JP2011256878A - 鞍乗型車両用の駆動力制御装置、その制御方法、および鞍乗型車両 - Google Patents

Abstract

【課題】ノイズ等による車両の挙動変化を抑制できる機能を備えた自動二輪車用のエンジン（駆動力）制御装置を提供することにある。
【解決手段】燃料の噴射・点火、及びスロットル弁の電子制御を行なう制御ＣＰＵ１１と、エンジン制御装置１０の異常を検出する異常検出部１２とを備え、異常検出部１２は、所定の異常検出周期でエンジン制御装置１０の異常を検出し、異常が検出されたとき、該エンジン制御装置１０の一次異常処理が実行され、異常が検出されなかったときは、一次異常処理が解除されて、エンジン制御装置１０の正常時の電子制御が実行されるとともに、異常検出部１２で検出された異常検出信号が、所定の異常判定期間を経過しても継続しているとき、一次異常処理が二次異常処理に移行される。そして、前の異常検出周期で前記異常が検出されて一次異常処理が実行されている場合において、当該前の異常検出周期の次の異常検出周期で異常が検出されなかったときは一次異常処理が解除されて、正常時の電子制御が実行される。
【選択図】図４

Description

本発明は、エンジン等の駆動源による駆動力を制御する駆動力制御装置、及びその制御方法に関し、特に、駆動力制御装置の異常を検出する機能を備えた鞍乗型車両用の駆動力制御装置、及びその制御方法に関する。

電子スロットル弁は、電子制御によってスロットル弁の開度を制御し、エンジン（内燃機関）の吸気量を調整するため、低排気ガス、低燃費が実現でき、一部の乗用車では既に採用され始めている。

これに対し、電子スロットル弁を自動二輪車に採用するに当たっては、スロットル弁の開度を制御する駆動モータを、吸気通路に配設された燃料噴射弁との干渉を回避しつつ、コンパクトに配置しなければならない。それ故に、自動二輪車に搭載可能なコンパクトな電子スロットル制御装置が、特許文献１等に提案されてはいるものの、このような自動二輪車固有の制約があるために、未だ採用には至っていない。

ところで、この電子スロットル弁では、制御システムに何らかの異常が発生した場合に、電子モータによるスロットル弁の駆動を遮断し、スプリングの付勢力によってスロットル弁を全閉方向に戻すような機能が備えられている（例えば、特許文献２等を参照）。

このような機能を実行するためには、電子スロットル弁の制御システムに異常が発生したことを検出する手段が必要である。例えば、スロットル弁の開度は、スロットルセンサで検出されるが、このスロットルセンサの異常出力を検出するために、スロットルセンサの信号を常に監視していなければならない。

ところで、スロットルセンサは正常であっても、ノイズ等によって瞬間的な異常信号が出力されると、実際には、すぐに正常状態に復帰しているにもかかわらず、異常と判定されてしまうことがある。

このような瞬間的な異常信号の検出を排除するために、異常判定にノイズ等の信号幅よりも長い判定ディレー時間を持たせ、異常出力がこの判定ディレー時間継続したときに、最終的に異常と判定する方法が考えられる。

しかしながら、この方法だと、制御システムが本当に異常になった場合でも、判定ディレー時間が経過するまでは、異常出力に基づくスロットル弁の制御が続行されてしまい、特に、鞍乗型車両に適用した場合は、車両の挙動変化が大きくなるおそれがある。

このような問題を解決する方法として、スロットルセンサの異常を検出したとき、スロットル開度の制御量を所定値に設定（仮異常時制御）し、判定ディレー時間が経過してもセンサ異常を検出し続けているとき、スロットル制御を停止する技術が特許文献３に記載されている。

この方法によれば、センサ異常を検出してスロットル制御を停止するまでに判定ディレー時間を持たせているので、ノイズ等による瞬間的な異常信号による異常検出を排除することができるとともに、判定ディレー時間中は、スロットル開度の制御量を所定量に固定するため、スロットルセンサの瞬間的な異常出力に基づくスロットル弁の制御を回避することができる。

特開２００２−２５６８９５号公報 特開２００３−２０１８６６号公報 特開平１０−２３８３８９号公報

上記の特許文献３に記載された方法は、電子スロットルシステム信頼性を向上できるという点では優れているが、仮異常時において、スロットル制御の停止とは異なる制御（スロットル開度の制御量を所定値に固定）を判定ディレー時間の間行うため、たとえノイズであっても車両の挙動が変化するおそれがある。しかも、その後正常であると判定されると制御を通常状態に復帰させるため、その際も車両の挙動が変化するおそれがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、ノイズ等による車両の挙動変化を抑制できる鞍乗型車両（自動二輪車）用の駆動力制御装置を提供することを目的とする。

本発明の鞍乗型車両用の駆動力制御装置は、駆動源と、該駆動源による駆動力を制御する駆動力制御装置の異常を検出する異常検出部とを備えた駆動力制御装置であって、異常検出部は、所定の異常検出周期で、駆動力制御装置の異常を検出し、異常検出部で、駆動力制御装置の異常が検出されたとき、該駆動力制御装置の一次異常処理が実行され、異常が検出されなかったときは、一次異常処理が解除されて、駆動力制御装置の正常時の電子制御が実行されるとともに、異常検出部で検出された異常検出信号が、所定の異常判定期間を経過しても継続しているとき、一次異常処理が二次異常処理に移行されることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、上記所定の異常検出周期は、所定の異常判定期間の１／２０以下である。

ある好適な実施形態において、上記駆動源は、エンジン、モータ、またはトランスミッションである。

ある好適な実施形態において、上記一次異常処理は、二次異常処理と同一の処理を含む。

本発明の鞍乗型車両用の駆動力制御装置の制御方法は、車両に搭載された駆動源による駆動力を制御する駆動力制御装置の制御方法であって、駆動力制御装置の異常を所定の異常検出周期で検出し、駆動力制御装置の異常を検出したとき、該駆動力制御装置の一次異常処理を実行し、異常が検出されなかったとき、一次異常処理を解除して、駆動力制御装置の正常時の制御を実行するとともに、検出された異常検出信号が、所定の異常判定期間を経過しても継続しているとき、一次異常処理を二次異常処理に移行することを特徴とする。

ある好適な実施形態において、上記駆動源は、エンジン、モータ、またはトランスミッションである。

本発明の鞍乗型車両用は、上記の鞍乗型車両用の駆動力制御装置が搭載されたことを特徴とする。

本発明に係る鞍乗型車両用の駆動力制御装置は、所定の異常検出周期で、駆動力制御装置の異常を検出し、異常が検出されたときは、一次異常処理が実行され、異常が検出されなかったときは、一次異常処理が解除されて、正常時の制御が実行されるので、ノイズ等による異常検出を排除することができる。しかも、異常検出信号が、所定の異常判定期間を経過しても継続しているとき、一次異常処理が二次異常処理に移行されるので、異常出力に基づくエンジン制御装置の制御も回避することができる。これにより、車両の挙動変化が抑制され、エンジン制御装置の信頼性を向上できる。

本発明の実施形態における自動二輪車用のエンジン制御装置の基本的な構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態における異常検出信号、一次異常信号、通常（正常時）制御信号、及び二次異常信号の一例を示した図である。 本発明の実施形態における異常検出信号、一次異常信号、通常（正常時）制御信号、及び二次異常信号の一例を示した図である。 本発明の実施形態のフローチャートを示す。 本発明の実施形態における電子スロットル機構の構成を示した図である。 本発明における自動二輪車用エンジン制御装置を搭載した自動二輪車の構成を示した図である。

以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。

車両に搭載される駆動源は、エンジン、モータ、トランスミッションなどが含まれるが、本実施形態では、エンジンをその代表例として、以下説明する。

図１は、本発明の実施形態における自動二輪車用のエンジン制御装置１０の基本的な構成を示すブロック図である。

図１に示すように、エンジン制御装置１０は、エンジンの噴射・点火制御、及びスロットル弁の制御を行なう制御ＣＰＵ（Central Processing Unit（中央演算装置））１１と、エンジン制御装置１０の異常を検出する異常検出部１２を備えている。

制御ＣＰＵ１１には、スロットル位置センサ２１、アクセル位置センサ２２、エンジン回転数センサ２３、速度センサ２４、及び水温センサ２５等のセンサ信号が入力され、エンジン制御に必要な燃料噴射量、点火時期、スロットル弁の開度等の演算を行い、これらの制御信号を出力する。制御信号は、スロットル弁（不図示）の駆動モータ３１を制御する駆動回路１６、燃料噴射弁３２、及び点火プラグ３３を駆動する駆動回路１７にそれぞれ入力され、所定の電子制御を実行する。

異常検出部１２は、所定の異常検出周期（例えば１ｍｓの周期）で、エンジン制御装置１０の異常を繰り返し検出する。そして、エンジン制御装置１０に異常が検出されたとき、一次異常処理部１４にフェール信号が出力され、その信号を受けて、一次異常処理部１４は、スロットル弁の駆動遮断（一次異常処理）を実行する。また、エンジン制御装置１０に異常が検出されなかったときは、エンジン制御装置１０の正常時の電子制御が実行される。

なお、前の周期で異常が検出され、一次異常処理が実行されている場合、次の周期で異常が検出されなかったときは、一次異常処理が解除され、正常時の電子制御が実行されるが、１ｍｓ程度の早い周期での切り替えなので、ライダに車両の挙動変化を感じさせることはない。

ここで、一次異常処理として、スロットル弁の駆動遮断を一例に挙げたが、他の処理、例えば、燃料噴射量の減少、点火時期の遅角等の処理を実行してもよい。

異常検出部１２で検出された異常検出信号が、所定の異常判定期間（例えば、２０ｍｓ）を経過しても継続していた場合には、エンジン制御装置１０に異常が発生していると判断し、それまで実行されていた一次異常処理は、二次異常処理に移行される。

この二次異常処理は、本来の異常発生時の処理に相当するもので、スロットル弁の駆動遮断等により実行される。なお、一次異常処理として、スロットル弁の駆動遮断が実行されていた場合には、引き続き、その処理を継続することになる。

また、異常検出信号が所定の異常判定期間を経過しても継続しているかどうかの判定は異常検出部１２からの異常検出信号をカウンター１３でカウントすることにより行なうことができる。

ここで、異常検出部１２が行なう異常検出は、エンジン制御装置１０を構成するＣＰＵ等の各部品や、各センサ信号（配線の断線・ショート等も含む）以外に、エンジン制御装置１０以外の異常、例えば、スロットル弁の駆動モータ３１、燃料噴射弁３２、点火プラグ３３等の異常も対象に含むことができる。

本実施形態において、エンジン制御装置１０の異常を検出する異常検出周期、及び本来の異常が発生しているかどうかを判定する異常判定期間は、特に限定されないが、異常検出期間は、一次異常処理の切換えが起きても車両挙動に変化を感じさせない程度の短い周期、また、異常判定期間は、ノイズ等による検出を排除できる程度の長い期間に設定することが好ましい。例えば、異常検出周期は、異常判定期間の１／２０以下であることが好ましい。

なお、本発明におけるエンジン制御装置１０の構成は、図１に示したようなハードウエハ構成に必ずしも限定されない。例えば、一次異常処理部１４及び二次異常処理部１５は、制御ＣＰＵ１１と別構成にしているが、制御ＣＰＵ１１内で、所定のプログラムにより実行されてもよい。また、異常検出部１２も独立した構成にしているが、制御ＣＰＵ１１内で異常検出の制御を行なってもよい。

以上説明した本実施形態によれば、所定の異常検出周期で、エンジン制御装置の異常を検出し、異常が検出されたときは、一次異常処理が実行され、異常が検出されなかったときは、一次異常処理が解除されて、正常時の電子制御が実行されるので、ノイズ等による異常検出を排除することができる。しかも、異常検出信号が、所定の異常判定期間を経過しても継続しているとき、一次異常処理が二次異常処理に移行されるので、異常出力に基づくエンジン制御装置の制御も回避することができる。これにより、車両の挙動変化が抑制され、エンジン制御装置の信頼性を向上できる。

なお、本実施形態では、エンジン制御装置１０の例を用いて、本発明に係る駆動力制御装置、及びその制御方法を説明したが、エンジン以外の駆動源（例えば、モータ、トランスミッション等）における駆動力制御装置に対しても、本発明の効果を奏することは言うまでもない。

図２及び図３は、本実施形態における異常検出信号、一次異常信号、通常（正常時）制御信号、及び二次異常信号の一例を示した図である。

エンジン制御装置１０の異常は、異常検出部１２で、所定の異常検出周期（例えば１ｍｓの周期）で繰り返し検出され、異常が検出されたとき、一次異常検出信号（フェール信号）を出力する。この信号を受けて、一次異常処理部１４は、一次異常信号を出力し、この信号に基づいて、一次異常処理（例えば、スロットル弁の駆動遮断）が実行される。また、エンジン制御装置１０に異常が検出されなかったときは、通常（正常時）制御信号を出力し、この信号を制御ＣＰＵ１１が受けて、エンジン制御装置１０の正常時の電子制御が実行される。すなわち、異常検出信号の「０」か「１」に対応して、一次異常信号か通常制御信号のどちらかが出力され、これらの信号により、エンジン制御装置１０は、一次異常処理か通常（正常時）の電子制御のいずれかが実行される。

図２に示す例では、異常検出信号が、所定の異常判定期間（例えば、２０ｍｓ）を経過しても継続していないので、エンジン制御装置１０には異常が発生していないと判断し、二次異常信号は出力されず、二次異常処理は実行されない。

これに対し、図３に示す例では、異常検出信号が、所定の異常判定期間を経過しても継続しているので、エンジン制御装置１０は異常が発生していると判断し、異常判定期間の経過後、二次異常信号が出力され、その結果、エンジン制御装置１０は、二次異常処理が実行される。

図４は、本実施形態のフローチャートを示す。通常制御が実行されているエンジン制御装置１０に対して（ステップＳ１０１）、エンジン制御装置１０に異常が検出されているか否かを判断する（ステップＳ１０２）。エンジン制御装置１０に異常が検出された場合、一次異常処理が実行される（ステップＳ１０３）。このとき、一次異常信号（ＦＡ１）は、異常を意味する「１」にセットされる。

一方、エンジン制御装置１０に異常が検出されなかった場合、一次異常信号（ＦＡ１）は、正常を意味する「０」にセットされ（ステップＳ１０５）、通常（正常時）制御が継続される（ステップＳ１０１）。なお、前の周期でＦＡ１＝１（異常検出）とセットされ、一次異常処理が実行されている場合、一次異常処理を解除するリセット信号も併せ出力される。

エンジン制御装置１０に異常が検出された場合は、ステップＳ１０４で、異常検出信号（ＦＡ１）をカウンター１３でカウントし、ＦＡ１が所定のカウント数（例えば、２０以上）になったか否かを判断し（ステップＳ１０６）、所定のカウント数に達していれば、二次異常処理を実行する（Ｓ１０７）。また、所定のカウント数に達していなければ、Ｓ１０２に戻り、異常検出の有無を判断する。

ステップＳ１０１〜Ｓ１０６のルーチンは、異常検出周期（例えば、１ｍｓの周期）で繰り返し実行されるので、ステップＳ１０６で行なうＦＡ１が所定のカンウト数に達したということは、異常検出信号が、所定の異常判定期間（例えば、２０ｍｓ）を経過しても継続していることを意味する。故に、この場合は、エンジン制御装置１０は異常が発生していると判断し、エンジン制御装置１０は、二次異常処理が実行されることになる。

以上のようなステップで処理を実行することにより、ノイズ等による異常検出を排除することができ、しかも、異常出力に基づくエンジン制御装置の制御を回避しつつ、最終的に異常と判定されても、車両の挙動変化が抑制され、エンジン制御装置の信頼性を向上できる。

図５は、自動二輪車に搭載される電子スロットル機構の構成を示した図である。スロットルボディ４０は円筒状をなしており、スロットル弁４１は、全てのスロットルボディ４０を貫通するように配置された１本の共通の弁軸４２に固定されている。駆動モータ４３は、その回転軸が弁軸４２と並行になるように配置され、駆動モータ４３の回転を複数のギア４４を介して、弁軸４２を回転駆動するように構成されている。

図６は、本実施形態の自動二輪車用のエンジン制御装置１０を搭載した自動二輪車２００の構成を示した図である。タンクレール２０１の上部に燃料タンク２０２が設けられ、下部にはエンジンユニット２０３が配設されている。エンジンユニット２０３は、水冷式４サイクル並列４気筒の動力源として機能するものであり、エンジン制御装置（不図示）は、シート２０５の下に装備されている。

以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。なお、上記実施形態における自動二輪車とは、モーターサイクルの意味であり、原動機付自転車（モーターバイク）、スクータを含み、具体的には、車体を傾動させて旋回可能な車両のことをいう。したがって、前輪および後輪の少なくとも一方を２輪以上にして、タイヤの数のカウントで三輪車・四輪車（またはそれ以上）としても、それは「自動二輪車」に含まれ得る。また、自動二輪車に限らず、本発明の効果を利用できる他の車両にも適用でき、例えば、自動二輪車以外に、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））やスノーモービルを含む、いわゆる鞍乗型車両に適用することができる。

また、車両に搭載される駆動源は、エンジン、モータ、トランスミッションなどがあるが、駆動力を伝える経路内で制御される装置、例えばクラッチ等も含まれる。

本発明によれば、ノイズ等による車両の挙動変化を抑制できる機能を備えた鞍乗型車両（自動二輪車）用の駆動力制御装置を提供することができる。

１０ エンジン（駆動力）制御装置
１１ 制御ＣＰＵ
１２ 異常検出部
１３ カウンター
１４ 一次異常処理部
１５ 二次異常処理部
１６、１７ 駆動回路
２１ スロットル位置センサ
２２ アクセル位置センサ
２３ エンジン回転数センサ
２４ 速度センサ
２５ 水温センサ
３１ 駆動モータ
３２ 燃料噴射弁
３３ 点火プラグ
４０ スロットルボディ
４１ スロットル弁
４２ 弁軸
４３ 駆動モータ
２００ 自動二輪車
２０１ タンクレール
２０２ 燃料タンク
２０３ エンジンユニット

Claims (7)

1. 駆動源と、
   該駆動源による駆動力を制御する駆動力制御装置の異常を検出する異常検出部とを備えた鞍乗型車両用の駆動力制御装置であって、
   前記異常検出部は、所定の異常検出周期で、前記駆動力制御装置の異常を検出し、
   前記異常検出部で、前記駆動力制御装置の異常が検出されたとき、該駆動力制御装置の一次異常処理が実行され、異常が検出されなかったときは、前記一次異常処理が解除されて、前記駆動力制御装置の正常時の電子制御が実行されるとともに、
   前記異常検出部で検出された異常検出信号が、所定の異常判定期間を経過しても継続しているとき、前記一次異常処理が二次異常処理に移行され、
   前の異常検出周期で前記異常が検出されて前記一次異常処理が実行されている場合において、当該前の異常検出周期の次の異常検出周期で前記異常が検出されなかったときは前記一次異常処理が解除されて、前記正常時の電子制御が実行されることを特徴とする、鞍乗型車両用の駆動力制御装置。
2. 前記所定の異常検出周期は、前記所定の異常判定期間の１／２０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の鞍乗型車両用の駆動力制御装置。
3. 前記駆動源は、エンジン、モータ、またはトランスミッションであることを特徴とする、請求項１または２に記載の鞍乗型車両用の駆動力制御装置。
4. 前記一次異常処理は、前記二次異常処理と同一の処理を含むことを特徴とする、請求項１から３の何れか一つに記載の鞍乗型車両用の駆動力制御装置。
5. 車両に搭載された駆動源による駆動力を制御する鞍乗型車両用の駆動力制御装置の制御方法であって、
   前記駆動力制御装置の異常を所定の異常検出周期で検出し、
   前記駆動力制御装置の異常を検出したとき、該駆動力制御装置の一次異常処理を実行し、異常が検出されなかったとき、前記一次異常処理を解除して、前記駆動力制御装置の正常時の制御を実行するとともに、
   検出された異常検出信号が、所定の異常判定期間を経過しても継続しているとき、前記一次異常処理を二次異常処理に移行し、
   前の異常検出周期で前記異常が検出されて前記一次異常処理が実行されている場合において、当該前の異常検出周期の次の異常検出周期で前記異常が検出されなかったときは前記一次異常処理が解除されて、前記正常時の電子制御が実行されることを特徴とする、鞍乗型車両用の駆動力制御装置の制御方法。
6. 前記駆動源は、エンジン、モータ、またはトランスミッションであることを特徴とする、請求項５に記載の鞍乗型車両用の駆動力制御装置の制御方法。
7. 請求項１から４の何れか一つに記載の鞍乗型車両用の駆動力制御装置が搭載された鞍乗型車両。

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