JP2010216342A

JP2010216342A - 内燃機関の制御装置

Info

Publication number: JP2010216342A
Application number: JP2009063205A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Ishikawa; 伸一石川; Kazuto Tokugawa; 和人徳川
Original assignee: Keihin Corp
Current assignee: Keihin Corp
Priority date: 2009-03-16
Filing date: 2009-03-16
Publication date: 2010-09-30

Abstract

【課題】車両が転倒したときにおける、内燃機関の損傷の防止と速やかな走行再開を両立させるようにした内燃機関の制御装置を提供する。
【解決手段】車両の転倒を示す転倒信号に応じて内燃機関の運転を停止させる運転停止手段（Ｓ３０）を備え、内燃機関の回転数ＮＥに基づき、前記運転停止手段による内燃機関の運転の停止を所定時間（猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤ）猶予すると共に、前記所定時間を機関回転数ＮＥが増加するにつれて短くなるように設定する（Ｓ１６〜Ｓ２６）。
【選択図】図３

Description

この発明は内燃機関の制御装置に関し、より詳しくは車両転倒時の内燃機関の運転を制御する制御装置に関する。

車両（例えば自動二輪車）が転倒すると、車体の傾斜によって内燃機関における潤滑油の循環圧送に支障を来たし、内燃機関が損傷するなどの不具合が生じる恐れがある。そこで、従来より、車両の転倒時に内燃機関の運転を直ちに停止させるようにした内燃機関の制御装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。

特開２００２−７１７０３号公報（段落００２１，００２２、図３など）

ところで、例えば車両の転倒の度合いが軽微な場合、運転者は車体を即座に引き起こすことが可能であるため、上記したような不具合は生じ難い。しかしながら、特許文献１記載の技術のように転倒後に内燃機関の運転を直ちに停止させるように構成すると、運転者は、軽微な転倒であるにも関わらず、車体を引き起こした後に再始動操作（具体的には始動用レバー（キックスタータペダル）などの操作）を行う必要があり、煩瑣であった。

また、タイムトライアルなどのレースにおいては、上記した再始動操作がタイムロスに繋がるという不都合が生じると共に、転倒することの多いオフロードレースにおいては、転倒する度に再始動操作を行うのは運転者（ライダー）にとって身体的な負担が大きかった。そのため、内燃機関の制御装置、特にレース用の内燃機関の制御装置にあっては、軽微な転倒のときには、内燃機関の運転を停止させずに走行を速やかに再開できることが望まれていた。

従って、この発明の目的は上記した課題を解決し、車両が転倒したときにおける、内燃機関の損傷の防止と速やかな走行再開を両立させるようにした内燃機関の制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、車両が転倒したとき、前記転倒を示す転倒信号を出力する転倒信号出力手段と、前記出力された転倒信号に応じて前記車両に搭載される内燃機関の運転を停止させる運転停止手段とを備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記検出された機関回転数に基づき、前記運転停止手段による前記内燃機関の運転の停止を所定時間猶予する運転停止猶予手段とを備えると共に、前記運転停止猶予手段は、前記検出された機関回転数が増加するにつれて短くなるように前記所定時間を設定する如く構成した。

請求項１に係る内燃機関の制御装置にあっては、車両の転倒を示す転倒信号に応じて内燃機関の運転を停止させる運転停止手段を備え、内燃機関の機関回転数に基づき、前記運転停止手段による内燃機関の運転の停止を所定時間猶予すると共に、前記所定時間を機関回転数が増加するにつれて短くなるように設定するように構成、即ち、車両が転倒してから内燃機関の運転状態に応じて設定される所定時間が経過したとき、内燃機関の運転を停止させるように構成したので、車両転倒時において適切なタイミングで運転を停止できると共に、内燃機関が損傷するのを防止することができる。

また、例えば車両の転倒の度合いが軽微であり、運転者によって所定時間内に車体が引き起こされる場合、運転停止手段による内燃機関の運転の停止が猶予されている、換言すれば、運転が継続していることから、運転者は車体を引き起こした後に走行を即座に再開することが可能となる。また、転倒時の再始動操作が不要となるため、例えばレースにおいては大きなタイムロスが無くなると共に、運転者（ライダー）の身体的な負担を軽減することができる。このように、車両が転倒したときにおける、内燃機関の損傷の防止と速やかな走行再開を両立させることができる。

この発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。図１に示すＥＣＵの構成を全体的に示すブロック図である。図１に示す内燃機関の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図３フロー・チャートの処理で使用される、エンジン回転数に対する猶予時間のテーブル特性を示すグラフである。図１に示す内燃機関の制御装置の動作を示すタイム・チャートである。図１に示す内燃機関の制御装置の動作を示す、図５と同様なタイム・チャートである。

以下、添付図面に即してこの発明に係る内燃機関の制御装置を実施するための形態について説明する。

図１はこの発明の実施例に係る内燃機関の制御装置を全体的に示す概略図である。

図１において符号１０は、図示しない車両（例えば自動二輪車）に搭載された内燃機関（以下「エンジン」という）を示す。エンジン１０は４サイクル単気筒の水冷式で、排気量２５０ｃｃ程度のガソリン・エンジンからなる。尚、符号１０ａはエンジン１０のクランクケースを示す。

エンジン１０の吸気管１２にはスロットルバルブ１４が配置される。スロットルバルブ１４は、車両のハンドルバーに運転者の手動操作自在に設けられたアクセラレータ（スロットルグリップ）にスロットルワイヤ（共に図示せず）を介して機械的に接続され、アクセラレータの操作量に応じて開閉され、エアクリーナ１６から吸気管１２を通ってエンジン１０に吸入される空気の量を調整する。

吸気管１２においてスロットルバルブ１４の下流側の吸気ポート付近にはインジェクタ２０が配置され、スロットルバルブ１４で調整された吸入空気にガソリン燃料を噴射する。噴射された燃料は吸入空気と混合して混合気を形成し、混合気は、吸気バルブ２２が開弁されるとき、燃焼室２４に流入する。

燃焼室２４に流入した混合気は、点火コイル２６から供給された高電圧で点火プラグ３０が火花放電されるときに点火されて燃焼し、ピストン３２を図１において下方に駆動してクランク軸３４を回転させる。尚、クランク軸３４には、エンジン１０の始動用のキックスタータペダル（図示せず）が接続される。

燃焼によって生じた排ガスは、排気バルブ３６が開弁されるとき、排気管４０を流れる。排気管４０には触媒装置４２が配置され、排ガス中の有害成分を除去する。触媒装置４２で浄化された排ガスはさらに下流に流れ、エンジン１０の外部に排出される。

スロットルバルブ１４の付近にはポテンショメータからなるスロットル開度センサ４４が設けられ、スロットルバルブ１４の開度θＴＨを示す出力を生じる。吸気管１２のスロットルバルブ１４の上流側には吸気温センサ４６が設けられて吸入空気の温度ＴＡを示す出力を生じると共に、下流側には絶対圧センサ４８が設けられ、吸気管内絶対圧（エンジン負荷）ＰＢＡを示す出力を生じる。

エンジン１０のシリンダブロックの冷却水通路１０ｂには水温センサ５０が取り付けられ、エンジン１０の温度（エンジン冷却水温）ＴＷに応じた出力を生じる。エンジン１０のクランク軸３４の付近にはクランク角センサ（機関回転数検出手段）５２が取り付けられて所定クランク角度位置でクランク角度信号を出力する。

また、車両のフレーム（図示せず）の適宜位置には転倒センサ（転倒信号出力手段）５４が設置される。転倒センサ５４は振子を備え、その鉛直軸からのずれ、即ち、車両の傾斜角を検出し、検出された傾斜角が車両は転倒したと判定できる所定傾斜角以上のとき、転倒を示すオン信号（転倒信号）を出力する一方、所定傾斜角未満のときはオフ信号を出力する。

上記したスロットル開度センサ４４や転倒センサ５４などの各センサの出力は電子制御ユニット（Electronic Control Unit。以下「ＥＣＵ」という）６０に入力される。

図２はＥＣＵ６０の構成を全体的に示すブロック図である。

ＥＣＵ６０はマイクロコンピュータからなり、波形整形回路６０ａと、回転数カウンタ６０ｂと、Ａ／Ｄ変換回路６０ｃと、ＣＰＵ６０ｄと、点火回路６０ｅと、駆動回路６０ｆと、ＲＯＭ６０ｇと、ＲＡＭ６０ｈおよびタイマ６０ｉを備える。

波形整形回路６０ａは、クランク角センサ５２の出力（信号波形）をパルス信号に波形整形し、回転数カウンタ６０ｂに出力する。回転数カウンタ６０ｂは入力されたパルス信号をカウントしてエンジン回転数ＮＥを検出（算出）し、エンジン回転数ＮＥを示す信号をＣＰＵ６０ｄへ出力する。Ａ／Ｄ変換回路６０ｃは、スロットル開度センサ４４などの各センサの出力が入力され、アナログ信号値をデジタル信号値に変換してＣＰＵ６０ｄに出力する。

ＣＰＵ６０ｄは、変換されたデジタル信号などに基づき、ＲＯＭ６０ｇに格納されているプログラムに従って演算を実行し、点火コイル２６の点火制御信号を点火回路６０ｅに出力する（即ち、点火時期制御を行う）。また、ＣＰＵ６０ｄは、各信号に基づき、同様にＲＯＭ６０ｇに格納されているプログラムに従って演算を実行し、燃料噴射制御信号を駆動回路６０ｆに送る（燃料噴射制御を行う）。

点火回路６０ｅは、ＣＰＵ６０ｄからの点火制御信号に応じ、点火コイル２６を通電して点火を行う。駆動回路６０ｆは、ＣＰＵ６０ｄからの燃料噴射制御信号に応じ、インジェクタ２０を駆動して燃料を噴射させる。ＲＡＭ６０ｈは、例えば点火時期制御および燃料噴射制御において算出された点火時期や燃料噴射量などのデータが書き込まれる。また、タイマ６０ｉは、後述するプログラムにおいて行われる時間計測の処理に利用される。

図３はこの実施例に係る内燃機関の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは、ＥＣＵ６０において所定の周期（例えば１００ｍｓｅｃ）ごとに実行（ループ）される。

以下説明すると、Ｓ１０においてクランク角センサ５２の出力に基づいてエンジン回転数ＮＥを検出（算出）し、Ｓ１２に進んでエンジン１０が停止しているか否か判断する。Ｓ１２にあっては、クランク角度信号がクランク角センサ５２から既定時間出力されないとき、エンジン１０は停止していると判断する。

Ｓ１２で否定されるときはＳ１４に進み、エンジン停止処理実行済フラグＦ_ＲＯＶＥＲ（後述）のビットが１か否か判断する。フラグＦ_ＲＯＶＥＲは初期値が０とされるため、Ｓ１４の処理を最初に実行するときは否定されてＳ１６に進み、検出されたエンジン回転数ＮＥに基づいて猶予時間（所定時間）ＴＭＲＯＶＥＲＪＤを算出する。猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤは、車両転倒時にエンジン１０を停止させる処理（後述）の実行を猶予する時間を意味する。

Ｓ１６の処理は、図４にその特性を示すテーブル値を検出されたエンジン回転数ＮＥで検索することで行う。図４は、検出されたエンジン回転数ＮＥに対する猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤのテーブル特性を示すグラフである。

図示の如く、猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤは、エンジン回転数ＮＥに応じて設定される、詳しくはエンジン回転数ＮＥが低回転のときは比較的長く設定される一方、エンジン回転数ＮＥが増加するにつれて徐々に短くなるように設定される。また、エンジン回転数ＮＥが所定回転数ＮＥａを超える高回転領域にあるときは一定の短い時間とされる。尚、図４に示すテーブルは予め実験により求められてＲＯＭ６０ｇに格納される。

次いでＳ１８に進み、転倒フラグＦ_ＲＯＶＥＲＪＤのビットが１か否か判断する。フラグＦ_ＲＯＶＥＲＪＤは、図示しないプログラムにおいて、転倒センサ５４で車両の転倒が検出されるとき、即ち、オン信号（転倒信号）が出力されるときにそのビットが１にセットされる一方、転倒が検出されないとき（オフ信号が出力されるとき）は０にセットされる。

Ｓ１８で否定されるときはＳ２０に進み、後述する処理で利用される転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲの値を０にリセットし、Ｓ２２に進んで燃料噴射・点火制御信号の出力を許可し、通常の燃料噴射制御および点火時期制御を実行する。

他方、Ｓ１８で肯定されるときはＳ２４に進み、転倒センサ５４から転倒信号が出力されてからの経過時間を計測する転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲ（カウントアップタイマ）をスタートさせる。尚、次回以降のプログラムループにおいて、Ｓ１８で肯定されてＳ２４に進む場合、タイマＴＭＲＯＶＥＲはスタート済みであることから、経過時間の計測を継続し、タイマＴＭＲＯＶＥＲの値が更新される。

次いでＳ２６に進み、転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲの値が猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤ以上か否か判断する。Ｓ２６の処理を最初に行うときはＳ２４においてタイマＴＭＲＯＶＥＲをスタートさせた直後であるため、通例否定されてＳ２２に進み、燃料噴射・点火制御信号の出力を許可する。

一方、次回以降のプログラムループにおいてＳ２６で肯定されるときはＳ２８に進み、エンジン停止処理実行済フラグＦ_ＲＯＶＥＲのビットを１にセットし、Ｓ３０に進んで燃料噴射・点火制御信号の出力を停止する、換言すれば、エンジン１０の運転を停止させるエンジン停止処理を実行する。

このように、エンジン停止処理を、車両が転倒してから猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤが経過した後に実行する、別言すれば、エンジン回転数ＮＥに基づき、車両転倒時に（転倒センサ５４の転倒信号に応じて）実行されるエンジン停止処理を猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤ猶予する。尚、上記から分かるように、エンジン停止処理実行済フラグＦ_ＲＯＶＥＲのビットが１にセットされることはエンジン停止処理を実行済みであることを意味し、０にセットされることはエンジン停止処理を実行していないことを意味する。

Ｓ２８においてフラグＦ_ＲＯＶＥＲのビットが１にセットされると、次回以降のプログラムループにおいてはＳ１４で肯定されてＳ３０に進み、エンジン停止処理を実行（継続）することとなる。そしてエンジン１０が停止すると、Ｓ１２で肯定されてＳ３２に進み、転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲの値を０にリセットし、Ｓ３２に進んでエンジン停止処理実行済フラグＦ_ＲＯＶＥＲのビットを０にセットし、次回のエンジン始動時のプログラム実行に備える。

図５および図６は上記した処理を説明するタイム・チャートである。尚、図５は車両が転倒して猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤが経過したときにエンジン１０の運転を停止させる場合を示し、図６は猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤが経過する前に車体が引き起こされ、エンジン１０の運転を停止させない場合を示す。

図５に示すように、先ず時点ｔ１において車両が転倒すると、転倒フラグＦ_ＲＯＶＥＲＪＤのビットを１にセットすると共に、転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲをスタートさせる（Ｓ１８，Ｓ２４）。尚、タイマＴＭＲＯＶＥＲをスタートさせた後においては、時点ｔ２から時点ｔ３に示す如く、エンジン回転数ＮＥの変動に応じて猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤの値も変化する。具体的には、猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤは、前述したようにエンジン回転数ＮＥが低回転のときは比較的長く、エンジン回転数ＮＥが増加するにつれて短くなるように変化する。

その後、時点ｔ４で転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲの値が猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤ以上になる、即ち、車両が転倒して猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤが経過すると、燃料噴射・点火制御信号の出力を停止してエンジン停止処理を実行すると共に、エンジン停止処理実行済フラグＦ_ＲＯＶＥＲのビットを１にセットする（Ｓ２６〜Ｓ３０）。

そして、エンジン停止処理によってエンジン１０が停止すると（時点ｔ５）、転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲの値を０にリセットすると共に、エンジン停止処理実行済フラグＦ_ＲＯＶＥＲのビットを０にセットする（Ｓ３２，Ｓ３４）。

次いで図６を参照して車両転倒後に車体が即座に引き起こされ、エンジン１０の運転を停止させない場合を説明すると、先ず時点ｔ６において車両が転倒すると、上記した時点ｔ１と同様、フラグＦ_ＲＯＶＥＲＪＤのビットを１にセットし、タイマＴＭＲＯＶＥＲをスタートさせる（Ｓ１８，Ｓ２４）。

そして、例えば車両の転倒の度合いが軽微であり、車両転倒後、猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤが経過する前（具体的には、転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲの値が猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤ未満のとき）に運転者によって車体が引き起こされると（時点ｔ７）、転倒フラグＦ_ＲＯＶＥＲＪＤのビットが０にセットされるため（図３フロー・チャートのＳ１８で否定されるため）、転倒時間タイマＴＭＲＯＶＥＲの値を０にリセットし、燃料噴射・点火制御信号の出力を許可する（Ｓ２０，Ｓ２２）。これにより、エンジン１０にあっては転倒後に運転が停止することはなく、よって運転者は車体を引き起こした後に走行を即座に再開することができる。

以上の如く、この発明の実施例にあっては、車両が転倒したとき、前記転倒を示す転倒信号を出力する転倒信号出力手段と（転倒センサ５４）、前記出力された転倒信号に応じて前記車両に搭載される内燃機関（エンジン）１０の運転を停止させる運転停止手段と（ＥＣＵ６０。Ｓ３０）を備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の回転数（エンジン回転数）ＮＥを検出する機関回転数検出手段と（クランク角センサ５２）、前記検出された機関回転数ＮＥに基づき、前記運転停止手段による前記内燃機関１０の運転の停止を所定時間（猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤ）猶予する運転停止猶予手段と（ＥＣＵ６０。Ｓ１６〜Ｓ２６）を備えると共に、前記運転停止猶予手段は、前記検出された機関回転数ＮＥが増加するにつれて短くなるように前記所定時間（猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤ）を設定するように構成した。

このように、車両が転倒してからエンジン１０の運転状態に応じて設定される猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤが経過したとき、エンジン１０の運転を停止させるように構成したので、車両転倒時において適切なタイミングで運転を停止できると共に、エンジン１０が損傷するのを防止することができる。

また、例えば車両の転倒の度合いが軽微であり、運転者によって猶予時間ＴＭＲＯＶＥＲＪＤ内に車体が引き起こされる場合、運転停止手段によるエンジン１０の運転の停止が猶予されている、換言すれば、運転が継続していることから、運転者は車体を引き起こした後に走行を即座に再開することが可能となる。また、転倒時の再始動操作（具体的にはキックスタータペダルなどの操作）が不要となるため、例えばレースにおいては大きなタイムロスが無くなると共に、運転者（ライダー）の身体的な負担を軽減することができる。このように、車両が転倒したときにおける、エンジン１０の損傷の防止と速やかな走行再開を両立させることができる。

尚、上記において、車両の転倒を振子式の転倒センサ５４で検出するように構成したが、それに限られるものではなく、例えば加速度センサを用いて転倒を検出するようにしても良い。

また、車両の例として自動二輪車を挙げたが、それに限られるものではなく、例えばスクータやＡＴＶ（All Terrain Vehicle）など、運転者がシート（サドル）に跨って乗る型の、いわゆる鞍乗り型車両であれば良く、さらには他の車両（例えば四輪自動車）であっても良い。

１０エンジン（内燃機関）、５２クランク角センサ（機関回転数検出手段）、５４転倒センサ（転倒信号出力手段）、６０ＥＣＵ（電子制御ユニット）

Claims

車両が転倒したとき、前記転倒を示す転倒信号を出力する転倒信号出力手段と、前記出力された転倒信号に応じて前記車両に搭載される内燃機関の運転を停止させる運転停止手段とを備えた内燃機関の制御装置において、前記内燃機関の回転数を検出する機関回転数検出手段と、前記検出された機関回転数に基づき、前記運転停止手段による前記内燃機関の運転の停止を所定時間猶予する運転停止猶予手段とを備えると共に、前記運転停止猶予手段は、前記検出された機関回転数が増加するにつれて短くなるように前記所定時間を設定することを特徴とする内燃機関の制御装置。