JPS61157732A - エンジンの始動装置 - Google Patents

Abstract

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

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】 本発明は、主として自動車のエンジンに適用される始−
システムに関するものである。 ［従来の技術］ ガソリンエンジンは、その始動時に特に濃厚な混合気が
必要とされるから、その始動システムとしてチ膳−クシ
ステムを１ＩｔｉＩＩシているのが一般的である。とこ
ろが、チョークシステムは、気化器内にチ菖−クバルブ
を介設するとともに、このバルブを手動または自動操作
で開閉させるためのリンク機構等の機械的構成を付帯す
ることが不可欠となる。そのため、燃料供給系統におけ
る構造の複雑化を免れず、エンジン全体としての構造の
簡略化を図る上での障害となっている。 このような不都合に対処すべく開発された始動システム
の先行技術として、先に出願した特願昭５８−２３７６
３２号公報に示されるようなものがある。すなわち、こ
の始動システムは、パルス電圧が印加される毎にピスト
ンを往復動作させてエンジンの吸気系に補助燃料を供給
する電磁式の燃料補給ポンプと、エンジンが始ｇＪ前、
クランキング中あるいは完爆完ｒ後のいずれの運転状態
にあるかを検出する運転状態検出手段と、この運転状態
検出手段により検出される運転状態に応じたパルス電圧
の印加周期を設定するパルス周期設定手段と、このパル
ス周期設定手段により設定された周期で前記燃料補給ポ
ンプにパルス電圧を印加するポンプ駆動手段とを具備し
てなるものである。 ところが、このような従来のものは、クランキング時に
設定通りの燃料増量を行なうことができない場合が生じ
るという問題がある０本発明の発明者はその原因を究明
すべく種々の実験を行なった結果、次のような番実を見
い出した。すなわち、従来のものは、運転状態に応じて
パルス周期ＦＨ２を設定し、そのパルス周期ＦＨ２で燃
料補給ポンプを駆動するようにしており、それによって
。 各運転状態に応じた供給速度で燃料を補給できるように
しているが、そのパルス電圧の印加時間幅Ｗ（第８図参
照）は運転状態に応じて変えるようになっていない、と
ころが、前記パルス幅Ｗを、標準的な値、例えば、２５
　ｍ５ｅｃに固定した状態で、前記燃料噴射ポンプの電
磁アクチュエータに印加するパルス電圧値Ｖを種々に変
化させ、その際におけるｌパルス当りのポンプからの燃
料吐出量を調べてみると、第９図に示すようになる。す
なわち、第９図は、後述する実施例の燃料補給ポンプ１
７と同様なポンプの燃料吐出特性を示したものである。 しかして、このポンプにおいて、パルス電圧を１４Ｖか
ら徐々に下げてみると、パルス周期ＦＨ２を５０　ｍ５
ｅｃ　（駆動周波数２０１１２）ニ設定した場合も、パ
ルス周期ＦＨｚ　ｔ−１００厘ｇｅｔ’　（駆動周波数
１０８２）に設定した場合も、ある境界イ１（約６ｖ）
を下まわった状態からポンプの吐出量が急激に低下して
しまう、したがって、バッテリの充電状態が不十分な時
に、スタータを作動させてクランキングを行なうと、前
記燃料噴射ポンプに印加される電圧が前記境界値を下ま
わることがあり、前記ポンプの吐出量が急激に低下して
クランキング用の燃料増量を十分に行なうことができな
くなるということが判明した。 なお、このような現象が生じるのは、電圧が低下すると
、電磁アクチュエータに付勢されて往復動するピストン
が応答遅れにより十分に往動作しきらないうちに電圧の
印加が停止されるため、その吐出量が減少することによ
るものと考えられる。そのため、前記パルス電圧の印加
時間幅Ｗを大きくすれば１以上の不具合を解消できる可
能性があるが、この不具合解消効果が確認できる程度に
までパルス幅Ｗを大きくする（例えば、３０１ｓｅ、ｃ
程度にする）と、第９図に破線で示すように、電圧が高
い場合に、逆に、ポンプの吐出量が低下してしまうとい
う副作用を招く、これは、パルス幅Ｗを大きくして電磁
アクチュエータへの通電時間を長くすると、励磁により
往動作したピストンが残留磁気のため十分に復帰できな
くなることによるものと考えられる。 「発明が解決しようとする問題点」 本発明は、かかる究明結果に基いてなされたもので、ク
ランキング時に十分に燃料増量を行なえない場合がある
という問題点を、燃料補給ポンプの性能低下を招くこと
なしに解消することを目的としている。 Ｅ問題点を解決するための手段１ 本発明は、かかる目的を達成するために、クランキング
時に前記燃料補給ポンプに供給するパルス電圧のパルス
幅を、他の運転状態において供給するパルス電圧のパル
ス幅よりも大きくするようにしたことを特徴とする。す
なわち、この発明に係るエンジン始動システムは、パル
ス電圧が印加される毎にピストンを往復動作させてエン
ジンの吸気系に補助燃料を供給する電磁式の燃料補給ポ
ンプと、エンジンが始動前、クランキング中あるいは完
爆完了後のいずれの運転状態にあるかを検出する運転状
態検出手段と、この運転状態検出手段により検出される
運転状態に応じたパルス電圧の印加周期を設定するパル
ス周期設定手段と、クランキング中のパルス電圧の印加
時間幅が他の運転状態の場合よりも長くなるように補正
して各遅転状態に対応するパルス電圧の印加時間幅を設
定するパルス幅補正手段と、このパルス幅補正手段およ
び前記パルス周期設定手段により設定された輻および周
期のパルス電圧を前記燃料補給ポンプに印加するポンプ
駆動手段とを具備してなることを特徴とする。 〔作用Ｊ このような構成によれば、バッテリの充電が不十分な場
合に大きな電圧低下を招くおそれのあるクランキング時
にパルス暢Ｗが大きくなるので。 燃料補給ポンプの吐出量が急減する境界電圧値が、例え
ば、第９図に破線で示すように低下方向に修正される。 そのため、前記燃料噴射ポンプの吐出性能がクランキン
グ時に損われるという可能性が大幅に儂下する。しかも
、クランキング時以外の運転領域では、前記パルス輻Ｗ
が正規の値に戻されるので、電圧が高い領域で前記燃料
噴射ポンプの性能が低下するという不具合も生じない。 ［実施例］ 以下、本発明の一実施例を第２図〜第７図を参照して説
明する。 第２図は、本発明に係るエンジンの始動システムの説明
図であり１図中１は自動車用エンジンの気化器、２はこ
の気化器ｌのスロットルバルブ。 ３はフロート室、４は噴射指令信号ａに対応する量の燃
料を吸気系の一部をなす気化ｓｌ内に供給する燃料噴射
手段、５は開閉指令信号すに応じて前記スロットルバル
ブ２の閉止位置を移動させるパルプ開度調整手段、６は
エンジンの回転数を検出する回転数検出手段である０、
また、１０は運転状思検出手段７．パルス周期設定手段
８およびパルス幅補正手段９としての役割りを担うマイ
クロコンピュータシステムである。 燃料噴射手段４は、逆止弁１１を有した入口１２をイン
レット通路１３を介して前記フロート室３に接続すると
ともに出口１４を逆止弁１５を有したアウトレフト通路
１６な介して前記気化器ｌの吸気通路１ａに開口させた
電磁式の燃料補給ポンプ（ＳＡＰ）１７と、前記マイク
ロコンビエータシステム１０から供給される噴射指令信
号ａに対応した印加時間幅Ｗおよび周期ＦＨ２で前記燃
料補給ポンプ１７を駆動するポンプ駆動手段たるドライ
バ１８とを具備してなる。燃料補給ポンプ１７は、ポン
プ室１９を形成するシリンダ２１内にピストン２２をス
ライド可能に収容し、このピストン２２をスプリング２
３の付勢力と電磁アクチュエータ２４の作動力とによっ
て進退させてポンプ機能を営み得るように構成したもの
である。 電磁アクチュエータ２４は、ソレノイド２４ａの軸心部
に磁性材製の作動子２４ｂをスライド可能に配設してな
るもので、その作動子２４ｂの軸部２４ｃの先端を前記
ピストン２２の背面に当接させている。しかして、前記
ソレノイド２４ａが非励磁の場合には、前記ピストン２
２が、前記スプリング２３の付勢力によって、第２図に
示すように左方端に位置しており、前記ソレノイド２４
ａを励磁すると、前記作動子２４ｂが前記ソレノイド２
４ａ内に引き込まれて前記ピストン２２を前記スプリン
グ２３の付勢力に抗して図中右方に押圧するようになっ
ている。また、ドライバ１８は、前記ソレノイド２４に
パルス電圧を印加して前記燃料補給ポンプ１７のピスト
ン２２ｔ−進退させるようにしたもので、その印加電圧
のパルス周期ＦＩｉＺを変化させることによって前記燃
料補給ポンプ１７の燃料吐出量を調節することができる
ようになっている。すなわち、前記燃料補給ポンプ１７
のソレノイド２４に駆動電圧をｌパルス印加して前記ピ
ストン２２を１往復動作させる毎に、該燃料補給ポンプ
１７から所定量の燃料が吐出されるようになっている。 したがって、前記パルス周期ＦＨ２を大きくすると、パ
ルス間隔が長くなって単位時間当りの燃料吐出量が減少
し、逆にパルス周期ＦＩＺを小さくすると、パルス間隔
が短くなって単位当りの燃料吐出量が増大するようにな
っている。 一方、バルブ開度ｉＩ４整手段５は、前記スロットルバ
ルブ２の支軸２ａから一体に突設した回動７−ム２ｂを
係止する作動子２５と、この作動子２５をａｉｌ！させ
て前記スロットルバルブ２の閉止位置を移動さＧ−６′
ＤＣモータ２６と、このＤＣモータ２６に直流電圧をパ
ルス的に印加して該ＤＣモータ２６を開閉指令信号すに
対応する量だけ作動させるドライバ２７とを具備してな
る。詳述すれば、前記作動子２５は、袋ナツト状のもの
で、図示しない案内部材により回転を禁止された状態で
前記ＤＣモータ２６の出力軸２６ａに設けた送りねじ部
２６ｂに螺合させてあり、その先端で前記スロットルバ
ルブ２の回動アーム２ｂを係止し得るようになっている
。なお、２ｃは前記スロットルバルブ２を閉成方向に付
勢するスプリング、２ｄは図示しないアクセルペダルの
踏込み操作に応じて前記スロー／）ルバルブ２を開成さ
せるためのワイヤである。 また、マイクロコンピュータシステム１０は。 中央演算処理装置２８と、メモリ２９と、インターフェ
ース３１．３２とを具備している。そして、前記インタ
ーフェース３１に、少なくとも回転数検出手段６からの
信号Ｃ１水温センサ３３およびスタータスイッチ３４か
らの信号ｄがそれぞれ入力されるとともに、前記インタ
ーフェース３２から前記バルブ開度調整手段５および前
記燃料噴射手段４に向けて前記各信号ａ、ｂがそれぞれ
出力されるようになっている。なお、前記回転数検出手
段６は、エンジンの回転数を検出するためのもので、例
えば、イグニフシオンパルスを利用するようにしている
。また、水温センサ３３は、エンジンの冷却水温を検出
するためのもので１例えば、水温をアナログ電気信号に
変換するサーミスタと、このサーミスタの出力を電気信
号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）とを備えてなる
。 また、スタータスイッチ３４は、エンジンスタータを作
動、停止させるためのスイッチである。 そして、前記マイクロコンピュータシステムｌＯには、
第３図ａ、ｂに概略的に示すようなプログラムが内蔵さ
せである。まず、第３　ｖ４ａに示すステップ５１にお
いて、前記回転数検出手段７により検出されるエンジン
回転数Ｎと、前記水温センサ３３により検出される水温
Ｔと、スタータスイッチ３４により検出されるエンジン
スタータの作動、停止状態を人力する０次いで、ステッ
プ５２において、エンジンが停止しているか否かを前記
エンジン回転数Ｎに基いて判定し、エンジンが停止して
いると判定した場合にはステップ７１へ、エンジンが停
止していないと判定した場合にはステップ５３へ進む、
ステップ５３では前記エンジン回転数Ｎが、水温に応じ
て予め選定されマツプ化された完爆判定値？！３ＴＲＴ
　　（例えば、８００〜４４０　ｒｐｍ程度）以上であ
るか否かを判断する。その結果、エンジン回転数Ｎが完
爆判定値７８１８１以上でないとされた場合にはステッ
プ５４へ１み、完爆判定値７８１８１以上であるとされ
た場合には完爆したと判定してステップ５５へ移る。ス
テップ５４では、セットした値ＯＣを時間の経過に伴わ
せて減算していくようにした減算カウンタに５秒という
値をセットし、ステップ５６へ移行する。ステップ５６
では、エンジンスタータが作動しているか否かを判断し
、スタータが作動している場合にはクランキング状態に
あると判定してステップ５７へ進み、スタータが停止し
ている場合にはステップ５８へ移行する。ステップ５７
では、前記燃料補給ポンプ１７に供給するパルス電圧の
パルス幅Ｗを３０■ｓｅｃにセットしてステップ５９へ
進む、また、ステップ５８では、前記燃料補給ポンプ１
７に供給するパルス電圧のパルス幅Ｗを２５５ｓｅｃに
セットし、前記ステップ５９へ進む、ステップ５９では
、燃料補給ポンプ１７の駆動周期ＦＨ２としてクランキ
ング時用の周期値ＦＳＥ１零Ｆ）ＩＥをセットしてステ
ップ６３へ進む、値ＦＳＥ　［は、第４図に示すように
、エンジンの冷却水温Ｔと前記燃料補給ポンプ１７の最
適駆動周期との関係を予め選定しマツプ化したものであ
る。また、補正係数ＦＮＩＥはクランキング回転数のば
らつきにより空燃比が乱れるのを防止するためのもので
、第５図に示すように、クランキング回転数の高低に応
じた最適な値を予め選定しマツプ化しである。一方、ス
テップ５３で完爆判定がなされてステップ５５に進んだ
場合には、減算カウンタのカウント値ＣＤが０になった
か否か、つまり、完爆判定がなされてから５秒以上経過
しているか否かが判断され、５秒以上経過していない場
合には、前記ステップ５８へ進み、５秒経過している場
合にはステップ６１へ移る。ステップ６１では、前記燃
料補給ポンプ１７に供給するパルス電圧のパルス幅Ｗを
２５　ｍ５ｅｃにセットしてステップ６２へ進む、ステ
ップ６２では、燃料補給ポンプ１７の駆動周期ＦＮεと
して、完爆後用の周期値５ＦＷＬをセットする。完爆後
用の周期値５ＦＷＬは、第６図に示すように、冷却水温
Ｔと、燃料補給ポンプ１７の最適駆動周期との関係を予
め選定しマツプ化したものである０次に、ステップ６３
において、前記周期値ＦＨｚが４００−ｓｃ以上である
か杏かを判定し、４００ｓｅｃ以上である場合にはステ
ップ７１へ進んで燃料補給ポンプ（ＳＡＰ）１７を停止
させる。一方、前記周期値Ｆ）１２が４００　ｍｓｃ未
満であると判断した場合には、ステップ７２へ移行する
。ステップ７２では、セットされたパルス周期ＦＨ２お
よびパルス幅Ｗで前記燃料補給ポンプ１７を駆動すべき
旨の信号ａを出力する０次に、第３図すに示すステップ
７２に進み、エンジン回転数Ｎが完爆判定値ＴＳＴＲＴ
未満の場合にはステップ７３へ移行する一方、エンジン
回転数Ｎが完爆判定値τ５ＯＲＴ以上の場合にはステッ
プ７４へ移る。 ステップ７３では、目標スロットル開度丁ＡＧＥ丁とし
て非完爆時用のスロットル開度値０１　（例えば、５°
）をセットしステップ８１へ移る。一方、ステップ７４
では減算カウンタの値ＤＣが０か否かを判断し、０でな
い場合、つまり完爆判定時点から５秒経過していない場
合にはステップ７５へ進み、５秒経過している時はステ
ップ８ｚへ進む、ステップ７５では、目標スロットル開
度ＷＡＧＥＴとしてファーストアイドル回転数に対応さ
せて予め定めた完爆時用のスロットル開度θ２をセット
し、前記ステップ８１へ移る。ステップ８１では、実際
のスロットルバルブ２の閉止位置と目標スロットル開度
ＴＡＣＥＴとの差が、一定の許容値内に収まるようにバ
ルブ開度調整手段５を駆動するようにしたスロ７）ル開
度見込み制御が実行され、前記ステップ５１へ戻る。一
方、完爆判定から５秒が経過してステップ８２に移行し
た場合には、実際のエンジン回転数Ｎが水温やエアコン
のＯＮ・ＯＦＦ状態に応じて予め設定した目標アイドル
回転数に収束するようにバルブ開度調整手段５を駆動す
るようにしたアイドル回転数制御が実行され、ステップ
５１へ戻る。そして、以上の手順が、イグニツシ首ンス
イッチがＯＮである間繰返される。 このような構成のものであれば、クランキング中は、ス
テップ５９で燃料補給ポンプ駆動用パルス周期ＦＨ２と
してＦＳ！ＩＩＦＮＫがセットされ、また。 ステップ７３で目標スロットル開度ＴＡＧ！Ｔとしてθ
１がセットされる。そのため、バルブ開度調整手段５に
より制御されるスロットルバルブ２の閉止位置が前記０
＋（５ｕ）に維持されるとともに、前記燃料噴射手段４
の燃料補給ポンプ１７が、　ＦＩＥＩ富ＦＮＥなる周期
で駆動される。そのため、比較的多量の燃料がエンジン
に供給されることになる０次に、エンジンが完爆運転に
移行すると、その時点で、ます、前記目標スロットル開
度ＴＡＧＥＴが０２に更新され、バルブ開度調整手段５
のＤＣモータ２６が作動してスロットルバルブ２の閉止
位置がファーストアイドル回転数に対応する開度位置に
まで移行させられる。そして、この完爆判定時から５秒
が経過した時点で、燃料補給ポンプ駆動用周期ＦＨ２の
値が完爆後用の５ＦＩＩＩＬに切換られ、この周期で前
記燃料補給ポンプ１７が駆動されることになる。 このようにして、燃料補給ポンプ１７が駆動されるが、
この燃料補給ポンプ１７に供給される駆動用のパルス電
圧のパルス＠Ｗは、エンジンスタータが作動しているク
ランキング時には、３０１ｓｅｃとなり、それ以外の運
転域では、２５膿ｓｅｃとなる。その結果、前記燃料補
給ポンプ１７の吐出特性は、クランキング中には、第９
図に破線で示すように示すようになり、燃料吐出量が急
減する境界電圧値がかなり低い側に移行する。そのため
、バフテリの充電が不十分な状態でエンジスタータを作
動させたような場合でも、燃料補給ポンプ１７の燃料吐
出量が予想された値よりもＭ端に低下してしまうという
ような不都合を招く可能性が大幅に低下する。また、ク
ランキング以外の運転域では、崩記燃料補給ポンプ１７
の吐出特性が、第９図に実線で示すようになるため、該
ポンプ１７に供給するパルス電圧の電圧値が高い場合に
燃料吐出量が低下してしまうという不具合も生じない、
したがって、パフテリの充電状態の如何にかかわらず、
常に予め設定した通りの蝋の燃料を吸気系に補給するこ
とができ、エンジンを円滑に完爆にまで導いて暖気運転
に移行することができる。 なお１以上の実施例では、エンジン停止時には燃料補給
ポンプを停止させるようにした場合について説明したが
１本発明は必ずしもこのようなものに限られないのは勿
論であり１例えば、イグニッションスイッチをＯＮにし
てからエンジンスタータを起動させるまでの期間、つま
り、始動前にも燃料補給ポンプを作動させるようにして
もよい。 ［発明の効果］ 本発明は１以上のような構成であるから、バフテリの充
電状態が十分でない場合にクランキング中の燃料補給量
が不足したり、電圧降ドのないクランキング以外の運転
領域で燃料補給量が不当に低下するという不具合がなく
、常に、設定どうりの燃料を吸気系に補給することがで
きる。そのため、チ震−り機構を廃止しても無理なくエ
ンジンを完爆させ、暖気運転に移行させることができる
優れたエンジン始動システムを提供できるものである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を明示するための構成説明図である。第
２図〜第７図は本発明の一実施例を示し、第２図はシス
テム説明図、第３図ａ、ｂはフローチャート図、＠４図
、第５図、第６図は制御の設定条件を説明するための説
明図、第７図は作用説明図である。第８図は燃料補給ポ
ンプに印加するパルス電圧の波形説明図である。第９図
は電磁式燃料補給ポンプの特性説明図である。 ｌ・・・気化器 ２・・・スロットルバルブ ４・拳・燃料噴射手段 ５・・・バルブ開度調整手段 ６・・拳回転数検出手段 ７拳・・運転状態検出手段 ８・・・パルス周期設定手段 ９・・・パルス輻桶正手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. パルス電圧が印加される毎にピストンを往復動作させて
   エンジンの吸気系に補助燃料を供給する電磁式の燃料補
   給ポンプと、エンジンが始動前、クランキング中あるい
   は完爆完了後のいずれの運転状態にあるかを検出する運
   転状態検出手段と、この運転状態検出手段により検出さ
   れる運転状態に応じたパルス電圧の印加周期を設定する
   パルス周期設定手段と、クランキング中のパルス電圧の
   印加時間幅が他の運転状態の場合よりも長くなるように
   補正して各運転状態に対応するパルス電圧の印加時間幅
   を設定するパルス幅補正手段と、このパルス幅補正手段
   および前記パルス周期設定手段により設定された幅およ
   び周期のパルス電圧を前記燃料補給ポンプに印加するポ
   ンプ駆動手段とを具備してなることを特徴とするエンジ
   ン始動システム。