JP2002147269A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】クランクシャフトの位相と吸気管圧力とから加
速状態を検出し、それに合わせた加速感が得られるよう
にする。 【解決手段】クランクシャフトの回転角度と吸気管圧力
とから行程状態を検出し、排気行程と吸気行程の所定の
クランク角度で検出した吸気管圧と、前のサイクルの同
じ行程の同じクランク角度の吸気管圧との差圧を吸気管
圧力差ΔＰ_A-MINとして算出し、各クランク角度毎に設
定された閾値と比較し、それが閾値以上であるときには
加速状態であるとして、即座に加速時燃料を噴射する。
加速時燃料噴射量は、エンジン回転数、つまりエンジン
負荷と、吸気管圧力差、つまりスロットル開度差とに応
じて設定する。なお、加速状態を検出して、加速時燃料
を噴射した後は、所定時間加速時燃料が噴射されないよ
うにしてオーバリッチを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、エンジンを制御す
るエンジン制御装置に関するものであり、特に燃料を噴
射する燃料噴射装置を備えたエンジンの制御に好適なも
のである。

【０００２】

【従来の技術】近年、インジェクタと呼ばれる燃料噴射
装置が普及するにつれて、燃料を噴射するタイミングや
噴射燃料量、つまり空燃比などの制御が容易になり、高
出力化、低燃費化、排ガスのクリーン化などを促進する
ことができるようになった。このうち、特に燃料を噴射
するタイミングについては、厳密には吸気バルブの状
態、つまり一般的にはカムシャフトの位相状態を検出
し、それに合わせて燃料を噴射するのが一般的である。
しかしながら、カムシャフトの位相状態を検出するため
の所謂カムセンサは高価であり、特に二輪車などではシ
リンダヘッドが大型化するなどの問題があって採用でき
ないことが多い。そのため、例えば特開平１０−２２７
２５２号公報では、クランクシャフトの位相状態及び吸
気管圧力を検出し、それらから気筒の行程状態を検出す
るエンジン制御装置が提案されている。従って、この従
来技術を用いることにより、カムシャフトの位相を検出
することなく、行程状態を検出することができるので、
その行程状態に合わせて燃料の噴射タイミングなどを制
御することが可能となる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前述したよ
うな燃料噴射装置から噴射する燃料噴射量を制御するに
は、例えばエンジン回転数やスロットル開度に応じた目
標空燃比を設定し、実際の吸入空気量を検出して、目標
空燃比の逆比に乗ずれば、目標燃料噴射量を算出するこ
とができる。

【０００４】この吸入空気量の検出には、一般的にホッ
トワイヤ式エアフローセンサやカルマン渦流センサが、
それぞれ質量流量及び体積流量を測定するセンサとして
使用されているが、逆流する空気による誤差要因を排除
するため、圧力脈動を抑制する容積体（サージタンク）
を必要としたり、逆流した空気が侵入しない位置への取
付けを必要としたりする。しかしながら、多くの二輪車
のエンジンは各気筒毎への所謂独立吸気系となっている
か、若しくはエンジンそのものが単気筒エンジンであ
り、これらの必要条件を十分に満足することができない
ことが多く、これらの流量センサを用いても吸入空気量
を正確に検出することができない。

【０００５】また、吸入空気量の検出は、吸気行程の終
盤か若しくは圧縮行程の初期であり、既に燃料は噴射さ
れているため、この吸入空気量を用いた空燃比制御は、
次のサイクルでしか行えない。このことは、次のサイク
ルまでの間に、例えば運転者がスロットルを開いて加速
しようとしたにもかかわらず、それ以前の目標空燃比で
空燃比制御を行ったために、加速に見合うトルクや出力
を得ることができず、十分な加速感が得られないという
違和感となる。このような問題を解決するためには、ス
ロットルの状態を検出するスロットルバルブセンサやス
ロットルポジションセンサを用いて運転者の加速の意思
を検出すればよいが、特に二輪車の場合には、これらの
センサが大型であったり高価であったりするために採用
できず、問題未解決というのが現状である。

【０００６】本発明は前記諸問題を解決すべく開発され
たものであり、スロットルバルブセンサやスロットルポ
ジションセンサを用いることなく、運転者の加速の意思
を検出して空燃比を制御することにより、十分な加速感
が得られるエンジン制御装置を提供することを目的とす
るものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】而して、本発明のうち請
求項１に係るエンジン制御装置は、４サイクルエンジン
のクランクシャフトの位相を検出する位相検出手段と、
前記エンジンの吸気管内の吸気管圧力を検出する吸気管
圧力検出手段と、この吸気管圧力検出手段で検出された
前回の同じ行程の同じクランクシャフト位相のときの吸
気管圧力と現在の吸気管圧力との差分値が所定値以上で
あるときに加速状態であると検出する加速状態検出手段
と、この加速状態検出手段で加速状態が検出されたとき
に燃料噴射装置から噴射する加速時燃料噴射量を設定す
る加速時燃料噴射量設定手段とを備えたことを特徴とす
るものである。

【０００８】また、本発明のうち請求項２に係るエンジ
ン制御装置は、前記請求項１の発明において、前記加速
時燃料噴射量設定手段は、前記加速状態検出手段で加速
状態が検出されたときに、即座に燃料噴射装置から燃料
が噴射されるように前記加速時燃料噴射量を設定するこ
とを特徴とするものである。また、本発明のうち請求項
３に係るエンジン制御装置は、前記請求項１又は２の発
明において、前記位相検出手段で検出されたクランクシ
ャフトの位相及び吸気管圧力検出手段で検出された吸気
管圧力に基づいて行程の状態を検出する行程状態検出手
段を備え、前記加速状態検出手段は、前記行程状態検出
手段で検出された行程の状態に基づいて加速状態の検出
を行うことを特徴とするものである。

【０００９】また、本発明のうち請求項４に係るエンジ
ン制御装置は、前記請求項３の発明において、前記加速
状態検出手段は、前記行程状態検出手段で検出された行
程が排気行程又は吸気行程の少なくとも何れか一方又は
双方で加速状態の検出を行うことを特徴とするものであ
る。また、本発明のうち請求項５に係るエンジン制御装
置は、前記請求項１乃至４の発明において、前記加速状
態検出手段は、前記吸気管圧力の前回値との差分値の所
定値を、クランクシャフトの位相に応じて設定すること
を特徴とするものである。

【００１０】また、本発明のうち請求項６に係るエンジ
ン制御装置は、前記請求項１乃至５の発明において、エ
ンジンの運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、
前記加速時燃料噴射量設定手段は、前記加速時燃料噴射
量を、前記運転状態検出手段で検出されたエンジンの運
転状態及び前記吸気管圧力の前回値との差分値に応じて
設定することを特徴とするものである。

【００１１】また、本発明のうち請求項７に係るエンジ
ン制御装置は、前記請求項１乃至６の発明において、前
記加速状態検出手段で加速状態を検出し、且つ前記加速
時燃料噴射量設定手段で設定された加速時燃料噴射量が
燃料噴射装置から噴射された後、所定時間、加速状態が
検出されても加速時燃料噴射を行わない規制手段を備え
たことを特徴とするものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て説明する。図１は、例えばオートバイ用のエンジン及
びその制御装置の一例を示す概略構成である。このエン
ジン１は、４気筒４サイクルエンジンであり、シリンダ
ボディ２、クランクシャフト３、ピストン４、燃焼室
５、吸気管６、吸気バルブ７、排気管８、排気バルブ
９、点火プラグ１０、点火コイル１１を備えている。ま
た、吸気管６内には、アクセル開度に応じて開閉される
スロットルバルブ１２が設けられ、このスロットルバル
ブ１２の上流側の吸気管６に、燃料噴射装置としてのイ
ンジェクタ１３が設けられている。このインジェクタ１
３は、燃料タンク１９内に配設されているフィルタ１
８、燃料ポンプ１７、圧力制御バルブ１６に接続されて
いる。なお、このエンジン１は所謂独立吸気系であり、
前記インジェクタ１３は、各気筒の各吸気管６に設けら
れている。

【００１３】このエンジン１の運転状態は、エンジンコ
ントロールユニット１５によって制御される。そして、
このエンジンコントロールユニット１５の制御入力、つ
まりエンジン１の運転状態を検出する手段として、クラ
ンクシャフト３の回転角度、つまり位相を検出するため
のクランク角度センサ２０、シリンダボディ２の温度又
は冷却水温度、即ちエンジン本体の温度を検出する冷却
水温度センサ２１、排気管８内の空燃比を検出する排気
空燃比センサ２２、吸気管６内の吸気管圧力を検出する
ための吸気管圧力センサ２４、吸気管６内の温度、即ち
吸気温度を検出する吸気温度センサ２５が設けられてい
る。そして、前記エンジンコントロールユニット１５
は、これらのセンサの検出信号を入力し、前記燃料ポン
プ１７、圧力制御バルブ１６、インジェクタ１３、点火
コイル１１に制御信号を出力する。

【００１４】前記エンジンコントロールユニット１５
は、図示されないマイクロコンピュータなどによって構
成されている。図２は、このエンジンコントロールユニ
ット１５内のマイクロコンピュータで行われるエンジン
制御演算処理の実施形態を示すブロック図である。この
演算処理では、前記クランク角度信号からエンジン回転
数を算出するエンジン回転数算出部２６と、同じくクラ
ンク角度信号及び前記吸気管圧力信号からクランクタイ
ミング情報、即ち行程状態を検出するクランクタイミン
グ検出部２７と、このクランクタイミング検出部２７で
検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記吸気
温度信号及び前記吸気管圧信号から吸入空気量を算出す
る吸入空気量算出部２８と、前記エンジン回転数算出部
２６で算出されたエンジン回転数及び前記吸入空気量算
出部２８で算出された吸入空気量に基づいて目標空燃比
を設定したり、加速状態を検出したりすることによ
り、、燃料噴射量と燃料噴射時期を算出設定する燃料噴
射量設定部２９と、前記クランクタイミング検出部２７
で検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記燃
料噴射量設定部２９で設定された燃料噴射量及び燃料噴
射時期に応じた噴射パルスを前記インジェクタ１３に向
けて出力する噴射パルス出力部３０と、前記クランクタ
イミング検出部２７で検出されたクランクタイミング情
報を読込み、前記エンジン回転数算出部２６で算出され
たエンジン回転数及び前記燃料噴射量設定部２９で設定
された燃料噴射量に基づいて点火時期を設定する点火時
期設定部３１と、前記クランクタイミング検出部２７で
検出されたクランクタイミング情報を読込み、前記点火
時期設定部３１で設定された点火時期に応じた点火パル
スを前記点火コイル１１に向けて出力する点火パルス出
力部３２とを備えて構成される。

【００１５】前記エンジン回転数算出部２６は、前記ク
ランク角度信号の時間変化率から、エンジンの出力軸で
あるクランクシャフトの回転速度をエンジン回転数とし
て算出する。前記クランクタイミング検出部２７は、前
述した特開平１０−２２７２５２号公報に記載される行
程判別装置と同様の構成を有し、これにより例えば図３
に示すように各気筒毎の行程状態を検出し、それをクラ
ンクタイミング情報として出力する。即ち、４サイクル
エンジンにおいて、クランクシャフトとカムシャフトと
は所定の位相差で常時回転し続けているから、例えば図
３に示すようにクランクパルスが読込まれているとき、
図示“４”のクランクパルスは排気行程か又は圧縮行程
の何れかである。周知のように、排気行程では排気バル
ブが開き、吸気バルブが閉じているので吸気管圧力が高
く、圧縮行程の初期は、未だ吸気バルブが開いているた
めに吸気管圧力が低く、若しくは吸気バルブが閉じてい
ても、先行する吸気行程で吸気管圧力が低くなってい
る。従って、吸気管圧力が低いときの図示“４”のクラ
ンクパルスは二番気筒が圧縮行程にあることを示してお
り、図示“３”のクランクパルスが得られたときが２番
気筒の吸気下死点になる。このようにして、何れかの気
筒の行程状態が検出できれば、各気筒は所定の位相差で
回転しているから、例えば前記２番気筒の吸気下死点で
ある図示“３”のクランクパルスの次の図示“９”のク
ランクパルスが１番気筒の吸気下死点であり、その次の
図示“３”のクランクパルスが３番気筒の吸気下死点で
あり、その次の図示“９”のクランクパルスが４番気筒
の吸気下死点であることになる。そして、この行程の間
を、クランクシャフトの回転速度で補間すれば、現在の
行程状態を更に細かく検出することができる。

【００１６】前記吸入空気量算出部２８は、図４に示す
ように、前記吸気管圧力信号及びクランクタイミング情
報から吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出部２８１
と、吸気管圧力から吸入空気の質量流量を検出するため
のマップを記憶している質量流量マップ記憶部２８２
と、この質量流量マップを用いて検出された吸気管圧力
に応じた質量流量を算出する質量流量算出部２８３と、
前記吸気温度信号から吸気温度を検出する吸気温度検出
部２８４と、前記質量流量算出部２８３で算出された吸
入空気の質量流量と前記吸気温度検出部２８４で検出さ
れた吸気温度とから吸入空気の質量流量を補正する質量
流量補正部２８５とを備えて構成されている。つまり、
前記質量流量マップは、例えば吸気温度２０℃のときの
質量流量で作成されているため、実際の吸気温度（絶対
温度比）でこれを補正して吸入空気量を算出する。

【００１７】本実施形態では、圧縮行程における下死点
から吸気バルブ閉じタイミング間の吸気管圧力値を用い
て吸入空気量を算出する。即ち、吸気バルブ解放時は吸
気管圧力と気筒内圧力とがほぼ同等となるため、吸気管
圧力と気筒内容積及び吸気温度が分かれば気筒内空気質
量を求めることができる。しかしながら、吸気バルブは
圧縮行程開始後もしばらく開いているため、この間に気
筒内と吸気管との間で空気が出入りして、下死点以前の
吸気管圧力から求めた吸入空気量は、実際に気筒内に吸
入された空気量と異なる可能性がある。そのため、同じ
吸気バルブ解放時でも、気筒内と吸気管との間で空気の
出入りがない圧縮行程の吸気管圧力を用いて吸入空気量
を算出する。なお、更に厳密を期すために、既燃ガス分
圧の影響を考慮して、それと相関の高いエンジン回転数
を用いて、実験で求めたエンジン回転数に応じた補正を
施してもよい。

【００１８】また、独立吸気系である本実施形態では、
吸入空気量算出のための質量流量マップは、図５に示す
ように、吸気管圧力と比較的リニアな関係のものを用い
ている。これは、求める空気質量がボイルシャルルの法
則（ＰＶ＝ｎＲＴ）に基づいているためである。これに
対して、吸気管が全ての気筒で連結されている場合に
は、他の気筒の圧力の影響により、吸気管圧力≒気筒内
圧力という前提が成り立たないため、図に破線で示すよ
うなマップを用いなければならない。

【００１９】前記燃料噴射量設定部２９は、前記エンジ
ン回転数算出部２６で算出されたエンジン回転数２６及
び前記吸気管圧力信号に基づいて定常時目標空燃比を算
出する定常時目標空燃比算出部３３と、この定常時目標
空燃比算出部３３で算出された定常時目標空燃比及び前
記吸入空気量算出部２８で算出された吸入空気量に基づ
いて定常時燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する定常
時燃料噴射量算出部３４と、この定常時燃料噴射量算出
部３４で定常時燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する
のに用いられる燃料挙動モデル３５と、前記クランク角
度信号及び吸気管圧力信号及びクランクタイミング検出
部２７で検出されたクランクタイミング情報に基づいて
加速状態を検出する加速状態検出手段４１と、この加速
状態検出手段４１で検出された加速状態に応じて、前記
エンジン回転数算出部２６で算出されたエンジン回転数
に応じた加速時燃料噴射量及び燃料噴射時期を算出する
加速時燃料噴射量算出部４２とを備えている。前記燃料
挙動モデル３５は、実質的に、前記定常時燃料噴射量算
出部３４と一体のものである。即ち、燃料挙動モデル３
５がなければ、吸気管内噴射を行う本実施形態では、正
確な燃料噴射量や燃料噴射時期の算出設定ができないの
である。なお、燃料挙動モデル３５は、前記吸気温度信
号及びエンジン回転数及び冷却水温度信号を必要とす
る。

【００２０】前記定常時燃料噴射量算出部３４と燃料挙
動モデル３５とは、例えば図６のブロック図のように構
成されている。ここでは、前記インジェクタ１３から吸
気管６内に噴射される燃料噴射量をＭ_F-INJ 、そのうち
吸気管６壁に付着する燃料付着率をＸとすると、前記燃
料噴射量Ｍ_F-INJ のうち、気筒内に直接噴射される直接
流入量は（（１−Ｘ）×Ｍ_F-INJ ）となり、吸気管壁に
付着する付着量は（Ｘ×Ｍ_F-INJ ）となる。この付着し
た燃料のうちの幾らかは吸気管壁に沿って気筒内に流れ
込む。その残量を燃料残留量Ｍ_F-BUF とすると、この燃
料残留量Ｍ_{F-BU F} のうち、吸気流れによって持ち去られ
る持ち去り率をτとすると、持ち去られて気筒内に流入
量は（τ×Ｍ_F-BUF ）となる。

【００２１】そこで、この定常時燃料噴射量算出部３４
では、まず前記冷却水温度Ｔ_W から冷却水温補正係数テ
ーブルを用いて冷却水温補正係数Ｋ_W を算出する。一
方、前記吸入空気量Ｍ_A-MAN に対し、例えばスロットル
開度が零であるときに燃料をカットする燃料カットルー
チンを行い、次に吸入空気温度Ｔ_A を用いて温度補正さ
れた空気流入量Ｍ_A を算出し、これに前記目標空燃比Ａ
Ｆ₀ の逆比を乗じ、更に前記冷却水温補正係数Ｋ_W を乗
じて要求燃料流入量Ｍ_F を算出する。これに対して、前
記エンジン回転数Ｎ_E 及び吸気管内圧力Ｐ_A-MAN から燃
料付着率マップを用いて前記燃料付着率Ｘを求めると共
に、同じくエンジン回転数Ｎ_E 及び吸気管内圧力Ｐ
_A-MAN から持ち去り率マップを用いて前記持ち去り率τ
を算出する。そして、前回の演算時に求めた燃料残留量
Ｍ_F-BUF に前記持ち去り率τを乗じて燃料持ち去り量Ｍ
_F-TAを算出し、これを前記要求燃料流入量Ｍ_F から減じ
て前記燃料直接流入量Ｍ_F-DIR を算出する。前述のよう
に、この燃料直接流入量Ｍ_F-DIRは、前記燃料噴射量Ｍ
_F-INJ の（１−Ｘ）倍であるから、ここでは（１−Ｘ）
で除して定常時燃料噴射量Ｍ_F-INJ を算出する。また、
前回までに吸気管に残留した燃料残留量Ｍ_F-BUF のう
ち、（（１−τ）×Ｍ_F-BUF ）が今回も残留するため、
これに前記燃料付着量（Ｘ×Ｍ_F-INJ ）を和して、今回
の燃料残留量Ｍ_F-BUFとする。

【００２２】なお、前記吸入空気量算出部２８で算出さ
れる吸入空気量が、これから爆発（膨張）行程に入る吸
気行程の一つ前のサイクルの吸気行程の終盤又はそれに
続く圧縮行程の初期で検出されたものであるため、この
定常時燃料噴射量算出部３４で算出設定される定常時燃
料噴射量及び燃料噴射時期も、その吸入空気量に応じ
た、一つ前のサイクルの結果である。

【００２３】また、前記加速状態検出部４１は、加速状
態閾値テーブルを有している。これは、後述するよう
に、前記吸気管圧力信号のうち、現在と同じ行程で且つ
同じクランク角度での吸気管圧力と現在の吸気管圧力と
の差分値を求め、その値を所定の値と比較して加速状態
であることを検出するための閾値であり、具体的には各
クランク角度毎に異なる。従って、加速状態の検出に
は、前記吸気管圧力の前回値との差分値を、各クランク
角度で異なる所定値と比較して行う。

【００２４】この加速状態検出部４１と前記加速時燃料
噴射量算出部４２とは、実質的に図７の演算処理で一括
に行われる。この演算処理は、例えば３０°に設定され
た所定の角度のクランク角度パルス信号が入力される毎
に実行される。なお、この演算処理では、特に通信のた
めのステップを設けていないが、演算処理で得られた情
報は随時記憶装置に記憶され、また演算処理に必要な情
報は随時記憶装置から読込まれる。特に、この演算処理
では、読込まれた吸気管圧力を、そのときのクランク角
度と関連づけて、例えばシフトレジスタのような順次記
憶装置に、クランクシャフト二回転分更新記憶される。

【００２５】この演算処理では、まずステップＳ１で前
記吸気管圧力信号から吸気管圧力Ｐ _A-MAN を読込む。次
にステップＳ２に移行して、前記クランク角度信号から
クランク角度Ａ_CSを読込む。次にステップＳ３に移行し
て、前記エンジン回転数算出部２６からのエンジン回転
数Ｎ_E を読込む。

【００２６】次にステップＳ４に移行して、同ステップ
内で行われる個別の演算処理に従って、前記クランクタ
イミング情報から行程状態を検出する。次にステップＳ
５に移行して、同ステップ内で行われる個別の演算処理
に従って、現在の行程が排気行程か又は吸気行程か否か
を判定し、現在の行程が排気行程か又は吸気行程である
場合にはステップＳ６に移行し、そうでない場合にはス
テップＳ７に移行する。

【００２７】前記ステップＳ６では、加速時燃料噴射禁
止カウンタｎが、加速時燃料噴射を許可する所定値ｎ₀
以上であるか否かを判定し、当該加速時燃料噴射禁止カ
ウンタｎが所定値ｎ₀ 以上である場合にはステップＳ８
に移行し、そうでない場合にはステップＳ９に移行す
る。前記ステップＳ８では、クランクシャフト二回転
前、つまり前回の同じ行程における同じクランク角度Ａ
_CSの吸気管圧力（以下、吸気管圧力前回値とも記す）Ｐ
_A-MAN-L を読込んでからステップＳ１０に移行する。

【００２８】前記ステップＳ１０では、前記ステップＳ
１で読込んだ現在の吸気管圧力Ｐ_{A- MAN} から前記吸気管
圧力前回値Ｐ_A-MAN-L を減じて吸気管圧力差ΔＰ_A-MAN
を算出してからステップＳ１１に移行する。前記ステッ
プＳ１１では、同ステップ内で行われる個別の演算処理
に従って、前記加速状態閾値テーブルから同クランク角
度Ａ_CSの加速状態吸気管圧力差閾値ΔＰ_A-MAN0を読込ん
でからステップＳ１２に移行する。

【００２９】前記ステップＳ１２では、前記加速時燃料
噴射禁止カウンタｎをクリアしてからステップＳ１３に
移行する。前記ステップＳ１３では、前記ステップＳ１
０で算出した吸気管圧力差ΔＰ_{A- MAN} が、前記ステップ
Ｓ１１で読込んだ同クランク角度Ａ_CSの加速状態吸気管
圧力差閾値ΔＰ_A-MAN0以上であるか否かを判定し、当該
吸気管圧力差ΔＰ_A-MAN が加速状態吸気管圧力差閾値Δ
Ｐ_A-MAN0以上である場合にはステップＳ１４に移行し、
そうでない場合には前記ステップＳ７に移行する。

【００３０】一方、前記ステップＳ９では、前記加速時
燃料噴射禁止カウンタｎをインクリメントしてから前記
ステップＳ７に移行する。前記ステップＳ１４では、同
ステップ内で行われる個別の演算処理に従って、前記ス
テップＳ１０で算出した吸気管圧力差ΔＰ_A-MAN 及びス
テップＳ３で読込んだエンジン回転数Ｎ_E に応じた加速
時燃料噴射量Ｍ_F-ACC を三次元マップから算出してから
ステップＳ１５に移行する。

【００３１】また、前記ステップＳ７では、前記加速時
燃料噴射量Ｍ_F-ACC を零に設定してから前記ステップＳ
１５に移行する。前記ステップＳ１５では、前記ステッ
プＳ１４又はステップＳ７で設定された加速時燃料噴射
量Ｍ_F-ACC を出力してからメインプログラムに復帰す
る。なお、この実施形態では加速時燃料噴射時期を、前
記加速状態検出部４１で加速状態が検出されたとき、つ
まり前記図７の演算処理のステップＳ１３で、吸気管圧
力差ΔＰ_A-MAN が加速状態吸気管圧力差閾値ΔＰ_A-MAN0
以上であると判定されたら、即座に燃料噴射する、換言
すれば加速状態であると判定されたときに加速時燃料を
噴射するものとする。

【００３２】また、前記点火時期設定部３１は、前記エ
ンジン回転数算出部２６で算出されたエンジン回転数及
び目標空燃比算出部３３で算出された目標空燃比に基づ
いて基本点火時期を算出する基本点火時期算出部３６
と、前記加速時燃料噴射量算出部４２で算出された加速
時燃料噴射量に基づいて前記基本点火時期算出部３６で
算出された基本点火時期を補正する点火時期補正部８と
を備えて構成される。

【００３３】前記基本点火時期算出部３６は、現在のエ
ンジン回転数と、そのときの目標空燃比で、最も発生ト
ルクが大きくなる点火時期をマップ検索などにより求
め、基本点火時期として算出する。つまり、この基本点
火時期算出部３６で算出される基本点火時期は、前記定
常時燃料噴射量算出部３４と同様に、一つ前のサイクル
の吸気行程の結果に基づいている。また、前記点火時期
補正部３８では、前記加速時燃料噴射量算出部４２で算
出された加速時燃料噴射量に応じ、この加速時燃料噴射
量が前記定常時燃料噴射量に加算されたときの気筒内空
燃比を求め、その気筒内空燃比が前記定常時目標空燃比
算出部３３で設定された目標空燃比と大きく異なるとき
に、当該気筒内空燃比、エンジン回転数、吸気管圧力を
用いて新たな点火時期を設定することで点火時期を補正
するものである。

【００３４】次に、前記図７の演算処理の作用を図８の
タイミングチャートに従って説明する。このタイミング
チャートでは、時刻ｔ₀₆までスロットル一定であり、そ
の時刻ｔ₀₆から時刻ｔ₁₅まで比較的短い時間にスロット
ルがリニアに開かれ、その後、再びスロットル一定とな
った。この実施形態では、排気上死点より少し前から圧
縮下死点より少し後まで、吸気バルブが解放されるよう
に設定されている。図中に示す菱形のプロットを伴う曲
線が吸気管圧力であり、図の下端部に示されるパルス上
の波形が燃料噴射量である。前述したように、吸気管圧
力が急速に減少する行程が吸気行程であり、それに続い
て圧縮行程、膨張（爆発）行程、排気行程の順でサイク
ルが繰り返される。この吸気管圧力曲線の菱形のプロッ
トは、クランク角度３０°毎のパルスを示しており、そ
のうちの○で囲んだクランク角度位置（２４０°）で、
エンジン回転数に応じた目標空燃比を設定すると共に、
そのときに検出した吸気管圧力を用いて前記定常時燃料
噴射量及び燃料噴射時期を設定する。このタイミングチ
ャートでは、時刻ｔ₀₂で設定した定常時燃料噴射量の燃
料を時刻ｔ₀₃で噴射、以下同様に、時刻ｔ₀₅で設定し、
時刻ｔ₀₇で噴射、時刻ｔ₀₉で設定し、時刻ｔ₁₀で噴射、
時刻ｔ₁₁で設定し、時刻ｔ₁₂で噴射、時刻ｔ₁₃で設定
し、時刻ｔ₁₄で噴射、時刻ｔ₁₇で設定し、時刻ｔ₁₈で噴
射している。このうち、例えば時刻ｔ₀₉で設定され且つ
時刻ｔ₁₀で噴射される定常時燃料噴射量は、それ以前の
定常時燃料噴射量に比して、既に吸気管圧力が高く、そ
の結果、大きな吸入空気量が算出されているために、多
く設定されているが、定常時燃料噴射量を設定するのは
凡そ圧縮行程、定常時燃料噴射時期は排気行程であるた
め、定常時燃料噴射量には、そのときの運転者の加速意
思がリアルタイムに反映されているわけではない。即
ち、前記時刻ｔ₀₆でスロットルが開け始められている
が、その後の時刻ｔ₀₇で噴射される定常時燃料噴射量
は、時刻ｔ₀₆より早い前記時刻ｔ₀₅で設定されているた
め、加速意志に反して少量しか噴射されていない。

【００３５】一方、本実施形態では、前記図７の演算処
理によって、前記排気行程から吸気行程、図８に示す白
抜きの菱形のクランク角度で、前のサイクルにおける同
クランク角度の吸気管圧力Ｐ_A-MAN を比較し、その差分
値を吸気管圧力差ΔＰ_A-MANとして算出し、それを閾値
ΔＰ_A-MAN0と比較する。例えば、スロットル開度が一定
である時刻ｔ₀₁と時刻ｔ₀₄、或いは時刻ｔ₁₆と時刻ｔ₁₉
におけるクランク角度３００°の吸気管圧力Ｐ
_{A-MAN(300deg)} 同士を比較すると、夫々殆ど同じで、前
回値との差分値、つまり吸気管圧力差ΔＰ_A-MAN は小さ
い。ところが、スロットル開度が大きくなる時刻ｔ₀₈の
クランク角度３００°の吸気管圧力Ｐ
_{A-MAN(300d eg)} は、その前のサイクル、つまり未だスロ
ットル開度が小さいときの前記時刻ｔ₀₄のクランク角度
３００°の吸気管圧力Ｐ_{A-MAN(300deg)} に対して、大き
くなっている。従って、この時刻ｔ₀₈のクランク角度３
００°の吸気管圧力Ｐ_{A-MAN( 300deg)} から前記時刻ｔ₀₄
のクランク角度３００°の吸気管圧力Ｐ_{A-MAN(300deg )}
を減じた吸気管圧力差ΔＰ_{A-MAN(300deg)} を閾値ΔＰ
_{A-MAN0(300deg)}と比較し、当該吸気管圧力差ΔＰ
_{A-MAN(300deg)} が閾値ΔＰ_{A-MAN0(300deg)}より大きけれ
ば、加速状態にあると検出できる。

【００３６】ちなみに、この吸気管圧力差ΔＰ_A-MAN に
よる加速状態検出は、吸気行程の方が顕著である。例え
ば、吸気行程におけるクランク角度１２０°の吸気管圧
力差ΔＰ_{A-MAN(120deg)} は明瞭に表れやすい。しかしな
がら、エンジンの特性によっては、例えば図８に二点鎖
線で示すように、吸気管圧力曲線が急峻な、所謂ピーキ
ーな特性を示し、検出されるクランク角度と吸気管圧力
とにずれが生じ、その結果、算出する吸気管圧力差にず
れが生じる恐れがある。そのため、吸気管圧力曲線が比
較的緩やかな排気行程まで加速状態の検出範囲を伸ば
し、両方の行程で吸気管圧力差による加速状態検出を行
う。勿論、エンジンの特性によっては、何れか一方の行
程でのみ、加速状態検出を行うようにしてもよい。

【００３７】なお、本実施形態のような４サイクルエン
ジンでは、排気行程も吸気行程も、クランクシャフト二
回転に一度しか行われない。従って、単に前記クランク
角度だけ検出しても、カムセンサを備えていない本実施
形態のような二輪車用エンジンでは、それらの行程であ
ることが分からない。そこで、前記クランクタイミング
検出部２７で検出されたクランクタイミング情報に基づ
く行程状態を読込み、それらの行程であることを判定し
てから、前記吸気管圧力差ΔＰ_A-MAN による加速状態検
出を行う。これにより、より正確な加速状態検出が可能
となる。

【００３８】また、前述のクランク角度が３００°の吸
気管圧力差ΔＰ_{A-MAN(300deg)} と、クランク角度が１２
０°の吸気管圧力差ΔＰ_{A-MAN(120deg)} とでははっきり
しないが、例えば図８に示すクランク角度が３６０°の
吸気管圧力差ΔＰ_{A-MAN(360d eg)} と比較すれば明瞭なよ
うに、同等のスロットル開状態でも、各クランク角度で
前回値との差分値である吸気管圧力差ΔＰ_A-MAN は異な
る。従って、前記加速状態吸気管圧力差閾値ΔＰ_A-MAN0
は、各クランク角度Ａ_CS毎に変更しなければならない。
そこで、本実施形態では、加速状態を検出するために、
各クランク角度Ａ_CS毎に加速状態吸気管圧力差閾値ΔＰ
_A-MAN0をテーブル化して記憶しておき、それを各クラン
ク角度Ａ_CS毎に読込んで、前記吸気管圧力差ΔＰ_A-MAN
との比較を行う。これにより、より正確な加速状態の検
出が可能となる。

【００３９】そして、本実施形態では、加速状態が検出
された時刻ｔ₀₈で、エンジン回転数Ｎ_E 及び前記吸気管
圧力差ΔＰ_A-MAN に応じた加速時燃料噴射量Ｍ
_F-ACC を、即座に噴射している。加速時燃料噴射量Ｍ
_F-ACC をエンジン回転数Ｎ_E に応じて設定するのは極め
て一般的であり、通常は、エンジン回転数が大きいほど
燃料噴射量を小さく設定する。また、吸気管圧力差ΔＰ
_A-MAN は、スロットル開度の変化量と同等であることか
ら、吸気管圧力差が大きいほど燃料噴射量を大きく設定
する。実質的に、これだけの燃料噴射量の燃料を噴射し
ても、既に吸気管圧力は高く、次の吸気行程では、より
多くの吸入空気量が吸入されるはずであるから、気筒内
空燃比が小さくなりすぎて、ノッキングを起こすような
ことはない。そして、本実施形態では、加速状態検出時
に即座に加速時燃料を噴射するようにしているため、こ
れから爆発行程に移行する気筒内空燃比を加速状態に適
した空燃比に制御することができると共に、加速時燃料
噴射量をエンジン回転数及び吸気管圧力差に応じて設定
することで、運転者の意図した加速感を得ることができ
る。

【００４０】また、本実施形態では、加速状態を検出
し、且つ加速時燃料噴射量が燃料噴射装置から噴射され
た後、前記加速時燃料噴射禁止カウンタｎが、加速時燃
料噴射を許可する所定値ｎ₀ 以上となるまでは、加速状
態が検出されても加速時燃料噴射を行わない構成とした
ため、加速時燃料噴射が繰り返されて、気筒内空燃比が
オーバリッチな状態になるのを抑制防止することができ
る。

【００４１】なお、前記実施形態では、吸入管内噴射型
エンジンについて詳述したが、本発明のエンジン制御装
置は、直噴型エンジンにも同様に展開できる。但し、直
噴型エンジンでは、吸気管に燃料が付着することはない
から、それを考慮する必要はなく、空燃比の算出には噴
射される燃料量総量を代入すればよい。また、前記実施
形態では、気筒数が４気筒の、所謂マルチシリンダ型エ
ンジンについて詳述したが、本発明のエンジン制御装置
は、単気筒エンジンにも同様に展開できる。

【００４２】また、エンジンコントロールユニットは、
マイクロコンピュータに代えて各種の演算回路で代用す
ることも可能である。

【００４３】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のうち請求
項１に係るエンジン制御装置によれば、４サイクルエン
ジンのクランクシャフトの位相を検出すると共に、吸気
管内の吸気管圧力を検出し、前回の同じ行程の同じクラ
ンクシャフト位相のときの吸気管圧力と現在の吸気管圧
力との差分値が所定値以上であるときに加速状態である
と検出し、加速状態が検出されたときに燃料噴射装置か
ら噴射する加速時燃料噴射量を設定する構成としたた
め、この加速時燃料噴射量の燃料を、吸気行程中か、そ
れ以前に燃料噴射装置から噴射すれば、これから爆発行
程に移行する気筒内空燃比を加速状態に適した空燃比に
制御することができ、その結果、十分な加速感が得られ
る。

【００４４】また、本発明のうち請求項２に係るエンジ
ン制御装置によれば、加速状態が検出されたときに、即
座に燃料噴射装置から燃料が噴射されるように加速時燃
料噴射量を設定する構成としたため、吸気管圧力から加
速状態を検出するタイミングが排気行程か若しくは吸気
行程であっても、これから爆発行程に移行する気筒内空
燃比を加速状態に適した空燃比に制御することができ
る。

【００４５】また、本発明のうち請求項３に係るエンジ
ン制御装置によれば、クランクシャフトの位相及び吸気
管圧力に基づいて行程の状態を検出し、検出された行程
の状態に基づいて加速状態の検出を行う構成としたた
め、加速状態を正確に検出することができる排気行程か
吸気行程での吸気管圧力の前回値との差分値を用いて、
加速状態を正確に検出することが可能となる。

【００４６】また、本発明のうち請求項４に係るエンジ
ン制御装置によれば、行程が排気行程又は吸気行程の少
なくとも何れか一方又は双方で加速状態の検出を行う構
成としたため、加速状態を正確に検出することができ
る。また、本発明のうち請求項５に係るエンジン制御装
置によれば、加速状態を検出するための吸気管圧力の前
回値との差分値の所定値を、クランクシャフトの位相に
応じて設定する構成としたため、同様の加速状態にあっ
ても、クランクシャフトの位相毎に異なる吸気管圧力の
前回値との差分値に応じて所定値を変更して、より正確
に加速状態を検出することができる。

【００４７】また、本発明のうち請求項６に係るエンジ
ン制御装置によれば、エンジンの運転状態を検出し、こ
のエンジンの運転状態及び吸気管圧力の前回値との差分
値に応じて加速時燃料噴射量を設定する構成としたた
め、設定される加速時燃料噴射量を運転者の加速意思に
合わせることができ、これにより運転者の意図した加速
感を得ることができる。

【００４８】また、本発明のうち請求項７に係るエンジ
ン制御装置によれば、加速状態を検出し、且つ加速時燃
料噴射量が燃料噴射装置から噴射された後、所定時間、
加速状態が検出されても加速時燃料噴射を行わない構成
としたため、気筒内空燃比が、所謂オーバリッチな状態
になるのを抑制防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】オートバイ用のエンジン及びその制御装置の概
略構成図である。

【図２】本発明のエンジン制御装置の一実施形態を示す
ブロック図である。

【図３】クランクシャフトの位相と吸気管圧力から行程
状態を検出する説明図である。

【図４】吸入空気量算出部のブロック図である。

【図５】吸気管圧力から吸入空気の質量流量を求める制
御マップである。

【図６】燃料噴射量算出部及び燃料挙動モデルのブロッ
ク図である。

【図７】加速状態検出及び加速時燃料噴射量算出のため
の演算処理を示すフローチャートである。

【図８】図７の演算処理の作用を示すタイミングチャー
トである。

【符号の説明】

１はエンジン ３はクランクシャフト ４はピストン ５は燃焼室 ６は吸気管 ７は吸気バルブ ８は排気管 ９は排気バルブ １０は点火プラグ １１は点火コイル １２はスロットルバルブ １３はインジェクタ １５はエンジンコントロールユニット ２０はクランク角度センサ ２１は冷却水温度センサ ２４は吸気管圧力センサ ２５は吸気温度センサ ２７はクランクタイミング検出部（行程状態検出手段） ２８は吸入空気量算出部 ２９は燃料噴射量設定部 ３１は点火時期設定部 ３３は定常時目標空燃比算出部 ３４は定常時燃料噴射量算出部 ４１は加速状態検出部（加速状態検出手段） ４２は加速時燃料噴射量算出部（加速時燃料噴射量算出
手段）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 3G084 BA13 BA15 BA17 CA04 DA05 EA04 EA07 EA11 EB08 EC01 EC03 FA02 FA07 FA11 FA17 FA20 FA33 FA38 3G301 JA03 JA28 KA12 MA11 MA18 NA08 NB03 NC02 NC06 ND45 NE01 NE22 NE23 PA01Z PA07Z PA10Z PB05Z PB10Z PD03A PE01Z PE03Z PE08Z

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ４サイクルエンジンのクランクシャフト
   の位相を検出する位相検出手段と、前記エンジンの吸気
   管内の吸気管圧力を検出する吸気管圧力検出手段と、こ
   の吸気管圧力検出手段で検出された前回の同じ行程の同
   じクランクシャフト位相のときの吸気管圧力と現在の吸
   気管圧力との差分値が所定値以上であるときに加速状態
   であると検出する加速状態検出手段と、この加速状態検
   出手段で加速状態が検出されたときに燃料噴射装置から
   噴射する加速時燃料噴射量を設定する加速時燃料噴射量
   設定手段とを備えたことを特徴とするエンジン制御装
   置。
2. 【請求項２】 前記加速時燃料噴射量設定手段は、前記
   加速状態検出手段で加速状態が検出されたときに、即座
   に燃料噴射装置から燃料が噴射されるように前記加速時
   燃料噴射量を設定することを特徴とする請求項１に記載
   のエンジン制御装置。
3. 【請求項３】 前記位相検出手段で検出されたクランク
   シャフトの位相及び吸気管圧力検出手段で検出された吸
   気管圧力に基づいて行程の状態を検出する行程状態検出
   手段を備え、前記加速状態検出手段は、前記行程状態検
   出手段で検出された行程の状態に基づいて加速状態の検
   出を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載のエン
   ジン制御装置。
4. 【請求項４】 前記加速状態検出手段は、前記行程状態
   検出手段で検出された行程が排気行程又は吸気行程の少
   なくとも何れか一方又は双方で加速状態の検出を行うこ
   とを特徴とする請求項３に記載のエンジン制御装置。
5. 【請求項５】 前記加速状態検出手段は、前記吸気管圧
   力の前回値との差分値の所定値を、クランクシャフトの
   位相に応じて設定することを特徴とする請求項１乃至４
   の何れかに記載のエンジン制御装置。
6. 【請求項６】 エンジンの運転状態を検出する運転状態
   検出手段を備え、前記加速時燃料噴射量設定手段は、前
   記加速時燃料噴射量を、前記運転状態検出手段で検出さ
   れたエンジンの運転状態及び前記吸気管圧力の前回値と
   の差分値に応じて設定することを特徴とする請求項１乃
   至５の何れかに記載のエンジン制御装置。
7. 【請求項７】 前記加速状態検出手段で加速状態を検出
   し、且つ前記加速時燃料噴射量設定手段で設定された加
   速時燃料噴射量が燃料噴射装置から噴射された後、所定
   時間、加速状態が検出されても加速時燃料噴射を行わな
   い規制手段を備えたことを特徴とする請求項１乃至６の
   何れかに記載のエンジン制御装置。