JP2006029294A - 車載内燃機関の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 車体が傾斜状態になっても運転状態に応じて適切に内燃機関の停止を行わせることができる車載内燃機関の制御装置を供する。
【解決手段】 車体の傾斜を検出する傾斜センサ51と、車載内燃機関の運転状態を判定する運転状態判定手段と、傾斜センサ51が検出した車体傾斜状態と運転状態判定手段が判定した運転状態に基づき車載内燃機関の運転を停止させる停止制御手段50とを備え、停止制御手段50は、傾斜センサ51が検出した車体傾斜状態αが所定角度Ａ以上であるとの判断が、前記運転状態判定手段が判定した運転状態に応じて予め異なるように設定された停止猶予時間Ｔ１，Ｔ２継続したときに内燃機関の運転を停止させる車載内燃機関の制御装置。
【選択図】 図４

Description

本発明は、車体の傾斜を検出する傾斜センサを備えた車両に搭載された内燃機関の制御装置に関する。

自動二輪車に車体の傾斜を検出する傾斜センサを備えたものは、同じ出願人が先に出願した例（特許文献１参照）がある。
特開２００２−６８０６２号公報

同特許文献１には、車体と一体のケース内を重錘が左右に振り子のように振れる構造で常に鉛直下方に向く重錘と車体とともに傾くケースとの相対角度を検出することで車体の傾斜を検出する傾斜センサを備え、内燃機関運転中に車体が所定の角度以上に傾斜したことを同傾斜センサが検出し、その傾斜状態が一定時間を経過するまで継続したときに内燃機関の運転を停止することが開示されている。

車体が左右に傾斜を繰り返すような場合などでは、一時的に重錘が鉛直下方から振れることがあり、このため傾斜センサが車体の傾斜を実際より大きく誤検知してしまうことがあるが、この車体の傾斜の誤検知に対しては内燃機関を停止する必要はない。

このような車体傾斜の誤検知は一時的であるので、車体の傾斜を検知しても傾斜検知状態が一定時間継続した場合のみ内燃機関を停止させることで、車体傾斜の誤検知による内燃機関の停止を防止している。

上記特許文献１における内燃機関の運転停止条件である車体傾斜状態の継続時間である停止猶予時間は、内燃機関の運転状態の如何に拘わらず常に決まった一定時間であるので、内燃機関の運転状態によっては、運転を停止させてしまうことがある。

本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、車体が傾斜状態になっても運転状態に応じて適切に内燃機関の停止を行わせることができる車載内燃機関の制御装置を供する点にある。

上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、車体の傾斜を検出する傾斜センサと、車載内燃機関の運転状態を判定する運転状態判定手段と、前記傾斜センサが検出した車体傾斜状態と前記運転状態判定手段が判定した運転状態に基づき車載内燃機関の運転を停止させる停止制御手段とを備え、前記停止制御手段は、前記傾斜センサが検出した車体傾斜状態が所定角度以上であるとの判断が、前記運転状態判定手段が判定した運転状態に応じて予め異なるように設定された停止猶予時間継続したときに前記車載内燃機関の運転を停止させる車載内燃機関の制御装置とした。

運転状態に応じて内燃機関の適切な停止猶予時間が予め決められており、運転状態判定手段が判定した運転状態から対応する停止猶予時間が設定され、傾斜センサが検出した車体傾斜状態が所定角度以上であるとの判断が、設定された停止猶予時間継続したときに、内燃機関の運転を停止させるので、運転状態に応じて適切に内燃機関の停止を行わせることができる。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の車載内燃機関の制御装置において、前記運転状態判定手段は、前記車載内燃機関が始動初期の運転状態にあるか否かを判定することを特徴とする。

内燃機関が始動してからある程度の時間が経過するまでの始動初期の運転状態は、暖機運転状態であり、その後の始動初期の運転状態を経過した運転状態と異なり内燃機関の運転を停止させる停止猶予時間を変えることで、運転状態に応じて適切に内燃機関の停止を行わせることができる。

請求項３記載の発明は、請求項２記載の車載内燃機関の制御装置において、前記運転状態判定手段が判定した運転状態が始動初期運転状態である場合の前記停止猶予時間は、始動初期運転状態でない場合の前記停止猶予時間よりも長い時間設定されていることを特徴とする。

内燃機関の始動初期運転状態では、その後の運転状態より車体が所定角度以上傾斜した場合に停止猶予時間を長く設定することで、運転状態に応じて適切に内燃機関の停止を行わせることができる。
始動初期運転状態を経過した運転状態でも停止猶予時間を備えることで、車体の左右への傾斜などで生じる車体傾斜の不適切な検知によって内燃機関の運転を停止させることを防止することができる。

請求項４記載の発明は、請求項２または請求項３記載の車載内燃機関の制御装置において、前記運転状態判定手段は、前記車載内燃機関が始動初期運転状態にあることを、前記車載内燃機関の機関冷却水の水温が所定温度以下であることから判定することを特徴とする。

内燃機関が始動初期運転状態にあるときは、機関冷却水の水温が比較的低く、機関冷却水の水温がある所定温度以下であれば始動初期運転状態と判定することが可能である。

請求項５記載の発明は、請求項２または請求項３記載の車載内燃機関の制御装置において、前記運転状態判定手段は、前記車載内燃機関が始動初期の運転状態にあることを、前記車載内燃機関の機関冷却水の水温が外気温より所定温度幅以下であることから判定することを特徴とする。

内燃機関が始動初期運転状態にあるときは、機関冷却水の水温が外気温よりかなり低く、機関冷却水の水温が外気温より所定温度幅以下であれば始動初期運転状態と判定することが可能である。

請求項６記載の発明は、請求項１から請求項５までのいずれかの項記載の車載内燃機関の制御装置において、前記停止制御手段は、燃料噴射タイミングまたは点火タイミングを通常のタイミングと異なるように設定して前記車載内燃機関の運転を停止させることを特徴とする。

車体が所定角度以上に傾斜した状態にあるために内燃機関の運転を停止させる場合は、燃料噴射タイミングまたは点火タイミングを通常のタイミングと異なるように制御することで、内燃機関を通常と異なるような運転をさせながら停止させることで、運転者に対して通常と異なる感覚を与えてもうすぐ機関が停止することを予告することができる。

以下、本発明に係る一実施の形態について図１ないし図４に基づき説明する。
本実施の形態は、オフロードタイプの自動二輪車１に適用したものであり、該自動二輪車１の全体側面図を図１に示す。

該自動二輪車１は、ヘッドパイプ２から後方斜めやや下向きに２又に分かれて左右一対のメインフレーム３が延出し、その後部に延設されてセンターフレーム４が下方へ屈曲している。
また、ヘッドパイプ２からは後方斜め大きく下向きにやはり２又に分かれて左右一対のダウンフレーム５が延出している。

前側のダウンフレーム５と後側のセンターフレーム部４との間に内燃機関20が懸架されており、ダウンフレーム５とセンターフレーム部４の前後両下端部間に架設されたアンダーカバー６によって内燃機関20がその下側を覆われ保護されている。

ヘッドパイプ２に軸支されて上方に延び左右に展開したハンドル７により回動されるフロントフォーク８が下方へ延び、その先端に前輪９が軸支されている。
センターフレーム部４の下端部に前端を枢支され上下に揺動自在とされたリヤフォーク10の後端に後輪11が軸支され、リヤフォーク10と車体フレーム間にはリヤクッション12が介装されている。

ヘッドパイプ２の後方で内燃機関20の上方には燃料タンク13がメインフレーム３に支持されて配設され、燃料タンク13の後方にシート14が設けられている。
左右対をなすダウンフレーム５の間にはラジエータ15が架設されている。

内燃機関20は、単気筒４ストロークサイクルのＯＨＣ内燃機関であり、クランクケース21より略鉛直上方にシリンダ22およびシリンダヘッド23が突出しており、シリンダヘッド23から後方へ吸気連結管25が延出してスロットルボディ26に連結されている。
吸気連結管25には燃料噴射装置27が取り付けられている。
シリンダヘッド22ａから前方へ延出した排気管28はシリンダ22を右側に迂回して後方へ延びマフラー29に連結されている。

クランクケース21内の車体左右方向に指向したクランクシャフト30のクランクピンとシリンダ22内を往復動するピストン31のピストンピンとをコネクティングロッド32が連結している。
シリンダヘッド23のピストン31の頂面が対向する下面下方に燃焼室33が形成され、燃焼室33に開口して吸気ポート34と排気ポート35が延出し、吸気ポート34は前記吸気連結管25に連通し、排気ポート35は前記排気管28に連通する。

吸気ポート34の開口は吸気バルブ36により開閉され、排気ポート35の開口は排気バルブ37により開閉される。
吸気バルブ36および排気バルブ37はシリンダヘッド23の上部空間に設けられた動弁機構38により駆動される。

クランクケース21の後方はミッションケース21ａを構成し、内部にトランスミッション40が納められている。
トランスミッション40は、前記クランクシャフト30と同じく左右水平方向に指向した前後一対のメインシャフト41とカウンタシャフト42にそれぞれ嵌合されたギヤ群41ａ，42ａが互いに適宜噛合う構成である。

クランクシャフト30の動力は、ギヤ対とクラッチ（図示せず）を介してメインシャフト41に伝達され、さらにギヤ群41ａ，42ａの噛合いを介してカウンタシャフト42に伝達される。

カウンタシャフト42が出力軸であり、ミッションケース21ａから外部へ突出したカウンタシャフト42端部に嵌着されたドライブスプロケット42ａと後輪11の後車軸に嵌着されたドリブンスプロケット11ａとの間にチェーン43が架渡されている。
したがって、カウンタシャフト42の回転がチェーン43を介して後輪11に伝達されて後輪11が回転して走行することができる。

ミッションケース21ａの上方において、スロットルボディ26の略下方に位置して傾斜センサ51が、メインフレーム３にブラケット43を介して取り付けられている。
この傾斜センサ51は、車体と一体のケース内を重錘が左右に振り子のように振れる構造で常に鉛直下方に向く重錘と車体とともに傾くケースとの相対角度を検出することで車体の左右方向の傾斜角を検出することができるものである。

吸気系の前記スロットルボディ26には、スロットル弁の開度を検出するスロットルセンサ52が設けられるとともに、ＥＣＵ50を搭載する制御基板が内蔵されている。
そして、クランクシャフト30のクランクウエブの外縁部に沿って機関回転数センサ53が配設されている。
なお、前記ラジエータ15には冷却水の温度を検出する水温センサ54が設けられている。

ＥＣＵ50による内燃機関20の停止制御系の簡単なブロック図を図３に示す。
ＥＣＵ50には、傾斜センサ51が検出する車体傾斜角α，スロットルセンサ52が検出するスロットル開度θ，機関回転数センサ53が検出する機関回転数ｎ，水温センサ54が検出する水温ｔｗが入力され、各制御信号が燃料ポンプ57，燃料噴射装置27，点火回路58に出力される。

この制御系による内燃機関20の停止制御の手順を図４に示す。
まず、イグニッションスイッチがオンしているときに（ステップ１）、ステップ２に進んで、車体傾斜角α，スロットル開度θ，機関回転数ｎ，水温ｔｗを読込む。

そして、次のステップ３で車体傾斜角αが所定角度Ａ以上であるか否かを判定する。
車体傾斜角αは鉛直方向を基準（α＝０）にした車体の左右方向の傾き角であり、車体の傾きが大きい程車体傾斜角αは大きい値を示す。

車体傾斜角αが所定角度Ａに達していない姿勢に車体があるときは、ステップ３からステップ４に進み、タイマーをリスタートさせる。
すなわち、タイマーの計時ｔを０からスタートさせる。
そして、ステップ５で内燃機関20の運転制御を行い、ステップ１に戻る。

したがって、イグニッションスイッチがオンしていて車体傾斜角αが所定角度Ａに達していない場合（α＜Ａ）は、ステップ１，２，３，４，５を繰返し、毎回タイマーを０からスタートさせ、内燃機関20の運転を継続する。

そして、車体傾斜角αが所定角度Ａ以上（α≧Ａ）となると、ステップ３からステップ６に進み、スロットル開度θが所定開度Ｔｈ（例えば30％）以下か否かが判断され、θ≦Ｔｈならばステップ７に進み、θ＞Ｔｈならばステップ１０に飛ぶ。

θ≦Ｔｈでステップ７に進むと、機関回転数ｎが所定回転数Ｎｅ（例えば5000rpm）以下か否かが判断され、ｎ≦Ｎｅならばステップ８に進み、ｎ＞Ｎｅならばステップ１０に飛ぶ。
ｎ≦Ｎｅでステップ８に進むと、水温ｔｗが所定水温Ｔｗ（例えば90℃）以下か否かが判断され、ｔｗ≦Ｔｗならばステップ９に進み、ｔｗ＞Ｔｗならばステップ１０に飛ぶ。

すなわち、θ≦Ｔｈ，ｎ≦Ｎｅ，ｔｗ≦Ｔｗのすべての条件が満足されるときは、内燃機関20が始動初期運転状態にあるときであり、このときはステップ９に進み、傾斜角αが所定角度Ａ以上になる直前でリスタートしたタイマー（ステップ４）の計時ｔが、所定の停止猶予時間Ｔ２（５〜１０秒）を経過したか否かを判断し、停止猶予時間Ｔ２が経過するまではステップ５に飛んで内燃機関20の運転制御を継続し、停止猶予時間Ｔ２を経過すると、ステップ11に進んで内燃機関20の運転を停止する制御を実行する。

また、θ≦Ｔｈ，ｎ≦Ｎｅ，ｔｗ≦Ｔｗの３つの条件のうちいずれか１つでも満足されなくなると、内燃機関20が始動初期運転状態にはないとして、ステップ１０に飛び、傾斜角αが所定角度Ａ以上になる直前でリスタートしたタイマー（ステップ４）の計時ｔが、所定の停止猶予時間Ｔ１（１〜２秒）を経過したか否かを判断し、停止猶予時間Ｔ１が経過するまではステップ５に飛んで内燃機関20の運転制御を継続し、停止猶予時間Ｔ１を経過すると、ステップ11に進んで内燃機関20の運転を停止する制御を実行する。

内燃機関20の運転停止制御は、点火回路58の点火、燃料噴射装置27の燃料噴射および燃料ポンプ57の駆動をすべて停止することにより運転を停止させる。

車体の傾斜角αが所定角度Ａ以上に傾斜したときに、内燃機関20を停止させるまでの停止猶予時間は、始動初期運転状態にあるときの停止猶予時間Ｔ２の方が、通常運転状態にあるときの停止猶予時間Ｔ１よりも長く設定されている。

ところで、内燃機関の水温は、その始動運転状態に比べて通常運転状態の方が高くなることが一般的である。
従って、本実施の形態のように、内燃機関20の水温Ｔｗを検出することによって、内燃機関20の始動運転状態にあるか否かを判断することができる。

そして、内燃機関20が始動運転状態にあるときには、停止猶予時間を通常運転状態のときより長くすることにより、以下のような効果を奏する。
例えば、本発明の制御構成をオフロード車両などの不整地車両に適用した場合に、内燃機関の始動時においては、キックなどをし易くするために、車両を傾斜した状態で内燃機関の始動を行わせることがあるが、そのような場合には、車体傾斜が検知された場合でも、停止猶予時間を通常運転状態よりも長くとることにより、すぐに内燃機関が停止するといった事態を回避させることができる。
すなわち、車両の運転状態に応じて適切に内燃機関の停止を行わせることができるという効果を奏する。

なお、通常運転状態においても、始動初期運転状態に比べ短くはあるが、停止猶予時間Ｔ１を有しているので、車体の左右への傾斜などで生じる車体傾斜の誤検知などがあっても一時的（停止猶予時間Ｔ１より短い時間）であるので、誤検知によって内燃機関の運転を停止させることを防止することができる。

なお、ステップ11における内燃機関20の運転停止制御は、燃料噴射装置27の燃料噴射タイミングまたは点火回路58の点火タイミングを通常運転時のタイミングからずらして異なるタイミングに設定して駆動制御した後、運転停止させるようにしてもよい。

すなわち、内燃機関20の運転停止制御に入ったときは、初めの約２秒間は燃料噴射タイミングおよび点火タイミングを、通常機関（クランク軸）回転が２回転に１回のタイミングで燃料噴射と点火を行うところを、例えば機関回転が４回転に１回のタイミングで燃料噴射と点火を行うように間引き駆動するように制御する。
そして、約２秒経過後に点火回路58の点火、燃料噴射装置27の燃料噴射および燃料ポンプ57の駆動をすべて停止することにより運転を停止させる。

このように運転停止制御を行うことにより、運転者は通常と異なる内燃機関20の運転状態を感得して、もうすぐ内燃機関20が停止することを認識することができる。

図４の前記フローチャートにおけるステップ８では、水温ｔｗが所定水温Ｔｗ以下か否かの判断をしていたが、水温ｔｗが外気温ｔａより所定温度幅（例えば30℃）以下であるか否かを判断してもよい。
すなわち、ｔｗ≦ｔａ＋30℃が成立するか否かを判断して、成立すれば内燃機関が始動初期運転状態であるとより正確に判断することが可能であり、成立すればステップ９に進み、不成立であればステップ10に飛ぶようにしてもよい。

本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の全体側面図である。 同自動二輪車に搭載された内燃機関の断面図である。 内燃機関の運転停止制御系のブロック図である。 同制御系による内燃機関の運転停止制御の手順を示すフローチャートである。

符号の説明

１…自動二輪車、20…内燃機関、26…スロットルボディ、27…燃料噴射装置、
50…ＥＣＵ、51…傾斜センサ、52…スロットルセンサ、53…機関回転数センサ、54…水温センサ、57…燃料ポンプ、58…点火回路。

Claims (6)

1. 車体の傾斜を検出する傾斜センサと、
   車載内燃機関の運転状態を判定する運転状態判定手段と、
   前記傾斜センサが検出した車体傾斜状態と前記運転状態判定手段が判定した運転状態に基づき車載内燃機関の運転を停止させる停止制御手段とを備え、
   前記停止制御手段は、前記傾斜センサが検出した車体傾斜状態が所定角度以上であるとの判断が、前記運転状態判定手段が判定した運転状態に応じて予め異なるように設定された停止猶予時間継続したときに前記車載内燃機関の運転を停止させることを特徴とする車載内燃機関の制御装置。
2. 前記運転状態判定手段は、前記車載内燃機関が始動初期の運転状態にあるか否かを判定することを特徴とする請求項１記載の車載内燃機関の制御装置。
3. 前記運転状態判定手段が判定した運転状態が始動初期の運転状態である場合の前記停止猶予時間は、始動初期運転状態でない場合の前記停止猶予時間よりも長い時間設定されていることを特徴とする請求項２記載の車載内燃機関の制御装置。
4. 前記運転状態判定手段は、前記車載内燃機関が始動初期の運転状態にあることを、前記車載内燃機関の機関冷却水の水温が所定温度以下であることから判定することを特徴とする請求項２または請求項３記載の車載内燃機関の制御装置。
5. 前記運転状態判定手段は、前記車載内燃機関が始動初期の運転状態にあることを、前記車載内燃機関の機関冷却水の水温が外気温より所定温度幅以下であることから判定することを特徴とする請求項２または請求項３記載の車載内燃機関の制御装置。
6. 前記停止制御手段は、燃料噴射タイミングまたは点火タイミングを通常のタイミングと異なるように設定して前記車載内燃機関の運転を停止させることを特徴とする請求項１から請求項５までのいずれかの項記載の車載内燃機関の制御装置。
   
   

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