的喷射器,和发动机的燃烧循环同步,对喷射器进行开闭控制,将燃料喷射到进气管内。

然而,在二轮车等大多情况下,燃料泵采用的是罐外型,即设置于燃料罐外部,并且其设置位置靠近发动机,会直接受到发动机放射热的影响。因此,会出现如下问题:燃料泵等燃料系统温度升高,内部产生蒸气,会使之后的发动机启动性能变差。对此,关于蒸气对策提出有各种方案,例如可以列举专利文献1的技术。

专利文献1中记载的发动机的燃料供应装置构成为,经由燃料供应管32,将来自燃料罐7内所配置的燃料泵8的燃料供应给输送管31,再从该输送管31供应给各个气缸的喷射器6。输送管31经由燃料回流管33和燃料罐7连接,在燃料回流管33的喷射器6附近配置有电磁式旁通阀10。在启动发动机时,当判断输送管31内有蒸气时,使电磁式旁通阀10开启,使输送管31内的蒸气返回到燃料罐7内。

现有技术文献

专利文献

专利文献1:日本专利特开平06-317228号公报



技术实现要素:

发明所要解决的技术问题

然而,根据专利文献1的技术,作为蒸气对策,需要使用电磁式旁通阀10,并且需要在发动机周围确保有用于设置电磁式旁通阀10的空间。例如,为了削减成本,相关领域技术人员强烈希望能够减少二轮车、发电机等的元件数量,并且,发动机周围基本没有用于设置新元件的余地,因此,需要对周围其他元件的布局进行修改。因此,采用专利文献1的技术作为蒸气对策并不现实,一直以来人们都希望能采用其他方法的蒸气对策。

本发明为解决上述问题开发而成,其目的在于提供一种发动机的启动控制装置,能够抑制制造成本的飙升并且不会对发动机周围其他元件的布局产生影响地进行实施,在此基础上能够可靠地消除燃料泵内产生的蒸气,提高发动机的高温启动性能。

解决技术问题所采用的技术方案

为了实现上述目的,本发明的发动机的启动控制装置的特征在于,具备:燃料泵,其构成为设置于燃料罐外的罐外型,通过驱动单元的驱动,将加压至规定压力的燃料供应给发动机的喷射器;蒸气产生判断单元,其判断燃料泵内有无蒸气;以及启动/蒸气排出控制单元,其根据点火开关的接通操作或发动机的启动操作,使燃料泵开始工作以便启动发动机,在发动机启动时,当蒸气产生判断单元判断为有蒸气时,作为对燃料泵内所产生的蒸气的排出处理,并行于燃料泵的工作,在预先设定的吹扫时间内将喷射器保持为开启状态。

根据如上构成的燃料泵的控制装置,在启动发动机时,当判断为有蒸气时,作为对燃料泵内所产生的蒸气的排出处理,在燃料泵工作的同时,在吹扫时间内将喷射器保持为开启状态。由此,燃料泵内部和发动机的进气口内等连通,并且通过燃料泵的工作,将内部蒸气向喷射器推出,并排出到进气口内等。从而能够可靠地消除燃料泵内部产生的蒸气,提高发动机的高温启动性能。

并且,仅仅是并行执行使喷射器保持为开启和使燃料泵工作,不需要新的元件。因此,能够抑制制造成本的飙升,并且不会对发动机周围其他元件的布局产生影响地进行实施。

作为其他形态,优选构成为,在进行了点火开关的接通操作时,作为先于发动机的曲柄转动而使喷射器的燃压恢复为规定压力的预备燃压控制,启动/蒸气排出控制单元在预先设定的升压时间内使燃料泵工作,当蒸气产生判断单元判断为有蒸气时,在开始预备燃压控制之初,启动/蒸气排出控制单元在吹扫时间内将喷射器保持为开启状态。

根据如上构成,可以在先于发动机的曲柄转动而执行的预备燃压控制开始之初,将喷射器保持为开启状态,从而排出燃料泵内的蒸气。

作为其他形态,优选构成为,在进行了发动机的启动操作时,与发动机开始曲柄转动对应,启动/蒸气排出控制单元使燃料泵开始工作,当蒸气产生判断单元判断为有蒸气时,在曲柄转动开始之初,启动/蒸气排出控制单元在吹扫时间内将喷射器保持为开启状态。

根据如上构成,可以在发动机的曲柄开始转动之初,将喷射器保持为开启状态,从而排出燃料泵内的蒸气。继而,在曲柄转动期间将被排出到进气口内等的蒸气依次经过发动机的气缸内,排出到排气侧,从而能够预防火花塞起雾。

作为其他形态,优选构成为,在先于响应发动机的启动操作的曲柄转动前,进行了点火开关的接通操作时,作为使喷射器的燃压恢复为规定压力的预备燃压控制,启动/蒸气排出控制单元在预先设定的升压时间内使燃料泵工作,当蒸气产生判断单元判断为有蒸气时,在曲柄转动开始前,启动/蒸气排出控制单元持续地通过预备燃压控制使燃料泵工作。

根据如上构成,在曲柄转动开始之前便使燃料泵工作,因此,能够将残留于燃料泵内的少量燃料向回流侧移送,并通过使新的低温燃料流入,达到冷却效果,从而能够防止再次产生蒸气。

作为其他形态,优选构成为,在先于响应发动机的启动操作的曲柄转动前,进行了点火开关的接通操作时,当蒸气产生判断单元未判断为有蒸气时,作为使喷射器的燃压恢复为规定压力的预备燃压控制,启动/蒸气排出控制单元在预先设定的升压时间内使燃料泵工作,当蒸气产生判断单元判断为有蒸气时,不执行预备燃压控制。

根据如上构成,由于不执行预备燃压控制,从而能够减少在升压时间内使燃料泵工作所需要的功耗。

作为其他形态,优选构成为,作为蒸气的排出处理,启动/蒸气排出控制单元在开始预备燃压控制之初,在吹扫时间内将喷射器保持为开启状态时,使升压时间延长相当于吹扫时间的时间,基于延长后的升压时间,使燃料泵工作。

根据以上构成,能够通过延长升压时间,可靠地恢复燃压。

作为其他形态,优选构成为,作为蒸气的排出处理,启动/蒸气排出控制单元在曲柄转动开始之初,在吹扫时间内将喷射器保持为开启状态时,从经过吹扫时间后进一步经过升压时间的时刻起,开始发动机的燃料喷射控制以及点火时期控制。

根据以上构成,从经过升压时间而燃压恢复的时刻起,开始燃料喷射控制以及点火时期控制,因此,能够预防在燃压未恢复的状态下利用喷射器喷射燃料及利用火花塞点火的无用操作。

作为其他形态,优选构成为,具备用于检测燃料泵的温度的温度检测单元;当温度检测单元检测出的燃料泵的温度在预先设定的第1蒸气判断值以上时,蒸气产生判断单元判断为有蒸气。

根据以上构成,仅需通过比较燃料泵的温度和第1蒸气判断值这一简单处理,便能判断出有无蒸气。

作为其他形态,优选构成为,具备存储单元,用于存储发动机停止时温度检测单元检测出的燃料泵的温度;即便燃料泵的温度小于第1蒸气判断值,但前一次发动机停止时存储单元存储的燃料泵温度在预先设定的第2蒸气判断值以上时,蒸气产生判断单元判断为有蒸气。

根据以上构成,虽然停止后的发动机会散热,温度降低,但受其放射热的影响,燃料泵温度会上升,即使在这种情况下也可以基于前一次发动机停止时燃料泵的温度,适当地判断为有蒸气。

作为其他形态,优选构成为,具备校正单元,其在燃料泵的温度和第1蒸气判断值之差或者燃料泵的温度和第2蒸气判断值之差越大时,将吹扫时间越向增加侧校正;启动/蒸气排出控制单元基于校正单元校正后的吹扫时间,将上述喷射器保持为开启状态。

根据以上构成,可以根据燃料泵内所产生的蒸气量,延长吹扫时间,从而能够更加可靠地排出蒸气。

作为其他形态,优选构成为,燃料泵通过作为驱动单元而具备的马达的驱动,使隔膜振动,并且,同步于隔膜的振动,使柱塞往复运动,利用柱塞对从隔膜送出的燃料进行加压,并供应给喷射器。

根据以上构成,由于燃料泵的隔膜室内容易产生蒸气并蓄积,因此,本发明的蒸气对策尤为有效。

作为其他形态,优选构成为,将发动机作为行驶用动力源搭载于二轮车上,在靠近发动机的位置处配设燃料泵。

根据以上构成,由于受发动机放射热的影响,燃料泵的温度容易上升,因此,本发明的蒸气对策尤为有效。

发明效果

根据本发明,能够抑制制造成本的飙升并且不会对发动机周围其他元件的布局产生影响地进行实施,在此基础上能够可靠地消除燃料泵内产生的蒸气,提高发动机的高温启动性能。

附图说明

图1是表示实施方式的发动机的启动控制装置的系统结构图。

图2是表示燃料泵详情的剖面图。

图3是表示从发动机启动到转为常规运行为止的控制状况的时序图。

图4是表示ECU执行的启动模式切换程序的流程图。

图5是表示ECU执行的冷却水温保存程序的流程图。

图6是表示从发动机停止到重新启动为止的冷却水温及燃料泵温度的变化状况的时序图。

图7是表示ECU执行的启动控制程序的流程图。

图8是表示第1实施方式的ECU执行的蒸气应对启动程序的流程图。

图9是表示第1实施方式的蒸气应对启动模式的执行状况的时序图。

图10是表示第2实施方式的ECU执行的蒸气应对启动程序的流程图。

图11是表示第2实施方式的蒸气应对启动模式的执行状况的时序图。

图12是表示第3实施方式的ECU执行的蒸气应对启动程序的流程图。

图13是表示第3实施方式的蒸气应对启动模式的执行状况的时序图。

具体实施方式

以下,对本发明具体化为搭载于二轮车上的发动机的启动控制装置的一个实施方式进行说明。

图1是表示本实施方式的发动机的启动控制装置的系统结构图。

本实施方式的发动机1构成为排气量50cc的4冲程单缸汽油发动机,作为行驶用动力源搭载于二轮车上。但是,发动机1的规格并不仅限于此,可以任意变更。

在形成于发动机1的气缸体2中的气缸3内,可滑动地配设有活塞4,活塞4经由连杆5连接到曲柄轴6,与活塞4的往复运动联动,曲柄轴6随之旋转。在曲柄轴6的后端(未图示的变速器侧)安装有飞轮7,在飞轮7的外周上的规定位置形成有用于检测曲柄角的磁阻分配头(reluctor)7a。

在固定于气缸体2上的气缸盖9上形成有进气口9a以及排气口9b,并且以前端朝向气缸内的姿态配设有火花塞10。在连接到进气口9a的进气通道11上,从上游侧开始设置有空气滤清器12、根据驾驶员的节流操作而开闭的节流阀13、具备ISCV(怠速控制阀)14的旁路通道15、以及朝向进气口9a喷射燃料的喷射器16。此外,在连接到排气口9b的排气通道17上,设置有用于净化废气的三元催化剂18以及未图示的消音器。

在进气口9a上配设有进气阀20,在排气口9b上配设有排气阀21。通过阀弹簧22,对这些进气排气阀20、21向闭合侧施力,并且利用在气缸盖9上同步于曲柄轴6而被旋转驱动的进气凸轮轴23及排气凸轮轴24,使这些进气排气阀20、21开启。由此,在同步于活塞4的往复运动的规定时刻,进气阀20及排气阀21开闭,由进气、压缩、膨胀、排气这4个行程构成的发动机1的燃烧循环以720°CA的曲柄角反复工作。

利用燃料泵26,向上述喷射器16供应存储于燃料罐25内的燃料(汽油)。本实施方式的燃料泵26是柱塞式燃料泵的一种,关于其构成及工作状态将在后文说明,通过同时使用隔膜和柱塞,能够将喷射器16工作所需的规定压力(例如300MPa左右)的燃料加压并供应。燃料泵26和喷射器16形成为一体,经由供应软管27及回流软管28,分别连接到燃料罐25。

如果燃料泵26工作,则会经由供应软管27,将燃料罐25内的燃料引导至燃料泵26内,加压至规定压力,将加压后的燃料供应给喷射器16,并经由回流软管28将剩余燃料回收到燃料罐25中。由此,能够始终向喷射器16供应规定压力的燃料,可以根据喷射器16的开启,以规定的喷射时期及喷射量向进气口9a喷射燃料。

在发动机1运行过程中,利用进气行程中伴随活塞4的下降而产生的负压,经由空气滤清器12将外部气体吸入到进气通道11内,根据节流阀13的开度,调整吸入空气的流量,然后与从喷射器16喷射的燃料混合,同时在进气阀20开启期间流入发动机1的气缸内。在接下来的压缩行程中进行压缩,然后在压缩上止点附近利用火花塞10对混合气体点火,在膨胀行程中进行燃烧,并经由活塞4,对曲柄轴6施加旋转力。在接下来的排气行程中,在排气阀21开启期间,将燃烧后的废气从气缸内排出,流过排气通道17并经过三元催化剂18及消音器,排出到外部。

基于ECU31(发动机控制单元)的控制,执行以上发动机1的燃烧循环。因此,在ECU31的输入侧连接有电磁拾音器(pick-up)32、节流传感器33、O2传感器34以及水温传感器35(温度检测单元)等各种传感器类,电磁拾音器32和上述飞轮7相向地配置,输出同步于磁阻分配头7a的信号,节流传感器33用于检测节流阀13的开度,O2传感器34配设于排气通道17中,根据以化学计量(stoichiometry)(理论空燃比)为中心的排气空燃比的变动,使输出呈阶梯状地变动,水温传感器35用于检测发动机1的冷却水温Tw。此外,在ECU31的输出侧连接有上述ISCV14、喷射器16、燃料泵26以及用于驱动火花塞10的点火器36等各种设备类。

ECU31基于这些传感器信息,执行用于驱动喷射器16的燃料喷射控制、用于驱动火花塞10的点火时期控制以及用于驱动燃料泵26的泵控制等各种控制,使发动机1运行。

例如,作为燃料喷射控制,ECU31基于根据电磁拾音器32的信号计算出的发动机旋转速度Ne以及由节流传感器33检测出的节流开度θth等,决定目标燃料喷射量,并在进气行程的规定时刻驱动喷射器16,执行燃料喷射。

此外,作为点火时期控制,ECU31基于发动机旋转速度Ne及节流开度θth等,决定目标点火时期,同时对电磁拾音器32的信号进行波形整形,生成同步于磁阻分配头7a(换言之,曲柄角)的矩形波状曲柄角信号。然后,基于曲柄角信号,确定对应于目标点火时期的时刻,驱动点火器36,使火花塞10点火。

另外,作为泵控制,ECU31在发动机1运行期间驱动燃料泵26,将加压至规定压力的燃料供应给喷射器16。

在启动发动机1时,开始这些燃料喷射控制、点火时期控制以及泵控制,在此基础上使发动机1曲柄转动(cranking),尝试启动,但是,如[背景技术]所述,高温启动时会出现如下问题,即由于燃料泵26等的内部所产生的蒸气,会使发动机启动性能变差。作为对策,根据专利文献1所提出的技术,需要追加电磁式旁通阀10,会造成制造成本及设置方面出现问题,尤其是难以应用于二轮车、发电机等。

鉴于这种问题,本发明者研究发现,可以采用喷射器16作为将蓄积于燃料泵26等的内部的蒸气进行排出的单元。也就是说,通过喷射器16的闭合,使燃料泵26的内部和进气口9a内断开,但如果将喷射器16保持为开启状态,则两者相连通。如果仅开启喷射器16,燃料泵26内所产生的蒸气会直接蓄积于该场所,但如果在开启喷射器16的同时,使燃料泵26工作,则可以将内部的蒸气向喷射器16推出,并排出到进气口9a内。

基于以上认知,本实施方式在判断为有蒸气时,为了排出蒸气,执行同时使喷射器16保持为开启和使燃料泵26工作的启动模式(以下,相对于常规启动模式,将其称为蒸气应对启动模式),其详细内容将在后文阐述,先对燃料泵26的构成进行说明。

图2是表示燃料泵26详情的剖面图。

燃料泵26的壳体由马达壳体41a、泵壳体41b以及调节器壳体41c构成,通过未图示的螺栓,互相接合。马达壳体41a内收纳有DC马达42(本发明的驱动单元,图中虚线所示)作为燃料泵26的驱动源,在DC马达42的输出轴42a上固定有凸轮43,在框状凸轮承受构件44中,凸轮43和输出轴42a一同旋转。在凸轮承受构件44的前端部(图中的左侧),从泵壳体41b侧嵌合、固定有固定构件45,在凸轮承受构件44和固定构件45之间夹有隔膜46的中心部。隔膜46的外周部被夹在马达壳体41a和泵壳体41b之间,在隔膜46的泵壳体41b侧界定出隔膜室47。

在调节器壳体41c中形成有一对连接部48、49,来自上述燃料罐25的供应软管27及回流软管28分别连接到这些连接部48、49。供应软管27侧的连接部48经由形成于泵壳体41b上的供应通道50,和隔膜室47内连通,供应通道50上设置有止回阀51,用于限制燃料从隔膜室47内流出。此外,回流软管28侧的连接部49经由形成于泵壳体41b上的回流通道52,和隔膜室47内连通,回流通道52上设置有止回阀53,用于限制燃料向隔膜室47内流入。

因此,如果DC马达42的输出轴42a和凸轮43一同旋转,则该旋转运动会被凸轮承受构件44转换为图中的沿左右方向的直线运动(以下,将该方向简称为轴线L方向)。该直线运动会被传递给隔膜46,结果使得隔膜46沿轴线L方向,在图中的右侧(以下,简称为吸入侧)和左侧(以下,简称为排出侧)之间交替振动。继而,当隔膜46在吸入侧振动时,来自燃料罐25的燃料会经由供应软管27及供应通道50,流入隔膜室47内。当隔膜46在排出侧振动时,隔膜室47内的燃料会经由回流通道52及回流软管28,回收到燃料罐25侧,每当隔膜46振动时便会重复燃料的这种移送。

在泵壳体41b上沿轴线L嵌合、固定有套筒55,以和隔膜室47相连续,在套筒55内,沿轴线L可滑动地配设有柱塞56,界定出加压室57。固定构件45的一端连接到柱塞56,柱塞56和固定构件45一同在吸入侧和排出侧之间往复运动。结果使得柱塞56的往复运动和隔膜46的振动同步。

在柱塞56的隔膜室47侧形成有吸入口56a,用于使内外连通,在柱塞56的加压室57侧设置有止回阀58,用于限制燃料向柱塞56内回流。柱塞56向吸入侧移动,在到达行程终端的位置处,吸入口56a露出于隔膜室47内,隔膜室47内的一部分燃料经由吸入口56a,流入柱塞56内,进而一边使止回阀58开启一边流入加压室57内。伴随着之后柱塞56向排出侧的移动,该流入加压室57内的燃料被加压,每当柱塞56开展往复运动时便会重复进行这种燃料的加压。

泵壳体41b上形成有排出室59,以和加压室57相连通,在加压室57和排出室59之间设置有止回阀60,用于限制燃料向加压室57侧回流。排出室59和形成于调节器壳体41c上的调节器室62相连通,调节器室62内配设有阀体63。阀体63沿轴线L呈筒状,在泵壳体41b侧形成有凸缘部63a,在阀体63上,从调节器壳体41c侧嵌有环状止动器(retainer)64。

在阀体63的凸缘部63a和止动器64之间夹有隔膜65的中心部,隔膜65的外周部被夹在泵壳体41b和调节器壳体41c之间。由此,在隔膜65的泵壳体41b侧界定出压力调整室66,在调节器壳体41c侧界定出减压室67。压力调整室66经由喷射器通道68连接到上述喷射器16(图1所示),而减压室67则经由减压通道69连接到上述回流软管28侧的连接部49。

利用配设在调节器室62内的减压弹簧70,对止动器64及阀体63向泵壳体41b侧施力,阀体63的凸缘部63a抵接于泵壳体41b侧,划分压力调整室66和排出室59。在阀体63上,沿轴线L贯穿、设置有减压孔63b,在该减压孔63b内设置有止回阀71,用于限制燃料从压力调整室66侧向减压室67侧流出。在调节器壳体41c上,沿轴线L从外部螺合有调整螺栓72,调整螺栓72的前端插入阀体63的减压孔63b内,与止回阀71相向。虽未图示,但减压孔63b的内周和调整螺栓72的前端外周之间形成有间隙,止回阀71开启时,将燃料从压力调整室66侧排出到减压室67侧。

接下来,对如上构成的燃料泵26的工作状态进行说明。

在DC马达42的驱动下,凸轮43旋转,随之,隔膜46的振动和柱塞56的往复运动同步进行。当隔膜46在吸入侧振动时,来自燃料罐25的燃料会经由供应软管27及供应通道50,流入隔膜室47内。此时,由于柱塞56的吸入口56a露出于隔膜室47内,因此,隔膜室47内的一部分燃料会经由吸入口56a,流入柱塞56内,进而一边使止回阀58开启一边流入加压室57内。也就是说,通过隔膜46在吸入侧的振动,实质上是将燃料从隔膜室47侧送至加压室57侧。

其后,当柱塞56移动到排出侧时,会对加压室57内的燃料加压,并且随着隔膜46向排出侧的振动,将隔膜室47内的剩余燃料经由回流通道52及回流软管28,回收到燃料罐25侧。通过在加压室57内对燃料加压,止回阀60开启,将加压后的燃料移送至排出室59,随着排出室59内燃料压力(以下,简称为燃压)的上升,一边使减压弹簧70弯曲一边使阀体63向调节器壳体41c侧移动,将排出室59的燃料移送到压力调整室66内。

并且,通过阀体63向调节器壳体41c侧移动,内部止回阀71由调整螺栓72的前端按压而开启。因此,经由阀体63的减压孔63b,将压力调整室66内的燃料排出到减压室67侧,进而经由减压通道69,连同来自隔膜室47的剩余燃料一起回收到燃料罐25侧。其结果为,可以将压力调整室66内的燃压保持为根据减压弹簧70的作用力而确定的设定压力。然后,经由喷射器通道68,将如上调整为设定压力的燃料供应给喷射器16,随着喷射器16的开启,朝向发动机1的进气口9a喷射燃料。

燃料泵26的工作状态如上所述,但如图1所示,燃料泵26和喷射器16一同设置于发动机1的进气通道11附近,因此,会直接受到来自发动机1的放射热的影响。对此,在例如车辆全开行驶后使发动机1停止时等,会发生燃料泵26内的燃料蒸发,在隔膜室47内等产生蒸气,即便使隔膜46振动也无法经由柱塞56内将燃料移送到加压室57内的问题,因此需要采取相应的蒸气对策。

此外,即便为了排出蒸气而将喷射器16开启,降低压力调整室66内的燃压,由于止回阀67、60将压力调整室66和隔膜室47断开,因此,也无法将隔膜室47内的蒸气排出到压力调整室66侧。因此,也会判断为需要在保持喷射器16开启的同时使燃料泵26工作,以作为蒸气应对启动模式。

接着,为了实现这种蒸气对策,针对ECU31在发动机启动时执行的处理进行说明。

图3是表示从发动机启动到转为常规运行为止的控制状况的时序图,首先,基于该图,对从发动机1的启动操作到转为发动机1的运行为止的ECU31的控制概要进行说明。

ECU31的控制模式大致分为用于启动发动机1的启动模式和启动完毕后用于使发动机1继续运行的运行模式。启动模式中,作为用于恢复发动机1停止期间降低的燃压的预备燃压控制,使燃料泵26工作后,为了相应于曲柄转动而启动发动机1,再次使燃料泵26工作,开始燃料喷射控制以及点火时期控制,如上所述,可以选择性地执行常规启动模式和蒸气应对启动模式。

依据图4所示的启动模式切换程序,由ECU31执行常规启动模式和蒸气应对启动模式的切换。当驾驶员进行车辆点火开关的接通操作或者发动机启动操作中的任一个后,ECU31以规定的控制间隔运行该程序,选择启动模式,基于所选择的启动模式执行发动机1的启动处理。

首先,在图4的步骤S2中,ECU31判断水温传感器35检测出的当前冷却水温Tw是否在预先设定的蒸气判断值Tws(第1蒸气判断值)以上(蒸气产生判断单元)。当判断为No(否)时,进入步骤S4,读出前一次发动机停止时存储的冷却水温Tw,并判断该冷却水温Tw是否在蒸气判断值Tws(第2蒸气判断值)以上(蒸气产生判断单元)。前一次发动机停止包括发动机停止操作以及点火开关的关断操作所致的发动机停止,通过以下所述的冷却水温保存程序,存储于ECU31中。

步骤S4的判断为No时,视作燃料泵26内无蒸气,在步骤S6中选择常规启动模式作为启动模式后,结束程序。此外,当步骤S2及步骤S4中的任一个判断为Yes(是)时,视作燃料泵26内有蒸气,进入步骤S8,选择蒸气应对启动模式后,结束程序。

另一方面,在图5所示的冷却水温保存程序中,ECU31在步骤S12中判断是否经过了规定时间,如果判断为Yes,则在接下来的步骤S14中更新当前的冷却水温Tw,然后暂时结束程序。ECU31重复该处理,每隔规定时间更新一次冷却水温Tw,从而将冷却水温Tw始终保持为最新值。继而,当驾驶员进行发动机停止操作或者点火开关的关断操作,发动机1停止时,存储该时刻的冷却水温Tw作为发动机最终停止时的值,并应用于上述步骤S4的处理中(存储单元)。

步骤S2及步骤S4的处理宗旨如下所述。

二轮车中,燃料泵26配设在靠近发动机1的位置处,燃料泵26的温度会和发动机1的冷却水温Tw相关联地发生变化。因此,在本实施方式中将冷却水温Tw视作燃料泵26的温度,在步骤S2中基于冷却水温Tw,判断燃料泵26内的蒸气产生状况(有无蒸气),切换启动模式。因此,预先将蒸气判断值Tws设定为需要从燃料泵26排出蒸气的下限附近的温度。

但是,在发动机停止后的某一期间内,冷却水温Tw和泵温度Tp之间会发生偏离,两者可能会丧失相关性。图6是表示从发动机停止到重新启动为止的冷却水温Tw及燃料泵26的温度Tp的变化状况的时序图。

如果发动机1在图中的a点处停止,则冷却水温Tw会随着时间的流逝而逐渐降低,而泵温度Tp则会先暂时上升然后转为降低。泵温度Tp的这种变化是由发动机1的放射热所致,全开行驶后使发动机1停止等情况下,这种变化较为显著。在发动机1运行期间,由于行驶风等的冷却,燃料泵26的温度Tp被保持在低于冷却水温Tw的温度范围内,但如果车辆停止行驶,则发动机1会散热,温度逐渐降低,但受其放射热的影响,燃料泵26的温度反而会比行驶过程中的温度更高,在来自发动机1的放射热在一定程度内时,开始降低。

在图6中的b点的时刻重新启动发动机1时,泵温度Tp和冷却水温Tw均在蒸气判断值Tws以上,基于步骤S2的处理,适当地选择蒸气应对启动模式。但是,在c点的时刻重新启动时,虽然泵温度Tp在蒸气判断值Tws以上,需要采取蒸气对策,但在步骤S2的处理中却会视为冷却水温Tw小于蒸气判断值Tws,而不恰当地选择常规启动模式。

假定这一状况而设定了步骤S4的处理,当前一次发动机停止时的冷却水温Tw在蒸气判断值Tws以上,需要采取蒸气对策时,基于步骤S4的判断,选择蒸气应对启动模式作为启动模式。

仅需开展对冷却水温Tw和蒸气判断值Tws进行比较这一简单的处理,便能根据是否需要采取蒸气对策而适当地选择启动模式,在此基础上,可以用现有的水温传感器35检测出作为指标的冷却水温Tw以用于其他各种控制,从而不需要追加新的检测单元便能进行实施。

另外,步骤S2、4中应用通用的蒸气判断值Tws,但并不仅限于此,也可以采用不同值。步骤S4的处理虽然具有上述优点,但并不一定要实施,也可以省略该处理。

另一方面,如果对车辆的点火开关进行接通操作,接通ECU31的电源,则ECU31开始以规定的控制间隔执行图7的启动控制程序。首先,在步骤S22中执行燃料泵26的故障判断,接着在步骤S24中对所选择的启动模式进行判断。选择常规启动模式作为启动模式时,进入步骤S26,基于预先设定的启动模式用占空比,驱动DC马达42,使燃料泵26工作,在接下来的步骤S28中,判断从燃料泵26开始工作起,是否经过了预先作为预备燃压控制的持续时间而设定的升压时间Tup。

在步骤S28判断为No的期间,于步骤S26中继续使燃料泵26工作,当步骤S28的判断变为Yes时,进入步骤S30,于该时刻结束预备燃料控制,并使燃料泵26暂停工作。

在步骤S30中判断发动机1是否正在曲柄转动,如果判断为No,则暂时结束程序。因此,会出现在进行点火开关的接通操作后不实施发动机启动操作便对点火开关进行关断操作的情况,此时,ECU31的电源会被切断,因此,不执行之后的处理,结束本程序。

常规情况下,在点火开关的接通操作后,由驾驶员进行发动机启动操作,使发动机1的开始曲柄转动,因此,ECU31会在步骤S30中判断为Yes,并进入步骤S32。在步骤S32中,基于上述启动模式用目标占空比,驱动DC马达42,使燃料泵26工作,然后在步骤S34中开始燃料喷射控制,于规定的时刻驱动喷射器16。另外,此时ECU31同时还会开始点火时期控制,但在该流程图中并未显示。

在接下来的步骤S36中判断是否启动完毕。在曲柄转动期间发动机旋转速度Ne超过预先设定的完全爆炸判断值之前,视作发动机1的启动尚未完毕,在步骤S36中判断为No,并返回步骤S30,重复步骤S30~36的处理。继而,当发动机旋转速度Ne超过完全爆炸判断值,则发动机启动完毕,从步骤S36进入步骤S38。

在该时刻ECU31从启动模式进入运行模式,在步骤S38中,基于运行模式用目标占空比,驱动DC马达42,使燃料泵26工作,然后在步骤S40中执行燃料喷射控制,驱动喷射器16,同时还执行点火时期控制。

另外,在本实施方式中,将运行模式用目标占空比设为预先设定的固定值,但并不仅限于此。对应发动机1的运行区域(旋转速度Ne、节流开度θth),喷射器16的喷射量会发生大幅变化,要求向燃料泵26排出的排出量也会相应地发生变化,因此,可以对应旋转速度Ne以及节流开度θth,依次设定目标占空比。这种情况下,对应喷射器16的喷射量的增减,可变地控制DC马达42的旋转速度以及燃料泵26的工作速度,从而可以将所需量的燃料供应给喷射器16,在此基础上可以减少燃料泵26工作所需的功耗。

ECU31在接下来的步骤S42中判断发动机1是否已相应于驾驶员的发动机停止操作而停止,如果判断为No,则返回步骤S38,重复步骤S38~42的处理。此外,如果发动机停止,在步骤S42中判断为Yes,则进入步骤S44,判断从发动机停止起,是否经过了预先设定的运行持续时间Tdv。在步骤S44的判断为No期间,重复步骤S38~44的处理;当步骤S44的判断变为Yes时,于步骤S46中执行燃料泵26的故障判断,然后结束程序。

以上为ECU31对常规启动模式的控制内容,图3的时序图表示的是此时的常规模式执行状况。

如果对车辆的点火开关进行接通操作,则开始常规启动模式,利用预备燃压控制使燃料泵26在升压时间Tup内继续工作,恢复燃压。之后,如果根据驾驶员的启动操作,使发动机1的开始曲柄转动,则燃料泵26再次开始工作,与此同时,还开始燃料喷射控制以及点火时期控制。发动机1启动完毕时,从常规启动模式切换为运行模式,接着,继续进行燃料泵26的工作、燃料喷射控制以及点火时期控制。图3所示的是在冷态状态下启动发动机1的情况,启动完毕后随着发动机1的运行,冷却水温Tw逐渐上升。

另一方面,当ECU31在图7的程序的步骤S24中选择蒸气应对启动模式时,进入步骤S48,执行该蒸气应对启动模式。蒸气应对启动模式有3种控制内容,以下,按第1~3实施方式依次说明。

[第1实施方式]

第1实施方式的蒸气应对启动模式在利用预备燃压控制使燃料泵26工作的期间,将喷射器16保持为开启状态,从而将燃料泵26内的蒸气排出到进气口9a内。

图8是表示第1实施方式的蒸气应对启动程序的流程图。如果在步骤S24中判断为选择蒸气应对启动模式,则ECU31进入图8的步骤S52中,将喷射器16保持为开启状态(启动/蒸气排出控制单元)。在随后的步骤S54中,基于启动模式用目标占空比,驱动DC马达42,使燃料泵26工作(启动/蒸气排出控制单元)。之后,在步骤S56中判断从燃料泵26开始工作起,是否经过了预先设定的吹扫时间(purge period)Tvapor,如果为No,则重复步骤S52~56的处理。

如果经过了吹扫时间Tvapor,步骤S56判断为Yes,则进入步骤S58,判断从燃料泵26开始工作起,是否经过了升压时间Tup,如果为No,则重复步骤S54~58的处理。此外,如果步骤S58的判断为Yes,则进入图7的步骤S30,之后执行和上述相同的处理,启动发动机1。

图9是表示第1实施方式的蒸气应对启动模式的执行状况的时序图,高温启动(冷却水温Tw≧Tws)发动机1,燃料泵26内产生蒸气。

如果利用预备燃压控制使燃料泵26开始工作,则同时在吹扫时间Tvapor内将喷射器16保持为开启。由此,燃料泵26内部和进气口9a内连通,并且通过燃料泵26工作,随着隔膜46的振动以及柱塞56的往复运动,将内部蒸气向喷射器16推出,并排出到进气口9a内。

对此时的过程更加详细地阐述,通过喷射器16的开启,图2所示的喷射器通道68以及压力调整室66内的压力降低至相当于大气压力。通过隔膜46的振动,隔膜室47内的蒸气经由止回阀58、加压室57、止回阀60以及排出室59,从柱塞56内依次向压力调整室66移送,由于压力调整室66内的压力降低,此时能够顺畅且快速地移送蒸气。

因此,在经过吹扫时间Tvapor的时刻,燃料泵26内所产生的蒸气基本都从喷射器16被排出到进气口9a内,代替蒸气,将来自燃料罐25侧的低温燃料导入燃料泵26内。此外,喷射器16的开启所致的燃料泵26内的压力降低会促进少量残留的燃料气化,汽化潜热具有冷却燃料泵26的各部分的作用。因此,能够预防发生如下事件,即新导入到燃料泵26内的燃料蒸发,再次产生蒸气。

如上所述对燃料泵26内的蒸气进行排出后,在升压时间Tup内通过使燃料泵26工作,恢复燃压。因此,通过之后的曲柄转动,能够快速地完成发动机1的启动。

此外,根据以上说明可以明确,蒸气应对启动模式仅仅是并行执行使喷射器16保持为开启和使燃料泵26工作,不需要如专利文献1的技术中所述的电磁式旁通阀10那样的新元件,只需变更燃料泵26以及喷射器16的控制程序便能轻松实施。因此,不会出现因电磁式旁通阀10那样的新元件而使制造成本飙升的情况,也不需要在发动机周围确保有用于设置新元件的空间。除此之外,关于燃料泵26内有无蒸气的判断(启动模式的切换判断),采用现有的水温传感器35检测出的冷却水温Tw,因此,也不会导致成本飙升。

因此,根据本实施方式的发动机1的启动控制装置,能够抑制制造成本的飙升并且不会对发动机周围的其他元件的布局产生影响地进行实施,在此基础上能够可靠地消除燃料泵26内产生的蒸气,提高发动机1的高温启动性能。

进而,在本实施方式那样的二轮车中,燃料泵26配设在靠近发动机1的位置处,会直接受到发动机1的放射热的影响,因此,燃料泵26的温度容易上升,并且同时使用隔膜46和柱塞56的燃料泵26容易在隔膜室47内产生并蓄积蒸气。这样,对于蒸气的不利条件叠加,因此本实施方式的蒸气对策尤为有效。

另外,预备燃压控制的升压时间Tup是预先设定作为恢复燃压所需的燃料泵26的工作时间的值,但在吹扫时间Tvapor内喷射器16保持为开启,因此,即便燃料泵26工作,也不利于燃压恢复,实质上升压时间Tup会缩短。对此,如图9中的虚线所示,要执行蒸气应对启动模式时,可以对升压时间Tup延长相当于吹扫时间Tvapor的时间。借此,不仅能够消除蒸气,还能可靠地恢复燃压。

[第2实施方式]

第2实施方式的蒸气应对启动模式在开始曲柄转动前继续进行预备燃压控制(延长升压时间Tup),在开始曲柄转动的同时,将喷射器16保持为开启,从而将燃料泵26内的蒸气排出到进气口9a内。

图10是表示第2实施方式的蒸气应对启动程序的流程图。如果在步骤S24中判断为选择蒸气应对启动模式,则ECU31进入图10的步骤S62,将升压时间Tup加上时间α所得时间设为Tup。时间α为预先设定作为充分大于驾驶员正常操作时从点火开关的接通操作到发动机启动操作的所需时间的值。因此,多数情况下,在经过升压时间Tup之前发动机1便开始曲柄转动。

在随后的步骤S64中,ECU31基于启动模式用目标占空比,驱动DC马达42,使燃料泵26工作。之后,在步骤S66中判断是否经过了升压时间Tup,在接下来的步骤S68中判断是否正在曲柄转动,如果均判断为No,则重复步骤S64~68的处理。如果没有开始曲柄转动,但经过了升压时间Tup,在步骤S66中判断为Yes时,结束程序,如果在经过升压时间Tup之前开始曲柄转动,则进入步骤S70。

在步骤S70中再次判断是否正在曲柄转动,如果为Yes,则在随后的步骤S72中,基于启动模式用目标占空比,驱动DC马达42,使燃料泵26工作(启动/蒸气排出控制单元)。然后,在步骤S74中判断从开始曲柄转动起是否经过了吹扫时间Tvapor,如果为No,则在步骤S76中将喷射器16保持为开启(启动/蒸气排出控制单元),然后在步骤S78中判断发动机1的启动是否完毕。

判断为No期间,重复步骤S70~78的处理,在此期间如果经过了吹扫时间Tvapor,在步骤S74中判断为Yes,则进入步骤S80。在步骤S80中,为了启动发动机1,和正常操作一样,开始燃料喷射控制,在同步于曲柄角的规定时刻,驱动喷射器16,与此同时,开始点火时期控制。由此,如果发动机启动完毕,步骤S78的判断变为Yes,则进入图7的步骤S38,之后进入运行模式,执行和上述相同的处理。

另外,在发动机启动完毕之前,如果停止曲柄转动,则直接结束程序,由此中止步骤S76中将喷射器16保持为开启的操作、或者步骤S80中喷射器16的常规驱动的操作。

图11是表示第2实施方式的蒸气应对启动模式的执行状况的时序图。

响应点火开关的接通操作,利用预备燃压控制使燃料泵26开始工作,多数情况下,在经过升压时间Tup之前发动机1便开始曲柄转动,因此,在开始曲柄转动后,会继续使燃料泵26工作。从开始曲柄转动的时刻开始,在吹扫时间Tvapor内将喷射器16保持为开启,由此,燃料泵26内部和进气口9a内连通,并且通过燃料泵26的工作,将内部蒸气向喷射器16推出,并排出到进气口9a内。因此,虽未做重复说明,但能够抑制制造成本的飙升并且不会对发动机周围的其他元件的布局产生影响地进行实施,在此基础上能够可靠地消除燃料泵26内产生的蒸气,提高发动机1的高温启动性能。

此外,本实施方式中,为了排出蒸气,在喷射器16开启之前(从点火开关的接通操作到开始曲柄转动为止的期间内),便使燃料泵26工作。在此期间内,于常规启动模式下会执行预备燃压控制以恢复燃压,但此时燃料泵26内产生有蒸气,因此,即便柱塞56往复运动,也不会对燃料加压,难以恢复燃压。但是,会根据隔膜46的振动,将残留于隔膜室47内的少量燃料向回流通道52移送,从而可以使新的低温燃料从供应通道50侧向隔膜室47内流入,达到冷却作用。因此,能够防止发生如下事件,即取代被排出的蒸气,新导入到隔膜室47内的燃料蒸发,再次产生蒸气。

此外,如果在喷射器16开启的同时,使燃料泵26工作,则在将燃料泵26内的蒸气完全排出后,继而会将燃料也排出到进气口9a内。第1实施方式中,在发动机停止状态下排出蒸气,因此,继蒸气之后排出的燃料会蓄积于进气口9a内,在其后的发动机启动时,会使火花塞10发生所谓的起雾,有可能导致启动性能变差。与此相对,在曲柄转动期间排出蒸气的本实施方式中,即便将燃料排出到进气口9a内,也会依次经由发动机1的气缸,将其排出到排气侧,因此,不会导致火花塞10起雾,从而能够防止发动机的启动性能变差。

鉴于以上2个原因,和第1实施方式相比,本实施方式能够进一步提高发动机1的高温启动性能。

[第3实施方式]

第3实施方式的蒸气应对启动模式取消了预备燃压控制,在此基础上,和第2实施方式一样,在开始曲柄转动的同时,将喷射器16保持为开启,从而将燃料泵26内的蒸气排出到进气口9a内。

图12是表示第3实施方式的蒸气应对启动程序的流程图。本流程图和第2实施方式中所述的图10的步骤S70~80的内容相同,因此,仅阐述其大致内容。如果在步骤S24中判断为选择蒸气应对启动模式,则ECU31进入图12的步骤S82中,判断是否正在曲柄转动。如果为Yes,则在步骤S84中驱动DC马达42,使燃料泵26工作(启动/蒸气排出控制单元),然后在步骤S86中判断是否经过了吹扫时间Tvapor。判断为No期间,在步骤S88中将喷射器16保持为开启(启动/蒸气排出控制单元),如果步骤S86判断为Yes,则在步骤S92中开始燃料喷射控制,驱动喷射器16,借此,如果发动机1启动完毕,则进入图7的步骤S38。

图13是表示第3实施方式的蒸气应对启动模式的执行状况的时序图。

不进行预备燃压控制,便开始曲柄转动,在该时刻燃料泵26开始工作,与此同时,在吹扫时间Tvapor内将喷射器16保持为开启。由此,燃料泵26内部和进气口9a内连通,并且通过燃料泵26的工作,将内部蒸气向喷射器16推出,并排出到进气口9a内。因此,虽未做重复说明,但能够抑制制造成本的飙升并且不会对发动机周围的其他元件的布局产生影响地进行实施,在此基础上能够切实消除燃料泵26内产生的蒸气,提高发动机1的高温启动性能。

此外,和第2实施方式一样,在曲柄转动期间排出蒸气,因此,能够防止火花塞10起雾导致发动机启动性能变差。

进而,本实施方式不执行预备燃压控制,从而能够减少在升压时间Tup内使燃料泵26工作所需要的功耗。

另外,第2、第3实施方式中,在经过吹扫时间Tvapor后(步骤S74、86为Yes)立即开始燃料喷射控制以及点火时期控制,但在该时刻虽然从燃料泵26排出蒸气的操作已完毕,但燃压并未恢复,因此,无法在气缸内形成正常的混合气体,亦无法正常燃烧。对此,可以在经过吹扫时间Tvapor后,进而再经过升压时间Tup,从燃压恢复的时刻起,开始燃料喷射控制以及点火时期控制。如此操作可以获得如下效果,即能够预防在燃压未恢复的状态下利用喷射器16喷射燃料及利用火花塞点火的无用操作。

实施方式的说明至此结束,但本发明的形态并不仅限于该实施方式。例如,上述实施方式具体为搭载于二轮车上的发动机1的启动控制装置,但发动机1的搭载对象并不仅限于此。例如也可以具体化为搭载于三轮车、发电机上的发动机1的启动控制装置。

此外,上述实施方式应用于以DC马达42为驱动源、同时使用隔膜46和柱塞56的燃料泵26,但燃料泵26的形态并不仅限于此。例如,可以应用于柱塞式燃料泵,即没有隔膜46,仅由柱塞56加压、供应燃料;也可以用电磁线圈代替DC马达42,驱动柱塞56。此外,还可以应用于粘性(wesco type)燃料泵,即在外壳内使叶轮旋转,连续地增加设置于外周上的叶片槽前后所产生的压力差,从而对燃料加压。

此外,在上述实施方式中,根据燃料泵26的温度Tp和发动机1的冷却水温Tw相关联地发生变化这一观点,基于冷却水温Tw和蒸气判断值Tws的比较结果,切换启动模式,但并不仅限于该方法。例如,也可以取代冷却水温Tw,直接检测燃料泵26的温度,并和蒸气判断值Tws进行比较。或者如专利文献1所记载的技术所述,可以对输送管内的燃压上升变化率与从输送管内为100%液体时的变化率减去规定值后所得的值进行比较,基于比较结果切换启动模式(蒸气发生判断单元)。

此外,上述实施方式中,将保持喷射器16为开启的吹扫时间Tvapor设为预先设定的固定值,但并不仅限于此。例如,发动机1的冷却水温Tw越高于蒸气判断值Tws,燃料泵26内越易产生大量蒸气,排出该蒸气所需时间就越长。对此,可以使冷却水温Tw与蒸气判断值Tws之差(Tw-Tws)越大,将吹扫时间Tvapor越向增加侧校正(校正单元),从而能够更长时间地持续排出蒸气。根据以上构成,可以根据燃料泵26内所产生的蒸气量,延长吹扫时间Tvapor,从而能够更加可靠地地排出蒸气。

标号说明

1 发动机

16 喷射器

25 燃料罐

26 燃料泵

31 ECU(蒸气产生判断单元、启动/蒸气排出控制单元、存储单元、校正单元)

35 水温传感器(温度检测单元)

42 DC马达(驱动单元)

46 隔膜

56 柱塞

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