本發(fā)明涉及一種發(fā)動機的啟動控制裝置,尤其是涉及一種能夠防止發(fā)動機燃料系統(tǒng)中產(chǎn)生的蒸氣所導(dǎo)致的高溫啟動性能變差的發(fā)動機的啟動控制裝置。
背景技術(shù):
一直以來,為了改善廢氣特性,提高燃料消耗效率等,將向發(fā)動機供應(yīng)燃料進行電子控制化的燃料噴射裝置得到廣泛普及,其對象除了四輪車外,還能應(yīng)用于各種二輪車及發(fā)電機等。這種燃料噴射裝置構(gòu)成為,利用燃料泵抽取燃料罐內(nèi)的燃料,加壓至規(guī)定壓力,將加壓后的燃料供應(yīng)給發(fā)動機進氣管上所設(shè)置的噴射器,和發(fā)動機的燃燒循環(huán)同步,對噴射器進行開閉控制,將燃料噴射到進氣管內(nèi)。
然而,在二輪車等大多情況下,燃料泵采用的是罐外型,即設(shè)置于燃料罐外部,并且其設(shè)置位置靠近發(fā)動機,會直接受到發(fā)動機放射熱的影響。因此,會出現(xiàn)如下問題:燃料泵等燃料系統(tǒng)溫度升高,內(nèi)部產(chǎn)生蒸氣,會使之后的發(fā)動機啟動性能變差。對此,關(guān)于蒸氣對策提出有各種方案,例如可以列舉專利文獻1的技術(shù)。
專利文獻1中記載的發(fā)動機的燃料供應(yīng)裝置構(gòu)成為,經(jīng)由燃料供應(yīng)管32,將來自燃料罐7內(nèi)所配置的燃料泵8的燃料供應(yīng)給輸送管31,再從該輸送管31供應(yīng)給各個氣缸的噴射器6。輸送管31經(jīng)由燃料回流管33和燃料罐7連接,在燃料回流管33的噴射器6附近配置有電磁式旁通閥10。在啟動發(fā)動機時,當判斷輸送管31內(nèi)有蒸氣時,使電磁式旁通閥10開啟,使輸送管31內(nèi)的蒸氣返回到燃料罐7內(nèi)。
現(xiàn)有技術(shù)文獻
專利文獻
專利文獻1:日本專利特開平06-317228號公報
技術(shù)實現(xiàn)要素:
發(fā)明所要解決的技術(shù)問題
然而,根據(jù)專利文獻1的技術(shù),作為蒸氣對策,需要使用電磁式旁通閥10,并且需要在發(fā)動機周圍確保有用于設(shè)置電磁式旁通閥10的空間。例如,為了削減成本,相關(guān)領(lǐng)域技術(shù)人員強烈希望能夠減少二輪車、發(fā)電機等的元件數(shù)量,并且,發(fā)動機周圍基本沒有用于設(shè)置新元件的余地,因此,需要對周圍其他元件的布局進行修改。因此,采用專利文獻1的技術(shù)作為蒸氣對策并不現(xiàn)實,一直以來人們都希望能采用其他方法的蒸氣對策。
本發(fā)明為解決上述問題開發(fā)而成,其目的在于提供一種發(fā)動機的啟動控制裝置,能夠抑制制造成本的飆升并且不會對發(fā)動機周圍其他元件的布局產(chǎn)生影響地進行實施,在此基礎(chǔ)上能夠可靠地消除燃料泵內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣,提高發(fā)動機的高溫啟動性能。
解決技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案
為了實現(xiàn)上述目的,本發(fā)明的發(fā)動機的啟動控制裝置的特征在于,具備:燃料泵,其構(gòu)成為設(shè)置于燃料罐外的罐外型,通過驅(qū)動單元的驅(qū)動,將加壓至規(guī)定壓力的燃料供應(yīng)給發(fā)動機的噴射器;蒸氣產(chǎn)生判斷單元,其判斷燃料泵內(nèi)有無蒸氣;以及啟動/蒸氣排出控制單元,其根據(jù)點火開關(guān)的接通操作或發(fā)動機的啟動操作,使燃料泵開始工作以便啟動發(fā)動機,在發(fā)動機啟動時,當蒸氣產(chǎn)生判斷單元判斷為有蒸氣時,作為對燃料泵內(nèi)所產(chǎn)生的蒸氣的排出處理,并行于燃料泵的工作,在預(yù)先設(shè)定的吹掃時間內(nèi)將噴射器保持為開啟狀態(tài)。
根據(jù)如上構(gòu)成的燃料泵的控制裝置,在啟動發(fā)動機時,當判斷為有蒸氣時,作為對燃料泵內(nèi)所產(chǎn)生的蒸氣的排出處理,在燃料泵工作的同時,在吹掃時間內(nèi)將噴射器保持為開啟狀態(tài)。由此,燃料泵內(nèi)部和發(fā)動機的進氣口內(nèi)等連通,并且通過燃料泵的工作,將內(nèi)部蒸氣向噴射器推出,并排出到進氣口內(nèi)等。從而能夠可靠地消除燃料泵內(nèi)部產(chǎn)生的蒸氣,提高發(fā)動機的高溫啟動性能。
并且,僅僅是并行執(zhí)行使噴射器保持為開啟和使燃料泵工作,不需要新的元件。因此,能夠抑制制造成本的飆升,并且不會對發(fā)動機周圍其他元件的布局產(chǎn)生影響地進行實施。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,在進行了點火開關(guān)的接通操作時,作為先于發(fā)動機的曲柄轉(zhuǎn)動而使噴射器的燃壓恢復(fù)為規(guī)定壓力的預(yù)備燃壓控制,啟動/蒸氣排出控制單元在預(yù)先設(shè)定的升壓時間內(nèi)使燃料泵工作,當蒸氣產(chǎn)生判斷單元判斷為有蒸氣時,在開始預(yù)備燃壓控制之初,啟動/蒸氣排出控制單元在吹掃時間內(nèi)將噴射器保持為開啟狀態(tài)。
根據(jù)如上構(gòu)成,可以在先于發(fā)動機的曲柄轉(zhuǎn)動而執(zhí)行的預(yù)備燃壓控制開始之初,將噴射器保持為開啟狀態(tài),從而排出燃料泵內(nèi)的蒸氣。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,在進行了發(fā)動機的啟動操作時,與發(fā)動機開始曲柄轉(zhuǎn)動對應(yīng),啟動/蒸氣排出控制單元使燃料泵開始工作,當蒸氣產(chǎn)生判斷單元判斷為有蒸氣時,在曲柄轉(zhuǎn)動開始之初,啟動/蒸氣排出控制單元在吹掃時間內(nèi)將噴射器保持為開啟狀態(tài)。
根據(jù)如上構(gòu)成,可以在發(fā)動機的曲柄開始轉(zhuǎn)動之初,將噴射器保持為開啟狀態(tài),從而排出燃料泵內(nèi)的蒸氣。繼而,在曲柄轉(zhuǎn)動期間將被排出到進氣口內(nèi)等的蒸氣依次經(jīng)過發(fā)動機的氣缸內(nèi),排出到排氣側(cè),從而能夠預(yù)防火花塞起霧。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,在先于響應(yīng)發(fā)動機的啟動操作的曲柄轉(zhuǎn)動前,進行了點火開關(guān)的接通操作時,作為使噴射器的燃壓恢復(fù)為規(guī)定壓力的預(yù)備燃壓控制,啟動/蒸氣排出控制單元在預(yù)先設(shè)定的升壓時間內(nèi)使燃料泵工作,當蒸氣產(chǎn)生判斷單元判斷為有蒸氣時,在曲柄轉(zhuǎn)動開始前,啟動/蒸氣排出控制單元持續(xù)地通過預(yù)備燃壓控制使燃料泵工作。
根據(jù)如上構(gòu)成,在曲柄轉(zhuǎn)動開始之前便使燃料泵工作,因此,能夠?qū)埩粲谌剂媳脙?nèi)的少量燃料向回流側(cè)移送,并通過使新的低溫燃料流入,達到冷卻效果,從而能夠防止再次產(chǎn)生蒸氣。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,在先于響應(yīng)發(fā)動機的啟動操作的曲柄轉(zhuǎn)動前,進行了點火開關(guān)的接通操作時,當蒸氣產(chǎn)生判斷單元未判斷為有蒸氣時,作為使噴射器的燃壓恢復(fù)為規(guī)定壓力的預(yù)備燃壓控制,啟動/蒸氣排出控制單元在預(yù)先設(shè)定的升壓時間內(nèi)使燃料泵工作,當蒸氣產(chǎn)生判斷單元判斷為有蒸氣時,不執(zhí)行預(yù)備燃壓控制。
根據(jù)如上構(gòu)成,由于不執(zhí)行預(yù)備燃壓控制,從而能夠減少在升壓時間內(nèi)使燃料泵工作所需要的功耗。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,作為蒸氣的排出處理,啟動/蒸氣排出控制單元在開始預(yù)備燃壓控制之初,在吹掃時間內(nèi)將噴射器保持為開啟狀態(tài)時,使升壓時間延長相當于吹掃時間的時間,基于延長后的升壓時間,使燃料泵工作。
根據(jù)以上構(gòu)成,能夠通過延長升壓時間,可靠地恢復(fù)燃壓。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,作為蒸氣的排出處理,啟動/蒸氣排出控制單元在曲柄轉(zhuǎn)動開始之初,在吹掃時間內(nèi)將噴射器保持為開啟狀態(tài)時,從經(jīng)過吹掃時間后進一步經(jīng)過升壓時間的時刻起,開始發(fā)動機的燃料噴射控制以及點火時期控制。
根據(jù)以上構(gòu)成,從經(jīng)過升壓時間而燃壓恢復(fù)的時刻起,開始燃料噴射控制以及點火時期控制,因此,能夠預(yù)防在燃壓未恢復(fù)的狀態(tài)下利用噴射器噴射燃料及利用火花塞點火的無用操作。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,具備用于檢測燃料泵的溫度的溫度檢測單元;當溫度檢測單元檢測出的燃料泵的溫度在預(yù)先設(shè)定的第1蒸氣判斷值以上時,蒸氣產(chǎn)生判斷單元判斷為有蒸氣。
根據(jù)以上構(gòu)成,僅需通過比較燃料泵的溫度和第1蒸氣判斷值這一簡單處理,便能判斷出有無蒸氣。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,具備存儲單元,用于存儲發(fā)動機停止時溫度檢測單元檢測出的燃料泵的溫度;即便燃料泵的溫度小于第1蒸氣判斷值,但前一次發(fā)動機停止時存儲單元存儲的燃料泵溫度在預(yù)先設(shè)定的第2蒸氣判斷值以上時,蒸氣產(chǎn)生判斷單元判斷為有蒸氣。
根據(jù)以上構(gòu)成,雖然停止后的發(fā)動機會散熱,溫度降低,但受其放射熱的影響,燃料泵溫度會上升,即使在這種情況下也可以基于前一次發(fā)動機停止時燃料泵的溫度,適當?shù)嘏袛酁橛姓魵狻?/p>
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,具備校正單元,其在燃料泵的溫度和第1蒸氣判斷值之差或者燃料泵的溫度和第2蒸氣判斷值之差越大時,將吹掃時間越向增加側(cè)校正;啟動/蒸氣排出控制單元基于校正單元校正后的吹掃時間,將上述噴射器保持為開啟狀態(tài)。
根據(jù)以上構(gòu)成,可以根據(jù)燃料泵內(nèi)所產(chǎn)生的蒸氣量,延長吹掃時間,從而能夠更加可靠地排出蒸氣。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,燃料泵通過作為驅(qū)動單元而具備的馬達的驅(qū)動,使隔膜振動,并且,同步于隔膜的振動,使柱塞往復(fù)運動,利用柱塞對從隔膜送出的燃料進行加壓,并供應(yīng)給噴射器。
根據(jù)以上構(gòu)成,由于燃料泵的隔膜室內(nèi)容易產(chǎn)生蒸氣并蓄積,因此,本發(fā)明的蒸氣對策尤為有效。
作為其他形態(tài),優(yōu)選構(gòu)成為,將發(fā)動機作為行駛用動力源搭載于二輪車上,在靠近發(fā)動機的位置處配設(shè)燃料泵。
根據(jù)以上構(gòu)成,由于受發(fā)動機放射熱的影響,燃料泵的溫度容易上升,因此,本發(fā)明的蒸氣對策尤為有效。
發(fā)明效果
根據(jù)本發(fā)明,能夠抑制制造成本的飆升并且不會對發(fā)動機周圍其他元件的布局產(chǎn)生影響地進行實施,在此基礎(chǔ)上能夠可靠地消除燃料泵內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣,提高發(fā)動機的高溫啟動性能。
附圖說明
圖1是表示實施方式的發(fā)動機的啟動控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
圖2是表示燃料泵詳情的剖面圖。
圖3是表示從發(fā)動機啟動到轉(zhuǎn)為常規(guī)運行為止的控制狀況的時序圖。
圖4是表示ECU執(zhí)行的啟動模式切換程序的流程圖。
圖5是表示ECU執(zhí)行的冷卻水溫保存程序的流程圖。
圖6是表示從發(fā)動機停止到重新啟動為止的冷卻水溫及燃料泵溫度的變化狀況的時序圖。
圖7是表示ECU執(zhí)行的啟動控制程序的流程圖。
圖8是表示第1實施方式的ECU執(zhí)行的蒸氣應(yīng)對啟動程序的流程圖。
圖9是表示第1實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式的執(zhí)行狀況的時序圖。
圖10是表示第2實施方式的ECU執(zhí)行的蒸氣應(yīng)對啟動程序的流程圖。
圖11是表示第2實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式的執(zhí)行狀況的時序圖。
圖12是表示第3實施方式的ECU執(zhí)行的蒸氣應(yīng)對啟動程序的流程圖。
圖13是表示第3實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式的執(zhí)行狀況的時序圖。
具體實施方式
以下,對本發(fā)明具體化為搭載于二輪車上的發(fā)動機的啟動控制裝置的一個實施方式進行說明。
圖1是表示本實施方式的發(fā)動機的啟動控制裝置的系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖。
本實施方式的發(fā)動機1構(gòu)成為排氣量50cc的4沖程單缸汽油發(fā)動機,作為行駛用動力源搭載于二輪車上。但是,發(fā)動機1的規(guī)格并不僅限于此,可以任意變更。
在形成于發(fā)動機1的氣缸體2中的氣缸3內(nèi),可滑動地配設(shè)有活塞4,活塞4經(jīng)由連桿5連接到曲柄軸6,與活塞4的往復(fù)運動聯(lián)動,曲柄軸6隨之旋轉(zhuǎn)。在曲柄軸6的后端(未圖示的變速器側(cè))安裝有飛輪7,在飛輪7的外周上的規(guī)定位置形成有用于檢測曲柄角的磁阻分配頭(reluctor)7a。
在固定于氣缸體2上的氣缸蓋9上形成有進氣口9a以及排氣口9b,并且以前端朝向氣缸內(nèi)的姿態(tài)配設(shè)有火花塞10。在連接到進氣口9a的進氣通道11上,從上游側(cè)開始設(shè)置有空氣濾清器12、根據(jù)駕駛員的節(jié)流操作而開閉的節(jié)流閥13、具備ISCV(怠速控制閥)14的旁路通道15、以及朝向進氣口9a噴射燃料的噴射器16。此外,在連接到排氣口9b的排氣通道17上,設(shè)置有用于凈化廢氣的三元催化劑18以及未圖示的消音器。
在進氣口9a上配設(shè)有進氣閥20,在排氣口9b上配設(shè)有排氣閥21。通過閥彈簧22,對這些進氣排氣閥20、21向閉合側(cè)施力,并且利用在氣缸蓋9上同步于曲柄軸6而被旋轉(zhuǎn)驅(qū)動的進氣凸輪軸23及排氣凸輪軸24,使這些進氣排氣閥20、21開啟。由此,在同步于活塞4的往復(fù)運動的規(guī)定時刻,進氣閥20及排氣閥21開閉,由進氣、壓縮、膨脹、排氣這4個行程構(gòu)成的發(fā)動機1的燃燒循環(huán)以720°CA的曲柄角反復(fù)工作。
利用燃料泵26,向上述噴射器16供應(yīng)存儲于燃料罐25內(nèi)的燃料(汽油)。本實施方式的燃料泵26是柱塞式燃料泵的一種,關(guān)于其構(gòu)成及工作狀態(tài)將在后文說明,通過同時使用隔膜和柱塞,能夠?qū)娚淦?6工作所需的規(guī)定壓力(例如300MPa左右)的燃料加壓并供應(yīng)。燃料泵26和噴射器16形成為一體,經(jīng)由供應(yīng)軟管27及回流軟管28,分別連接到燃料罐25。
如果燃料泵26工作,則會經(jīng)由供應(yīng)軟管27,將燃料罐25內(nèi)的燃料引導(dǎo)至燃料泵26內(nèi),加壓至規(guī)定壓力,將加壓后的燃料供應(yīng)給噴射器16,并經(jīng)由回流軟管28將剩余燃料回收到燃料罐25中。由此,能夠始終向噴射器16供應(yīng)規(guī)定壓力的燃料,可以根據(jù)噴射器16的開啟,以規(guī)定的噴射時期及噴射量向進氣口9a噴射燃料。
在發(fā)動機1運行過程中,利用進氣行程中伴隨活塞4的下降而產(chǎn)生的負壓,經(jīng)由空氣濾清器12將外部氣體吸入到進氣通道11內(nèi),根據(jù)節(jié)流閥13的開度,調(diào)整吸入空氣的流量,然后與從噴射器16噴射的燃料混合,同時在進氣閥20開啟期間流入發(fā)動機1的氣缸內(nèi)。在接下來的壓縮行程中進行壓縮,然后在壓縮上止點附近利用火花塞10對混合氣體點火,在膨脹行程中進行燃燒,并經(jīng)由活塞4,對曲柄軸6施加旋轉(zhuǎn)力。在接下來的排氣行程中,在排氣閥21開啟期間,將燃燒后的廢氣從氣缸內(nèi)排出,流過排氣通道17并經(jīng)過三元催化劑18及消音器,排出到外部。
基于ECU31(發(fā)動機控制單元)的控制,執(zhí)行以上發(fā)動機1的燃燒循環(huán)。因此,在ECU31的輸入側(cè)連接有電磁拾音器(pick-up)32、節(jié)流傳感器33、O2傳感器34以及水溫傳感器35(溫度檢測單元)等各種傳感器類,電磁拾音器32和上述飛輪7相向地配置,輸出同步于磁阻分配頭7a的信號,節(jié)流傳感器33用于檢測節(jié)流閥13的開度,O2傳感器34配設(shè)于排氣通道17中,根據(jù)以化學(xué)計量(stoichiometry)(理論空燃比)為中心的排氣空燃比的變動,使輸出呈階梯狀地變動,水溫傳感器35用于檢測發(fā)動機1的冷卻水溫Tw。此外,在ECU31的輸出側(cè)連接有上述ISCV14、噴射器16、燃料泵26以及用于驅(qū)動火花塞10的點火器36等各種設(shè)備類。
ECU31基于這些傳感器信息,執(zhí)行用于驅(qū)動噴射器16的燃料噴射控制、用于驅(qū)動火花塞10的點火時期控制以及用于驅(qū)動燃料泵26的泵控制等各種控制,使發(fā)動機1運行。
例如,作為燃料噴射控制,ECU31基于根據(jù)電磁拾音器32的信號計算出的發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne以及由節(jié)流傳感器33檢測出的節(jié)流開度θth等,決定目標燃料噴射量,并在進氣行程的規(guī)定時刻驅(qū)動噴射器16,執(zhí)行燃料噴射。
此外,作為點火時期控制,ECU31基于發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne及節(jié)流開度θth等,決定目標點火時期,同時對電磁拾音器32的信號進行波形整形,生成同步于磁阻分配頭7a(換言之,曲柄角)的矩形波狀曲柄角信號。然后,基于曲柄角信號,確定對應(yīng)于目標點火時期的時刻,驅(qū)動點火器36,使火花塞10點火。
另外,作為泵控制,ECU31在發(fā)動機1運行期間驅(qū)動燃料泵26,將加壓至規(guī)定壓力的燃料供應(yīng)給噴射器16。
在啟動發(fā)動機1時,開始這些燃料噴射控制、點火時期控制以及泵控制,在此基礎(chǔ)上使發(fā)動機1曲柄轉(zhuǎn)動(cranking),嘗試啟動,但是,如[背景技術(shù)]所述,高溫啟動時會出現(xiàn)如下問題,即由于燃料泵26等的內(nèi)部所產(chǎn)生的蒸氣,會使發(fā)動機啟動性能變差。作為對策,根據(jù)專利文獻1所提出的技術(shù),需要追加電磁式旁通閥10,會造成制造成本及設(shè)置方面出現(xiàn)問題,尤其是難以應(yīng)用于二輪車、發(fā)電機等。
鑒于這種問題,本發(fā)明者研究發(fā)現(xiàn),可以采用噴射器16作為將蓄積于燃料泵26等的內(nèi)部的蒸氣進行排出的單元。也就是說,通過噴射器16的閉合,使燃料泵26的內(nèi)部和進氣口9a內(nèi)斷開,但如果將噴射器16保持為開啟狀態(tài),則兩者相連通。如果僅開啟噴射器16,燃料泵26內(nèi)所產(chǎn)生的蒸氣會直接蓄積于該場所,但如果在開啟噴射器16的同時,使燃料泵26工作,則可以將內(nèi)部的蒸氣向噴射器16推出,并排出到進氣口9a內(nèi)。
基于以上認知,本實施方式在判斷為有蒸氣時,為了排出蒸氣,執(zhí)行同時使噴射器16保持為開啟和使燃料泵26工作的啟動模式(以下,相對于常規(guī)啟動模式,將其稱為蒸氣應(yīng)對啟動模式),其詳細內(nèi)容將在后文闡述,先對燃料泵26的構(gòu)成進行說明。
圖2是表示燃料泵26詳情的剖面圖。
燃料泵26的殼體由馬達殼體41a、泵殼體41b以及調(diào)節(jié)器殼體41c構(gòu)成,通過未圖示的螺栓,互相接合。馬達殼體41a內(nèi)收納有DC馬達42(本發(fā)明的驅(qū)動單元,圖中虛線所示)作為燃料泵26的驅(qū)動源,在DC馬達42的輸出軸42a上固定有凸輪43,在框狀凸輪承受構(gòu)件44中,凸輪43和輸出軸42a一同旋轉(zhuǎn)。在凸輪承受構(gòu)件44的前端部(圖中的左側(cè)),從泵殼體41b側(cè)嵌合、固定有固定構(gòu)件45,在凸輪承受構(gòu)件44和固定構(gòu)件45之間夾有隔膜46的中心部。隔膜46的外周部被夾在馬達殼體41a和泵殼體41b之間,在隔膜46的泵殼體41b側(cè)界定出隔膜室47。
在調(diào)節(jié)器殼體41c中形成有一對連接部48、49,來自上述燃料罐25的供應(yīng)軟管27及回流軟管28分別連接到這些連接部48、49。供應(yīng)軟管27側(cè)的連接部48經(jīng)由形成于泵殼體41b上的供應(yīng)通道50,和隔膜室47內(nèi)連通,供應(yīng)通道50上設(shè)置有止回閥51,用于限制燃料從隔膜室47內(nèi)流出。此外,回流軟管28側(cè)的連接部49經(jīng)由形成于泵殼體41b上的回流通道52,和隔膜室47內(nèi)連通,回流通道52上設(shè)置有止回閥53,用于限制燃料向隔膜室47內(nèi)流入。
因此,如果DC馬達42的輸出軸42a和凸輪43一同旋轉(zhuǎn),則該旋轉(zhuǎn)運動會被凸輪承受構(gòu)件44轉(zhuǎn)換為圖中的沿左右方向的直線運動(以下,將該方向簡稱為軸線L方向)。該直線運動會被傳遞給隔膜46,結(jié)果使得隔膜46沿軸線L方向,在圖中的右側(cè)(以下,簡稱為吸入側(cè))和左側(cè)(以下,簡稱為排出側(cè))之間交替振動。繼而,當隔膜46在吸入側(cè)振動時,來自燃料罐25的燃料會經(jīng)由供應(yīng)軟管27及供應(yīng)通道50,流入隔膜室47內(nèi)。當隔膜46在排出側(cè)振動時,隔膜室47內(nèi)的燃料會經(jīng)由回流通道52及回流軟管28,回收到燃料罐25側(cè),每當隔膜46振動時便會重復(fù)燃料的這種移送。
在泵殼體41b上沿軸線L嵌合、固定有套筒55,以和隔膜室47相連續(xù),在套筒55內(nèi),沿軸線L可滑動地配設(shè)有柱塞56,界定出加壓室57。固定構(gòu)件45的一端連接到柱塞56,柱塞56和固定構(gòu)件45一同在吸入側(cè)和排出側(cè)之間往復(fù)運動。結(jié)果使得柱塞56的往復(fù)運動和隔膜46的振動同步。
在柱塞56的隔膜室47側(cè)形成有吸入口56a,用于使內(nèi)外連通,在柱塞56的加壓室57側(cè)設(shè)置有止回閥58,用于限制燃料向柱塞56內(nèi)回流。柱塞56向吸入側(cè)移動,在到達行程終端的位置處,吸入口56a露出于隔膜室47內(nèi),隔膜室47內(nèi)的一部分燃料經(jīng)由吸入口56a,流入柱塞56內(nèi),進而一邊使止回閥58開啟一邊流入加壓室57內(nèi)。伴隨著之后柱塞56向排出側(cè)的移動,該流入加壓室57內(nèi)的燃料被加壓,每當柱塞56開展往復(fù)運動時便會重復(fù)進行這種燃料的加壓。
泵殼體41b上形成有排出室59,以和加壓室57相連通,在加壓室57和排出室59之間設(shè)置有止回閥60,用于限制燃料向加壓室57側(cè)回流。排出室59和形成于調(diào)節(jié)器殼體41c上的調(diào)節(jié)器室62相連通,調(diào)節(jié)器室62內(nèi)配設(shè)有閥體63。閥體63沿軸線L呈筒狀,在泵殼體41b側(cè)形成有凸緣部63a,在閥體63上,從調(diào)節(jié)器殼體41c側(cè)嵌有環(huán)狀止動器(retainer)64。
在閥體63的凸緣部63a和止動器64之間夾有隔膜65的中心部,隔膜65的外周部被夾在泵殼體41b和調(diào)節(jié)器殼體41c之間。由此,在隔膜65的泵殼體41b側(cè)界定出壓力調(diào)整室66,在調(diào)節(jié)器殼體41c側(cè)界定出減壓室67。壓力調(diào)整室66經(jīng)由噴射器通道68連接到上述噴射器16(圖1所示),而減壓室67則經(jīng)由減壓通道69連接到上述回流軟管28側(cè)的連接部49。
利用配設(shè)在調(diào)節(jié)器室62內(nèi)的減壓彈簧70,對止動器64及閥體63向泵殼體41b側(cè)施力,閥體63的凸緣部63a抵接于泵殼體41b側(cè),劃分壓力調(diào)整室66和排出室59。在閥體63上,沿軸線L貫穿、設(shè)置有減壓孔63b,在該減壓孔63b內(nèi)設(shè)置有止回閥71,用于限制燃料從壓力調(diào)整室66側(cè)向減壓室67側(cè)流出。在調(diào)節(jié)器殼體41c上,沿軸線L從外部螺合有調(diào)整螺栓72,調(diào)整螺栓72的前端插入閥體63的減壓孔63b內(nèi),與止回閥71相向。雖未圖示,但減壓孔63b的內(nèi)周和調(diào)整螺栓72的前端外周之間形成有間隙,止回閥71開啟時,將燃料從壓力調(diào)整室66側(cè)排出到減壓室67側(cè)。
接下來,對如上構(gòu)成的燃料泵26的工作狀態(tài)進行說明。
在DC馬達42的驅(qū)動下,凸輪43旋轉(zhuǎn),隨之,隔膜46的振動和柱塞56的往復(fù)運動同步進行。當隔膜46在吸入側(cè)振動時,來自燃料罐25的燃料會經(jīng)由供應(yīng)軟管27及供應(yīng)通道50,流入隔膜室47內(nèi)。此時,由于柱塞56的吸入口56a露出于隔膜室47內(nèi),因此,隔膜室47內(nèi)的一部分燃料會經(jīng)由吸入口56a,流入柱塞56內(nèi),進而一邊使止回閥58開啟一邊流入加壓室57內(nèi)。也就是說,通過隔膜46在吸入側(cè)的振動,實質(zhì)上是將燃料從隔膜室47側(cè)送至加壓室57側(cè)。
其后,當柱塞56移動到排出側(cè)時,會對加壓室57內(nèi)的燃料加壓,并且隨著隔膜46向排出側(cè)的振動,將隔膜室47內(nèi)的剩余燃料經(jīng)由回流通道52及回流軟管28,回收到燃料罐25側(cè)。通過在加壓室57內(nèi)對燃料加壓,止回閥60開啟,將加壓后的燃料移送至排出室59,隨著排出室59內(nèi)燃料壓力(以下,簡稱為燃壓)的上升,一邊使減壓彈簧70彎曲一邊使閥體63向調(diào)節(jié)器殼體41c側(cè)移動,將排出室59的燃料移送到壓力調(diào)整室66內(nèi)。
并且,通過閥體63向調(diào)節(jié)器殼體41c側(cè)移動,內(nèi)部止回閥71由調(diào)整螺栓72的前端按壓而開啟。因此,經(jīng)由閥體63的減壓孔63b,將壓力調(diào)整室66內(nèi)的燃料排出到減壓室67側(cè),進而經(jīng)由減壓通道69,連同來自隔膜室47的剩余燃料一起回收到燃料罐25側(cè)。其結(jié)果為,可以將壓力調(diào)整室66內(nèi)的燃壓保持為根據(jù)減壓彈簧70的作用力而確定的設(shè)定壓力。然后,經(jīng)由噴射器通道68,將如上調(diào)整為設(shè)定壓力的燃料供應(yīng)給噴射器16,隨著噴射器16的開啟,朝向發(fā)動機1的進氣口9a噴射燃料。
燃料泵26的工作狀態(tài)如上所述,但如圖1所示,燃料泵26和噴射器16一同設(shè)置于發(fā)動機1的進氣通道11附近,因此,會直接受到來自發(fā)動機1的放射熱的影響。對此,在例如車輛全開行駛后使發(fā)動機1停止時等,會發(fā)生燃料泵26內(nèi)的燃料蒸發(fā),在隔膜室47內(nèi)等產(chǎn)生蒸氣,即便使隔膜46振動也無法經(jīng)由柱塞56內(nèi)將燃料移送到加壓室57內(nèi)的問題,因此需要采取相應(yīng)的蒸氣對策。
此外,即便為了排出蒸氣而將噴射器16開啟,降低壓力調(diào)整室66內(nèi)的燃壓,由于止回閥67、60將壓力調(diào)整室66和隔膜室47斷開,因此,也無法將隔膜室47內(nèi)的蒸氣排出到壓力調(diào)整室66側(cè)。因此,也會判斷為需要在保持噴射器16開啟的同時使燃料泵26工作,以作為蒸氣應(yīng)對啟動模式。
接著,為了實現(xiàn)這種蒸氣對策,針對ECU31在發(fā)動機啟動時執(zhí)行的處理進行說明。
圖3是表示從發(fā)動機啟動到轉(zhuǎn)為常規(guī)運行為止的控制狀況的時序圖,首先,基于該圖,對從發(fā)動機1的啟動操作到轉(zhuǎn)為發(fā)動機1的運行為止的ECU31的控制概要進行說明。
ECU31的控制模式大致分為用于啟動發(fā)動機1的啟動模式和啟動完畢后用于使發(fā)動機1繼續(xù)運行的運行模式。啟動模式中,作為用于恢復(fù)發(fā)動機1停止期間降低的燃壓的預(yù)備燃壓控制,使燃料泵26工作后,為了相應(yīng)于曲柄轉(zhuǎn)動而啟動發(fā)動機1,再次使燃料泵26工作,開始燃料噴射控制以及點火時期控制,如上所述,可以選擇性地執(zhí)行常規(guī)啟動模式和蒸氣應(yīng)對啟動模式。
依據(jù)圖4所示的啟動模式切換程序,由ECU31執(zhí)行常規(guī)啟動模式和蒸氣應(yīng)對啟動模式的切換。當駕駛員進行車輛點火開關(guān)的接通操作或者發(fā)動機啟動操作中的任一個后,ECU31以規(guī)定的控制間隔運行該程序,選擇啟動模式,基于所選擇的啟動模式執(zhí)行發(fā)動機1的啟動處理。
首先,在圖4的步驟S2中,ECU31判斷水溫傳感器35檢測出的當前冷卻水溫Tw是否在預(yù)先設(shè)定的蒸氣判斷值Tws(第1蒸氣判斷值)以上(蒸氣產(chǎn)生判斷單元)。當判斷為No(否)時,進入步驟S4,讀出前一次發(fā)動機停止時存儲的冷卻水溫Tw,并判斷該冷卻水溫Tw是否在蒸氣判斷值Tws(第2蒸氣判斷值)以上(蒸氣產(chǎn)生判斷單元)。前一次發(fā)動機停止包括發(fā)動機停止操作以及點火開關(guān)的關(guān)斷操作所致的發(fā)動機停止,通過以下所述的冷卻水溫保存程序,存儲于ECU31中。
步驟S4的判斷為No時,視作燃料泵26內(nèi)無蒸氣,在步驟S6中選擇常規(guī)啟動模式作為啟動模式后,結(jié)束程序。此外,當步驟S2及步驟S4中的任一個判斷為Yes(是)時,視作燃料泵26內(nèi)有蒸氣,進入步驟S8,選擇蒸氣應(yīng)對啟動模式后,結(jié)束程序。
另一方面,在圖5所示的冷卻水溫保存程序中,ECU31在步驟S12中判斷是否經(jīng)過了規(guī)定時間,如果判斷為Yes,則在接下來的步驟S14中更新當前的冷卻水溫Tw,然后暫時結(jié)束程序。ECU31重復(fù)該處理,每隔規(guī)定時間更新一次冷卻水溫Tw,從而將冷卻水溫Tw始終保持為最新值。繼而,當駕駛員進行發(fā)動機停止操作或者點火開關(guān)的關(guān)斷操作,發(fā)動機1停止時,存儲該時刻的冷卻水溫Tw作為發(fā)動機最終停止時的值,并應(yīng)用于上述步驟S4的處理中(存儲單元)。
步驟S2及步驟S4的處理宗旨如下所述。
二輪車中,燃料泵26配設(shè)在靠近發(fā)動機1的位置處,燃料泵26的溫度會和發(fā)動機1的冷卻水溫Tw相關(guān)聯(lián)地發(fā)生變化。因此,在本實施方式中將冷卻水溫Tw視作燃料泵26的溫度,在步驟S2中基于冷卻水溫Tw,判斷燃料泵26內(nèi)的蒸氣產(chǎn)生狀況(有無蒸氣),切換啟動模式。因此,預(yù)先將蒸氣判斷值Tws設(shè)定為需要從燃料泵26排出蒸氣的下限附近的溫度。
但是,在發(fā)動機停止后的某一期間內(nèi),冷卻水溫Tw和泵溫度Tp之間會發(fā)生偏離,兩者可能會喪失相關(guān)性。圖6是表示從發(fā)動機停止到重新啟動為止的冷卻水溫Tw及燃料泵26的溫度Tp的變化狀況的時序圖。
如果發(fā)動機1在圖中的a點處停止,則冷卻水溫Tw會隨著時間的流逝而逐漸降低,而泵溫度Tp則會先暫時上升然后轉(zhuǎn)為降低。泵溫度Tp的這種變化是由發(fā)動機1的放射熱所致,全開行駛后使發(fā)動機1停止等情況下,這種變化較為顯著。在發(fā)動機1運行期間,由于行駛風(fēng)等的冷卻,燃料泵26的溫度Tp被保持在低于冷卻水溫Tw的溫度范圍內(nèi),但如果車輛停止行駛,則發(fā)動機1會散熱,溫度逐漸降低,但受其放射熱的影響,燃料泵26的溫度反而會比行駛過程中的溫度更高,在來自發(fā)動機1的放射熱在一定程度內(nèi)時,開始降低。
在圖6中的b點的時刻重新啟動發(fā)動機1時,泵溫度Tp和冷卻水溫Tw均在蒸氣判斷值Tws以上,基于步驟S2的處理,適當?shù)剡x擇蒸氣應(yīng)對啟動模式。但是,在c點的時刻重新啟動時,雖然泵溫度Tp在蒸氣判斷值Tws以上,需要采取蒸氣對策,但在步驟S2的處理中卻會視為冷卻水溫Tw小于蒸氣判斷值Tws,而不恰當?shù)剡x擇常規(guī)啟動模式。
假定這一狀況而設(shè)定了步驟S4的處理,當前一次發(fā)動機停止時的冷卻水溫Tw在蒸氣判斷值Tws以上,需要采取蒸氣對策時,基于步驟S4的判斷,選擇蒸氣應(yīng)對啟動模式作為啟動模式。
僅需開展對冷卻水溫Tw和蒸氣判斷值Tws進行比較這一簡單的處理,便能根據(jù)是否需要采取蒸氣對策而適當?shù)剡x擇啟動模式,在此基礎(chǔ)上,可以用現(xiàn)有的水溫傳感器35檢測出作為指標的冷卻水溫Tw以用于其他各種控制,從而不需要追加新的檢測單元便能進行實施。
另外,步驟S2、4中應(yīng)用通用的蒸氣判斷值Tws,但并不僅限于此,也可以采用不同值。步驟S4的處理雖然具有上述優(yōu)點,但并不一定要實施,也可以省略該處理。
另一方面,如果對車輛的點火開關(guān)進行接通操作,接通ECU31的電源,則ECU31開始以規(guī)定的控制間隔執(zhí)行圖7的啟動控制程序。首先,在步驟S22中執(zhí)行燃料泵26的故障判斷,接著在步驟S24中對所選擇的啟動模式進行判斷。選擇常規(guī)啟動模式作為啟動模式時,進入步驟S26,基于預(yù)先設(shè)定的啟動模式用占空比,驅(qū)動DC馬達42,使燃料泵26工作,在接下來的步驟S28中,判斷從燃料泵26開始工作起,是否經(jīng)過了預(yù)先作為預(yù)備燃壓控制的持續(xù)時間而設(shè)定的升壓時間Tup。
在步驟S28判斷為No的期間,于步驟S26中繼續(xù)使燃料泵26工作,當步驟S28的判斷變?yōu)閅es時,進入步驟S30,于該時刻結(jié)束預(yù)備燃料控制,并使燃料泵26暫停工作。
在步驟S30中判斷發(fā)動機1是否正在曲柄轉(zhuǎn)動,如果判斷為No,則暫時結(jié)束程序。因此,會出現(xiàn)在進行點火開關(guān)的接通操作后不實施發(fā)動機啟動操作便對點火開關(guān)進行關(guān)斷操作的情況,此時,ECU31的電源會被切斷,因此,不執(zhí)行之后的處理,結(jié)束本程序。
常規(guī)情況下,在點火開關(guān)的接通操作后,由駕駛員進行發(fā)動機啟動操作,使發(fā)動機1的開始曲柄轉(zhuǎn)動,因此,ECU31會在步驟S30中判斷為Yes,并進入步驟S32。在步驟S32中,基于上述啟動模式用目標占空比,驅(qū)動DC馬達42,使燃料泵26工作,然后在步驟S34中開始燃料噴射控制,于規(guī)定的時刻驅(qū)動噴射器16。另外,此時ECU31同時還會開始點火時期控制,但在該流程圖中并未顯示。
在接下來的步驟S36中判斷是否啟動完畢。在曲柄轉(zhuǎn)動期間發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne超過預(yù)先設(shè)定的完全爆炸判斷值之前,視作發(fā)動機1的啟動尚未完畢,在步驟S36中判斷為No,并返回步驟S30,重復(fù)步驟S30~36的處理。繼而,當發(fā)動機旋轉(zhuǎn)速度Ne超過完全爆炸判斷值,則發(fā)動機啟動完畢,從步驟S36進入步驟S38。
在該時刻ECU31從啟動模式進入運行模式,在步驟S38中,基于運行模式用目標占空比,驅(qū)動DC馬達42,使燃料泵26工作,然后在步驟S40中執(zhí)行燃料噴射控制,驅(qū)動噴射器16,同時還執(zhí)行點火時期控制。
另外,在本實施方式中,將運行模式用目標占空比設(shè)為預(yù)先設(shè)定的固定值,但并不僅限于此。對應(yīng)發(fā)動機1的運行區(qū)域(旋轉(zhuǎn)速度Ne、節(jié)流開度θth),噴射器16的噴射量會發(fā)生大幅變化,要求向燃料泵26排出的排出量也會相應(yīng)地發(fā)生變化,因此,可以對應(yīng)旋轉(zhuǎn)速度Ne以及節(jié)流開度θth,依次設(shè)定目標占空比。這種情況下,對應(yīng)噴射器16的噴射量的增減,可變地控制DC馬達42的旋轉(zhuǎn)速度以及燃料泵26的工作速度,從而可以將所需量的燃料供應(yīng)給噴射器16,在此基礎(chǔ)上可以減少燃料泵26工作所需的功耗。
ECU31在接下來的步驟S42中判斷發(fā)動機1是否已相應(yīng)于駕駛員的發(fā)動機停止操作而停止,如果判斷為No,則返回步驟S38,重復(fù)步驟S38~42的處理。此外,如果發(fā)動機停止,在步驟S42中判斷為Yes,則進入步驟S44,判斷從發(fā)動機停止起,是否經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的運行持續(xù)時間Tdv。在步驟S44的判斷為No期間,重復(fù)步驟S38~44的處理;當步驟S44的判斷變?yōu)閅es時,于步驟S46中執(zhí)行燃料泵26的故障判斷,然后結(jié)束程序。
以上為ECU31對常規(guī)啟動模式的控制內(nèi)容,圖3的時序圖表示的是此時的常規(guī)模式執(zhí)行狀況。
如果對車輛的點火開關(guān)進行接通操作,則開始常規(guī)啟動模式,利用預(yù)備燃壓控制使燃料泵26在升壓時間Tup內(nèi)繼續(xù)工作,恢復(fù)燃壓。之后,如果根據(jù)駕駛員的啟動操作,使發(fā)動機1的開始曲柄轉(zhuǎn)動,則燃料泵26再次開始工作,與此同時,還開始燃料噴射控制以及點火時期控制。發(fā)動機1啟動完畢時,從常規(guī)啟動模式切換為運行模式,接著,繼續(xù)進行燃料泵26的工作、燃料噴射控制以及點火時期控制。圖3所示的是在冷態(tài)狀態(tài)下啟動發(fā)動機1的情況,啟動完畢后隨著發(fā)動機1的運行,冷卻水溫Tw逐漸上升。
另一方面,當ECU31在圖7的程序的步驟S24中選擇蒸氣應(yīng)對啟動模式時,進入步驟S48,執(zhí)行該蒸氣應(yīng)對啟動模式。蒸氣應(yīng)對啟動模式有3種控制內(nèi)容,以下,按第1~3實施方式依次說明。
[第1實施方式]
第1實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式在利用預(yù)備燃壓控制使燃料泵26工作的期間,將噴射器16保持為開啟狀態(tài),從而將燃料泵26內(nèi)的蒸氣排出到進氣口9a內(nèi)。
圖8是表示第1實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動程序的流程圖。如果在步驟S24中判斷為選擇蒸氣應(yīng)對啟動模式,則ECU31進入圖8的步驟S52中,將噴射器16保持為開啟狀態(tài)(啟動/蒸氣排出控制單元)。在隨后的步驟S54中,基于啟動模式用目標占空比,驅(qū)動DC馬達42,使燃料泵26工作(啟動/蒸氣排出控制單元)。之后,在步驟S56中判斷從燃料泵26開始工作起,是否經(jīng)過了預(yù)先設(shè)定的吹掃時間(purge period)Tvapor,如果為No,則重復(fù)步驟S52~56的處理。
如果經(jīng)過了吹掃時間Tvapor,步驟S56判斷為Yes,則進入步驟S58,判斷從燃料泵26開始工作起,是否經(jīng)過了升壓時間Tup,如果為No,則重復(fù)步驟S54~58的處理。此外,如果步驟S58的判斷為Yes,則進入圖7的步驟S30,之后執(zhí)行和上述相同的處理,啟動發(fā)動機1。
圖9是表示第1實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式的執(zhí)行狀況的時序圖,高溫啟動(冷卻水溫Tw≧Tws)發(fā)動機1,燃料泵26內(nèi)產(chǎn)生蒸氣。
如果利用預(yù)備燃壓控制使燃料泵26開始工作,則同時在吹掃時間Tvapor內(nèi)將噴射器16保持為開啟。由此,燃料泵26內(nèi)部和進氣口9a內(nèi)連通,并且通過燃料泵26工作,隨著隔膜46的振動以及柱塞56的往復(fù)運動,將內(nèi)部蒸氣向噴射器16推出,并排出到進氣口9a內(nèi)。
對此時的過程更加詳細地闡述,通過噴射器16的開啟,圖2所示的噴射器通道68以及壓力調(diào)整室66內(nèi)的壓力降低至相當于大氣壓力。通過隔膜46的振動,隔膜室47內(nèi)的蒸氣經(jīng)由止回閥58、加壓室57、止回閥60以及排出室59,從柱塞56內(nèi)依次向壓力調(diào)整室66移送,由于壓力調(diào)整室66內(nèi)的壓力降低,此時能夠順暢且快速地移送蒸氣。
因此,在經(jīng)過吹掃時間Tvapor的時刻,燃料泵26內(nèi)所產(chǎn)生的蒸氣基本都從噴射器16被排出到進氣口9a內(nèi),代替蒸氣,將來自燃料罐25側(cè)的低溫燃料導(dǎo)入燃料泵26內(nèi)。此外,噴射器16的開啟所致的燃料泵26內(nèi)的壓力降低會促進少量殘留的燃料氣化,汽化潛熱具有冷卻燃料泵26的各部分的作用。因此,能夠預(yù)防發(fā)生如下事件,即新導(dǎo)入到燃料泵26內(nèi)的燃料蒸發(fā),再次產(chǎn)生蒸氣。
如上所述對燃料泵26內(nèi)的蒸氣進行排出后,在升壓時間Tup內(nèi)通過使燃料泵26工作,恢復(fù)燃壓。因此,通過之后的曲柄轉(zhuǎn)動,能夠快速地完成發(fā)動機1的啟動。
此外,根據(jù)以上說明可以明確,蒸氣應(yīng)對啟動模式僅僅是并行執(zhí)行使噴射器16保持為開啟和使燃料泵26工作,不需要如專利文獻1的技術(shù)中所述的電磁式旁通閥10那樣的新元件,只需變更燃料泵26以及噴射器16的控制程序便能輕松實施。因此,不會出現(xiàn)因電磁式旁通閥10那樣的新元件而使制造成本飆升的情況,也不需要在發(fā)動機周圍確保有用于設(shè)置新元件的空間。除此之外,關(guān)于燃料泵26內(nèi)有無蒸氣的判斷(啟動模式的切換判斷),采用現(xiàn)有的水溫傳感器35檢測出的冷卻水溫Tw,因此,也不會導(dǎo)致成本飆升。
因此,根據(jù)本實施方式的發(fā)動機1的啟動控制裝置,能夠抑制制造成本的飆升并且不會對發(fā)動機周圍的其他元件的布局產(chǎn)生影響地進行實施,在此基礎(chǔ)上能夠可靠地消除燃料泵26內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣,提高發(fā)動機1的高溫啟動性能。
進而,在本實施方式那樣的二輪車中,燃料泵26配設(shè)在靠近發(fā)動機1的位置處,會直接受到發(fā)動機1的放射熱的影響,因此,燃料泵26的溫度容易上升,并且同時使用隔膜46和柱塞56的燃料泵26容易在隔膜室47內(nèi)產(chǎn)生并蓄積蒸氣。這樣,對于蒸氣的不利條件疊加,因此本實施方式的蒸氣對策尤為有效。
另外,預(yù)備燃壓控制的升壓時間Tup是預(yù)先設(shè)定作為恢復(fù)燃壓所需的燃料泵26的工作時間的值,但在吹掃時間Tvapor內(nèi)噴射器16保持為開啟,因此,即便燃料泵26工作,也不利于燃壓恢復(fù),實質(zhì)上升壓時間Tup會縮短。對此,如圖9中的虛線所示,要執(zhí)行蒸氣應(yīng)對啟動模式時,可以對升壓時間Tup延長相當于吹掃時間Tvapor的時間。借此,不僅能夠消除蒸氣,還能可靠地恢復(fù)燃壓。
[第2實施方式]
第2實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式在開始曲柄轉(zhuǎn)動前繼續(xù)進行預(yù)備燃壓控制(延長升壓時間Tup),在開始曲柄轉(zhuǎn)動的同時,將噴射器16保持為開啟,從而將燃料泵26內(nèi)的蒸氣排出到進氣口9a內(nèi)。
圖10是表示第2實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動程序的流程圖。如果在步驟S24中判斷為選擇蒸氣應(yīng)對啟動模式,則ECU31進入圖10的步驟S62,將升壓時間Tup加上時間α所得時間設(shè)為Tup。時間α為預(yù)先設(shè)定作為充分大于駕駛員正常操作時從點火開關(guān)的接通操作到發(fā)動機啟動操作的所需時間的值。因此,多數(shù)情況下,在經(jīng)過升壓時間Tup之前發(fā)動機1便開始曲柄轉(zhuǎn)動。
在隨后的步驟S64中,ECU31基于啟動模式用目標占空比,驅(qū)動DC馬達42,使燃料泵26工作。之后,在步驟S66中判斷是否經(jīng)過了升壓時間Tup,在接下來的步驟S68中判斷是否正在曲柄轉(zhuǎn)動,如果均判斷為No,則重復(fù)步驟S64~68的處理。如果沒有開始曲柄轉(zhuǎn)動,但經(jīng)過了升壓時間Tup,在步驟S66中判斷為Yes時,結(jié)束程序,如果在經(jīng)過升壓時間Tup之前開始曲柄轉(zhuǎn)動,則進入步驟S70。
在步驟S70中再次判斷是否正在曲柄轉(zhuǎn)動,如果為Yes,則在隨后的步驟S72中,基于啟動模式用目標占空比,驅(qū)動DC馬達42,使燃料泵26工作(啟動/蒸氣排出控制單元)。然后,在步驟S74中判斷從開始曲柄轉(zhuǎn)動起是否經(jīng)過了吹掃時間Tvapor,如果為No,則在步驟S76中將噴射器16保持為開啟(啟動/蒸氣排出控制單元),然后在步驟S78中判斷發(fā)動機1的啟動是否完畢。
判斷為No期間,重復(fù)步驟S70~78的處理,在此期間如果經(jīng)過了吹掃時間Tvapor,在步驟S74中判斷為Yes,則進入步驟S80。在步驟S80中,為了啟動發(fā)動機1,和正常操作一樣,開始燃料噴射控制,在同步于曲柄角的規(guī)定時刻,驅(qū)動噴射器16,與此同時,開始點火時期控制。由此,如果發(fā)動機啟動完畢,步驟S78的判斷變?yōu)閅es,則進入圖7的步驟S38,之后進入運行模式,執(zhí)行和上述相同的處理。
另外,在發(fā)動機啟動完畢之前,如果停止曲柄轉(zhuǎn)動,則直接結(jié)束程序,由此中止步驟S76中將噴射器16保持為開啟的操作、或者步驟S80中噴射器16的常規(guī)驅(qū)動的操作。
圖11是表示第2實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式的執(zhí)行狀況的時序圖。
響應(yīng)點火開關(guān)的接通操作,利用預(yù)備燃壓控制使燃料泵26開始工作,多數(shù)情況下,在經(jīng)過升壓時間Tup之前發(fā)動機1便開始曲柄轉(zhuǎn)動,因此,在開始曲柄轉(zhuǎn)動后,會繼續(xù)使燃料泵26工作。從開始曲柄轉(zhuǎn)動的時刻開始,在吹掃時間Tvapor內(nèi)將噴射器16保持為開啟,由此,燃料泵26內(nèi)部和進氣口9a內(nèi)連通,并且通過燃料泵26的工作,將內(nèi)部蒸氣向噴射器16推出,并排出到進氣口9a內(nèi)。因此,雖未做重復(fù)說明,但能夠抑制制造成本的飆升并且不會對發(fā)動機周圍的其他元件的布局產(chǎn)生影響地進行實施,在此基礎(chǔ)上能夠可靠地消除燃料泵26內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣,提高發(fā)動機1的高溫啟動性能。
此外,本實施方式中,為了排出蒸氣,在噴射器16開啟之前(從點火開關(guān)的接通操作到開始曲柄轉(zhuǎn)動為止的期間內(nèi)),便使燃料泵26工作。在此期間內(nèi),于常規(guī)啟動模式下會執(zhí)行預(yù)備燃壓控制以恢復(fù)燃壓,但此時燃料泵26內(nèi)產(chǎn)生有蒸氣,因此,即便柱塞56往復(fù)運動,也不會對燃料加壓,難以恢復(fù)燃壓。但是,會根據(jù)隔膜46的振動,將殘留于隔膜室47內(nèi)的少量燃料向回流通道52移送,從而可以使新的低溫燃料從供應(yīng)通道50側(cè)向隔膜室47內(nèi)流入,達到冷卻作用。因此,能夠防止發(fā)生如下事件,即取代被排出的蒸氣,新導(dǎo)入到隔膜室47內(nèi)的燃料蒸發(fā),再次產(chǎn)生蒸氣。
此外,如果在噴射器16開啟的同時,使燃料泵26工作,則在將燃料泵26內(nèi)的蒸氣完全排出后,繼而會將燃料也排出到進氣口9a內(nèi)。第1實施方式中,在發(fā)動機停止狀態(tài)下排出蒸氣,因此,繼蒸氣之后排出的燃料會蓄積于進氣口9a內(nèi),在其后的發(fā)動機啟動時,會使火花塞10發(fā)生所謂的起霧,有可能導(dǎo)致啟動性能變差。與此相對,在曲柄轉(zhuǎn)動期間排出蒸氣的本實施方式中,即便將燃料排出到進氣口9a內(nèi),也會依次經(jīng)由發(fā)動機1的氣缸,將其排出到排氣側(cè),因此,不會導(dǎo)致火花塞10起霧,從而能夠防止發(fā)動機的啟動性能變差。
鑒于以上2個原因,和第1實施方式相比,本實施方式能夠進一步提高發(fā)動機1的高溫啟動性能。
[第3實施方式]
第3實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式取消了預(yù)備燃壓控制,在此基礎(chǔ)上,和第2實施方式一樣,在開始曲柄轉(zhuǎn)動的同時,將噴射器16保持為開啟,從而將燃料泵26內(nèi)的蒸氣排出到進氣口9a內(nèi)。
圖12是表示第3實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動程序的流程圖。本流程圖和第2實施方式中所述的圖10的步驟S70~80的內(nèi)容相同,因此,僅闡述其大致內(nèi)容。如果在步驟S24中判斷為選擇蒸氣應(yīng)對啟動模式,則ECU31進入圖12的步驟S82中,判斷是否正在曲柄轉(zhuǎn)動。如果為Yes,則在步驟S84中驅(qū)動DC馬達42,使燃料泵26工作(啟動/蒸氣排出控制單元),然后在步驟S86中判斷是否經(jīng)過了吹掃時間Tvapor。判斷為No期間,在步驟S88中將噴射器16保持為開啟(啟動/蒸氣排出控制單元),如果步驟S86判斷為Yes,則在步驟S92中開始燃料噴射控制,驅(qū)動噴射器16,借此,如果發(fā)動機1啟動完畢,則進入圖7的步驟S38。
圖13是表示第3實施方式的蒸氣應(yīng)對啟動模式的執(zhí)行狀況的時序圖。
不進行預(yù)備燃壓控制,便開始曲柄轉(zhuǎn)動,在該時刻燃料泵26開始工作,與此同時,在吹掃時間Tvapor內(nèi)將噴射器16保持為開啟。由此,燃料泵26內(nèi)部和進氣口9a內(nèi)連通,并且通過燃料泵26的工作,將內(nèi)部蒸氣向噴射器16推出,并排出到進氣口9a內(nèi)。因此,雖未做重復(fù)說明,但能夠抑制制造成本的飆升并且不會對發(fā)動機周圍的其他元件的布局產(chǎn)生影響地進行實施,在此基礎(chǔ)上能夠切實消除燃料泵26內(nèi)產(chǎn)生的蒸氣,提高發(fā)動機1的高溫啟動性能。
此外,和第2實施方式一樣,在曲柄轉(zhuǎn)動期間排出蒸氣,因此,能夠防止火花塞10起霧導(dǎo)致發(fā)動機啟動性能變差。
進而,本實施方式不執(zhí)行預(yù)備燃壓控制,從而能夠減少在升壓時間Tup內(nèi)使燃料泵26工作所需要的功耗。
另外,第2、第3實施方式中,在經(jīng)過吹掃時間Tvapor后(步驟S74、86為Yes)立即開始燃料噴射控制以及點火時期控制,但在該時刻雖然從燃料泵26排出蒸氣的操作已完畢,但燃壓并未恢復(fù),因此,無法在氣缸內(nèi)形成正常的混合氣體,亦無法正常燃燒。對此,可以在經(jīng)過吹掃時間Tvapor后,進而再經(jīng)過升壓時間Tup,從燃壓恢復(fù)的時刻起,開始燃料噴射控制以及點火時期控制。如此操作可以獲得如下效果,即能夠預(yù)防在燃壓未恢復(fù)的狀態(tài)下利用噴射器16噴射燃料及利用火花塞點火的無用操作。
實施方式的說明至此結(jié)束,但本發(fā)明的形態(tài)并不僅限于該實施方式。例如,上述實施方式具體為搭載于二輪車上的發(fā)動機1的啟動控制裝置,但發(fā)動機1的搭載對象并不僅限于此。例如也可以具體化為搭載于三輪車、發(fā)電機上的發(fā)動機1的啟動控制裝置。
此外,上述實施方式應(yīng)用于以DC馬達42為驅(qū)動源、同時使用隔膜46和柱塞56的燃料泵26,但燃料泵26的形態(tài)并不僅限于此。例如,可以應(yīng)用于柱塞式燃料泵,即沒有隔膜46,僅由柱塞56加壓、供應(yīng)燃料;也可以用電磁線圈代替DC馬達42,驅(qū)動柱塞56。此外,還可以應(yīng)用于粘性(wesco type)燃料泵,即在外殼內(nèi)使葉輪旋轉(zhuǎn),連續(xù)地增加設(shè)置于外周上的葉片槽前后所產(chǎn)生的壓力差,從而對燃料加壓。
此外,在上述實施方式中,根據(jù)燃料泵26的溫度Tp和發(fā)動機1的冷卻水溫Tw相關(guān)聯(lián)地發(fā)生變化這一觀點,基于冷卻水溫Tw和蒸氣判斷值Tws的比較結(jié)果,切換啟動模式,但并不僅限于該方法。例如,也可以取代冷卻水溫Tw,直接檢測燃料泵26的溫度,并和蒸氣判斷值Tws進行比較?;蛘呷鐚@墨I1所記載的技術(shù)所述,可以對輸送管內(nèi)的燃壓上升變化率與從輸送管內(nèi)為100%液體時的變化率減去規(guī)定值后所得的值進行比較,基于比較結(jié)果切換啟動模式(蒸氣發(fā)生判斷單元)。
此外,上述實施方式中,將保持噴射器16為開啟的吹掃時間Tvapor設(shè)為預(yù)先設(shè)定的固定值,但并不僅限于此。例如,發(fā)動機1的冷卻水溫Tw越高于蒸氣判斷值Tws,燃料泵26內(nèi)越易產(chǎn)生大量蒸氣,排出該蒸氣所需時間就越長。對此,可以使冷卻水溫Tw與蒸氣判斷值Tws之差(Tw-Tws)越大,將吹掃時間Tvapor越向增加側(cè)校正(校正單元),從而能夠更長時間地持續(xù)排出蒸氣。根據(jù)以上構(gòu)成,可以根據(jù)燃料泵26內(nèi)所產(chǎn)生的蒸氣量,延長吹掃時間Tvapor,從而能夠更加可靠地地排出蒸氣。
標號說明
1 發(fā)動機
16 噴射器
25 燃料罐
26 燃料泵
31 ECU(蒸氣產(chǎn)生判斷單元、啟動/蒸氣排出控制單元、存儲單元、校正單元)
35 水溫傳感器(溫度檢測單元)
42 DC馬達(驅(qū)動單元)
46 隔膜
56 柱塞