JP2008208828A - 車両、その制御装置および制御方法、並びにアイドルスピードコントロール装置の異常検出装置およびアイドルスピードコントロール装置の異常検出方法 - Google Patents

車両、その制御装置および制御方法、並びにアイドルスピードコントロール装置の異常検出装置およびアイドルスピードコントロール装置の異常検出方法 Download PDF

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Abstract

【課題】構成を複雑化することなく、車速の正確な検出と、ISC異常に起因するエンジン回転速度の上昇抑制との両立を図る。
【解決手段】車速センサ42は、後輪3の回転速度を検出する。スロットルバルブ18は、吸気管15の下流部分15aに配置されている。アイドルスピードコントロール装置9は、吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドルスピードコントロールを行う。ECU7は、吸気管圧力に基づいてアイドルスピードコントロール装置9の異常を検出する。ECU7は、アイドルスピードコントロール装置9の異常が検出された際にエンジン10の回転速度の上昇を抑制する。
【選択図】図7

Description

本発明は、車両、その制御装置および制御方法、並びにアイドルスピードコントロール装置の異常検出装置およびアイドルスピードコントロール装置の異常検出方法に関する。
従来、アイドル回転速度制御(アイドルスピードコントロール(ISC:Idle Speed
Control)ともいう)が行われる車両が知られている(例えば、特許文献1等を参照)。具体的に、ISCは、エンジンへの吸入空気量を増減させることによって、アイドリング時のエンジンの回転速度(すなわち、アイドル回転速度)を調整する制御である。
特開昭59−46353号公報
ISCが行われる車両において、ISC装置に何らかの異常が生じ、吸入空気量が増大すると、エンジンが過剰に吹き上がる虞がある。このエンジン回転速度の上昇を抑制するために、ISCと共に、エンジン回転速度の上昇を抑制する制御を行うことが考えられる。
ISC異常に起因するエンジン回転速度の上昇を抑制する方法としては、例えば、下記条件1)〜4)を満たすときに、供給する燃料の低減、点火時期の遅角またはそれらを組み合わせること等によってエンジン回転速度を低減させることが考えられる。
1)スロットル開度が所定開度以下であること
2)車速が所定の車速以下であること
3)エンジン回転速度が所定回転速度以上
4)供給燃料の低減中ではないこと
ところで、以前より、車速を制御に用いる車両が多く提案されている。また、近年、電子制御式の無段変速装置(以下、「ECVT:Electronic Continuously Variable Transmission」とする。)を搭載した車両のように、より正確な車速が要求される車両が増えてきている。このような車両においては、車速を車両の制御に用いる車両においては、駆動輪の回転速度を検出する車速センサを用いることが好ましい。
しかしながら、駆動輪の回転速度を検出する車速センサを用いた場合、上記ISC異常に起因するエンジン回転速度の上昇を抑制する方法の好適な実施が困難になる。車速を検出する車速センサを駆動輪に対して取り付けた場合、センタースタンド等により駆動輪が接地していないアイドリング状態においては、車両が停止しているにもかかわらず、車速が検出されてしまうためである。
上記問題に鑑み、例えば、上記エンジン回転速度の上昇抑制制御用の車速センサを従動輪に対して取り付けると共に、車両制御用の車速センサを駆動輪に対してさらに取り付けることも考えられる。そうすることによって、ISCおよび上記ISC異常に起因するエンジン回転速度の上昇を抑制する制御と車両の的確な制御とを両立することができる。
また、別の方法として、例えば、車速センサを駆動輪に取り付け、センタースタンドが使用されていることを検出するセンタースタンドセンサをさらに取り付けることも考えられる。このセンタースタンドセンサがセンタースタンドの使用を検出しているときは、たとえ駆動輪に取り付けられた車速センサから車速が検出されても、車速が0であるとすることで、駆動輪の空転に起因するエンジン回転速度の上昇を抑制する制御の弊害を除去することができる。
しかしながら、車速センサを複数取り付けたり、センタースタンドセンサを別途に取り付けたりする方法では、制御が複雑化するばかりか、車両の構成も複雑化してしまう。
本発明は、斯かる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、構成を複雑化することなく、車速の正確な検出と、ISC異常に起因するエンジン回転速度の上昇抑制との両立を図ることにある。
本発明に係る第1の車両は、エンジンと、駆動輪と、車速センサと、吸気管と、吸気管圧センサと、吸気管バルブと、アイドルスピードコントロール装置と、制御部と、を備えている。駆動輪は、エンジンの動力で駆動される。車速センサは、駆動輪の回転速度を検出する。吸気管は、エンジンに空気を供給する。吸気管圧センサは、吸気管内の圧力を検出する。吸気管バルブは、吸気管内の吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりもエンジンから離れたところに配置されている。吸気管バルブは、吸気管の流路面積を調整する。アイドルスピードコントロール装置は、吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行う。制御部は、吸気管圧センサによって検出された吸気管内の圧力に基づいてアイドルスピードコントロール装置の異常を検出する。制御部は、アイドルスピードコントロール装置の異常が検出された際にエンジンの回転速度の上昇を抑制する。
本発明に係る第2の車両は、エンジンと、電子制御式の無段変速装置と、駆動輪と、車速センサと、吸気管と、吸気管圧センサと、吸気管バルブと、アイドルスピードコントロール装置と、制御部と、を備えている。無段変速装置は、入力軸と、出力軸と、を有する。入力軸は、エンジンに接続されている。無段変速装置では、入力軸と出力軸との間の変速比が無段に変更可能である。駆動輪は、出力軸に接続されている。車速センサは、駆動輪の回転速度を検出する。吸気管は、エンジンに空気を供給する。吸気管圧センサは、吸気管内の圧力を検出する。吸気管バルブは、吸気管内の吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりもエンジンから離れたところに配置されている。吸気管バルブは、吸気管の流路面積を調整する。アイドルスピードコントロール装置は、吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行う。制御部は、吸気管圧センサによって検出された吸気管内の圧力に基づいてアイドルスピードコントロール装置の異常を検出する。制御部は、アイドルスピードコントロール装置の異常が検出された際にエンジンの回転速度の上昇を抑制する。
本発明に係る制御装置は、エンジンと、エンジンの動力で駆動される駆動輪と、駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、エンジンに空気を供給する吸気管と、吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、吸気管内の吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりもエンジンから離れたところに配置され、吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、を備えた車両の制御装置に関する。
本発明に係る制御装置は、吸気管圧センサによって検出された吸気管内の圧力に基づいてアイドルスピードコントロール装置の異常を検出する。本発明に係る制御装置は、アイドルスピードコントロール装置の異常が検出された際にエンジンの回転速度の上昇を抑制する。
本発明に係るアイドルスピードコントロール装置の異常検出装置は、エンジンと、エンジンの動力で駆動される駆動輪と、駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、エンジンに空気を供給する吸気管と、吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、吸気管内の吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりもエンジンから離れたところに配置され、吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、を備えた車両に用いられるアイドルスピードコントロール装置の異常検出装置に関する。
本発明に係るアイドルスピードコントロール装置の異常検出装置は、吸気管圧センサによって検出された吸気管内の圧力に基づいてアイドルスピードコントロール装置の異常を検出する。
本発明に係る車両の制御方法は、エンジンと、エンジンの動力で駆動される駆動輪と、駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、エンジンに空気を供給する吸気管と、吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、吸気管内の吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりもエンジンから離れたところに配置され、吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、を備えた車両を制御する方法に関する。
本発明に係る車両の制御方法は、吸気管圧センサによって検出された吸気管内の圧力に基づいてアイドルスピードコントロール装置の異常を検出する。本発明に係る車両の制御方法は、アイドルスピードコントロール装置の異常が検出された際にエンジンの回転速度の上昇を抑制する。
本発明に係るアイドルスピードコントロール装置の異常検出方法は、エンジンと、エンジンの動力で駆動される駆動輪と、駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、エンジンに空気を供給する吸気管と、吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、吸気管内の吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりもエンジンから離れたところに配置され、吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、を備えた車両に用いられるアイドルスピードコントロール装置の異常を検出する方法に関する。
本発明に係るアイドルスピードコントロール装置の異常検出方法は、吸気管圧センサによって検出された吸気管内の圧力に基づいてアイドルスピードコントロール装置の異常を検出する。
本発明によれば、構成を複雑化することなく、車速の正確な検出と、ISC異常に起因するエンジン回転速度の上昇抑制との両立を図ることができる。
<実施形態1>
《本実施形態の概要》
本実施形態は、駆動輪の回転速度を検出する車速センサを配置し、車速に基づいて車両の制御を行う車両において、車速によらず、吸気管内の圧力に基づいてISCの異常検出を行うことで、車両の構成や制御を複雑化することなく、車速の正確な検出と、ISC異常に起因するエンジン回転速度の上昇抑制制御との両立を図ったものである。
以下、本発明を実施した好ましい形態の一例について、図1に示す自動二輪車1を例に挙げて詳細に説明する。なお、本実施形態では、所謂スクータータイプの自動二輪車1を例に挙げて説明するが、本発明の車両は、所謂スクータータイプの自動二輪車に限定されない。本発明の車両は、例えば、スクータータイプ以外の自動二輪車であってもよい。具体的には、本発明の車両は、オフロードタイプ、モータサイクルタイプ、スクータータイプ、または所謂モペットタイプであってもよい。また、本発明の車両は、自動二輪車以外の鞍乗型車両であってもよい。具体的には、本発明の車両は、例えば、ATV:All Terrain Vehicle等であってもよい。さらには、本発明の車両は、四輪自動車等の鞍乗型車両以外の車両であってもよい。
また、本実施形態では、ベルト式のCVTを備えた自動二輪車1を例に挙げて説明する。しかし、本発明に係る車両は、この構成に限定されない。例えば、本発明に係る車両は、CVTを有さない車両であってもよい。また、本発明に係る車両は、ベルト式以外のCVTを有するものであってもよい。例えば、トロイダル式のCVT等を有するものであってもよい。
《自動二輪車1の詳細説明》
(自動二輪車1の概略構成)
図1に自動二輪車1の側面図を示す。自動二輪車1は、車体フレーム(図示せず)を備えている。車体フレームには、エンジンユニット2が懸架されている。エンジンユニット2の後端部には、後輪3が配置されている。本実施形態において、この後輪3は、エンジンユニット2の動力で駆動する駆動輪を構成している。
車体フレームは、操向ハンドル4から下方に延びるヘッドパイプ(図示せず)を有する。ヘッドパイプの下端には、フロントフォーク5が連結されている。フロントフォーク5の下端部には、前輪6が回転自在に取り付けられている。この前輪6は、エンジンユニット2には接続されておらず、従動輪を構成している。
また、自動二輪車1には、駆動輪としての後輪3を浮かせた状態で自動二輪車1を停止させるセンタースタンド8が設けられている。
(エンジンユニット2の構成)
次に、図2〜図4を参照しながら、エンジンユニット2の構成について説明する。
−エンジン10の構成−
図2および図3に示すように、エンジンユニット2は、エンジン(内燃機関)10と、変速装置20とを備えている。本実施形態では、エンジン10は、強制空冷式の4サイクルエンジンとして説明する。しかしながら、エンジン10は、他の形式のエンジンであってもよい。例えば、エンジン10は、水冷エンジンであってもよい。エンジン10は、2サイクルエンジンであってもよい。
図3に示すように、エンジン10は、クランク軸11を備えている。クランク軸11の外周には、スリーブ12がスプライン係合されている。スリーブ12は、軸受13を介してハウジング14に回転自在に軸支されている。スリーブ12の外周には、電動機30に接続された一方向クラッチ31が取り付けられている。
−ISC装置9の構成−
図4は、エンジン10に接続された吸気管15の近傍を表す断面図である。吸気管15は、エンジン10に、空気を供給する。吸気管15には、吸気管バルブとしてのスロットルバルブ18が配置されている。このスロットルバルブ18は、吸気管15の流路面積を調整することにより、吸気管15を流れる空気量を調整するためのものである。スロットルバルブ18は、図示しないスロットルによって駆動されている。スロットルを開けることによってスロットルバルブ18が開き、吸気管15を流れる空気量が増大する。
なお、スロットルバルブ18には、図示しないスロットル開度センサ18a(図5参照)が取り付けられている。スロットルバルブ18の開度は、このスロットル開度センサ18aによって、検出される。
吸気管15内には、吸気管圧センサ19が配置されている。具体的には、吸気管圧センサ19は、吸気管15内のスロットルバルブ18よりもエンジン10側の下流部分15aに配置されている。この吸気管圧センサ19によって、下流部分15aの圧力が検出される。吸気管圧センサ19は、図5に示すように、この下流部分15aの圧力を、吸気管圧力としてECU7に出力する。
吸気管15には、吸気管15内を流れる空気量を調節することによって自動二輪車1のアイドリング時のエンジン回転速度を調節するISCを行うISC装置9が取り付けられている。具体的に、このISC装置9は、バイパス管16と、空気量調整装置17と、ECU7とを備えている。バイパス管16は、吸気管15のスロットルバルブ18が配置された部位をバイパスしている。言い換えれば、バイパス管16は、吸気管15のスロットルバルブ18よりも上流側と下流側とを接続している。空気量調整装置17は、バイパス管16の流路面積を調節することで吸気管15内を流れる空気量を調節するためのものである。具体的に、空気量調整装置17は、アクチュエータ17aと、アクチュエータ17aによって駆動されるバイパス管バルブ17bと、を備えている。バイパス管バルブ17bは、バイパス管16内に配置されている。バイパス管バルブ17bは、バイパス管16の流路面積を調整することにより、バイパス管16内を流れる空気量を調整する。なお、アクチュエータ17aは、例えば、ステッピングモータ等によって構成することができる。
−変速装置20の構成−
本実施形態では、変速装置20は、ベルト式の電子制御式CVTである。しかし、変速装置20は、ベルト式の電子制御式CVTに限定されない。変速装置20は、例えば、遠心ウエイトを用いた機械式のベルト式またはトロイダル式のCVTであってもよい。また、変速装置20は、ギア式の変速機であってもよい。
変速装置20は、プライマリシーブ21と、セカンダリシーブ22と、Vベルト23と、を備えている。Vベルト23は、プライマリシーブ21とセカンダリシーブ22とに巻き掛けられている。Vベルト23の種類は特に限定されず、ゴムベルト、樹脂ブロックベルト等であってもよい。
プライマリシーブ21は、クランク軸11と一体に回転する。プライマリシーブ21は、固定シーブ体21aと、可動シーブ体21bとを備えている。固定シーブ体21aは、クランク軸11の一端に固定されている。可動シーブ体21bは、固定シーブ体21aに対向して配置されている。可動シーブ体21bは、クランク軸11の軸方向に移動可能である。固定シーブ体21aと可動シーブ体21bとの各対向面によって、Vベルト23が巻き掛けられるベルト溝21cが形成されている。図3に示すように、可動シーブ体21bは、クランク軸11が貫通する円筒状のボス部21dを有している。このボス部21dの内側に、円筒状のスライダ24が固定されている。このスライダ24と一体の可動シーブ体21bは、クランク軸11の軸方向に移動可能である。このため、ベルト溝21cの溝幅は可変である。
セカンダリシーブ22は、プライマリシーブ21の後方に配置されている。セカンダリシーブ22は、従動軸27に対して、遠心クラッチ25を介して取り付けられている。詳細に、セカンダリシーブ22は、固定シーブ体22aと、可動シーブ体22bとを備えている。可動シーブ体22bは、固定シーブ体22aと対向している。固定シーブ体22aは、従動軸27に遠心クラッチ25を介して連結されている。可動シーブ体22bは、従動軸27の軸方向に移動可能である。これら固定シーブ体22aと可動シーブ体22bとの各対向面によって、Vベルト23が巻き掛けられるベルト溝22cが形成されている。
遠心クラッチ25は、固定シーブ体22aの回転速度に応じて断続される。すなわち、固定シーブ体22aの回転速度が所定の回転速度未満である場合は、遠心クラッチ25がつながっていない。このため、固定シーブ体22aの回転は従動軸27に伝達されない。一方、固定シーブ体22aの回転速度が所定の回転速度以上である場合は、遠心クラッチ25がつながる。このため、固定シーブ体22aの回転が従動軸27に伝達される。
可動シーブ体22bは、スプリング26によって、ベルト溝22cの溝幅を減じる方向に付勢されている。このことから、プライマリシーブ21のベルト溝21cの溝幅が小さくなり、プライマリシーブ21に対するVベルト23の巻き掛け径が大きくなると、セカンダリシーブ22側においては、Vベルト23が径方向内側に引かれる。このため、可動シーブ体22bがスプリング26の付勢力に抗してベルト溝22cを広げる方向に移動する。このため、セカンダリシーブ22に対するVベルト23の巻き掛け径が小さくなる。
なお、プライマリシーブ21のベルト溝21cの溝幅は、電動機30によって、可動シーブ体21bがクランク軸11の軸方向に駆動されることによって変更される。なお、電動機30は、セルモータとしても使用されるものであってもよい。
従動軸27には、減速機構28が連結されている。従動軸27は、この減速機構28を介して車軸29に連結されている。車軸29には、後輪3が取り付けられている。このため、従動軸27が回転すると、車軸29と共に後輪3が回転する。
(自動二輪車1の制御システム)
次に、自動二輪車1の制御システムについて、図5を参照しながら詳細に説明する。自動二輪車1は、制御部としてのECU7を備えている。このECU7によって、変速装置20やエンジン10等が制御されている。
−変速装置20の制御−
図5に示すように、ECU7には、シーブ位置センサ40が接続されている。シーブ位置センサ40は、プライマリシーブ21の可動シーブ体21bの位置を検出する。シーブ位置センサ40は、検出された可動シーブ体21bの位置をシーブ位置検出信号としてECU7に出力する。なお、シーブ位置センサ40は、例えば、ポテンショメータ等によって構成することができる。
また、ECU7には、プライマリシーブ回転センサ43と、セカンダリシーブ回転センサ41と、車速センサ42とが接続されている。プライマリシーブ回転センサ43は、プライマリシーブ21の回転速度を検出する。プライマリシーブ回転センサ43は、検出したプライマリシーブ21の回転速度を、シーブ回転速度信号をECU7に出力する。セカンダリシーブ回転センサ41は、セカンダリシーブ22の回転速度を検出する。セカンダリシーブ回転センサ41は、検出したセカンダリシーブ22の回転速度を、シーブ回転速度信号をECU7に出力する。車速センサ42は、後輪3の回転速度を検出する。車速センサ42は、検出した回転速度に基づいて車速信号をECU7に出力する。
ECU7には、操向ハンドル4に取り付けられたハンドルスイッチに接続されている。ハンドルスイッチは、ハンドルスイッチがライダーにより操作された際に、ハンドルSW信号を出力する。
また、上述のように、スロットル開度センサ18aは、スロットル開度信号をECU7に対して出力する。
ECU7は、車速信号に基づいてプライマリシーブ21の可動シーブ体21bのシーブ位置を制御する。詳細には、図6に示すように、ECU7において、スロットル開度と車速とから目標変速比が決定される。ECU7は、決定された目標変速比からシーブ目標位置を算出する。算出されたシーブ目標位置に応じてプライマリシーブ21の可動シーブ体21bのシーブ位置が制御される。
なお、電動機30の駆動方式は、特に限定されるものではない。本実施形態では、電動機30を、パルス幅変調駆動(PWM(Pulse Width Modulation)駆動)されるものとして説明している。具体的には、ECU7には、電動機30の駆動回路(図示せず)と、その駆動回路に信号を出力する図示しないCPU(Central Processing Unit)とが設けられている。CPUは駆動回路に対してパルス幅変調信号を出力する。駆動回路は、そのパルス幅変調信号に応じたパルス電圧を電動機30に対して印加する。これにより、電動機30が駆動されている。ただし、電動機30は、ステップモータであってもよい。
−ISC制御−
アイドルスピードコントロール(ISC)フィードバック制御(以下、「ISC F/B」とする。)は、エンジン10のアイドリング時におけるエンジン回転速度を変化させる制御である。ISC F/B制御は、例えば、アイドリング時における自動二輪車1の早期暖機等を目的としてアイドル回転速度を上昇させる制御である。具体的に、ECU7において、上記種々の条件、目的等から、目標となるエンジン10の吸入空気量が算出される。そして、算出された目標吸入空気量に応じて、アクチュエータ17aによりバイパス管バルブ17bが駆動される。これにより、バイパス管16の流路面積が変化し、エンジン10への吸入空気量が調整される。
このISC F/B制御について、図7を参照しながら、さらに詳細に説明する。まず、ステップS1において、吸気管圧センサ19により検出された吸気管圧力に基づいて、ISC装置9の吸入空気量増大異常の有無が判断される。具体的には、ステップS1において、下記条件(a)、(b)、(c)が所定の期間以上継続して満たされるか否かが判断され、それらの条件が満たされたときにISC装置9の吸入空気量増大異常が検出される。なお、条件(a)〜(c)を判断する所定期間は、自動二輪車1の車種等に応じて適宜決定することができる。条件(a)〜(c)を判断する所定期間は、例えば、5〜10秒程度とすることができる。
(a)スロットル開度≦A
(b)B<エンジン回転速度
(c)吸気管圧力>C
上記条件(a)は、スロットル開度が実質的に閉じられていると判断されるか否かを判断するための条件である。Aは、ISC F/B制御許容開度であり、自動二輪車1の車種や設定等に基づいて適宜設定することができる。スロットル開度がAよりも大きい場合は、ライダーがスロットルを開けようとしているものと判断される。このため、吸入空気量が増大していても問題なく、ISC F/B制御を規制する必要は実際上ない。したがって、上記条件(a)がISC装置9の吸入空気量増大異常の判断条件として設定されている。
ステップS1において、上記条件(c)が、ISC装置9の吸入空気量増大異常の実質的な判断条件である。本発明者らは、鋭意研究した結果、ISC装置9の吸入空気量と吸気管圧力とは相関し、吸入空気量の増大異常が生じると、吸気管圧力が通常の吸気管圧力よりも高くなることを見出した。その結果、上記条件(c)をISC装置9の吸入空気量増大異常の実質的な判断条件として設定した。なお、上記条件(c)のCは、定数としてもよいが、本実施形態では、エンジン回転速度の関数である。
図8を参照してさらに詳細に説明すると、図8における一点鎖線がISC装置9の正常時のグラフである。実線の細線がISC装置9の異常時のグラフである。実線の太線が上記条件(c)のCを表している。図8に示すように、ISC装置9の正常時は、エンジン回転速度が、ある一定の回転速度より大きくなると、吸気管圧力が急激に低下する。これは、エンジン回転速度が上昇することによって、バイパス管16が閉じられるためである。それに対して、ISC装置9に異常が発生し、エンジン回転速度が上昇したにもかかわらず、バイパス管バルブ17bが開放状態にあると、吸気管圧力は急激に低下しない。このため、図8に示すように、圧力の関数Cを、ISC装置9の異常時の吸気管圧力よりも若干小さい吸気管圧力に設定しておけば、上記条件(c)によりISC装置9の吸入空気量増大異常を検出することができる。
なお、上記条件(b)のBは誤判定を防ぐために設定されている。すなわち、ISC装置9が正常であっても、エンジン10の始動直後やエンジン10が低温であるときなどにおいては、アイドリング時のエンジン回転速度が吹き上がらないまでも、エンジン回転速度が通常のアイドリングのエンジン回転速度より比較的高い状態が継続する場合がある。このような場合の吸気管圧力と、ISC装置9が異常である場合の吸気管圧力との差は小さい。したがって、ISC装置9の異常の誤判定の虞がある。つまり、エンジン10の始動直後であることやエンジン10が低温であることに起因して、ISC装置9に異常が生じていなくてもISC装置9の異常が検出される可能性がある。このため、条件(b)を規定することで、ISC装置9の異常を確実に判定できるエンジン回転速度となるまでISC装置9の異常判定を行わないようにしている。
通常、このBは、図7に示すように、ISC装置9が正常である時の吸入管圧力と、ISC装置9が異常である時の吸気管圧力との差が大きくなりはじめるエンジン回転速度域で、かつ、アイドリング状態と判断される最大の回転速度近傍の値に設定される。
以上のように、ステップS1において、条件(a)、(b)、(c)が所定の期間以上継続して満たされたときに、ISC装置9の吸入空気量増大異常が検出される。図7に示すように、ステップS1において、ISC装置9の吸入空気量増大異常が検出されると、ステップS2において、車速条件無視フラグがオンされる。一方、ステップS1において、ISC装置9の吸入空気量増大異常が検出されなかった場合は、車速条件無視フラグがオンされず、オフのままである。
次に、ステップS3において、車速条件無視フラグがオンであるか否かが判断される。つまり、ISC装置9の吸入空気量増大異常が生じているか否かが判断される。車速条件無視フラグがオンである場合は、ステップS4−1に進む。一方、車速条件無視フラグがオフである場合は、ステップS4−2に進む。
ステップS4−1は、ISC装置9の吸入空気量増大異常が検出された際に行われる。ステップS4−1では、以下の条件(a)、(d),(e)が所定の期間継続して満たされるか否かが判断される。なお、条件(a)、(d),(e)を判断する所定期間は、自動二輪車1の車種等に応じて適宜決定することができる。条件(a)、(d),(e)を判断する所定期間は、例えば、5〜10秒程度とすることができる。
(a)スロットル開度≦A
(d)エンジン回転速度>D
(e)燃料カット制御中ではない。
なお、ステップS4−1中の条件(a)は、ステップS1における条件(a)と同じである。
条件(d)中のDは、エンジン回転速度が、遠心クラッチ25がきれている状態から、つながるときのエンジン10の回転速度である。つまり、条件(d)は、遠心クラッチ25がつながっているための条件である。ステップS4−1において、この条件(d)は、必ずしも必須のものではないが、遠心クラッチ25がつながっていないときにISC F/B制御を行わないようにしたい場合は、ステップS4−1に条件(d)を規定することが好ましい。
ステップS4−1における条件(e)も、必ずしも必須のものではないが、ステップS4−1において条件(e)を規定することにより、燃料カット制御中のISC F/B制御を規制することができる。他の制御により燃料カット制御されている期間にISC F/B制御を行うと、エンジン回転速度が必要以上に低下してしまい、エンストを起こす可能性があるので、それを抑制するために、ステップS4−1において条件(e)を規定することが好ましい。
ステップS4−1において、条件(a)、(d),(e)が所定の期間継続して満たされた場合は、ステップS5に進み、エンジン10の回転速度が抑制される。エンジン10の回転速度の抑制方法は特に限定されない。例えば、供給する燃料の低減、点火時期の遅角、またはそれらの組み合わせ等によってエンジン10の回転速度を抑制することができる。
一方、条件(a)、(d),(e)が所定の期間継続して満たされなかった場合は、エンジン回転速度の抑制が行われることなく、終了する。
ステップS3において、車速条件無視フラグがオフである場合は、ISC装置9の吸入空気量増大異常が発生していないものと判断され、ステップS4−2に進む。このステップS4−2は、スロットルが実質的に閉じられている、それほど速くない車速での惰性走行中であるか否かを判断するステップである。ステップS4−2において、それほど速くない車速での惰性走行中であると判断された場合は、ステップS5に進み、エンジン回転速度が抑制される。したがって、惰性走行中における燃費が向上する。一方、ステップS4−2において、それほど速くない車速での惰性走行中であると判断されなかった場合は、エンジン回転速度の抑制が行われることなく、終了する。
具体的に、ステップS4−2では、以下の条件(a)、(f)、(d)、(e)が判断される。
(a)スロットル開度≦A
(f)車速<E
(d)エンジン回転速度>D
(e)燃料カット制御中ではない。
上記条件のうち、条件(a)はステップS1の条件(a)と同じである。条件(d)および(e)は、それぞれステップS4−1の条件(d)および(e)と同じである。なお、条件(f)は、車速があまりに速いときには、エンジン回転速度が抑制されないようにするための条件である。
《作用および効果》
以上説明したように、車速センサ42は、駆動輪としての後輪3の回転速度を検出し、車速を得る。このため、車速を正確に検出することができる。その結果、車速を制御に用いる自動二輪車1の制御をより的確に行うことができる。具体的に、本実施形態では、変速装置20の変速比の制御をより的確に行うことができる。
また、本実施形態では、車速によらずにISC装置9の吸入空気量増大異常を検出することができる。このため、例えば、センタースタンド8がたてられており、車速センサ42が回転速度を検出する後輪3が接地していないアイドリング時においてもISC装置9の異常検出を好適に行うことができる。
本実施形態では、ISC装置9の異常検出のため、センタースタンド8の使用を検出するセンサや、さらなる車速センサ等を増設する必要もない。したがって、シンプルな構成で、低コストな自動二輪車1を実現することができる。
つまり、車速センサ42を後輪3の回転速度を検出するものとし、吸気管圧力によりISC装置9の異常を検出することにより、車速の正確な検出、自動二輪車1の的確な制御と、ISC装置9の的確な異常検出との両立が、シンプルで安価な構成で実現される。
また、ISC装置9の異常が検出された際には、既に他の制御で燃料カット制御されている途中でない限り、原則としてエンジン回転速度が抑制される。これにより、エンジン回転速度の過剰な上昇が規制される。その結果、燃費も向上される。
また、図7に示すように、ステップS1において、エンジン回転速度を所定の回転速度Bより大きいという条件を判断することで、上述のように、ISC装置9の吸入空気量増大異常の的確な検出が可能となる。言い換えれば、ISC装置9の吸入空気量増大異常の誤検出を規制することができる。
さらに、ステップS1において、条件(a)、(b)、(c)が所定の期間以上継続して満たされた場合にISC装置9の吸入空気量増大異常を検出するようにすることで、ISC装置9の吸入空気量増大異常の誤検出を効果的に抑制することができる。ISC装置9に異常が生じると、通常は、条件(a)、(b)、(c)が所定の期間以上継続して満たされる。一瞬だけ条件(a)、(b)、(c)が満たされ、その後は条件(a)、(b)、(c)が満たされないような場合は、ISC装置9の異常が生じていない可能性が高い。このため、このような場合にまで、ISC装置9の異常が検出されないように、条件(a)、(b)、(c)が所定の期間以上継続して満たされることをISC装置9の異常検出の条件として設定することが好ましい。
なお、ステップS4−1において、条件(d)を判断することにより、エンジン回転速度が、遠心クラッチ25がつながっていないような比較的低い回転速度である場合のエンジン回転数の抑制制御を規制することができる。その結果、ISC装置9の吸入空気量増大異常により後輪3の回転速度が上昇する場合のみを的確に規制することができる。
また、ISC装置9の異常が検出されなかった際に、ステップS4−2において、条件(a)、(f)、(d)、(e)が満たされると判断された場合は、ステップS5において、エンジン回転数が抑制される。これにより、自動二輪車1が惰性走行中である場合のエンジン回転速度の過剰な上昇を抑制することができる。その結果、自動二輪車1の燃費を向上することができる。
《変形例1》
上記実施形態では、バイパス管16を備えたISC装置9を備えた自動二輪車1を例に挙げて、本発明を実施した好ましい形態の一例について説明した。しかし、本発明において、ISC装置9は、バイパス管を有するものに限定されるものではない。ISC装置9は、例えば、図9に示すように、アクチュエータ45により駆動される電子制御式のスロットルバルブ18bを用いたものであってもよい。図9に示すISC装置9では、スロットルバルブ18bの開度がECU7によって電子制御される。
《変形例2》
また、図10に示すように、電子制御式ではないスロットルバルブ18の開度を強制的に調節するスロットル開度調節装置50とECU7とによりISC装置9を構成してもよい。スロットル開度調節装置50は、例えば、スロットルバルブ18を押圧する押圧部材52と、その押圧部材52を駆動するアクチュエータ51とによって構成するようにしてもよい。具体的に、スロットル開度調節装置50を、例えば、ソレノイド素子で構成してもよい。
<実施形態2>
図11は、実施形態2に係る自動二輪車の制御システムを表すブロック図である。実施形態2においても、変速装置260はベルト式のECVTである。ただし、実施形態2に係る変速装置260のベルトは、いわゆる金属ベルト264である。
実施形態1では、ECVTのアクチュエータは、電動機30であった。しかし、ECVTのアクチュエータは電動機30に限定されるわけではない。以下に説明する実施形態2では、ECVTのアクチュエータは油圧アクチュエータである。
また、実施形態1では、クラッチは、変速装置20の従動軸(=出力軸)27と後輪(=駆動輪)3との間に配置され、エンジン10の回転速度に応じて機械的に断続される遠心クラッチ25であった。しかし、実施形態2に係るクラッチは、エンジン10と変速装置260の入力軸271との間に配置され、エンジン10の回転速度に応じて断続制御されるクラッチである。具体的には、実施形態2では、クラッチとして、電子制御される多板式摩擦クラッチ265が用いられている。
図7に示すように、実施形態2に係る自動二輪車は、電子制御される多板式摩擦クラッチ265と、ECVTからなる変速装置260とを備えている。変速装置260は、プライマリシーブ262と、セカンダリシーブ263と、プライマリシーブ262とセカンダリシーブ263とに巻き掛けられた金属ベルト264とを備えている。プライマリシーブ262は、固定シーブ体262Aと可動シーブ体262Bとから構成されている。セカンダリシーブ263は、固定シーブ体263Aと可動シーブ体263Bとから構成されている。
プライマリシーブ262には、プライマリシーブ回転数センサ43が設けられている。セカンダリシーブ263には、セカンダリシーブ回転数センサ41が設けられている。
自動二輪車は、油圧アクチュエータとして、油圧シリンダ267Aと、油圧シリンダ267Bと、油圧シリンダ267A,267Bに接続された油圧制御弁267Cとを備えている。油圧シリンダ267Aは、プライマリシーブ262の可動シーブ体262Bを駆動することにより、プライマリシーブ262の溝幅を調整する。油圧シリンダ267Bは、セカンダリシーブ263の可動シーブ体263Bを駆動することにより、セカンダリシーブ263の溝幅を調整する。油圧制御弁267Cは、油圧シリンダ267A,267Bに付与する油圧を調整する弁である。油圧制御弁267Cは、両油圧シリンダ267A,267Bのうち、いずれか一方の油圧を高くするときには、他方の油圧が低くなるように制御を行う。この油圧制御弁267Cは、ECU7によって制御される。
多板式摩擦クラッチ265は、エンジン10と変速装置260の入力軸271との間に設けられており、エンジン10の回転速度(以下、エンジン回転速度という)に応じて断続制御される。例えば、多板式摩擦クラッチ265は、エンジン回転速度が所定値以上になると接続され、逆に、エンジン回転速度が所定値未満になると切断されるように制御される。
実施形態2においても、実施形態1と同様の制御および異常検出が行われる。実施形態1では、ISC F/B制御のステップS4−1(図7参照)における条件(d)のDは、遠心クラッチ25が切れている状態からつながるときのエンジン10の回転速度であった。実施形態2では、上記Dは、多板式摩擦クラッチ265が切れている状態からつながるときのエンジン10の回転速度となる。
実施形態2においても、実施形態1と同様の効果を得ることができる。
《その他の変形例》
本発明の車両は、例えば、スクータータイプ以外の自動二輪車であってもよい。具体的には、本発明の車両は、オフロードタイプ、モータサイクルタイプ、スクータータイプ、または所謂モペットタイプであってもよい。また、本発明の車両は、自動二輪車以外の鞍乗型車両であってもよい。具体的には、本発明の車両は、例えば、ATV:All Terrain Vehicle等であってもよい。さらには、本発明の車両は、四輪自動車等の鞍乗型車両以外の車両であってもよい。
本発明に係る車両は、CVTを有さない車両であってもよい。また、変速装置20は、例えば、遠心ウエイトを用いた機械式のベルト式またはトロイダル式のCVTであってもよい。また、変速装置20は、ギア式の変速機であってもよい。
エンジン10は、強制空冷式の4サイクルエンジン以外の形式のエンジンであってもよい。例えば、エンジン10は、水冷エンジンであってもよい。エンジン10は、2サイクルエンジンであってもよい。
遠心クラッチ25に替えて、エンジン10の回転速度の検出値に応じてアクチュエータ等により断続が調整されるクラッチを配置してもよい。
車速センサ42は、従動軸27の回転速度を検出し、検出した従動軸27の回転速度から後輪3の回転速度を算出し、算出した後輪3の回転速度に基づいて車速信号をECU7に出力するものであってもよい。
上記実施形態では、吸気管圧センサ19は、吸気管15のバイパス管の下流部との接続部よりもエンジン10側部分に配置されている例について説明した。しかし、吸気管圧センサ19は、下流部分15aの圧力を検出できるように配置されていればよく、例えば、下流部分15aのバイパス管の下流部との接続部よりもエンジン10から離れたところに配置されていてもよい。また、吸気管圧センサ19は、吸気管15の外に配置されていてもよい。
図7に示す、ステップS1における条件(b)は、必ずしも必須ではない。
図7に示す、ステップS4−1における条件(d)および(e)は、必ずしも必須ではない。
駆動輪としての後輪3は、出力軸としての従動軸27に直接接続されていてもよい。また、駆動輪としての後輪3は、上記実施形態のように、減速機構28や車軸29等の他の部材を介して、出力軸としての従動軸27に間接的に接続されていてもよい。
《本明細書における用語等の定義》
「アイドル回転速度」とは、車両のアイドリング時におけるエンジンの回転速度をいう。
「吸気管圧力が高い」とは、吸気管内の絶対圧力が高いことをいう。言い換えれば、吸気管内の負圧が小さいことをいう。
「エンジンの回転速度に応じて断続が調整されるクラッチ」には、エンジンの回転速度に応じて機械的に断続される遠心クラッチの他、エンジンの回転速度に応じて断続制御されるクラッチも含まれる。
本発明は、鞍乗型車両等の車両に有用である。
本発明を実施した自動二輪車の側面図である。 エンジンユニットの断面図である。 CVTの構成を表す部分断面図である。 エンジンの吸気管近傍の断面図である。 自動二輪車の制御システムを表すブロック図である。 シーブ位置制御を表すブロック図である。 ISC F/B制御のフローチャートである。 吸気管圧力とエンジン回転速度との相関を表すグラフである。 変形例1におけるエンジンの吸気管近傍の断面図である。 変形例2におけるエンジンの吸気管近傍の断面図である。 実施形態2に係る制御システムを表すブロック図である。
符号の説明
1 自動二輪車
2 エンジンユニット
3 後輪(駆動輪)
4 操向ハンドル
5 フロントフォーク
6 前輪
7 ECU
8 センタースタンド
9 アイドルスピードコントロール(ISC)装置
10 エンジン
15 吸気管
16 バイパス管
17a アクチュエータ
17b バイパス管バルブ
18 スロットルバルブ
18a スロットル開度センサ
19 吸入管圧センサ
20 変速装置
25 遠心クラッチ
27 従動軸
30 電動機
40 シーブ位置センサ
41 セカンダリシーブ回転センサ
42 車速センサ
43 プライマリシーブ回転センサ
45 アクチュエータ
50 スロットル開度調節装置

Claims (15)

  1. エンジンと、
    前記エンジンの動力で駆動される駆動輪と、
    前記駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、
    前記エンジンに空気を供給する吸気管と、
    前記吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、
    前記吸気管内の前記吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりも前記エンジンから離れたところに配置され、前記吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、
    前記吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、
    前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力に基づいて前記アイドルスピードコントロール装置の異常を検出し、前記アイドルスピードコントロール装置の異常が検出された際に前記エンジンの回転速度の上昇を抑制する制御部と、
    を備えた車両。
  2. エンジンと、
    前記エンジンに接続された入力軸と、出力軸と、を有し、前記入力軸と前記出力軸との間の変速比が無段に変更可能な電子制御式の無段変速装置と、
    前記出力軸に接続された駆動輪と、
    前記駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、
    前記エンジンに空気を供給する吸気管と、
    前記吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、
    前記吸気管内の前記吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりも前記エンジンから離れたところに配置され、前記吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、
    前記吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、
    前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力に基づいて前記アイドルスピードコントロール装置の異常を検出し、前記アイドルスピードコントロール装置の異常が検出された際に前記エンジンの回転速度の上昇を抑制する制御部と、
    を備えた車両。
  3. 請求項1または2に記載された車両において、
    前記アイドルスピードコントロール装置は、
    前記吸気管の前記吸気管バルブよりも上流側と下流側とを接続するバイパス管と、
    前記バイパス管の流路面積を調節することで前記吸気管内を流れる空気量を調節するバイパス管バルブと、
    を有する車両。
  4. 請求項1または2に記載された車両において、
    前記制御部は、前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力が所定の圧力よりも高いときに、前記アイドルスピードコントロール装置が異常であることを検出する車両。
  5. 請求項1または2に記載された車両において、
    前記制御部は、前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力が所定の圧力よりも高く、かつスロットル開度が所定の開度以下であると共に、前記エンジンの回転速度が所定の回転速度以上であるときに、前記アイドルスピードコントロール装置が異常であることを検出する車両。
  6. 請求項4または5に記載された車両において、
    前記制御部は、前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力が所定の圧力よりも高い状態が所定の期間以上にわたって検出されたときに前記アイドルスピードコントロール装置が異常であることを検出する車両。
  7. 請求項2に記載された車両において、
    前記出力軸と前記駆動輪との間に配置され、前記エンジンの回転速度に応じて断続が調整されるクラッチをさらに備え、
    前記制御部は、前記アイドルスピードコントロール装置の異常検出後において、スロットル開度が所定の開度以下であり、かつ前記エンジンの回転速度が、前記クラッチがつながる回転速度よりも実質的に高いときに、前記エンジンの回転速度の上昇を抑制する車両。
  8. 請求項2に記載された車両において、
    前記エンジンと前記入力軸との間に配置され、前記エンジンの回転速度に応じて断続が調整されるクラッチをさらに備え、
    前記制御部は、前記アイドルスピードコントロール装置の異常検出後において、スロットル開度が所定の開度以下であり、かつ前記エンジンの回転速度が、前記クラッチがつながる回転速度よりも実質的に高いときに、前記エンジンの回転速度の上昇を抑制する車両。
  9. 請求項2に記載された車両において、
    前記出力軸と前記駆動輪との間に配置され、前記エンジンの回転速度に応じて断続が調整されるクラッチをさらに備え、
    前記制御部は、前記アイドルスピードコントロール装置の異常が検出されなかった場合において、スロットル開度が所定の開度以下であり、前記車速センサにより検出される車速が所定の車速以下であり、かつ前記エンジンの回転速度が、前記クラッチがつながる回転速度よりも実質的に高いときに、前記エンジンの回転速度の上昇を抑制する車両。
  10. 請求項2に記載された車両において、
    前記エンジンと前記入力軸との間に配置され、前記エンジンの回転速度に応じて断続が調整されるクラッチをさらに備え、
    前記制御部は、前記アイドルスピードコントロール装置の異常が検出されなかった場合において、スロットル開度が所定の開度以下であり、前記車速センサにより検出される車速が所定の車速以下であり、かつ前記エンジンの回転速度が、前記クラッチがつながる回転速度よりも実質的に高いときに、前記エンジンの回転速度の上昇を抑制する車両。
  11. 請求項1または2に記載された車両において、
    前記駆動輪を浮かせるスタンドをさらに備えた車両。
  12. エンジンと、
    前記エンジンの動力で駆動される駆動輪と、
    前記駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、
    前記エンジンに空気を供給する吸気管と、
    前記吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、
    前記吸気管内の前記吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりも前記エンジンから離れたところに配置され、前記吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、
    前記吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、
    を備えた車両の制御装置であって、
    前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力に基づいて前記アイドルスピードコントロール装置の異常を検出し、前記アイドルスピードコントロール装置の異常が検出された際に前記エンジンの回転速度の上昇を抑制する制御装置。
  13. エンジンと、
    前記エンジンの動力で駆動される駆動輪と、
    前記駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、
    前記エンジンに空気を供給する吸気管と、
    前記吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、
    前記吸気管内の前記吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりも前記エンジンから離れたところに配置され、前記吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、
    前記吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、
    を備えた車両に用いられる前記アイドルスピードコントロール装置の異常検出装置であって、
    前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力に基づいて前記アイドルスピードコントロール装置の異常を検出するアイドルスピードコントロール装置の異常検出装置。
  14. エンジンと、
    前記エンジンの動力で駆動される駆動輪と、
    前記駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、
    前記エンジンに空気を供給する吸気管と、
    前記吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、
    前記吸気管内の前記吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりも前記エンジンから離れたところに配置され、前記吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、
    前記吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、
    を備えた車両の制御方法であって、
    前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力に基づいて前記アイドルスピードコントロール装置の異常を検出し、前記アイドルスピードコントロール装置の異常が検出された際に前記エンジンの回転速度の上昇を抑制する制御方法。
  15. エンジンと、
    前記エンジンの動力で駆動される駆動輪と、
    前記駆動輪の回転速度を検出する車速センサと、
    前記エンジンに空気を供給する吸気管と、
    前記吸気管内の圧力を検出する吸気管圧センサと、
    前記吸気管内の前記吸気管圧センサにより圧力が検出されるところよりも前記エンジンから離れたところに配置され、前記吸気管の流路面積を調整する吸気管バルブと、
    前記吸気管内を流れる空気量を調節することによってアイドル回転速度を調節するアイドルスピードコントロールを行うアイドルスピードコントロール装置と、
    を備えた車両に用いられる前記アイドルスピードコントロール装置の異常検出方法であって、
    前記吸気管圧センサによって検出された前記吸気管内の圧力に基づいて前記アイドルスピードコントロール装置の異常を検出するアイドルスピードコントロール装置の異常検出方法。
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