JP2011102572A - エンジン制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】未燃ガス発生の抑制とエンジンブレーキ力の緩和とを両立する。
【解決手段】減速走行中のエンジンの動作を制御するエンジン制御装置１９であって、減速走行中であると判断すると、エンジン１２に供給される吸気量を出力要求に応じて通常設定される通常吸気量よりも多い減速時吸気量に設定し、且つ燃料供給が行われる燃焼気筒数を１以上存在させるようにしつつ走行状態に応じて燃焼気筒数を設定することを特徴としている。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジンの動作を制御するエンジン制御装置に関する。

乗物にはスロットル弁を操作するため、アクセルペダルやスロットルグリップなどの操作部材が設けられ、運転者はこの操作部材を操作して加速要求や減速要求を入力することができる。乗物の減速走行中には、操作部材でスロットル弁の開度が閉じ側となるよう操作されるため吸気量が少なくなり、これにより燃焼状態が悪くなって未燃ガスが発生しやすい。未燃ガスの発生を抑えるため、減速走行中に燃料カット制御を実行すると、発生トルクが過小となってエンジンブレーキ力が強くなり過ぎる場合がある。

例えば特許文献１には、このエンジンブレーキ力を軽減するため、上記操作部材が非操作であって燃料カット制御の実行中であるときには、スロットル弁の開度を開き側に変更してポンピングロスを低下させる技術が開示されている。

特開平１１−３０１４４号公報

しかし、特許文献１に開示の技術によると、操作部材が完全に非操作となっていなければポンピングロスの低下を図るための制御が開始されない。よって、運転者が減速要求を入力しているものの操作部材が完全に非操作となっていない場合には、エンジンブレーキ力が軽減されないという不具合が生ずる。また、燃料カット制御の対象が全気筒であるため、燃料復帰時のショックが大きくなりやすい。

そこで本発明は、未燃ガス発生の抑制とエンジンブレーキ力の緩和とを両立することを目的としている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、本発明に係るエンジン制御装置は、減速走行中のエンジンの動作を制御するエンジン制御装置であって、減速走行中であると判断すると、エンジンに供給される吸気量を出力要求に応じて通常設定される通常吸気量よりも多い減速時吸気量に設定し、且つ燃料供給が行われる燃焼気筒数を１以上存在させるようにしつつ走行状態に応じて燃焼気筒数を設定することを特徴としている。

このような構成とすることにより、減速走行中であれば、出力要求を操作する部材が完全に非操作となっていなくても、通常よりも吸気量を増加することができる。これにより、過大なエンジンブレーキ力を緩和することができ、未燃ガスの発生を抑制することができる。このとき、燃料供給を行う気筒を１以上存在させるようにした上で燃料カットを実施するようにしているため、燃料消費量を抑制した上でエンジンブレーキ力を制御することができ、さらには減速走行が終了して燃料供給を復帰させたときのショックも軽減することができる。

前記減速時吸気量がエンジン回転数に応じて設定され、エンジン回転数が大であるほど前記減速時吸気量が大であってもよい。エンジン回転数が大きくなるほど、吸気量を多くしなければ燃焼が不安定となって未燃ガスが発生しやすくなる。本発明においては、エンジン回転数が大であるほど減速時吸気量を大とするため、燃焼を安定させて未燃ガスの発生を抑制することができる。

前記燃焼気筒数がエンジン回転数に応じて設定され、第１のエンジン回転数に応じて設定される燃焼気筒数が、前記第１のエンジン回転数よりも小さい第２のエンジン回転数に応じて設定される燃焼気筒数より、小であってもよい。

さらに、前記燃焼気筒数が出力要求に応じて設定され、第１の出力要求に応じて設定される燃焼気筒数が、前記第１の出力要求よりも大きい第２の出力要求に応じて設定される燃焼気筒数より、小であってもよい。同じエンジン回転数に対しては、吸気量が小であるほど減速の程度が大となる。本発明においては、減速の程度が大であるほど燃焼気筒数を少なくなるようにしているため、上記のような設定とすることで、減速の程度が大であるときに無用な燃料消費を抑えることができる。

前記減速時吸気量及び前記燃焼気筒数がギヤ位置に応じて設定されてもよい。これにより、走行状態に応じてより精細にエンジンブレーキ力及び燃料消費量を制御することができる。

前記燃焼気筒数と走行状態とに応じて点火時期が設定変更されてもよい。これにより、出力要求に応じて滑らかに発生トルクを変化させることができ、さらに、燃焼気筒数が変更されて発生トルクが急変するような場合においても、点火時期の設定変更により、この発生トルクの変化を相殺することができる。したがって、発生トルクを滑らかに推移させることができる。

前記燃焼気筒数が増加すると同時に前記点火時期を遅らせてもよい。これにより、燃焼気筒数が増加して発生トルクが上昇するような状況において、点火時期を遅らせることによって、この発生トルクの上昇を相殺することができるようになる。

減速走行の開始直後に設定された前記燃焼気筒数を、経時的に１つずつ増加させてもよい。これにより、減速走行が終了して通常の制御パターンに復帰するときに、瞬時に燃焼気筒数を全気筒数に設定変更するような事態を避けることができる。このため、急激な燃料噴射量の増加も避けることができるようになり、かかる燃料噴射量の急増に基づく未燃ガスの発生を良好に抑制することができる。

以上の本発明によると、未燃ガス発生の抑制とエンジンブレーキ力の緩和とを両立することができる。

本発明の第１実施形態に係るエンジン制御装置を搭載した自動二輪車の左側面図である。 図１に示す自動二輪車のエンジンの周辺構成とエンジン制御装置の全体構成とを示す模式図である。 図２に示す電子制御ユニットを中心にして示すエンジン制御装置の構成図である。 図３に示す電子制御ユニットのメモリ部に記憶される制御マップであり、（ａ）がスロットル開度の目標値を設定するための制御マップ、（ｂ）が燃焼気筒数を設定するための制御マップである。 図３に示す電子制御ユニットが実行する減速走行中における処理内容を示すフローチャートである。 図５に示す処理を実行する場合における、グリップ位置、スロットル開度、燃焼気筒数、点火時期、発生トルク、エンジン回転数及び未燃ガスの経時変化を例示したタイミングチャートである。 図６と同様のタイミングチャートであって、グリップ位置が全閉位置まで変化しなかった場合の経時変化を例示したタイミングチャートである。 図６と同様のタイミングチャートであって、減速要求の入力後直ぐに加速要求の入力があった場合の経時変化を例示したタイミングチャートである。

以下、これら図面を参照して本発明の実施形態について説明する。ここでは、本発明に係る乗物の一実施形態として自動二輪車を例示し、方向の概念は自動二輪車に騎乗した運転者から見た方向を基準とする。

図１に示す自動二輪車１は、前輪２及び後輪３を備えている。前輪２は、略上下方向に延びるフロントフォーク４の下端部に回転可能に支持され、フロントフォーク４の上端部は、ヘッドパイプ５に回転可能に支持されたステアリングシャフト（図示せず）を介し、左右一対のグリップを有したハンドル６と連結されている。運転者がグリップを把持してハンドル６を回動操作すると、ステアリングシャフトを回転軸として前輪２が転向する。運転者が右手で把持するグリップはスロットルグリップ７（図２参照）となっており、運転者が左手で把持するグリップの前側にはクラッチレバー８が設けられている。

ヘッドパイプ５からは左右一対のメインフレーム９が後下方へ延び、メインフレーム９の後部には左右一対のピボットフレーム１０が接続され、ピボットフレーム１０には略前後方向に延びるスイングアーム１１の前端部が枢支され、スイングアーム１１の後端部には後輪３が回転自在に軸支されている。メインフレーム９及びピボットフレーム１０にはエンジン１２が支持されている。エンジン１２の吸気ポート（図示せず）にはスロットル装置１３及びエアクリーナ１４が連設されている。エンジン１２の出力は変速機１５及びチェーン１６を介して後輪３に伝達される。ハンドル６の後方には燃料タンク１７を介して運転者騎乗用のシート１８が設けられており、シート１８の下方の内部空間にはエンジン１２の動作を制御する電子制御ユニット（ＥＣＵ）１９が収容されている。

図２に示すスロットルグリップ７は、その軸線方向に回動可能になっている。スロットルグリップ７の操作位置（以下、単に「グリップ位置」という）は、全閉位置と全開位置との間で回転変位し、外力が与えられない非操作の状態においては全閉位置に付勢される。運転者は、スロットルグリップ７を回動操作することでグリップ位置を変化させることができる。このとき、グリップ位置を全開位置に近づけるように変化させることで加速要求を入力することができ、全閉位置に近づけるように変化させることで減速要求を入力することができる。以下、グリップ位置が全開位置に近づく側を「開き側」、全閉位置に近づく側を「閉じ側」とする。

スロットル装置１３は、エンジン１２とエアクリーナ１４との間に設けられた吸気管２１と、吸気管２１の内部通路に設けられたスロットル弁２２と、スロットル弁２２を駆動するバルブアクチュエータ２３とを備えている。スロットル弁２２はバルブアクチュエータ２３により駆動されて吸気管２１の内部通路を開度可変に開閉し、これによりエンジン１２への吸気量が調節される。

また、エンジン１２には、燃料を噴射する燃料噴射装置２４と、混合気を点火する点火装置２５とが設けられている。これら装置２４，２５が適宜タイミングで動作することにより気筒で混合気の点火燃焼が行われ、これによりエンジン１２が回転出力を発生する。概してスロットル弁２２の開度（以下、単に「スロットル開度」という）が大きく、燃料噴射装置２４からの燃料噴射量が多く、点火装置２５による混合気の点火時期が進角しているときほどエンジン１２の出力及びエンジン回転数が大きくなり、自動二輪車１の加速度が大きくなる。

エンジン１２の稼動中にはエンジン出力軸２６が回転し、このエンジン出力軸２６の回転出力が動力伝達経路２７を介して後輪３に伝達される。動力伝達経路２７は、エンジン１２側から順に減速機構２８、クラッチ２９、変速機入力軸３０、変速機１５、変速機出力軸３１、及びチェーン１６を有する。クラッチ２９はクラッチレバー８と機械的に連結され、クラッチレバー８が操作されていないときにはクラッチ２９が締結状態となって動力伝達経路２６が接続され、クラッチレバー８が操作されるとクラッチ２９が解放状態となって動力伝達経路２６が遮断される。変速機１５は、変速機入力軸３０の回転動力を変速して変速機出力軸３１に伝達する。変速機１５は複数の変速段のうちの一つを選択的に設定可能であり、これら変速段には互いに変速比が異なる複数の前進用変速段と、変速機入力軸３０と変速機出力軸３１との間の動力伝達を遮断する中立段とが含まれる。

ＥＣＵ１９は自動二輪車１の走行状態を検出するセンサ類からの信号を入力し、検出された走行状態に応じてエンジン１２及びそれに付随する機器類を制御する。図２では、ＥＣＵ１９の入力側に接続されるセンサ類として、グリップ位置を検出するグリップ位置センサ３２、スロットル弁２２の弁体位置（すなわちスロットル開度）を検出するスロットル位置センサ３３、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ３４、エンジン出力軸２６の回転位置を検知するクランク角センサ３５、及び変速機１５のギヤ位置を検出するギヤ位置センサ３６を例示している。

また、出力側に接続されるエンジン１２側の機器類として、前述したスロットル装置１３のバルブアクチュエータ２３、燃料噴射装置２４、及び点火装置２５を例示している。このエンジン１２は４つの気筒を有する多気筒エンジンであるが、スロットル装置１３のバルブアクチュエータ２３は全ての気筒に共通して１つ設けられ、燃料噴射装置２４及び点火装置２５は各気筒に個別に設けられている。すなわち、ＥＣＵ１９は、気筒ごとに燃料噴射量や点火時期を制御可能になっている。

図３を参照し、本実施形態のＥＣＵ１９は、センサ類３２〜３６からの入力に基づいて、減速走行中であるか否かを判定し、減速走行中であると判定すると、スロットル開度が通常走行時の開度よりも大きくなるよう設定し、これにより吸気量を通常時よりも多い減速時吸気量にする制御を実行するとともに、燃焼気筒数及び点火時期を変更する制御を実行する。かかる制御の内容に従えば、ＥＣＵ１９は入力部４１及びメモリ部４２とともに、判定部４３及び演算出力部４４を有し、この演算出力部４４にはバルブ制御部４５、燃料制御部４６及び点火制御部４７が含まれる。

入力部４１にはセンサ類からの信号が入力される。入力部４１は、入力した信号を判定部４３及び演算出力部４４に出力する。メモリ部４２は、判定部４３において実行される減速判定処理を行うためのプログラム、演算出力部４４において実行されるスロットル開度、燃料噴射量及び燃焼気筒数および点火時期の目標値を演算するためのプログラム及び制御マップが記憶されている。

判定部４３は、入力部からの入力信号が示す走行状態に応じて、メモリ部４２に記憶される制御マップ（図５（ｂ）参照）に従って自動二輪車１が減速走行をしているか否かを判定する。また、後述するように、減速走行中の減速制御（図４のＳ２０参照）から通常制御（図４のＳ１０参照）に復帰する際の過渡的な制御として実行する復帰制御（図４のＳ３０参照）が完了したか否かを判定する。

演算出力部４４は、入力部からの入力信号が示す走行状態に応じて、メモリ部４２に記憶されるプログラム及び制御マップに従って、出力側に接続されるエンジン側の機器類を制御する。そのうちバルブ制御部４５は、スロットル開度の目標値を演算し、スロットル弁２２の実開度が当該目標値となるようバルブアクチュエータ２３を駆動制御する。燃料制御部４６は、燃焼気筒数（すなわち燃料カット気筒数）の設定値、及び燃料噴射量の目標値を演算し、その演算結果に基づいて気筒ごとに対応して設けられている燃料噴射装置２４をそれぞれ駆動制御する。点火制御部４７は、点火時期の目標値を演算し、演算結果に基づいて気筒ごとに対応して設けられている点火装置２５をそれぞれ駆動制御する。

また、演算出力部４４には判定部４３から減速走行中であるか否かの判定結果が入力され、判定結果に応じて異なる制御マップを参照するようになっており、減速走行中であるときとそうでないときとでエンジン１２側の機器類の制御の態様を異ならせるようになっている。

次に、図４を参照し、ＥＣＵ１９が走行中に実行する処理内容について説明する。図４に示す処理は、所定の制御周期（例えば10msec）ごとに繰り返し行われるものであり、次の制御周期の処理に持ち越されるフラグが利用される。フラグは後述するとおり、減速走行に移行し、その後通常の走行に復帰するまでの間ＯＮとされる。

まず、このフラグがＯＮであるか否かが判定され（ステップＳ１）、フラグがＯＮであれば（Ｓ１：Ｙ）、ステップＳ２で減速走行中であるか否かが判定される。フラグがＯＦＦであれば（Ｓ１：Ｎ）、ステップＳ４で減速走行中であるか否かが判定される。

ステップＳ２で減速走行中でないと判定されると（Ｓ２：Ｎ）、通常制御（ステップＳ１０）が実行される。通常制御においては、スロットル開度の目標値がグリップ位置に応じて演算される。このとき、スロットル開度の目標値は、グリップ位置が全閉位置であればアイドル開度に設定され、グリップ位置が全開位置であればエンジン回転数等に応じて決定される所定開度に設定され、グリップ位置の変化に応じて概ね線形に変化するよう設定される。また、燃焼気筒数は全気筒数である４つに設定され、点火時期は所定の通常クランク角に設定される。

ここで、ステップＳ２に関し、減速走行中であるか否かは、例えばエンジン回転数とグリップ位置とに基づいて判定される。上記のとおりグリップ位置とスロットル開度とは線形の関係にあるが、図５（ｂ）には実線で、自動二輪車１が通常平坦路面上を一定速度で走行可能にするスロットル開度（以下、当該スロットル弁２２の開度を「Ｒ／Ｌ開度」という）に対応するグリップ位置と、エンジン回転数との関係を示している。エンジン回転数が大きいほど、このＲ／Ｌ開度相当のグリップ位置も大きくなる。他方、減速走行であるか否かは、グリップ位置を、エンジン回転数に応じて設定された減速判定閾値と比較することによって判定され、グリップ位置が減速判定閾値以下であれば減速走行中であると判定される。但し、エンジン回転数が所定値未満であるときには、この減速判定閾値が横軸上の全閉位置に設定され、減速走行中であると判定されることはない。エンジン回転数が所定値以上である場合には、そのエンジン回転数が大きいときほど減速判定閾値が大きくなるよう設定されている。このように、Ｒ／Ｌ開度相当のグリップ位置、及び減速判定閾値は図５（ｂ）において右上がりの推移を示すが、同じエンジン回転数に対し、減速判定閾値はＲ／Ｌ開度相当のグリップ位置よりも小さい値となっている。つまり、グリップ位置が減速判定閾値以下であるときには、一定速度での走行を可能にするためのグリップ位置を完全に下回ることから、自動二輪車１が減速走行中と判定することが理にかなったものとなる。なお、グリップ位置及びエンジン回転数が減速判定領域内にある場合において、運転者に加速要求があってグリップ位置が開き側に変化したときには、その変化直後においてグリップ位置が減速判定領域にあったとしても、これを無効として減速走行中ではないと判定するようになっていてもよい。

ステップＳ２で減速走行中であると判定されると（Ｓ２：Ｙ）、フラグがＯＦＦからＯＮに切り替わり（ステップＳ３）、減速制御が実行される（ステップＳ２０）。この減速制御においては、スロットル開度の目標値を通常制御（Ｓ１０）で設定されるものよりも大きい値に設定する処理（ステップＳ２１）、燃焼気筒数を設定する処理（ステップＳ２１）、点火時期を設定する処理（ステップＳ２２）が行われる。

図５（ａ）は、ステップＳ２１の開度設定の処理を行う際に参照される制御マップである。図５（ａ）に破線で示すように、減速制御においては、エンジン回転数に応じてスロットル開度の目標値が設定される。破線の右上がりの推移に示すとおり、エンジン回転数が大きくなるほど、スロットル開度の目標値も大きい値に設定される。なお、減速走行中にはグリップ位置が全閉位置とされることが多いが、通常制御の実行時にグリップ位置が全閉位置にあると、エンジン回転数の大小に関わらずスロットル開度の目標値がアイドル開度に設定されるため、図５（ａ）の横軸上を推移することとなる。他方、減速制御の実行中には、グリップ位置に関わらずエンジン回転数が大きいときほどスロットル開度の目標値がアイドル開度に対して開き側に設定される。結果として、減速走行中であるときには、そうでないときと比べ、スロットル開度の目標値が大きい値に設定されることとなり、吸気量が多くなる。

更に、図５（ａ）には、Ｒ／Ｌ開度とエンジン回転数との関係を併せて示している（実線参照）。前述したとおり、エンジン回転数が大きいときほどＲ／Ｌ開度は大きくなるが、エンジン回転数がどのような値であっても、減速制御の実行中に設定されるスロットル開度の目標値は、Ｒ／Ｌ開度よりも小さい値に設定される。したがって、減速走行中に、グリップ位置に依存せずエンジン回転数に応じてスロットル開度の目標値を設定するに際し、減速要求が入力されているにも関わらず自動二輪車１が加速するような事態を防ぐことができる。

また、あるエンジン回転数において、所定のスロットル開度以下になると、吸気量が過少となり燃焼が不安定となって未燃ガス量が多くなりがちとなる。図５（ａ）には、このように燃焼が不安定となる領域をハッチングで示している。エンジン回転数が大きくなるほど、燃焼が不安定か否かを分けるスロットル開度も大きくなる。破線で示す減速制御の実行中に設定されるスロットル開度の目標値は、燃焼が不安定か否かを分けるスロットル開度を上回るよう設定され、ハッチングで示す燃焼不安定領域の上方を推移する。このため、減速制御の実行中に未燃ガスが発生するのを良好に抑制することができる。

図５（ｂ）は、ステップＳ２２の燃焼気筒数設定の処理を行う際に参照される制御マップである。燃焼気筒数は、減速走行中であるか否かの判定と同様、エンジン回転数及びグリップ位置に応じて決定される。図５（ｂ）には減速走行中であると判定される領域をハッチングで示しており、この減速制御領域内を点線で４つの領域に細分している。細分された各領域内に付した数字は、エンジン回転数及びグリップ位置が当該領域内にあるときの燃焼気筒数を表している。このハッチングで示す燃焼制御領域に関しては、右側且つ下側であるほどＲ／Ｌ開度相当のグリップ位置から乖離して減速の程度が大きい傾向にあり、左側且つ上側であるほどＲ／Ｌ開度相当のグリップ位置に近づいて減速の程度が小さい傾向にある。

燃焼気筒数は、そのときのエンジン回転数及びグリップ位置がこのハッチングで示す減速制御領域内のいずれに位置するのかに基づいて設定されるようになっている。エンジン回転数が大きく、グリップ位置が閉じ側にあって減速要求の程度が大きくなる傾向にあるときほど、燃焼気筒数が小さい値に設定されるようになっている。逆に、エンジン回転数が小さく、グリップ位置が開き側にあって減速要求の程度が小さくなる傾向にあるときほど、燃焼気筒数が大きい値に設定されるようになっている。

ここで、減速制御領域においては、燃焼気筒数が０に設定されないようになっている。すなわち、全ての気筒を休筒させることはせず、燃焼対象の気筒を必ず１以上存在させるようになっている。なお、図示しないが、点火時期はこの燃焼気筒数、及びその他の走行状態に応じて設定される。

図４に戻り、このように減速制御が実行されると、フラグがＯＮのままで処理が終了する。そして、フラグがＯＮと判定され（Ｓ１：Ｙ）、さらに減速走行が継続していると判定されると（Ｓ４：Ｙ）、この減速制御（Ｓ２０）が継続して実行されることとなる。

フラグがＯＮと判定され（Ｓ１：Ｙ）、減速走行を脱したと判定されると（Ｓ４：Ｎ）、復帰制御（ステップＳ３０）が実行される。この復帰制御は、後に図８を参照して具体的に説明するが、減速制御（Ｓ２０）の実行において設定されたスロットル開度、燃焼気筒数及び点火時期の目標値を、減速走行を脱しても通常制御で設定されるべきものに急激に変更するのではなく、過渡的に変更するために実行される。つまり、減速制御を終了して通常制御が再開されるまでの間、ステップＳ３０においてスロットル開度、燃焼気筒数及び点火時期の目標値が設定される。

ステップＳ３０で各目標値が演算されると、復帰が完了したか否かが判定され（ステップＳ３１）、復帰が完了していなければ（Ｓ３１：Ｎ）、処理がそのまま終了する。このため、次の制御周期では、ステップＳ１からステップＳ４を経てステップＳ３０に進み、復帰制御が継続して実行される。復帰が完了したと判定されると（Ｓ３１：Ｙ）、フラグがＯＦＦに切り替えられ（ステップＳ３２）、処理が終了する。このため、次の制御周期では、ステップＳ１からステップＳ２を経てステップＳ１０に進み、通常制御が再開される。

以下、図６乃至図８を参照して、かかる処理を実行する場合における、グリップ位置、スロットル開度、燃焼気筒数、点火時期、発生トルク、エンジン回転数及び未燃ガス量の経時変化について説明する。図６は、スロットルグリップ７にごく一般的な減速要求が入力された場合、すなわちグリップ位置が全閉位置まで変化した場合の経時変化を示し、図７は、減速要求が入力されたもののグリップ位置が全閉位置よりも僅かに開き側の所定位置までしか変化しなかった場合の経時変化を示し、図８は、減速要求の入力後直ぐに加速要求の入力があった場合の経時変化を示している。

また、図６乃至図８には、本実施形態における経時変化を実線で示し、その従来の形態における経時変化を点線で示している。ここでは、本実施形態と比較する従来の形態として、スロットル開度の目標値が減速走行中であるか否かに関わらずグリップ位置に比例して設定され、スロットル開度が閉じ側に変化していてアイドル開度に達したときに、全ての気筒の燃焼をカットする制御を実行し、点火時期が減速走行中であるか否かに関わらず一定の通常クランク角に設定される場合を想定する。

図６を参照すると、時点ｔ１から時点ｔ３の間に、運転者に減速要求があってグリップ位置が全開位置から全閉位置へと閉じ側に変化し、その後グリップ位置は全閉位置のまま変化していない。この場合、従来の形態においては、スロットル開度がグリップ位置の変化に比例して全開からアイドル開度へと変化し（時点ｔ１〜時点ｔ３）、その後アイドル開度のまま変化しない（時点ｔ３以降）。この場合、時点ｔ３の直後は、吸気量が時点ｔ１から時点ｔ３までの短期間に急激に減少したことから、多くの未燃ガスが発生する。

また、アイドル開度に達した時点ｔ３において燃料カット制御が実行され、燃焼気筒数が０となる。これにより、エンジン１２の出力（発生トルク）が急低下する。ここで、発生トルクに関し、「Ｒ／Ｌトルク」とは、通常平坦路面上を一定速度で走行可能とする発生トルクであり、発生トルクがＲ／Ｌトルクを下回る場合において、Ｒ／Ｌトルクとの差分が大きくなるときほど、エンジンブレーキ力が大きくなる。従来の形態においては、燃焼気筒数が０となるため、発生トルクがＲ／Ｌトルクを大きく下回り、大きなエンジンブレーキ力が作用する。

その後、所定の燃料カット制御の終了条件を満たすと、全ての気筒が燃焼していない状態から全ての気筒が燃焼する状態に復帰する（時点ｔ５）。これにより、発生トルクが急上昇する。すなわち、エンジンブレーキ力が急に軽減される。また、燃料噴射量も急激に増加することから、多くの未燃ガスが発生する。

これに対し、本実施形態においては、時点ｔ１から時点ｔ３の間にグリップ位置が変化する過程で、そのグリップ位置が減速判定閾値を下回り、減速制御が開始する（時点ｔ２）。減速制御が開始されると、スロットル開度は、グリップ位置の閉じ側への変化とは関係なくエンジン回転数に応じて設定され、通常制御において設定されるべき開度（すなわち、従来の形態で設定される開度）よりも大きい値をとる（時点ｔ２参照）。しかも、このスロットル開度は、エンジン回転数との関係から定まる燃焼不安定領域（図５（ａ）参照）外に設定される。よって、グリップ位置が全閉位置に達した時点ｔ３直後においても、気筒に吸入される新気量が確保され、未燃ガスが発生するのを抑制することができる。

そして、減速制御が開始してからグリップ開度の閉じ側への変更が終了するまでの間に（時点ｔ２〜時点ｔ３）、点火時期が、通常クランク角から、燃焼を行わせる上で許容されるクランク角のうちの最遅角へと変更される。そして、点火時期が最遅角に設定されると、燃焼気筒数をグリップ位置とエンジン回転数に応じて設定する。この例示においては、グリップ位置が全閉位置に達しているため、燃焼気筒数は設定範囲のうち最小の値となる１つとなっている。但し、本実施形態においては、減速制御中の燃焼気筒数が０に設定されないようにしている。このため、発生トルクの落ち込みが軽減され、エンジンブレーキ力を緩和することができる。しかも、このように燃焼気筒数が減じられた直後に、点火時期を進角側に変更するようにしている。このため、燃焼気筒数を減じたときの発生トルクの落ち込みが更に軽減され、エンジンブレーキ力の緩和効果が向上する。

減速制御の実行中のスロットル開度は、通常制御や従来の形態と比べ開き側に設定されてはいるものの、減速前と比べると閉じ側にあることから、エンジン回転数は次第に小さくなっていく。かかる変化をするエンジン回転数に応じて、燃焼気筒数は経時的に１つずつ増加していく（時点ｔ４，ｔ６，ｔ７）。このようにして気筒の燃焼が復帰するため、従来の形態のように、発生トルクの急上昇を避けることができる。しかも、点火時期は、エンジン回転数が小さくなっていく過程で進角側に変更していき、燃焼気筒数が増加した時点で最遅角に設定される。つまり、１つずつ燃焼気筒数を復帰させても発生トルクの上昇そのものは生じ得るが、これを緩和すべく点火時期が最遅角に設定される。これにより、燃焼気筒数を増加していく過程で発生トルクを滑らかに推移させることができる。

また、エンジン回転数及びグリップ位置に基づいて図５（ｂ）に示す減速制御領域を脱すると、復帰制御が開始される。この復帰制御では、減速制御によって減少した燃焼気筒数を、全気筒数である４つに過渡的且つ速やかに復帰させる。この例示では、減速制御領域を脱するときに燃焼気筒数が４つまで増加しているため、この復帰制御が実行されることなく通常制御へと移行する。

図７を参照すると、時点ｔ１１から時点ｔ３の間に、運転者に減速要求があってグリップ位置が全閉位置から閉じ側に変化するものの、全閉位置には達していない。その後、グリップ位置は、この閉じ側の所定位置のままで変化していない。この場合、従来の形態においては、図６の例示と同様、スロットル開度がグリップ位置の変化に比例して閉じ側に変化するため、多くの未燃ガスが発生することとなる。また、グリップ位置が全閉位置に達していないことから、燃焼気筒数は全気筒数の４つのままで推移し、点火時期が変更されることもない。

これに対し、本実施形態においては、減速要求によるグリップ位置の変化の過程で、そのグリップ位置が減速判定閾値を下回り、減速制御が開始する（時点ｔ２）。そして、図６の例示と同様、スロットル開度は、通常制御及び従来の形態において設定されるべき開度に対して大きい値をとる（時点ｔ２以降参照）。このスロットル開度は燃焼不安定領域外に設定されることから、減速制御の実行中には未燃ガスの発生を抑えることができる。

なお、減速制御が開始するとグリップ開度の閉じ側への変更が終了するまでの間に、点火時期が通常クランク角から最遅角へと変更され、点火時期が最遅角に設定されると、燃焼気筒数をグリップ位置とエンジン回転数に応じて設定する。この例示においては、グリップ位置が全閉位置まで達していないため、燃焼気筒数が図６の例示よりも多い２つに設定されている。このように、減速要求が大きくない場合には、燃焼気筒数の減少を抑えることにより、その要求を反映させることができるとともに過剰なエンジンブレーキ力の発生を抑制することができる。

そして、図６の例示と同様にして、エンジン回転数が経時的に小さくなるため、燃焼気筒数が経時的に１つずつ増加していき（時点ｔ１４，ｔ１５参照）、点火時期はエンジン回転数が小さくなっていく過程で進角側に変更していき、燃焼気筒数が増加した時点で最遅角まで変更されるようになっており、発生トルクを滑らかに推移させることができる。また、図７の例示においても、エンジン回転数及びグリップ位置が減速制御領域を脱したときには、燃焼気筒数が４つまで増加しているため、復帰制御が実行されることなく通常制御へと移行する。

このように、本実施形態においては、グリップ位置によらず、走行状態がＲ／Ｌ開度との関係から導出した減速制御領域内にあるか否かに基づいて自動二輪車１が減速走行中であるか否かを判定し、減速走行中であると判定すると、スロットル開度を通常制御で設定されるべき開度よりも大きくしている。このため、余分な未燃ガスの発生を良好に抑制することができる。

図８を参照すると、時点ｔ２１から時点ｔ２３の間に、運転者に減速要求があってグリップ位置が全開位置から全閉位置へと閉じ側に変化し、その後時点ｔ２７まではグリップ位置が全閉位置のままで推移し、時点ｔ２７から時点ｔ２９の間に運転者に加速要求があってグリップ位置が全閉位置から全開位置へと開き側に変化している。この場合、従来の形態においては、図６の例示と同様、スロットル開度がグリップ位置の変化に比例して変化し、グリップ位置が全閉位置に達した時点で燃焼気筒数が全気筒数の４つから０へと変更され、その後所定の復帰条件を満たして燃焼気筒数が０から４つへと変更される。点火時期は通常クランク角のままで推移する。このため、スロットル開度が全閉位置に達した直後に多量の未燃ガスが発生するとともに過大なエンジンブレーキ力が作用し、燃焼気筒数が４つに復帰した直後に多量の未燃ガスが発生するとともに発生トルクが急上昇する。

これに対し、本実施形態においては、減速要求の入力が開始された時点ｔ２１から加速要求の入力が開始された時点ｔ２６までの間は、図６の例示と同様の推移を示し、従来の形態と比べて同様の顕著な作用効果を奏する。

他方、この加速要求の入力が開始された時点ｔ２６において、燃焼気筒数は２となっており、全気筒数の４つまで増加していない。このため、時点ｔ２６以降では復帰制御が実行される。

この復帰制御においては、まず、点火時期を速やかに通常クランク角まで進角させる。なお、この進角速度はグリップ位置の変化速度（すなわち運転者からの加速要求の程度）に応じて設定されてもよいし、予め定めた一定値であってもよい。点火時期が通常クランク角まで進角すると、燃焼気筒数を１つ増加させるとともに、点火時期を所定のクランク角へと遅角するよう変化させる（時点ｔ２７）。このときの点火時期の遅角量も、グリップ位置の変化速度に応じて設定されてもよいし、予め定めた一定値であってもよい。その後は、燃焼気筒数が４つに復帰するまで、同様の制御を繰り返す。ここでは、時点ｔ２７において燃焼気筒数が３つに設定されるため、時点ｔ２７以降に点火時期を通常クランク角まで進角させ、通常クランク角になると、燃焼気筒数を４つに復帰させる（時点ｔ２８）。燃焼気筒数が４つに設定されると、復帰制御を完了したとして通常制御へ移行する（時点ｔ２８以降）。

このような復帰制御を行うことにより、減速制御の実行によって燃焼気筒数が減少していても、加速要求に応じて発生トルクを滑らかに上昇させることができるようになり、ドライバビリティを確保することができる。

これまで本発明の実施形態について説明したが、上記構成は本発明の範囲内で適宜変更可能である。

例えば、減速制御中のスロットル開度をエンジン回転数に応じて可変に設定するとしたが、一定値に設定してもよい。また、減速制御中のスロットル開度、燃焼気筒数及び点火時期は、ギヤ位置に応じて設定されるようにしてもよい。

また、吸気量を調整するための装置として、単体のスロットル弁の開度が電子的に調整される形態を例示したが、必ずしもこのような構成に限られない。スロットルグリップに機械的に連結されてグリップ位置に応じて機械的に開度を変更するスロットル弁を備え、このスロットル弁に電子制御によって吸気量を調節可能とした弁装置を附設してもよい。

なお、本発明に係るエンジン制御装置は、並列４気筒エンジンに限らず、他の形態の多気筒エンジンを制御するための装置として広く適用可能である。また、本発明に係るエンジン制御装置によって制御されるエンジンは、自動二輪車に搭載されるものに限らず、その他の乗物に搭載されていてもよい。

本発明は、未燃ガス発生の抑制とエンジンブレーキ力の緩和とを両立することができるという顕著な作用効果を奏し、自動二輪車等の乗物に搭載されたエンジンを制御するための装置として広く利用可能であり、特にエンジンブレーキ力が作用したときの車体への影響が大きくなりがちな騎乗型乗物に対して好適に適用することができる。

１ 自動二輪車
７ スロットルグリップ
１２ エンジン
１９ 電子制御ユニット
２２ スロットル弁
２３ バルブアクチュエータ
２４ 燃料噴射装置
２５ 点火装置

Claims (8)

1. 減速走行中のエンジンの動作を制御するエンジン制御装置であって、
   減速走行中であると判断すると、エンジンに供給される吸気量を出力要求に応じて通常設定される通常吸気量よりも多い減速時吸気量に設定し、且つ燃料供給が行われる燃焼気筒数を１以上存在させるようにしつつ走行状態に応じて燃焼気筒数を設定することを特徴とするエンジン制御装置。
2. 前記減速時吸気量がエンジン回転数に応じて設定され、
   エンジン回転数が大であるほど前記減速時吸気量が大であ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. 前記燃焼気筒数がエンジン回転数に応じて設定され、
   第１のエンジン回転数に応じて設定される燃焼気筒数が、前記第１のエンジン回転数よりも小さい第２のエンジン回転数に応じて設定される燃焼気筒数より、小である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. 前記燃焼気筒数が出力要求に応じて設定され、
   第１の出力要求に応じて設定される燃焼気筒数が、前記第１の出力要求よりも大きい第２の出力要求に応じて設定される燃焼気筒数より、小であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
5. 前記減速時吸気量及び前記燃焼気筒数がギヤ位置に応じて設定されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
6. 前記燃焼気筒数と走行状態とに応じて点火時期が設定変更されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。
7. 前記燃焼気筒数が増加すると同時に前記点火時期を遅らせることを特徴とする請求項６に記載のエンジン制御装置。
8. 減速走行の開始直後に設定された前記燃焼気筒数を、経時的に１つずつ増加させることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のエンジン制御装置。

Images