CN1284925C - 发动机的起动控制方法及装置 - Google Patents

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Abstract

一种发动机的起动控制方法及装置，其不使用起动开关的检测装置，用简单的结构判断是电池起动还是反冲起动，能根据不同的起动方式以最佳的形式起动发动机的发动机起动控制方法及装置。具有由起动马达起动发动机时的电池起动程序和由人力起动发动机时的人力起动程序，检测发动机停止时的电池电压和发动机开始起动时的电池电压的差，在该电压差比规定值大的情况下，按照上述电池起动程序进行起动，在上述电压差小的情况下，按照上述人力起动程序进行起动。

Description

发动机的起动控制方法及装置
技术领域
本发明涉及一种发动机的起动控制方法及装置，特别是其起动手段的判别方法及装置。
背景技术
对于摩托车来说，发动机的起动可以有以下两种方式，即，通过从电池获得电力由起动马达进行起动的电池起动，和通过驾驶员用脚踏下起动踏板进行起动的反冲起动。在燃料喷射发动机转动曲轴时，在电池起动的场合和反冲起动的场合，各自最佳的燃料喷射量和点火时期是不同的。发动机具备ECU(发动机控制单元)，根据运转状态的不同，按照根据预先设定的图线等编制的程序，将燃料喷射量和点火时期调整到最佳状态，对发动机进行驱动控制。在电池和起动马达之间的起动开关上设有检测装置(电路)，在起动发动机时，根据来自该检测装置的信号，检测起动马达是否被驱动了，判断是电池起动还是反冲起动，能据此选择程序，在起动发动机时对发动机进行控制。
但是，特别是对于小型的摩托车来说，严重地受到空间的限制，在想要简化结构的场合，或想要降低成本的场合等，有时并不设置起动开关的检测装置。在这种情况下，根据针对电池起动或反冲起动的任意一种起动方式的图线等设定程序，也不区分哪种场合，在起动发动机时，使用同一程序对发动机进行驱动控制。
因此，在是电池起动或反冲起动的任何一种场合，不能都以最佳的燃料喷射量和最佳的点火时期驱动发动机，有可能会降低起动性能或使废气排放恶化。
发明内容
本发明是考虑到上述现有技术而提出的，其目的是提供一种并不使用起动开关的检测装置，用简单的结构即可判断是电池起动还是反冲起动，进而能根据不同的起动方式以最佳的形式起动发动机的发动机起动控制方法及装置。
为了达到上述目的，本发明技术方案1的发动机起动控制方法，其特征是：具有由起动马达起动发动机时的电池起动程序和由人力起动发动机时的人力起动程序，检测发动机停止时的电池电压和发动机开始起动时的电池电压差，在该电压差比规定值大的情况下，按照上述电池起动程序进行起动，在上述电压差小的情况下，按照上述人力起动程序进行起动。
根据该结构，在起动发动机时，根据使用起动马达时和反冲起动时的电池电压下降的差，判断是电池起动还是反冲起动，能据此选择电池起动程序和反冲起动程序，在不同的场合，以最佳的形式对发动机进行起动控制。
本发明技术方案2的发动机起动控制方法，在技术方案1的基础上，其特征是：在发动机旋转前的状态下，检测上述发动机的电池电压并将其作为上述发动机停止时的电池电压进行保存，在发动机旋转后的曲轴脉冲信号数在规定脉冲数以下时，检测上述发动机的电池电压并将其作为上述发动机开始起动时的电池电压进行保存，在上述曲轴脉冲信号数在规定的脉冲数以上时，依据上述保存的电池电压数据的差对发动机进行驱动控制。
根据该结构，在为了提高发动机旋转前的燃油压力而预驱动燃油泵时，检测电池电压并保存该电池电压，并将其作为用于计算电池电压的差的所用的一个电压的发动机停止时的电压，在发动机旋转后曲轴脉冲信号数在规定脉冲数以下的状态下，检测电池电压并保存该电池电压，并将其作为用于计算上述电压差的所用的另一个电压的发动机开始起动时的电压。在发动机起动后的能获得稳定的曲轴脉冲的状态下，比较保存的发动机停止时的电池电压和发动机开始起动时的电池电压，判断当前起动是电池起动还是反冲起动。而且，也可在检测并保存发动机开始起动时的电池电压时，同时与发动机停止时的电池电压进行比较，判断是电池起动还是反冲起动，并保存该判断结果。因此，能在发动机稳定旋转后，立即依据该判断结果进行起动控制。
本发明技术方案3的发动机起动控制装置，具有发动机，电池，由来自电池的电力驱动的起动马达，向发动机中喷射燃料的燃料喷射用喷嘴，向燃料喷射用喷嘴供给燃料的燃料泵，在发动机起动时对发动机进行驱动控制的ECU，插装在ECU和电池之间将驱动燃料泵的驱动信号输入ECU的主开关，以及驱动起动马达的起动开关，其特征在于，还具有检测电池电压的电池电压检测单元；ECU，根据检测的电池电压，判别是由起动马达起动发动机进行电池起动还是由人力进行人力起动，并由根据判别结果所选择的电池起动程序或人力起动程序进行发动机起动控制，检测发动机停止时的电池电压和发动机开始起动时的电池电压的电池电压差，在该电池电压差比规定值大的情况下，选择电池起动程序，在该电池电压差比规定值小的情况下，选择人力起动程序。
根据该结构，对于燃料喷射发动机，可以不用起动开关的检测装置即可以简单的结构判别出当前起动为电池起动还是人力反冲起动，由此能对应各起动方式进行最适当的发动机起动。
本发明技术方案4的发动机起动控制装置，在技术方案3的基础上，其特征是：还包括检测发动机的曲轴的脉冲信号数的脉冲检测装置；在发动机旋转前的状态下的电池电压作为发动机停止时的电池电压进行保存，当脉冲信号数在规定脉冲数以下时检测出的电池电压作为发动机开始起动时的电池电压进行保存，当脉冲信号数在规定脉冲数以上时，依据发动机开始起动时的电池电压和发动机停止时的电池电压的电池电压差进行电池起动程序或人力起动程序的选择。
本发明技术方案5的发动机起动控制装置，在技术方案4的基础上，其特征是：ECU，在发动机开始旋转后、检测出的脉冲信号超过规定脉冲数之后，依据该脉冲数计算发动机转速，在接通主开关之后且发动机旋转之前，驱动燃油泵。
附图说明
图1是本发明的整个发动机控制***的结构框图。
图2是本发明的发动机起动控制装置的结构图。
图3是表示图2发动机起动控制装置的动作的时序图。
图4是电池起动时的发动机转速变化以及电池电压的曲线图。
图5是反冲起动时的发动机转速变化以及电池电压的曲线图。
图6是电池起动和反冲起动的起动前后的电池电压平均值的图。
图7是电池起动和反冲起动的电池电压下降的分布图。
图8是表示本发明的发动机起动控制方法的动作的程序框图。
具体实施方式
以下参照附图对本发明的实施方式进行说明。
图1是本发明的实施方式的摩托车的整个控制***的结构框图。
作为输入到作为整体部件的、组件化了的发动机控制装置(ECU)1的控制电路CPU(未图示)的输入，输入以下信号：来自主开关2的开关信号；来自曲轴角传感器3的曲轴脉冲信号；来自吸气压力传感器4的吸气压力检测信号；来自吸气温度传感器5的吸气温度检测信号；来自水温传感器6的冷却水温度检测信号；来自喷嘴电压传感器7的用于控制喷嘴的电压信号；来自具有多个开关SW1～SW3的开关盒8的检查用输入信号。另外，连接有电池20，输入电池电源。
作为ECU1的输出，输出以下信号：通向驱动燃油泵的泵继电器9的泵继电器输出信号；驱动喷嘴10的电磁线圈的喷嘴输出信号；驱动点火线圈11的点火线圈输出信号；根据冷却水温度驱动自动阻风门12的自动阻风门输出信号；在检测到异常状态时驱动仪表盘22内的图形报警灯13的图形报警信号；在冷却水温度超过规定温度时驱动显示报警的水温报警灯14的水温报警信号；在异常操作发动机钥匙等发动阻断器17时驱动起动装置报警灯15的起动装置报警信号。另外，通过传感器用电源电路21供电或直接供电的电源电压输出到各传感器。
另外，ECU1与外部的通用通信装置18连接，能通过通用通信线路输入、输出控制数据等。再有，与串行通信装置19连接，能进行串行通信。
图2是本发明的具备燃料喷射发动机的摩托车的发动机起动控制装置的结构示意图。
电池20通过主开关2与ECU1连接。在ECU1上通过起动继电器23连接有起动马达24和起动开关25。在ECU1上通过泵继电器9还连接有燃油泵26和喷嘴10。另外，在ECU1上连接有检测发动机(未图示)的回转的脉冲检测装置(曲轴角传感器)3。该脉冲检测装置3检测设置在发动机的曲轴圆周上的多个突起，随着曲轴的旋转，将与各突起对应的曲轴脉冲信号输送到ECU1。
图3是表示图2的发动机起动控制装置的动作的时序图。
在起动发动机时，首先，接通主开关2(时间T1)。若该主开关2的接通信号输入到ECU1，则ECU1通过泵继电器9仅以规定时间(到T2的数秒时间)预驱动燃油泵26，使燃油压力上升到规定压力。若驾驶员接通起动开关25(时间T3)，则通过起动继电器23，接通起动开关25，发动机开始旋转。在开始旋转之后，脉冲检测装置3检测曲轴的突起，将曲轴脉冲信号发送到ECU1(时间T4)。在这种场合，最初的几个脉冲信号的脉冲宽度和间隔，实际上由于转速较低，脉冲宽度较宽，另外，由于转速不稳定，所以不规则。
在输送了几个(例如3～5个脉冲)曲轴脉冲信号、发动机转速刚刚稳定了之后，ECU1在时间T5再次起动燃油泵26，同时驱动喷嘴10，喷射燃料，且对点火线圈11(图1)进行励磁，通过自然爆发使发动机旋转。
在本发明，在接通主开关2后，在曲轴旋转之前的驱动燃油泵26过程中的时间T1和T2之间，检测电池电压，保存该数据，作为发动机停止时的电池电压。另外，在开始发送曲轴脉冲信号(时间T4)、发送了几个(例如3～5个脉冲)不稳定的曲轴脉冲信号之后，到开始驱动发动机的时间T5之前的期间，检测电池电压，保存该数据，作为发动机开始旋转时的电池电压。通过比较这2个电池电压，如以后描述的那样，判断是电池起动还是反冲起动，进行起动时的发动机驱动控制。而且，在是反冲起动的情况下，时序图的起动开关保持断开不变。
图4和图5分别是电池起动和反冲起动时的曲轴转速变化和电池电压的曲线图。横轴表示与曲轴脉冲信号数对应的曲轴中断次数，a表示曲轴转速变化，b表示发动机停止时的电池电压数据，c表示发动机开始旋转时的电池电压数据，d表示实际的电池电压变化。
发动机停止时的电池电压数据b，是在上述的图3的时间T1～T2期间检测、保存的数据，是定值。发动机开始旋转时的电池电压数据c是在上述图3的时间T4～T5期间检测保存的数据，是定值。
如图4所表明的那样，在是电池起动的场合，由于将电池电压供给到起动马达，所以，电池电压下降的很大，发动机停止时(旋转之前)的电池电压数据b和发动机开始旋转时的电池电压数据c的差很大(在该例中该差大约为1.3V)。
另一方面，如图5所表明的那样，在是反冲起动的场合，由于没有使用电池，所以，发动机停止时(旋转之前)的电池电压数据b和发动机开始旋转时的电池电压数据c的差几乎没有。
图6是电池起动和反冲起动的发动机起动前和转动曲轴过程中的电池电压平均值的图。发动机起动前的电池电压是上述发动机停止时的电池电压，是图3的时间T1～T2期间的电池电压。转动曲轴过程中的电池电压是上述发动机开始旋转时的电池电压，是图3的时间T4～T5期间的电池电压。
如图中所表明的那样，在是电池起动的场合，起动前和转动曲轴过程中的电池电压的差很大。相反，在是反冲起动的场合，起动前和转动曲轴过程中的电池电压的差几乎没有。而且，如图中所表明的那样，不管灯是ON/OFF，在是电池起动的场合，电压下降都很大。
图7是表示在发动机起动前后的电池电压下降的频率分布的图。
如图所表明的那样，在是反冲起动的场合，起动前和转动曲轴过程中的电池电压的差，不管灯是接通还是断开，都大至是零(V)左右，在是电池起动的场合，起动前和转动曲轴过程中的电池电压的差是1～1.6(V)。因此，通过将0.5V左右作为阈值来判别电压的差，能识别反冲起动和电池起动。
图8是表示由本发明的ECU控制的发动机起动控制方法的动作的程序框图。
步骤S1：在主开关处于接通的状态(参照图3)下，判断发动机是在旋转着还是在旋转前的停止过程中。如果发动机旋转着，由于不是在起动时，所以跳出程序。如果是在发动机旋转之前，即，在接通起动开关之前，或在踏下起动杆之前，则是在发动机停止过程中，进入下一步骤S2。
步骤S2：在预驱动燃油泵的过程中，检测电池电压并保存该电池电压。
步骤S3：判断表示发动机旋转的曲轴脉冲信号是否被输入到ECU了。这是判断在图3的时序图中是否到达时间T4的步骤。
步骤S4：判断曲轴脉冲信号是否在规定脉冲数x(例如3～5个脉冲)以下。这是判断在图3的时序图中是否在时间T4～T5之间的步骤。
步骤S5：在上述步骤S4，在是规定的脉冲数以下的场合，检测电池电压，保存该电池电压，作为发动机开始旋转时的电压。
步骤S6：如果曲轴脉冲数超过规定的脉冲数、变成能自然爆发的旋转状态(即如果到达时间T5)，则比较在上述步骤S2保存的停止时的电池电压和在步骤S5保存的开始起动时的电池电压，判断其电压差是否比阈值大。如上述图4～图6所示，对于停止时和开始起动时的电池电压的差而言，电池起动的比反冲起动的大。该阈值如在上述图7中说明的那样，设定为例如0.5V左右。
步骤S7：在上述步骤S6，在停止时的电池电压和开始起动时的电池电压的差比阈值大时，按照使用预先设定的、根据电池起动用参数设定的图线编制的控制程序，进行适合于电池起动的燃料喷射控制和点火时期控制。
步骤S8：在上述步骤S6，在停止时的电池电压和开始起动时的电池电压的差比阈值小时，按照使用预先设定的、根据反冲起动用参数设定的图线编制的控制程序，进行适合于反冲起动的燃料喷射控制和点火时期控制。
应用于产业方面的可能性
如以上说明的那样，本发明用简单的结构，在起动发动机时，根据使用起动马达时和反冲起动时的电池电压下降的差，判断当前起动是电池起动还是反冲起动，据此选择电池起动程序和反冲起动程序，能在各种场合，进行最佳的发动机起动控制。

Claims (5)

1.一种发动机起动控制方法，其特征是：具有由起动马达起动发动机时的电池起动程序和由人力起动发动机时的人力起动程序，检测发动机停止时的电池电压和发动机开始起动时的电池电压差，在该电压差比规定值大的情况下，按照上述电池起动程序进行起动，在上述电压差小的情况下，按照上述人力起动程序进行起动。
2.根据权利要求1的发动机起动控制方法，其特征是：在发动机旋转前的状态下，检测上述发动机的电池电压并将其作为上述发动机停止时的电池电压进行保存，在发动机旋转后的曲轴脉冲信号数在规定脉冲数以下时，检测上述发动机的电池电压并将其作为上述发动机开始起动时的电池电压进行保存，在上述曲轴脉冲信号数在规定的脉冲数以上时，依据上述保存的电池电压数据的差对发动机进行驱动控制。
3.一种发动机起动控制装置，具有发动机，电池(20)，由来自电池(20)的电力驱动的起动马达(24)，向发动机中喷射燃料的燃料喷射用喷嘴(10)，向燃料喷射用喷嘴(10)供给燃料的燃料泵(26)，在发动机起动时对发动机进行驱动控制的ECU(1)，插装在ECU(1)和电池(20)之间将驱动燃料泵(26)的驱动信号输入ECU(1)的主开关(2)，以及驱动起动马达(24)的起动开关(25)，其特征在于，
还具有检测电池电压的电池电压检测单元；
ECU(1)，
根据检测的电池电压，判别是由起动马达(24)起动发动机进行电池起动还是由人力进行人力起动，并由根据判别结果所选择的电池起动程序或人力起动程序进行发动机起动控制，
检测发动机停止时的电池电压和发动机开始起动时的电池电压的电池电压差，
在该电池电压差比规定值大的情况下，选择电池起动程序，
在该电池电压差比规定值小的情况下，选择人力起动程序。
4根据权利要求3的发动机起动控制装置，其特征在于：
还包括检测发动机的曲轴的脉冲信号数的脉冲检测装置(3)；
在发动机旋转前的状态下的电池电压作为发动机停止时的电池电压进行保存，
当脉冲信号数在规定脉冲数以下时检测出的电池电压作为发动机开始起动时的电池电压进行保存，
当脉冲信号数在规定脉冲数以上时，依据发动机开始起动时的电池电压和发动机停止时的电池电压的电池电压差进行电池起动程序或人力起动程序的选择。
5.根据权利要求4的发动机起动控制装置，
ECU(1)，在发动机开始旋转后、检测出的脉冲信号超过规定脉冲数之后(T5)，依据该脉冲数计算发动机转速，在接通主开关(2)之后且发动机旋转之前，驱动燃油泵(26)。
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