JP2007023862A - 内燃機関及び内燃機関の回転速度制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 ソレノイドバルブを用いた供給空気量の調節によって内燃機関の回転速度を制御する場合において、内燃機関のスロットル開度が略一定であるにもかかわらず内燃機関の回転速度が不安定になることを回避しつつ、回転速度の制御を行うことができる内燃機関、及び内燃機関の回転速度制御方法を提供する。
【解決手段】 本発明に係るエンジン１０は、現在の回転速度を取得するエンジン状態取得部１０１と、所定の回転速度範囲において、エンジン状態取得部１０１によって取得された回転速度に基づいて、駆動デューティを変化させる駆動デューティ制御部１０９とを備え、駆動デューティ制御部１０９は、回転速度が速いほど、駆動デューティを小さくする。
【選択図】 図３

Description

本発明は、吸気経路から分岐するバイパス空気通路に設けられたソレノイドバルブの駆動デューティを変化させることによって供給空気量を調節し、所定の回転速度範囲において、回転速度が適切となるように制御する内燃機関及び内燃機関の回転速度制御方法に関する。

アイドリング時や低回転時における内燃機関の回転数（回転速度）を安定させる方法、いわゆる“アイドル回転数制御”の方法として、これまで様々な方法が提案、実現されている。

例えば、エアクリーナーとシリンダーとの間（吸気経路）にバイパス空気通路に設け、内燃機関の温度（または冷却水の水温）や回転速度に応じて、バイパス空気通路を開放したり閉鎖したりするソレノイドバルブ（電磁弁）を駆動する駆動信号の駆動デューティ（ＯＮ／ＯＦＦデューティ）を変化させる。当該駆動デューティを変化させることによって、内燃機関に供給される供給空気量を調節し、回転速度を制御する方法（デューティソレノイド式）が広く知られている（例えば、特許文献１参照）。

このようなデューティソレノイド式のアイドル回転数制御では、一般的に、内燃機関の回転速度が制御停止回転速度（Ｐ１）以上になったときにソレノイドバルブの制御、つまり、ソレノイドバルブの駆動が停止し、Ｐ１よりも低い制御復帰回転速度（Ｐ２）未満となったときにソレノイドバルブの駆動が開始（復帰）する（例えば、特許文献２）。
特開平３−６４６３５号公報（第３−４頁、第５図） 特開昭５８−００８２４３号公報（第２−３頁、第３図）

しかしながら、上述した従来のデューティソレノイド式のアイドル回転数制御では、内燃機関の回転速度が制御停止回転速度（Ｐ１）以上となることによってソレノイドバルブの駆動が停止すると、その直後に供給空気量が急減し、内燃機関の回転速度が急激に低下する場合がある。

内燃機関の回転速度が急激に低下すると、内燃機関の回転速度が、上述した制御復帰回転速度（Ｐ２）に達してしまい、ソレノイドバルブの駆動が復帰する。ソレノイドバルブの駆動が復帰すると、内燃機関の回転速度が急激に上昇することとなる。

すなわち、内燃機関のスロットル開度が略一定であるにもかかわらず、内燃機関に供給される空気量の急激な増減によって、内燃機関の回転速度が不安定になる（ハンチングが発生する）といった問題があった。

そこで、本発明は、このような状況に鑑みてなされたものであり、ソレノイドバルブを用いた供給空気量の調節によって内燃機関の回転速度を制御する場合において、内燃機関のスロットル開度が略一定であるにもかかわらず内燃機関の回転速度が不安定になることを回避しつつ、回転速度の制御を行うことができる内燃機関、及び内燃機関の回転速度制御方法を提供することを目的とする。

上述した問題を解決するため、本発明は、次のような特徴を有している。まず、本発明の第１の特徴は、吸気経路（吸気通路２０Ａ）から分岐するバイパス空気通路（バイパス空気通路２０Ｂ）に設けられたソレノイドバルブ（デューティソレノイドバルブ３０）の駆動デューティ（駆動デューティ（Ｔ２））を変化させることによって供給空気量を調節し、所定の回転速度範囲（減衰区間ＳＣ１）において、回転速度が適切となるように制御する内燃機関（エンジン１０）であって、前記内燃機関の現在の回転速度を取得する回転速度取得部（エンジン状態取得部１０１）と、前記所定の回転速度範囲において、前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度に基づいて、前記駆動デューティを変化させる駆動デューティ制御部（駆動デューティ制御部１０９）とを備え、前記駆動デューティ制御部は、前記回転速度が速いほど、前記駆動デューティを小さくすることを要旨とする。

このような特徴によれば、内燃機関の回転速度が速いほど、駆動デューティが小さくなるため、内燃機関の回転速度が所定の回転速度範囲外となっても、ソレノイドバルブに出力される駆動デューティが急減に変化することが回避される。

すなわち、ソレノイドバルブを用いた供給空気量の調節によって内燃機関の回転速度を制御する場合において、内燃機関のスロットル開度が略一定であるにもかかわらず内燃機関の回転速度が不安定になることを回避しつつ、回転速度の制御、具体的には、内燃機関の始動後における回転速度の制御、いわゆるファーストアイドル（ＦＩＤ）制御や、回転速度（回転数）のフィードバックによってアイドル回転数を目標どおりとするアイドル回転数制御（ＩＳＣ）を行うことができる。

本発明の第２の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記駆動デューティ制御部は、前記内燃機関の１サイクルを駆動周期として、前記駆動デューティを制御することを要旨とする。

本発明の第３の特徴は、本発明の第１の特徴に係り、前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度に基づいて、前記回転速度の平均値である回転速度平均値（回転速度平均値（Ａ１））を演算する回転速度平均値演算部（回転速度平均値演算部１０５）をさらに備え、前記駆動デューティ制御部は、回転速度平均値演算部によって演算された前記回転速度平均値が速いほど、前記駆動デューティを小さくすることを要旨とする。

本発明の第４の特徴は、本発明の第３の特徴に係り、前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度と、前記回転速度平均値演算部によって演算された前記回転速度平均値との差である回転速度差（回転速度差（Ｄ１））を演算する回転速度差演算部（回転速度差演算部１０３）をさらに備え、前記駆動デューティ制御部は、前記回転速度差演算部によって演算された前記回転速度差が大きいほど、前記駆動デューティの変化量を大きくすることを要旨とする。

本発明の第５の特徴は、本発明の第４の特徴に係り、前記回転速度平均値演算部は、前記回転速度差演算部によって演算された前記回転速度差と対応付けられ、前記回転速度差が大きいほど前記回転速度平均値を大きく変化させる回転速度平均化係数（例えば、回転速度平均化係数（Ｂ１））を用いて、前記回転速度平均値を演算することを要旨とする。

本発明の第６の特徴は、本発明の第３乃至第５の特徴に係り、前記所定の回転速度範囲の下限回転速度（制御復帰回転速度（Ｐ２））よりも遅い強制復帰回転速度（制御強制復帰回転速度（Ｐ４））が設けられており、前記駆動デューティ制御部は、前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度が前記強制復帰回転速度未満である場合、前記ソレノイドバルブの駆動を開始することを要旨とする。

本発明の第７の特徴は、本発明の第３乃至第５の特徴に係り、前記所定の回転速度範囲の上限回転速度（制御停止回転速度（Ｐ１））よりも速い強制停止回転速度（制御強制停止回転速度（Ｐ３））が設けられており、前記駆動デューティ制御部は、前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度が前記強制停止回転速度以上である場合、前記ソレノイドバルブの駆動を停止することを要旨とする。

本発明の第８の特徴は、本発明の第６の特徴に係り、前記下限回転速度と前記強制復帰回転速度との回転速度差は、前記内燃機関の回転速度の変動幅よりも大きいことを要旨とする。

本発明の第９の特徴は、本発明の第７の特徴に係り、前記上限回転速度と前記強制停止回転速度との回転速度差は、前記内燃機関の回転速度の変動幅よりも大きいことを要旨とする。

本発明の第１０の特徴は、吸気経路から分岐するバイパス空気通路に設けられたソレノイドバルブの駆動デューティを変化させることによって供給空気量を調節し、所定の回転速度範囲において、回転速度が適切となるように制御する内燃機関の回転速度制御方法であって、前記内燃機関の現在の回転速度を取得するステップと、前記所定の回転速度範囲において、前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度に基づいて、前記駆動デューティを変化させるステップとを備え、前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度が速いほど、前記駆動デューティを小さくすることを要旨とする。

本発明の第１１の特徴は、本発明の第１０の特徴に係り、前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記内燃機関の１サイクルを駆動周期として、前記駆動デューティを制御することを要旨とする。

本発明の第１２の特徴は、本発明の第１０の特徴に係り、前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度に基づいて、前記回転速度の平均値である回転速度平均値を演算するステップをさらに備え、前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度平均値を演算するステップにおいて演算された前記回転速度平均値が速いほど、前記駆動デューティを小さくすることを要旨とする。

本発明の第１３の特徴は、本発明の第１２の特徴に係り、前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度と、前記回転速度平均値を演算するステップにおいて演算された前記回転速度平均値との差である回転速度差を演算するステップをさらに備え、前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度差を演算するステップにおいて演算された前記回転速度差が大きいほど、前記駆動デューティの変化量を大きくすることを要旨とする。

本発明の第１４の特徴は、本発明の第１３の特徴に係り、前記回転速度を取得するステップでは、前記回転速度差を演算するステップにおいて演算された前記回転速度差と対応付けられ、前記回転速度差が大きいほど前記回転速度平均値を大きく変化させる回転速度平均化係数を用いて、前記回転速度平均値を演算することを要旨とする。

本発明の第１５の特徴は、本発明の第１２乃至第１４の特徴に係り、前記所定の回転速度範囲の下限回転速度よりも遅い強制復帰回転速度が設けられており、前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度が前記強制復帰回転速度未満である場合、前記ソレノイドバルブの駆動を開始することを要旨とする。

本発明の第１６の特徴は、本発明の第１２乃至第１４の特徴に係り、前記所定の回転速度範囲の上限回転速度よりも速い強制停止回転速度が設けられており、前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度が前記強制停止回転速度以上である場合、前記ソレノイドバルブの駆動を停止することを要旨とする。

本発明の第１７の特徴は、本発明の第１５の特徴に係り、前記下限回転速度と前記強制復帰回転速度との回転速度差は、前記内燃機関の回転速度の変動幅よりも大きいことを要旨とする。

本発明の第１８の特徴は、本発明の第１６の特徴に係り、前記上限回転速度と前記強制停止回転速度との回転速度差は、前記内燃機関の回転速度の変動幅よりも大きいことを要旨とする。

本発明の特徴によれば、ソレノイドバルブを用いた供給空気量の調節によって内燃機関の回転速度を制御する場合において、内燃機関のスロットル開度が略一定であるにもかかわらず内燃機関の回転速度が不安定になることを回避しつつ、回転速度の制御を行うことができる内燃機関、及び内燃機関の回転速度制御方法を提供するができる。

次に、本発明に係る内燃機関の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、以下の図面の記載において、同一または類似の部分には、同一または類似の符号を付している。ただし、図面は模式的なものであり、各寸法の比率などは現実のものとは異なることに留意すべきである。

したがって、具体的な寸法などは以下の説明を参酌して判断すべきものである。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることは勿論である。

［第１実施形態］
（内燃機関の概略構成）
図１は、本実施形態に係る内燃機関であるエンジン１０が搭載される自動二輪車１の概略構成図である。図１に示すように、自動二輪車１は、前輪２Ｆ及び後輪２Ｒを有する二輪車である。また、自動二輪車１は、エンジン１０を有し、後輪２Ｒを駆動する。エンジン１０は、車体フレーム３に固定されている。

エンジン１０には、吸気通路２０Ａを介してスロットルボディ２０が接続されている。また、自動二輪車１には、スロットルボディ２０の内部に設けられているデューティソレノイドバルブ３０（図１において不図示、図２参照）などを制御するＥＣＵ１００がヘッドパイプ４の前方に取り付けられている。

図２は、エンジン１０、スロットルボディ２０（デューティソレノイドバルブ３０を含む）及びＥＣＵ１００の略構成図である。図２に示すように、エンジン１０には、スロットル開度に応じて、エンジン１０に供給される空気量や燃料を調整するスロットルボディ２０が接続されている。

スロットルボディ２０には、エンジン１０に供給される空気が通過する吸気通路２０Ａが形成されている。吸気通路２０Ａ上には、スロットル開度に応じて、エンジン１０に供給される空気量を調節するスロットルバルブ２５が設けられている。

また、スロットルボディ２０には、吸気通路２０Ａから分岐するバイパス空気通路２０Ｂが形成されている。バイパス空気通路２０Ｂには、デューティソレノイドバルブ（ＤＳＶ）３０が設けられている。

さらに、デューティソレノイドバルブ３０には、エンジン１０の温度（または冷却水温）、エンジン１０の回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、及びスロットル開度などに基づいて、エンジン１０に供給される空気量や燃料を制御するＥＣＵ１００が接続されている。

本実施形態では、以下、ＥＣＵ１００が、冷間始動後における回転速度の制御、いわゆるファーストアイドル（ＦＩＤ）制御を実行する場合を例として説明する。

デューティソレノイドバルブ３０は、ＥＣＵ１００によって出力される駆動信号Ｓ_Ｄの駆動デューティ（Ｔ２）に基づいて、バルブ部３１がバイパス空気通路２０Ｂを開放する開状態、またはバルブ部３１がバイパス空気通路２０Ｂを閉鎖する閉状態とを切り替えるソレノイドバルブである。

具体的には、ＥＣＵ１００は、デューティソレノイドバルブ３０に対して出力される駆動信号Ｓ_Ｄの駆動デューティ（ＯＮ／ＯＦＦデューティ）である駆動デューティ（Ｔ２）を変化させることによって、エンジン１０への供給空気量を調節する。

駆動デューティ（Ｔ２）は、（式１）によって表現することができる。

駆動デューティ（Ｔ２）＝Ｃ２／Ｃ１×１００［％］ …（式１）
ここで、Ｃ１は、デューティソレノイドバルブ３０の駆動周期である。本実施形態では、ＥＣＵ１００は、約２，８００ｒ／ｍｉｎ〜３，５００ｒ／ｍｉｎ（所定の回転速度範囲）において、駆動デューティ（Ｔ２）を変化させ、エンジン１０の回転速度が適切となるように制御する。

（ＥＣＵの論理ブロック構成）
次に、上述したＥＣＵ１００の論理ブロック構成について説明する。図３は、ＥＣＵ１００の論理ブロック構成を示している。なお、以下、本発明との関連がある部分について主に説明する。したがって、ＥＣＵ１００の機能を実現する上で必須な、図示しない或いは説明を省略した論理ブロック（電源部など）を備える場合があることに留意されたい。

ＥＣＵ１００は、エンジン状態取得部１０１、回転速度差演算部１０３、回転速度平均値演算部１０５、記憶部１０７及び駆動デューティ制御部１０９を備えている。

エンジン状態取得部１０１は、エンジン１０に取り付けられている各種センサー（不図示）からエンジン１０の状態を示すデータを取得するものである。具体的には、エンジン状態取得部１０１は、エンジン１０の回転速度（ｒ／ｍｉｎ）、エンジン１０の温度（または冷却水温）及びスロットル開度などのデータを取得することができる。本実施形態において、エンジン状態取得部１０１は、エンジン１０の現在の回転速度を取得する回転速度取得部を構成する。

回転速度差演算部１０３は、エンジン状態取得部１０１によって取得されたエンジン１０の回転速度と、回転速度平均値演算部１０５によって演算された回転速度平均値（Ａ１）との差である回転速度差（Ｄ１）を演算する。

回転速度平均値演算部１０５は、エンジン状態取得部１０１によって取得されたエンジン１０の回転速度に基づいて、エンジン１０の回転速度の平均値である回転速度平均値（Ａ１）を演算する。

また、回転速度平均値演算部１０５は、回転速度差演算部１０３によって演算された回転速度差（Ｄ１）と対応付けられ、回転速度差（Ｄ１）が大きいほど、回転速度平均値（Ａ１）を大きく変化させる回転速度平均化係数（Ｂ１）を用いて、回転速度平均値（Ａ１）を演算することができる。なお、具体的な回転速度平均値（Ａ１）の演算方法については後述する。

記憶部１０７は、エンジン状態取得部１０１によって取得されたエンジン１０の回転速度及びエンジン１０の温度を記憶する。また、記憶部１０７は、回転速度平均値演算部１０５によって演算された回転速度平均値（Ａ１）を記憶する。

さらに、記憶部１０７は、駆動デューティ制御部１０９において用いられる回転速度平均化係数（Ｂ１）の値、回転速度差（Ｄ１）とが対応付けられた平均化係数テーブル（後述）、及び基本デューティ（Ｔ１）とエンジン１０の温度とが対応付けられた基本デューティテーブル（後述）を記憶する。

駆動デューティ制御部１０９は、デューティソレノイドバルブ３０に出力される駆動信号Ｓ_Ｄである駆動デューティ（Ｔ２）を制御する。

本実施形態では、駆動デューティ制御部１０９は、約２，８００ｒ／ｍｉｎ〜３，５００ｒ／ｍｉｎ（所定の回転速度範囲）において、エンジン状態取得部１０１によって取得されたエンジン１０の回転速度に基づいて、駆動デューティ（Ｔ２）を変化させる。

具体的には、駆動デューティ制御部１０９は、約２，８００ｒ／ｍｉｎ〜３，５００ｒ／ｍｉｎの範囲において、エンジン１０の回転速度が速いほど、駆動デューティ（Ｔ２）を小さくする。

本実施形態では、駆動デューティ制御部１０９は、エンジン１０の１サイクル（吸気〜圧縮〜燃焼〜排気）を駆動周期として、基本デューティ（Ｔ１）及び駆動デューティ（Ｔ２）を制御する。すなわち、図２に示した“Ｃ１”は、デューティソレノイドバルブ３０の駆動周期となるが、当該駆動周期は、エンジン１０の１サイクルに要する時間と一致している。

また、駆動デューティ制御部１０９は、回転速度平均値演算部１０５によって演算された回転速度平均値（Ａ１）が速いほど、駆動デューティ（Ｔ２））を小さくすることができる。さらに、駆動デューティ制御部１０９は、回転速度差演算部１０３によって演算された回転速度差（Ｄ１）が大きいほど、駆動デューティ（Ｔ２）の変化量を大きくすることができる。

ここで、上述した回転速度差演算部１０３、回転速度平均値演算部１０５及び駆動デューティ制御部１０９による駆動デューティ（Ｔ２）の演算方法について説明する。

回転速度平均値演算部１０５は、（式２）を用いて、回転速度平均値（Ａ１）を演算する。

ここで、回転速度差演算部１０３によって演算された回転速度差（Ｄ１）と、図６に示す平均化係数テーブルとに基づいて、適用するべき回転速度平均化係数（Ｂ１）が選択される。

駆動デューティ制御部１０９は、（式３）を用いて、デューティソレノイドバルブ３０に出力する駆動デューティ（Ｔ２）を演算する。

また、本実施形態では、図５に示すように、エンジン１０の回転速度の上昇に応じて駆動デューティ（Ｔ２）を徐々に低下させる減衰区間ＳＣ１（所定の回転速度範囲）の下限回転速度である制御復帰回転速度（Ｐ２）よりも遅い制御強制復帰回転速度（Ｐ４）が設けられている。

駆動デューティ制御部１０９は、エンジン状態取得部１０１によって取得されたエンジン１０の回転速度が制御強制復帰回転速度（Ｐ４）未満である場合、上述した回転速度平均値（Ａ１）にかかわらず、駆動デューティ（Ｔ２）＝基本デューティ（Ｔ１）として、デューティソレノイドバルブ３０の駆動を開始（復帰）する。

同様に、本実施形態では、減衰区間ＳＣ１の上限回転速度である制御停止回転速度（Ｐ１）よりも速い制御強制停止回転速度（Ｐ３）が設けられている。

駆動デューティ制御部１０９は、エンジン状態取得部１０１によって取得されたエンジン１０の回転速度が前記制御強制停止回転速度（Ｐ３）以上である場合、上述した回転速度平均値（Ａ１）にかかわらず、駆動デューティ（Ｔ２）＝０として、デューティソレノイドバルブ３０の駆動を停止する。

すなわち、本実施形態では、減衰区間ＳＣ１の下限回転速度、つまり、制御復帰回転速度（Ｐ２）と、減衰区間ＳＣ１の上限回転速度、つまり、制御停止回転速度（Ｐ１）とを含み、減衰区間ＳＣ１よりも広範囲である減衰区間ＳＣ２が設けられている。

また、本実施形態では、制御復帰回転速度（Ｐ２）と制御強制復帰回転速度（Ｐ４）との回転速度差は、当該回転速度域におけるエンジン１０の回転速度の変動幅よりも大きくなっている。

同様に、制御停止回転速度（Ｐ１）と制御強制停止回転速度（Ｐ３）との回転速度差は、当該回転速度域におけるエンジン１０の回転速度の変動幅よりも大きくなっている。

なお、エンジン１０の回転速度の変動幅とは、スロットル開度が略一定の場合において、エンジン１０に対する負荷（例えば、エンジン１０が搭載される電装品の使用状態）に伴って変動し得る回転速度の幅である。

（内燃機関の動作）
次に、上述した本実施形態に係る内燃機関であるエンジン１０の動作について説明する。図４は、エンジン１０によるファーストアイドル（ＦＩＤ）制御に係る動作フローを示している。また、図５は、エンジン１０によるファーストアイドル（ＦＩＤ）制御の動作概念を説明する説明図である。

図４に示すように、ステップＳ１０において、エンジン１０は、デューティソレノイドバルブ３０に出力されている駆動デューティ（Ｔ２）の基本量である基本デューティ（Ｔ１）の値を更新する。なお、基本デューティ（Ｔ１）は、図６に示す基本デューティテーブルに基づいて、エンジン１０の温度によって変化する。

ステップＳ２０において、エンジン１０は、現在のエンジン１０の回転速度が制御強制停止回転速度（Ｐ３）以上であるか否かを判定する。

現在のエンジン１０の回転速度が制御強制停止回転速度（Ｐ３）以上である場合（ステップＳ２０のＹＥＳ）、ステップＳ３０において、エンジン１０は、デューティソレノイドバルブ３０に出力する駆動デューティ（Ｔ２）を“０”、つまり、バイパス空気通路２０Ｂがバルブ部３１（図２参照）によって閉鎖される閉状態とする。

一方、現在のエンジン１０の回転速度が制御強制停止回転速度（Ｐ３）未満である場合（ステップＳ２０のＮＯ）、ステップＳ４０において、エンジン１０は、現在のエンジン１０の回転速度が制御強制復帰回転速度（Ｐ４）未満であるか否かを判定する。

現在のエンジン１０の回転速度が制御強制復帰回転速度（Ｐ４）未満である場合（ステップＳ４０のＹＥＳ）、ステップＳ５０において、エンジン１０は、駆動デューティ（Ｔ２）を、ステップＳ１０において更新した基本デューティ（Ｔ１）の値とする。

一方、現在のエンジン１０の回転速度が制御強制復帰回転速度（Ｐ４）未満でない（ステップＳ４０のＮＯ）、ステップＳ６０において、エンジン１０は、回転速度差（Ｄ１）を演算する。具体的には、エンジン１０は、現在のエンジン１０の回転速度と、演算した回転速度平均値（Ａ１）との差である回転速度差（Ｄ１）を演算する。

ステップＳ７０において、エンジン１０は、演算した回転速度差（Ｄ１）に基づいて、回転速度平均化係数（Ｂ１）を更新する。具体的には、エンジン１０は、図７に示す平均化係数テーブルに基づいて、２〜６４の何れかの値が選択される。

例えば、現在のエンジン１０の回転速度が３，２００ｒ／ｍｉｎであり、回転速度平均値（Ａ１）が２，９００ｒ／ｍｉｎである場合、回転速度差（Ｄ１）が３００ｒ／ｍｉｎと演算され、平均化係数テーブルを用いて、回転速度平均化係数（Ｂ１）として“１６”が選択される。

ステップＳ８０において、エンジン１０は、回転速度平均値（Ａ１）を演算する。

具体的には、エンジン１０は、上述したように、（式２）を用いて回転速度平均値（Ａ１）を演算する。

例えば、現在のエンジン１０の回転速度が３，２００ｒ／ｍｉｎであり、回転速度平均値（Ａ１）が２，９００ｒ／ｍｉｎである場合、回転速度平均化係数（Ｂ１）として“１６”が選択されるため、回転速度平均値（Ａ１）は、（式２）により、約２，９１８．７５ｒ／ｍｉｎとなる。

ステップＳ９０において、エンジン１０は、演算した回転速度平均値（Ａ１）、制御停止回転速度（Ｐ１）及び制御復帰回転速度（Ｐ２）により、（式３）を用いて駆動デューティ（Ｔ２）を演算する。

例えば、上述したように、ステップＳ８０において演算された回転速度平均値（Ａ１）が約２，９１８．７５ｒ／ｍｉｎであり、基本デューティ（Ｔ１）が３０％である場合、制御停止回転速度（Ｐ１）が３，５００ｒ／ｍｉｎであり、制御復帰回転速度（Ｐ２）が２，８００ｒ／ｍｉｎであるため、駆動デューティ（Ｔ２）は、（式３）により、２４．９％となる。

［第２実施形態］
次に、本発明の第２実施形態について説明する。本実施形態に係るエンジン１０の構成（図２参照）、及びＥＣＵ１００の論理ブロック構成は、上述した本発明の第１実施形態と同様である。

本実施形態と、上述した本発明の第１実施形態との主な相違点は、ＥＣＵ１００の回転速度平均値演算部１０５における回転速度平均値（Ａ１）の演算方法である。

具体的には、本実施形態に係る回転速度平均値演算部１０５は、（式４）を用いて、回転速度平均値（Ａ１）を演算する。

ここで、回転速度差演算部１０３によって演算された回転速度差（Ｄ１）と、図８に示す平均化係数テーブルとに基づいて、適用するべきＦＩＤ回転速度平均化係数（Ｂ２）が選択される。

また、（式４）に示すように、本実施形態では、ＦＩＤ回転速度平均化係数（Ｂ２）が指数部分において用いられており、ビットシフト量（２^ｎ）として表現されている。

なお、駆動デューティ制御部１０９は、上述した本発明の第１実施形態と同様に、（式３）を用いて、デューティソレノイドバルブ３０に出力する駆動デューティ（Ｔ２）を演算する。

本実施形態に係る演算方法は、上述した本発明の第１実施形態に係る演算方法（式２）よりも処理負荷が少なく、ＥＣＵ１００の処理能力が限定される場合において、特に有効である。

［作用・効果］
次に、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態に係るエンジン１０の作用・効果について説明する。以下、本発明の第２実施形態に係るエンジン１０の作用・効果を例として説明する。

図９は、本発明の第２実施形態に係るエンジン１０の動作状況を示すグラフである。図９において、“Ｔｈ固定”は、スロットル開度を固定した状態、“Ｔｈ開”は、スロットルを開けていく状態である。また、“Ｔｈ緩開”は、スロットルを徐々に（具体的には、“Ｔｈ開”よりも遅い速度によって）開けていく状態である。

図９に示すように、駆動デューティ（Ｔ２）は、エンジン１０の回転速度に応じて変化、具体的には、駆動デューティ（Ｔ２）は、エンジン１０の回転速度の上昇に応じて、徐々に小さくなっている。

また、スロットルを開けた場合（図中の“Ｔｈ開”または“Ｔｈ緩開”の状態）、ＦＩＤ回転速度平均化係数（Ｂ２）が変化し、変化したＦＩＤ回転速度平均化係数（Ｂ２）に基づいて、回転速度平均値（Ａ１）が速やかにエンジン１０の回転速度に追従している。

さらに、エンジン１０の回転速度が制御停止回転速度（Ｐ１）に到達（図中のサークルＣＲ１を参照）すると、駆動デューティ（Ｔ２）が“０”、つまり、デューティソレノイドバルブ３０の駆動が停止（図中のサークルＣＲ２を参照）する。

従来のデューティソレノイド式のアイドル回転数制御では、デューティソレノイドバルブの駆動が停止すると、エンジンの回転速度が急減に低下し、エンジンの回転ハンチングが発生する場合があったが、上述した本発明の第１及び第２実施形態に係るエンジン１０では、図９に示すように、エンジン１０の回転速度が制御停止回転速度（Ｐ１）に到達しても回転ハンチングが発生していない。

以上説明したように、上述した上述した本発明の第１及び第２実施形態に係るエンジン１０によれば、エンジン１０の回転速度が速いほど、駆動デューティ（Ｔ２）が小さくなるため、エンジン１０の回転速度が制御停止回転速度（Ｐ１）に到達しても、デューティソレノイドバルブ３０に出力される駆動デューティ（Ｔ２）が急減に変化することが回避される。

すなわち、エンジン１０によれば、デューティソレノイドバルブ３０を用いた供給空気量の調節によるエンジン１０の回転速度を制御する場合において、エンジン１０のスロットル開度が略一定であるにもかかわらずエンジン１０の回転速度が不安定になることを回避しつつ、回転速度の制御を行うことができる。

また、エンジン１０によれば、エンジン１０の１サイクルを駆動周期として、駆動デューティ（Ｔ２）が制御されるため、エンジン１０の１サイクル（吸気〜圧縮〜燃焼〜排気）内において、エンジン１０に供給される供給空気量の変動を防止することができる。

エンジン１０によれば、エンジン１０の現在の回転速度そのものではなく、回転速度平均値（Ａ１）を用いられる。このため、エンジン１０の回転速度の変化によって駆動デューティ（Ｔ２）がリニアに変化してしまうこと防止することができる。

さらに、エンジン１０によれば、回転速度差（Ｄ１）と対応付けられ、回転速度差（Ｄ１）が大きいほど駆動デューティ（Ｔ２）を大きく変化させ、回転速度差（Ｄ１）が小さいほど駆動デューティ（Ｔ２）を小さく変化させる回転速度平均化係数（Ｂ１またはＢ２）を用いて、回転速度平均値（Ａ１）が演算される。

このため、回転速度平均値（Ａ１）を用いて駆動デューティ（Ｔ２）を制御する場合、急激なエンジン１０の回転速度の変化（例えば、レーシング）に対して、駆動デューティ（Ｔ２）の追従が鈍くなるといった問題を回避することができる。すなわち、エンジン１０によれば、エンジン１０の回転速度が急激に変化した場合でも、回転速度平均値（Ａ１）を用いているにもかかわらず、速やかに駆動デューティ（Ｔ２）を追従させることができる。

一方、エンジン１０の回転速度の小さい変化に対しては、駆動デューティ（Ｔ２）の追従性を鈍らせ、駆動デューティ（Ｔ２）を安定させることができる。

また、エンジン１０によれば、制御強制停止回転速度（Ｐ３）及び制御強制復帰回転速度（Ｐ４）が設けられているため、エンジン１０の回転速度が当該回転速度に到達した場合には、デューティソレノイドバルブ３０の駆動を速やかに停止または開始（復帰）することができる。

さらに、エンジン１０によれば、減衰区間ＳＣ１の下限回転速度（制御復帰回転速度（Ｐ２）＝２，８００ｒ／ｍｉｎ）と制御強制復帰回転速度（Ｐ４＝２，５００ｒ／ｍｉｎ）との回転速度差（３００ｒ／ｍｉｎ）、及び減衰区間ＳＣ１の上限回転速度（制御停止回転速度（Ｐ１）＝３，５００ｒ／ｍｉｎ）と制御強制停止回転速度（Ｐ３＝５，０００ｒ／ｍｉｎ）との回転速度差（１，５００ｒ／ｍｉｎ）は、エンジン１０の回転速度の変動幅（スロットル開度が略一定の場合において、エンジン１０に対する負荷に伴って変動し得る回転速度の幅）よりも大きくなっている。

このため、エンジン１０のスロットル開度が略一定の場合において、エンジン１０に対する負荷の増減に伴ってエンジン１０の回転速度が変動しても、デューティソレノイドバルブ３０の駆動が強制的に停止したり開始（復帰）したりすることを防止することができる。

［その他の実施形態］
上述したように、本発明の一実施形態を通じて本発明の内容を開示したが、この開示の一部をなす論述及び図面は、本発明を限定するものであると理解すべきではない。この開示から当業者には様々な代替実施の形態が明らかとなろう。

例えば、上述した本発明の第１実施形態では、回転速度平均化係数（Ｂ１）として、２〜６４の値が用いられていた（図７参照）が、回転速度差（Ｄ１）をより細かく区分し、回転速度平均化係数（Ｂ１）として、０〜２５６の値を用いることもできる。

さらに、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態において示した回転速度平均化係数（Ｂ１またはＢ２）として用いた値（０〜２５６、及び２〜７）は例示であり、当該値よりも小さい値または大きい値を用いてもよい。

また、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態では、デューティソレノイド式を用いる形態として説明したが、本発明は、駆動信号Ｓ_Ｄの駆動デューティを変化させることによって、ソレノイドバルブの開度を変化させるリニアソレノイド式に適用してもよい。

さらに、上述した本発明の第１実施形態及び第２実施形態では、ファーストアイドル（ＦＩＤ）制御を実行する形態として説明したが、本発明は、ファーストアイドル（ＦＩＤ）制御に限定されるものではなく、一般的なアイドル回転数制御（ＩＳＣ）に適用することもできる。

このように、本発明は、ここでは記載していない様々な実施の形態などを含むことは勿論である。したがって、本発明の技術的範囲は、上述の説明から妥当な特許請求の範囲に係る発明特定事項によってのみ定められるものである。

本発明の実施形態に係る内燃機関が搭載される自動二輪車の概略構成図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関、スロットルボディ及びＥＣＵの概略構成図である。 本発明の実施形態に係るＥＣＵの論理ブロック構成図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関の動作フローを示す図である。 本発明の実施形態に係る内燃機関による回転速度の制御の動作概念を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態に係る基本デューティテーブルの一例を示す図である。 本発明の第１実施形態に係る平均化係数テーブルの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る平均化係数テーブルの一例を示す図である。 本発明の第２実施形態に係る内燃機関の動作状況を示すグラフである。

符号の説明

１…自動二輪車、２Ｆ…前輪、２Ｒ…後輪、３…車体フレーム、４…ヘッドパイプ、１０…エンジン、２０…スロットルボディ、２０Ａ…吸気通路、２０Ｂ…バイパス空気通路、２５…スロットルバルブ、３０…デューティソレノイドバルブ、３１…バルブ部、１００…ＥＣＵ、１０１…エンジン状態取得部、１０３…回転速度差演算部、１０５…回転速度平均値演算部、１０７…記憶部、１０９…駆動デューティ制御部、Ｃ１…駆動周期、ＳＣ１，ＳＣ２…減衰区間、Ｓ_Ｄ…駆動信号

Claims (18)

1. 吸気経路から分岐するバイパス空気通路に設けられたソレノイドバルブの駆動デューティを変化させることによって供給空気量を調節し、所定の回転速度範囲において、回転速度が適切となるように制御する内燃機関であって、
   前記内燃機関の現在の回転速度を取得する回転速度取得部と、
   前記所定の回転速度範囲において、前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度に基づいて、前記駆動デューティを変化させる駆動デューティ制御部と
   を備え、
   前記駆動デューティ制御部は、前記回転速度が速いほど、前記駆動デューティを小さくする内燃機関。
2. 前記駆動デューティ制御部は、前記内燃機関の１サイクルを駆動周期として、前記駆動デューティを制御する請求項１に記載の内燃機関。
3. 前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度に基づいて、前記回転速度の平均値である回転速度平均値を演算する回転速度平均値演算部をさらに備え、
   前記駆動デューティ制御部は、回転速度平均値演算部によって演算された前記回転速度平均値が速いほど、前記駆動デューティを小さくする請求項１に記載の内燃機関。
4. 前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度と、前記回転速度平均値演算部によって演算された前記回転速度平均値との差である回転速度差を演算する回転速度差演算部をさらに備え、
   前記駆動デューティ制御部は、前記回転速度差演算部によって演算された前記回転速度差が大きいほど、前記駆動デューティの変化量を大きくする請求項３に記載の内燃機関。
5. 前記回転速度平均値演算部は、前記回転速度差と対応付けられ、前記回転速度差が大きいほど前記回転速度平均値を大きく変化させる回転速度平均化係数を用いて、前記回転速度平均値を演算する請求項４に記載の内燃機関。
6. 前記所定の回転速度範囲の下限回転速度よりも遅い強制復帰回転速度が設けられており、
   前記駆動デューティ制御部は、前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度が前記強制復帰回転速度未満である場合、前記ソレノイドバルブの駆動を開始する請求項３乃至５の何れか一項に記載の内燃機関。
7. 前記所定の回転速度範囲の上限回転速度よりも速い強制停止回転速度が設けられており、
   前記駆動デューティ制御部は、前記回転速度取得部によって取得された前記回転速度が前記強制停止回転速度以上である場合、前記ソレノイドバルブの駆動を停止する請求項３乃至５の何れか一項に記載の内燃機関。
8. 前記下限回転速度と前記強制復帰回転速度との回転速度差は、前記内燃機関の回転速度の変動幅よりも大きい請求項６に記載の内燃機関。
9. 前記上限回転速度と前記強制停止回転速度との回転速度差は、前記内燃機関の回転速度の変動幅よりも大きい請求項７に記載の内燃機関。
10. 吸気経路から分岐するバイパス空気通路に設けられたソレノイドバルブの駆動デューティを変化させることによって供給空気量を調節し、所定の回転速度範囲において、回転速度が適切となるように制御する内燃機関の回転速度制御方法であって、
    前記内燃機関の現在の回転速度を取得するステップと、
    前記所定の回転速度範囲において、前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度に基づいて、前記駆動デューティを変化させるステップと
    を備え、
    前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度が速いほど、前記駆動デューティを小さくする内燃機関の回転速度制御方法。
11. 前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記内燃機関の１サイクルを駆動周期として、前記駆動デューティを制御する請求項１０に記載の内燃機関の回転速度制御方法。
12. 前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度に基づいて、前記回転速度の平均値である回転速度平均値を演算するステップをさらに備え、
    前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度平均値を演算するステップにおいて演算された前記回転速度平均値が速いほど、前記駆動デューティを小さくする請求項１０に記載の内燃機関の回転速度制御方法。
13. 前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度と、前記回転速度平均値を演算するステップにおいて演算された前記回転速度平均値との差である回転速度差を演算するステップをさらに備え、
    前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度差を演算するステップにおいて演算された前記回転速度差が大きいほど、前記駆動デューティの変化量を大きくする請求項１２に記載の内燃機関の回転速度制御方法。
14. 前記回転速度平均値を演算するステップでは、前記回転速度差を演算するステップにおいて演算された前記回転速度差と対応付けられ、前記回転速度差が大きいほど前記回転速度平均値を大きく変化させる回転速度平均化係数を用いて、前記回転速度平均値を演算する請求項１３に記載の内燃機関の回転速度制御方法。
15. 前記所定の回転速度範囲の下限回転速度よりも遅い強制復帰回転速度が設けられており、
    前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度が前記強制復帰回転速度未満である場合、前記ソレノイドバルブの駆動を開始する請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の内燃機関の回転速度制御方法。
16. 前記所定の回転速度範囲の上限回転速度よりも速い強制停止回転速度が設けられており、
    前記駆動デューティを変化させるステップでは、前記回転速度を取得するステップにおいて取得された前記回転速度が前記強制停止回転速度以上である場合、前記ソレノイドバルブの駆動を停止する請求項１２乃至１４の何れか一項に記載の内燃機関の回転速度制御方法。
17. 前記下限回転速度と前記強制復帰回転速度との回転速度差は、前記内燃機関の回転速度の変動幅よりも大きい請求項１５に記載の内燃機関の回転速度制御方法。
18. 前記上限回転速度と前記強制停止回転速度との回転速度差は、前記内燃機関の回転速度の変動幅よりも大きい請求項１６に記載の内燃機関の回転速度制御方法。
    

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