JP2018105201A - 車両、エンジンの制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】暖機運転の実行中に排出される未燃焼ガスの量を抑えることを可能とする。
【解決手段】クランクシャフトが第１角度を回転する第１間隔、第１角度未満の第２角度を回転する第２間隔および第２角度未満の第３角度を回転する第３間隔のそれぞれで、気筒に燃焼行程を実行させるエンジンと、気筒から排出された気体を浄化する触媒と、第１間隔、第２間隔および第３間隔のそれぞれで燃焼行程が発生するように気筒に燃焼行程を実行させる通常モードと、一の気筒に燃焼行程を休止させつつ他の気筒に燃焼行程を実行させる休止モードとを、実行可能なコントローラーとを備え、通常モードでは、連続する第２間隔と第３間隔との境界で一の気筒により爆発が実行され、コントローラーは、通常モードの実行前に触媒の温度を上昇させる暖機運転を休止モードにより実行する。
【選択図】図６

Description

この発明は、鞍乗型車両などの車両に搭載されるエンジンを制御する技術に関する。

特許文献１に記載の車両（自動二輪車）は、複数の気筒に順に不等間隔で燃焼行程を実行させるエンジンにより車輪を駆動する。このようなエンジンでは、例えば最短間隔で燃焼行程を実行した際に車輪のトラクションが低下しても、最大間隔で燃焼行程を実行する期間に車輪のトラクションを回復できるといった利点がある。

ちなみに、このようなエンジンを駆動源とする車両には、燃焼行程で燃焼せずに残った未燃焼ガスの排出を抑えることが求められる。そこで、未燃焼ガスの排出抑制のために、未燃焼ガスを浄化する触媒が一般に用いられている。

特開２０１４−２１１１５６号公報

しかしながら、不等間隔で燃焼行程を実行するエンジンを備えた車両では、次のような要因により、多量の未燃焼ガスが排出されるおそれがあった。つまり、最短間隔で実行される２回の燃焼行程においては、前側の燃焼行程を実行した気筒によりクランクシャフトが加速された影響を受けるため、後側の燃焼行程を実行する気筒での燃焼期間を十分確保できずに、未燃焼ガスの発生を抑えることが難しい。これに対して、暖機運転の実行中は、触媒の温度が低いために、触媒が未燃焼ガスの浄化機能を十分に発揮できず、多量の未燃焼ガスが浄化されないまま車両から排出されるおそれがあった。

この発明は、上記課題に鑑みなされたものであり、不等間隔で燃焼行程を実行するエンジンを備えた車両から、暖機運転の実行中に排出される未燃焼ガスの量を抑えることを可能とする技術の提供を目的とする。

本発明に係る車両は、複数の気筒と、複数の気筒に接続されたクランクシャフトとを有し、クランクシャフトが第１角度を回転する第１間隔、クランクシャフトが第１角度未満の第２角度を回転する第２間隔およびクランクシャフトが第２角度未満の第３角度を回転する第３間隔のそれぞれで、気筒に燃焼行程を実行させるエンジンと、複数の気筒から排出された気体を浄化する触媒と、第１間隔、第２間隔および第３間隔のそれぞれで燃焼行程が発生するように複数の気筒に順に燃焼行程を実行させる通常モードと、複数の気筒のうち一の気筒に燃焼行程を休止させつつ他の気筒に燃焼行程を実行させる休止モードとを、実行可能なコントローラーとを備え、通常モードでは、連続する第２間隔と第３間隔との境界で一の気筒により爆発が実行され、コントローラーは、通常モードの実行前に触媒の温度を上昇させる暖機運転を休止モードにより実行する。

本発明に係るエンジンの制御方法は、複数の気筒と、複数の気筒に接続されたクランクシャフトとを備え、触媒により浄化される気体を複数の気筒から排出するエンジンの制御方法であって、複数の気筒のうち一の気筒に燃焼行程を休止させつつ他の気筒に燃焼行程を実行させる休止モードにより暖機運転を実行する工程と、クランクシャフトが第１角度を回転する第１間隔、クランクシャフトが第１角度未満の第２角度を回転する第２間隔およびクランクシャフトが第２角度未満の第３角度を回転する第３間隔のそれぞれで燃焼行程が発生するように複数の気筒に順に燃焼行程を実行させる通常モードを、暖機運転の後に実行する工程とを備え、通常モードでは、連続する第２間隔と第３間隔との境界で一の気筒により爆発が実行される。

このように構成された本発明（車両、エンジンの制御方法）では、第１間隔、第２間隔および第３間隔のそれぞれで燃焼行程が発生するように複数の気筒に順に燃焼行程を実行させる通常モードと、複数の気筒のうち一の気筒に燃焼行程を休止させつつ他の気筒に燃焼行程を実行させる休止モードとが実行される（第１間隔＞第２間隔＞第３間隔）。特に、通常モードでは、連続する第２間隔と第３間隔との境界で一の気筒により爆発が実行される（ここで、第２間隔と第３間隔とが連続して発生する順序は、第２間隔、第３間隔の順序でも、第３間隔、第２間隔の順序でも構わない）。これに対して、休止モードでは、この一の気筒の燃焼行程を休止するため、最短の第３間隔が無くなる。その結果、休止モードでは、未燃焼ガスの発生量が抑えられている。そして、本発明では、かかる休止モードによって暖機運転が実行されるため、暖機運転の実行中に車両から排出される未燃焼ガスの量を抑えることが可能となっている。

ちなみに、エンジンが気筒に燃焼行程を実行させる間隔は、第１間隔、第２間隔および第３間隔の３通りに限られず、それ以上でも構わない。そこで、エンジンは、第１間隔、第２間隔および第３間隔を含む複数の間隔のそれぞれで、気筒に燃焼行程を実行させ、第３間隔は、全ての間隔の中で最も短い間隔であるように、車両を構成しても良い。

さらに、第２間隔は、全ての間隔の中で第３間隔に次いで短い間隔であるように、車両を構成しても良い。

また、通常モードでは、１回目の爆発と２回目の爆発とが第２間隔で実行され、２回目の爆発と３回目の爆発とが第３間隔で実行され、３回目の爆発と４回目の爆発とが第２間隔で実行される４回の爆発が含まれ、２回目の爆発および３回目の爆発のうちの一方が一の気筒により実行されるように、車両を構成しても良い。かかる構成によれば、休止モードでは、最短の第３間隔が無くなるため、未燃焼ガスの発生量が抑えられている。そして、かかる休止モードによって暖機運転が実行されるため、暖機運転の実行中に車両から排出される未燃焼ガスの量を抑えることが可能となっている。

また、エンジンは、複数の気筒のそれぞれに接続された吸気管および排気管を有し、各気筒では、吸気管に対して当該気筒を開閉する吸気バルブが開く期間と、排気管に対して当該気筒を開閉する排気バルブが開く期間とが部分的に重複し、２回目の爆発を実行する気筒および３回目の爆発を実行する気筒のうち、通常モードで排気バルブを閉じる際に当該気筒に接続された排気管内の圧力が高い方の気筒が、一の気筒として休止モードで燃焼行程を休止するように、車両を構成しても良い。

かかる構成では、吸気管に対して当該気筒を開閉する吸気バルブが開く期間と、排気管に対して当該気筒を開閉する排気バルブが開く期間とが部分的に重複する。そのため、この重複期間において、吸気管から気筒へ吸気する際に、排気管から気筒へ気体が逆流する場合がある。特に、排気管内の圧力が脈動してこの重複期間に高くなると、気筒に逆流する気体の量が多くなり、この気筒での燃焼が悪化する。したがって、通常モードにおいて、２回目の爆発を実行する気筒および３回目の爆発を実行する気筒のうち、排気バルブを閉じる際に排気管内の圧力が高い方の気筒では、比較的燃焼が悪い。これに対して、休止モードでは、このように燃焼が悪い気筒での燃焼行程が休止される。その結果、暖機運転の実行中に車両から排出される未燃焼ガスの量をより効果的に抑えることが可能となっている。

また、通常モードにおいて、各気筒では、吸気バルブおよび排気バルブが所定の開閉動作を実行することで、吸気バルブが開いて気体を吸引する吸入工程と、排気バルブが開いて気体を排出する排出工程とが実行される。さらに、休止モードにおいても、一の気筒では、吸気バルブおよび排気バルブが開閉動作を実行して吸入工程と排出工程とが実行されるように、車両を構成しても良い。かかる構成によれば、休止モードでは、一の気筒が吸入工程および排出工程の実行に伴って負の仕事を実行することとなる。したがって、他の気筒の仕事量が増えるため、他の気筒での燃焼が向上する。その結果、暖機運転の実行中に車両から排出される未燃焼ガスの量をより効果的に抑えることが可能となっている。

また、エンジンは、気筒が吸入する気体に燃料を供給する燃料供給部を各気筒に対して有し、コントローラーは、休止モードにおいて、一の気筒に対して設けられた燃料供給部からの燃料の供給を停止することで、一の気筒に燃焼行程を休止させるように、車両を構成しても良い。かかる構成によれば、燃料供給部の燃料供給を停止するといった簡便な制御により、一の気筒に燃焼行程を休止させることができる。

また、コントローラーは、触媒の温度が活性化温度未満である場合に、休止モードにより暖機運転を実行するように、車両を構成しても良い。かかる構成では、触媒の温度が活性化温度未満であると、暖機運転が行われる。そのため、暖機運転により触媒を暖めて、触媒の活性化を図ることができる。しかも、この暖機運転は休止モードで実行されるため、暖機運転の実行中における未燃焼ガスの排出量を抑えることが可能となっている。

また、エンジンの温度を検出する温度センサーと、触媒の温度が活性化温度以上である場合の温度センサーの検出値に相当する閾値を記憶する記憶部とをさらに備え、コントローラーは、温度センサーが閾値以上の温度を検出すると、通常モードを開始するように、車両を構成しても良い。かかる構成では、触媒が活性化してから、通常モードが開始される。そのため、通常モードの実行中に気筒から発生した未燃焼ガスを、触媒によりしっかり浄化してから車両から排出することができる。

また、コントローラーは、車両の停止中に暖機運転を開始し、車両が走行を開始すると通常モードを開始するように、車両を構成しても良い。かかる構成においても、休止モードによって暖機運転が実行されるため、暖機運転の実行中に車両から排出される未燃焼ガスの量を抑えることが可能となっている。

以上のように、本発明によれば、不等間隔で燃焼行程を実行するエンジンを備えた車両から、暖機運転の実行中に排出される未燃焼ガスの量を抑えることを可能とする。

本発明に係る車両に相当する自動二輪車の一例を示す左側面図。 図１の自動二輪車が備えるエンジンの内部構造を模式的に示す図。 図１の自動二輪車が備える電気的構成を示す図。 エンジンの各気筒が実行する４ストロークを模式的に示す図。 エンジンの各気筒が実行する４ストロークを模式的に示す図。 通常モードおよび休止モードのそれぞれでのエンジンの動作を示すタイミングチャート。 エンジンの第１制御例を示すフローチャート。 エンジンの第２制御例を示すフローチャート。

図１は本発明に係る車両に相当する自動二輪車の一例を示す左側面図である。この自動二輪車１では、前後に延設されたメインフレーム２１が設けられている。メインフレーム２１の前端部分には、ステアリングハンドル２２が左右に揺動自在に取り付けられ、ステアリングハンドル２２の下端部分を構成するフロントフォーク２２１に、前輪２３が回転自在に取り付けられている。また、メインフレーム２１の略中央部分には、シート２４が取り付けられている。このように、自動二輪車１は、乗員がシート２４に着座しつつステアリングハンドル２２を操作できる鞍乗型車両である。

メインフレーム２１の後端部分には、リアアーム２５が上下に揺動自在に取り付けられ、このリアアーム２５の後端部分に後輪２６が回転自在に取り付けられている。また、ステアリングハンドル２２とシート２３との間に配置された燃料タンク２７と、燃料タンク２７の下方に配置されたエンジン３とがそれぞれメインフレーム２１に取り付けられている。エンジン３は直列に配列された複数（４個）の気筒を備え、燃料タンク２７からの燃料供給を受けて後輪２６を駆動する。なお、燃料タンク２７とエンジン３との間では、ＥＣＵ(Electronic Control Unit)４がメインフレーム２１に取り付けられており、エンジン３の動作はＥＣＵ４により制御される。

エンジン３の後方では、エンジン３に連通するマフラー２８がメインフレーム２１に取り付けられており、エンジン３からの排気ガスはマフラー２８を介して外部へ排出される。このマフラー２８には触媒２８１が内蔵されており、マフラー２８は排気ガスを触媒２８１により浄化してから排出する。

図２は図１の自動二輪車が備えるエンジンの内部構造を模式的に示す図である。エンジン３は、上述のとおり直列に配列された４個の気筒３１を有し、吸気工程、圧縮工程、燃焼行程および排気工程を各気筒３１に実行させる４ストロークタイプのエンジンである。なお、４個の気筒３１は共通する構成を備えるため、ここでは１個の気筒３１を示しつつ説明を行う。

気筒３１の上面には、吸気ポート３１１および排気ポート３１２のそれぞれが開口する。また、エンジン３は、吸気管３２１および排気管３２２を各気筒３１に対して有し、吸気管３２１は気筒３１の吸気ポート３１１に接続され、排気管３２２は気筒３１の排気ポート３１２に接続される。さらに、エンジン３は、吸気バルブ３３１および排気バルブ３３２を各気筒３１に対して有し、吸気バルブ３３１は気筒３１の吸気ポート３１１を開閉し、排気バルブ３３２は気筒３１の排気ポート３１２を開閉する。したがって、吸気バルブ３３１が吸気ポート３１１を開くと、吸気管３２１が気筒３１内の燃焼室３１０に連通し、吸気バルブ３３１が吸気ポート３１１を閉じると、吸気管３２１と燃焼室３１０とが隔絶される。また、排気バルブ３３２が排気ポート３１２を開くと、排気管３２２が燃焼室３１０に連通し、排気バルブ３３２が排気ポート３１２を閉じると、排気管３２２と燃焼室３１０とが隔絶される。なお、各気筒３１の排気管３２２は後方に延設されており、マフラー２８（図１）に連通する。

さらに、エンジン３は、バルブ駆動部Ｍ３１を各気筒３１に対して有する。バルブ駆動部Ｍ３１は、吸気バルブ３３１および排気バルブ３３２を気筒３１に対して進退させることで、吸気ポート３１１および排気ポート３１２を開閉する。このバルブ駆動部Ｍ３１の動作によって、吸気工程では、吸気バルブ３３１が吸気ポート３１１を開きつつ排気バルブ３３２が排気ポート３１２を閉じ、圧縮工程および燃焼行程では、吸気バルブ３３１および排気バルブ３３２がそれぞれ吸気ポート３１１および排気ポート３１２を閉じ、排気工程では、吸気バルブ３３１が吸気ポート３１１を閉じつつ排気バルブ３３２が排気ポート３１２を開く。この際、バルブ駆動部Ｍ３１はバルブオーバーラップを実行する。したがって、吸気バルブ３３１は排気工程の終了前から開きはじめ、吸気バルブ３３１が吸気ポート３１１を開く期間と、排気バルブ３３２が排気ポート３１２を開く期間とは部分的に重複している。

また、エンジン３は、スロットルバルブ３４とスロットル駆動部Ｍ３４を各吸気管３２１に対して有する。スロットルバルブ３４は吸気管３２１内に配置され、スロットル駆動部Ｍ３４がスロットルバルブ３４の開度を変更することで、気筒３１の燃焼室３１０に供給されるエアーの流量を調整する。さらに、エンジン３はインジェクター３５を各吸気管３２１に対して有する。このインジェクター３５は、燃料タンク２７から供給された燃料を、吸気管３２１内に噴射する。こうして、スロットルバルブ３４を通過したエアーと、インジェクター３５から噴射された燃料とが混合された混合ガスが気筒３１の燃焼室３１０に供給される。さらに、エンジン３は、点火プラグ３６を各気筒３１に対して有し、点火プラグ３６が燃焼室３１０に供給された混合ガスに点火して、燃焼室３１０で混合ガスを爆発させる。

また、エンジン３は、ピストン３７およびコネクティングロッド３８を、各気筒３１に対して有する。ピストン３７は気筒３１内に配置され、気筒３１の内壁との間に燃焼室３１０を形成し、コネクティングロッド３８の一端がピストン３７に接続される。さらに、エンジン３はクランクシャフト３９を有し、各コネクティングロッド３８の他端がクランクシャフト３９に接続される。こうして、各ピストン３７とクランクシャフト３９とがコネクティングロッド３８により接続され、各ピストン３７の水平運動がクランクシャフト３９の回転運動に変換される。このクランクシャフト３９は、例えば特開２０１４−１０９２４８号公報に示される２プレーンタイプ（クロスプレーンタイプ）のクランクシャフトである。そのため、各気筒３１での燃焼行程は、後述するように不等間隔で実行される。

図３は図１の自動二輪車が備える電気的構成を示す図である。自動二輪車１が備えるＥＣＵ４は、例えばＣＰＵ(Central Processing Unit)やＲＡＭ(Random Access Memory)などで構成されたコンピューターであり、自動二輪車１の各部を統括的に制御する機能を担う。

具体的には、自動二輪車１には、クランクシャフト３９の回転角度θを検出するクランク角センサーＳ３９が設けられており、ＥＣＵ４はクランク角センサーＳ３９が検出する回転角度θに基づき、インジェクター３５からの燃料噴射や、点火プラグ３６による爆発のタイミングを制御する。また、ＥＣＵ４は、スロットル駆動部Ｍ３４を制御することでスロットルバルブ３４の開度を調整する。特にＥＣＵ４は、アイドリング時において、クランク角センサーＳ３９から求められるエンジン３の回転速度に基づきスロットルバルブ３４の開度を制御することで、エンジン３の回転速度を所定速度以上に維持する。

さらに、自動二輪車１には、例えばステアリングハンドル２２のグリップの近辺に設けられたスタータースイッチ２９と、エンジン３を始動させるスターターＭ３とが設けられている。そして、ＥＣＵ４は、スタータースイッチ２９が乗員により操作されたのを確認すると、スターターＭ３にエンジン３を始動させる。

また、自動二輪車１には、エンジン３の温度を検出する温度センサーＳ３が設けられており、ＥＣＵ４は温度センサーＳ３が検出する温度に基づき、エンジン３の動作を制御する。特に、ＥＣＵ４は、触媒２８１の温度が活性化温度以上である場合の温度センサーＳ３の検出温度に相当する閾温度Ｔｔｈを記憶しており、温度センサーＳ３の検出温度Ｔｄと閾温度Ｔｔｈとの比較に基づきエンジン３の動作を制御する。かかる制御については、図７を用いて後述する。

図４および図５はエンジンの各気筒が実行する４ストロークを模式的に示す図である。なお、両図においては、４個の気筒３１を区別するために異なる符号３１ａ〜３１ｄを用いている。同図に示すように、気筒３１ａ（第１気筒）、気筒３１ｂ（第２気筒）、気筒３１ｃ（第３気筒）および気筒３１ｄ（第４気筒）のそれぞれは、クランクシャフト３９が２回転（７２０°回転）する間に４ストロークを実行する。この際、気筒３１ａ〜３１ｄそれぞれの４ストロークの動作には位相差が設けられている。具体的には、気筒３１ａの動作と気筒３１ｃの動作との間には２７０°の位相差が設けられ、気筒３１ｃの動作と気筒３１ｂの動作との間には１８０°の位相差が設けられ、気筒３１ｂの動作と気筒３１ｄの動作との間には９０°の位相差が設けられ、気筒３１ｄの動作と気筒３１ａの動作との間には１８０°の位相差が設けられている。

そして、ＥＣＵ４は、気筒３１ａ〜３１ｄそれぞれの動作の位相差に対応して、気筒３１ａ、３１ｃ、３１ｂ、３１ｄの順番に点火プラグ３６による爆発を行い、燃焼行程を実行させる。つまり、気筒３１ａでは、クランクシャフト３９の回転角度θが０°（角度θ１）になるタイミングで点火プラグ３６による爆発が行われ、気筒３１ｃでは、クランクシャフト３９の回転角度θが２７０°（角度θ２）になるタイミングで点火プラグ３６による爆発が行われ、気筒３１ｂでは、クランクシャフト３９の回転角度θが４５０°（角度θ３）になるタイミングで点火プラグ３６による爆発が行われ、気筒３１ｄでは、クランクシャフト３９の回転角度θが５４０°（角度θ４）になるタイミングで点火プラグ３６による爆発が行われる。

こうして、エンジン３では、間隔Ｐ１（２７０°）、間隔Ｐ２（１８０°）および間隔Ｐ３（９０°）の３パターンの間隔のそれぞれで、気筒３１の燃焼行程が実行される。特に本実施形態では、ＥＣＵ４は、図４および図５に示した通りに気筒３１に燃焼行程を実行させる通常モードと、当該通常モードと比較して一の気筒３１に燃焼行程を休止させる休止モードとを選択的に実行する。

図６は通常モードおよび休止モードのそれぞれでのエンジンの動作を示すタイミングチャートである。同図において、横軸はクランクシャフト３９の回転角度θを表わす。同図に示すように、通常モードでは、４個の気筒３１ａ〜３１ｄのそれぞれが気筒３１ａ、３１ｃ、３１ｂ、３１ｄの順序で燃焼行程を実行する。その結果、１回の４ストロークの間に、実行間隔が間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ２の順で並ぶように（すなわち、発生するように）４個の気筒３１それぞれの燃焼行程が順に実行される（Ｐ１＞Ｐ２＞Ｐ３）。特にこの通常モードでは、間隔Ｐ２、Ｐ３が連続して発生するように気筒３１の燃焼行程が実行される。

一方、休止モードでは、通常モードと比較して、４個の気筒３１ａ〜３１ｄのうち一の気筒３１が燃焼行程を休止する。ここで、休止対象となる気筒３１は、
・通常モードにおいて間隔Ｐ１〜Ｐ３のうちの最短間隔Ｐ３を挟む２回の燃焼行程のうちの一の燃焼行程を実行すること、かつ、
・通常モードにおいて間隔Ｐ２を挟む２回の燃焼行程のうちの一の燃焼行程を実行すること、
との休止対象条件を満たす。つまり、通常モードにおいて連続して発生する間隔Ｐ２、Ｐ３の境界で爆発を実行する気筒３１がこの休止対象条件を満たす。図６の通常モードの例では、気筒３１ｂ、３１ｄがこの休止対象条件を満たすが、図６の休止モードの例では気筒３１ｄが燃焼行程を休止する休止対象気筒３１ｄとなる。

この休止対象気筒３１ｄの燃焼行程の休止は、休止対象気筒３１ｄに対するインジェクター３５からの燃料噴射をＥＣＵ４が停止することで実行される。つまり、ＥＣＵ４は、通常モードにおいてクランクシャフト３９の回転角度が角度θ４となるタイミングに応じて実行するインジェクター３５からの燃料噴射を、休止モードでは実行しない。なお、バルブ駆動部Ｍ３１は、休止モードにおいても、通常モードと同様に吸気バルブ３３１および排気バルブ３３２の開閉動作を、休止対象気筒３１ｄに対して実行する。したがって、休止モードにおいて、休止対象気筒３１ｄは、吸気工程、圧縮工程および排気工程を実行する。同様に、休止対象気筒３１は、燃料の燃焼を伴わずに燃焼室３１０を膨張させる膨張行程を、燃焼行程に代えて圧縮工程と排気工程との間に実行する。その結果、休止モードでは、間隔Ｐ１、間隔Ｐ２および間隔Ｐ３２（＝Ｐ３＋Ｐ２＝Ｐ１＞Ｐ３）のそれぞれで、休止対象気筒３１ｄ以外の気筒３１ａ、３１ｂ、３１ｃそれぞれの燃焼行程が順に実行され、最短間隔Ｐ３が無くなる。

このように、ＥＣＵ４は、通常モードおよび休止モードをエンジン３に選択的に実行させることができる。特にＥＣＵ４は、エンジン３から排出されてマフラー２８を通過する排気ガスによって触媒２８１を暖める暖機運転を、休止モードにより実行する。続いては、ＥＣＵ４によるエンジン３の制御例について説明する。

図７はエンジンの第１制御例を示すフローチャートである。同図のフローチャートは、ＥＣＵ４の制御により実行される。ステップＳ１０１では、スターターＭ３がエンジン３を始動させたかが判断される。そして、エンジン３の始動が確認されると（ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」）、温度センサーＳ３により検出されたエンジン３の温度Ｔｄが閾温度Ｔｔｈ以上であるかが判断される（ステップＳ１０２）。

温度センサーＳ３の検出温度Ｔｄが閾温度Ｔｔｈ未満である場合（ステップＳ１０２で「ＮＯ」の場合）、エンジン３が休止モードを実行する（ステップＳ１０３）。なお、休止モードによるアイドリングの間は、ＥＣＵ４がクランク角センサーＳ３９に基づきスロットルバルブ３４の開度を調整することで、エンジン３の回転速度を所定速度以上に維持する。そして、温度センサーＳ３の検出温度Ｔｄが閾温度Ｔｔｈ以上となるまで（ステップＳ１０２で「ＹＥＳ」となるまで）、ステップＳ１０２、Ｓ１０３のループが繰り返されて、エンジン３は休止モードを継続する。ちなみに、エンジン３の始動直後は、触媒２８１の温度が低くて活性化温度未満であることが多いため、休止モードが継続される傾向にある。すなわち、触媒２８１の温度を上昇させる暖機運転が休止モードにより実行される。

一方、温度センサーＳ３の検出温度Ｔｄが閾温度Ｔｔｈ以上になると（ステップＳ１０２で「ＹＥＳ」）、エンジン３は通常モードを開始する（ステップＳ１０４）。そして、エンジン３は、停止するまで（ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」となるまで）、通常モードを継続する。したがって、自動二輪車１の走行時は、エンジン３は通常モードを実行する。

以上に説明したように本実施形態では、間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３のそれぞれで燃焼行程が発生するように４個の気筒３１ａ〜３１ｄに順に燃焼行程を実行させる通常モードと、４個の気筒３１ａ〜３１ｄのうち一の休止対象気筒３１ｄに燃焼行程を休止させつつ他の気筒３１ａ〜３１ｃに燃焼行程を実行させる休止モードとが実行される。特に、通常モードでは、連続して発生する間隔Ｐ２、Ｐ３との境界で休止対象気筒３１ｄにより爆発が実行される。これに対して、休止モードでは、この休止対象気筒３１ｄの燃焼行程を休止するため、最短間隔Ｐ３が無くなる。その結果、休止モードでは、未燃焼ガスの発生量が抑えられている。そして、本実施形態では、かかる休止モードによって暖機運転（ステップＳ１０３）が実行されるため、暖機運転の実行中に自動二輪車１のマフラー２８から排出される未燃焼ガスの量を抑えることが可能となっている。

ちなみに、エンジン３がアイドリング状態のとき、ＥＣＵ４は、クランク角センサーＳ３９から求められるエンジン３の回転速度に基づきスロットルバルブ３４の開度を制御することで、エンジン３の回転速度を所定速度以上に維持する。その際に、休止モードが実行されると、例えば通常モードでエンジン３の回転速度を所定速度以上に維持する制御を実行した場合と比較して、休止対象気筒３１ｄ以外の気筒３１ａ〜３１ｃが吸入するエアーの量が増大する。その結果、これら気筒３１ａ〜３１ｃでの燃焼が改善されて、未燃焼ガスの発生量が抑えられている。

また、触媒２８１の温度が活性化温度以上となる前に、乗員が自動二輪車１の走行を開始する場合も想定される。このような場合、ＥＣＵ４は、走行が開始してから触媒２８１の温度が活性化温度以上になるまでの期間は休止モードを実行しつつ、乗員の操作に応じてスロットルバルブ３４を開く。その結果、当該期間に通常モードを実行した場合と比較して、休止対象気筒３１ｄ以外の気筒３１ａ〜３１ｃが吸入するエアーの量が増大し、これら気筒３１ａ〜３１ｃでの燃焼が改善するため、未燃焼ガスの発生量が抑えられる。

ちなみに、本実施形態では、休止対象条件を満たす２個の気筒３１ｂ、３１ｄのうちから、休止対象となる気筒３１ｄが次のようにして予め決定されている。つまり、上述の通りエンジン３では、吸気バルブ３３１が開く期間と排気バルブ３３２が開く期間とが部分的に重複する。そのため、この重複期間において、吸気管３２１から気筒３１への吸気のために燃焼室３１０が膨張するのに伴って、排気管３２２から気筒３１へ排気ガスが逆流する場合がある。特に、排気管３２２内の圧力（気圧）が脈動してこの重複期間に高くなると、気筒３１に逆流する排気ガスの量が多くなり、この気筒３１での燃焼が悪化する。したがって、通常モードでは、休止対象条件を満たす２個の気筒３１ｂ、３１ｄのうち、排気バルブ３３２を閉じる際（換言すれば、上記の重複期間）に排気管３２２内の圧力が高い方の気筒３１では燃焼が悪い。

そこで、エンジン３に通常モードを実行させつつ排気ポート３１２近傍における排気管３２２内の圧力変動を測定する実験を予め行った結果、上記重複期間での圧力が高い方の気筒３１（ここでは、気筒３１ｄ）を休止モードで休止するように決定する。これによって、休止モードでは、比較的燃焼が悪い気筒３１ｄでの燃焼行程が休止される。その結果、ステップＳ１０３での暖機運転の実行中に自動二輪車１のマフラー２８から排出される未燃焼ガスの量をより効果的に抑えることが可能となっている。

また、休止モードにおいても通常モードと同様に、吸気バルブ３３１および排気バルブ３３２は、所定の開閉動作を休止対象気筒３１ｄに対して実行する。したがって、休止モードにおいても、休止対象気筒３１ｄは、吸気工程および排気工程を実行する。この際、気筒３１ｄは燃焼行程を実行しないため、吸気工程および排気工程のためにピストン３７を駆動するエネルギーを自らは生成せず、他の気筒３１ａ〜３１ｃが生成したエネルギーを利用して吸気工程および排気工程を実行する。このように気筒３１ｄは、吸入工程および排出工程の実行に伴って負の仕事を行う。したがって、他の気筒３１ａ〜３１ｃの仕事量が増えるため、他の気筒３１ａ〜３１ｃでの燃焼が向上する。その結果、ステップＳ１０３での暖機運転の実行中に自動二輪車１のマフラー２８から排出される未燃焼ガスの量をより効果的に抑えることが可能となっている。

また、ＥＣＵ４は、休止モードにおいて、休止対象気筒３１ｄに対して設けられたインジェクター３５からの燃料の供給を停止することで、休止対象気筒３１ｄに燃焼行程を休止させる。つまり、インジェクター３５の燃料供給を停止するといった簡便な制御により、休止対象気筒３１ｄに燃焼行程を休止させることが可能となっている。

また、ＥＣＵ４は、触媒２８１の温度が活性化温度未満である場合に、休止モードにより暖機運転を実行する。つまり、触媒２８１の温度が活性化温度未満であると、暖機運転が行われるため、暖機運転により触媒２８１を暖めて、触媒２８１の活性化を図ることができる。しかも、この暖機運転は休止モードで実行されるため、暖機運転の実行中における未燃焼ガスの排出量を抑えることが可能となっている。

また、エンジン３の温度を検出する温度センサーＳ３が設けられ、ＥＣＵ４は、触媒２８１の温度が活性化温度以上である場合の温度センサーＳ３の検出温度に相当する閾温度Ｔｔｈを記憶する。そして、ＥＣＵ４は、温度センサーＳ３が閾温度Ｔｔｈ以上の温度を検出すると、通常モードを開始する。かかる構成では、触媒２８１が活性化してから、通常モードが開始される。そのため、通常モードの実行中に気筒３１から発生した未燃焼ガスを、触媒２８１によりしっかり浄化してから自動二輪車１のマフラー２８から排出することができる。

図８はエンジンの第２制御例を示すフローチャートである。以下では、上記実施形態との差異部分を中心に説明することとし、共通部分については相当符号を付して適宜説明を省略する。ただし、上記実施形態と共通する構成を備えることで同様の効果を奏することは言うまでもない。

第２制御例のフローは、第１制御例におけるステップＳ１０３に代えてステップＳ１０６を実行する以外は、第１制御例のフローと共通する。つまり、第２制御例では、エンジン３の始動が確認されると（ステップＳ１０１で「ＹＥＳ」）、自動二輪車１の走行が開始されたかが判断される（ステップＳ１０６）。そして、自動二輪車１の走行が開始されておらず自動二輪車１が停止している場合（ステップＳ１０６で「ＮＯ」の場合）、エンジン３が休止モードを実行する（ステップＳ１０３）。そして、自動二輪車１が走行を開始するまで（ステップＳ１０６で「ＹＥＳ」となるまで）、ステップＳ１０６、Ｓ１０３のループが繰り返されて、エンジン３は休止モードを継続する。このステップＳ１０３の休止モードによって、エンジン３の始動直後における活性化温度未満の触媒２８１を暖める暖機運転を実行できる。一方、自動二輪車１が走行を開始すると（ステップＳ１０６で「ＹＥＳ」）、エンジン３は通常モードを開始する（ステップＳ１０４）。そして、エンジン３を停止するまで（ステップＳ１０５で「ＹＥＳ」）。エンジン３は通常モードを実行する。

このように、ＥＣＵ４は、自動二輪車１の停止中に暖機運転を開始し（ステップＳ１０３）、自動二輪車１が走行を開始すると通常モードを開始する。かかる構成においても、ステップＳ１０３での休止モードによって暖機運転が実行されるため、暖機運転の実行中に自動二輪車１のマフラー２８から排出される未燃焼ガスの量を抑えることが可能となっている。

以上に説明したように本実施形態では、自動二輪車１が本発明の「車両」の一例に相当する。エンジン３が本発明の「エンジン」の一例に相当する。気筒３１が本発明の「気筒」の一例に相当する。休止対象気筒３１ｄが本発明の「一の気筒」の一例に相当する。クランクシャフト３９が本発明の「クランクシャフト」の一例に相当する。間隔Ｐ１が本発明の「第１間隔」の一例に相当し、間隔Ｐ２が本発明の「第２間隔」の一例に相当し、間隔Ｐ３が本発明の「第３間隔」の一例に相当する。間隔Ｐ１の間のクランクシャフト３９の回転角度（２７０°）が本発明の「第１角度」の一例に相当する。間隔Ｐ２の間のクランクシャフト３９の回転角度（１８０°）が本発明の「第２角度」の一例に相当する。間隔Ｐ３の間のクランクシャフト３９の回転角度（９０°）が本発明の「第３角度」の一例に相当する。触媒２８１が本発明の「触媒」の一例に相当する。ＥＣＵ４が本発明の「コントローラー」および「記憶部」それぞれの一例に相当する。ステップＳ１０３が本発明の「休止モード」の一例に相当し、ステップＳ１０４が本発明の「通常モード」の一例に相当する。吸気バルブ３３１が本発明の「吸気バルブ」の一例に相当し、排気バルブ３３２が本発明の「排気バルブ」の一例に相当する。インジェクター３５が本発明の「燃料供給部」の一例に相当する。温度センサーＳ３が本発明の「温度センサー」の一例に相当する。閾温度Ｔｔｈが本発明の「閾値」の一例に相当する。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したものに対して種々の変更を加えることが可能である。例えば、上記実施形態では、休止対象条件を満たす２個の気筒３１ｂ、３１ｄのうち、気筒３１ｄの燃焼行程を休止モードで休止させていた。しかしながら、気筒３１ｂの燃焼行程を休止モードで休止させても良い。この変形例の休止モードにおいても、最短間隔Ｐ３が無くなる。すなわち、爆発間隔が間隔Ｐ１（第１間隔）、間隔Ｐ２３（＝Ｐ２＋Ｐ３＝Ｐ１）、間隔Ｐ２（第２間隔）の順で発生するように、気筒３１ａ、３１ｃ、３１ｄそれぞれの燃焼行程が順に実行される。その結果、休止モードでは、未燃焼ガスの発生量が抑えられる。そして、かかる休止モードによって暖機運転（ステップＳ１０３）を実行することで、暖機運転の実行中に自動二輪車１のマフラー２８から排出される未燃焼ガスの量を抑えることが可能となる。

また、休止モードおよび通常モードのいずれを実行するかの判断基準は、上述の制御例に限られない。したがって、例えばステップＳ１０２、Ｓ１０６のいずれかの判断基準が満たされた場合（ＹＥＳの場合）に通常モードを実行し、ステップＳ１０２、Ｓ１０６の両方の判断基準が満たされない場合（ＮＯの場合）に休止モードを実行するようにしても良い。

また、図７のフローチャートにおいて、ステップＳ１０４の通常モードを開始するタイミングは、閾温度Ｔｔｈ以上のエンジン３の温度Ｔｄを検出した直後である必要は無い。したがって、閾温度Ｔｔｈ以上のエンジン３の温度Ｔｄを検出してから所定時間の経過後にステップＳ１０４の通常モードを開始しても良い。

また、図８のフローチャートにおいて、ステップＳ１０４の通常モードを開始するタイミングは、自動二輪車１の走行開始を確認した直後である必要は無い。したがって、自動二輪車１の走行開始を確認してから所定時間の経過後にステップＳ１０４の通常モードを開始しても良い。

また、インジェクター３５からの燃料噴射を停止することで気筒３１の燃焼行程を休止させていた。しかしながら、気筒３１の吸気ポート３１１を４ストロークの期間を通じて閉じることで、気筒３１の燃焼行程を休止させることもできる。

また、直列４気筒のエンジン３を例に挙げて説明したが、エンジン３での気筒３１の配列態様は直列型に限られず、例えば特開２０１４−２１１１５６号公報に記載されているようなＶ型であっても良い。また、エンジン３が有する気筒３１の個数も「４」に限られない。

また、例えば気筒３１の個数が「４」より多い場合には、エンジン３が気筒３１に燃焼行程を実行させる間隔は、間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３の３通りに限られず、４通り以上にもなりうる。すなわち、エンジン３が間隔Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３を含む複数（４以上）の間隔のそれぞれで気筒３１に燃焼行程を実行させる場合がある。このような場合には、複数の間隔の全ての中で最も短い間隔を上記の間隔Ｐ３と同様に取り扱って、休止対象条件に従い休止対象気筒３１を決定すれば良い。かかる変形例においても、間隔Ｐ３が本発明の「第３間隔」の一例に相当することとなる。

さらに、複数の間隔の全ての中で間隔Ｐ３に次いで短い間隔を上記の間隔Ｐ２と同様に取り扱って、休止対象条件に従い休止対象気筒３１を決定しても良い。かかる変形例においても、間隔Ｐ２が本発明の「第２間隔」の一例に相当することとなる。

また、自動二輪車１を例に挙げて説明したが、自動二輪車１以外の車両、例えば自動四輪車のエンジンに対しても、同様の制御を実行することができる。

１…自動二輪車（車両）、
２８１…触媒、
３…エンジン、
３１…気筒、
３１ｄ…休止対象気筒（一の気筒）、
３３１…吸気バルブ、
３３２…排気バルブ、
３５…インジェクター（燃料供給部）、
３９…クランクシャフト、
４…ＥＣＵ（コントローラー、記憶部）、
Ｓ１０３…休止モード、
Ｓ１０４…通常モード、
Ｐ１…間隔（第１間隔）、
Ｐ２…間隔（第２間隔）、
Ｐ３…間隔（第３間隔）、
Ｓ３…温度センサー、
Ｔｔｈ…閾温度（閾値）、

Claims (11)

1. 複数の気筒と、前記複数の気筒に接続されたクランクシャフトとを有し、前記クランクシャフトが第１角度を回転する第１間隔、前記クランクシャフトが前記第１角度未満の第２角度を回転する第２間隔および前記クランクシャフトが前記第２角度未満の第３角度を回転する第３間隔のそれぞれで、前記気筒に燃焼行程を実行させるエンジンと、
   前記複数の気筒から排出された気体を浄化する触媒と、
   前記第１間隔、前記第２間隔および前記第３間隔のそれぞれで燃焼行程が発生するように前記複数の気筒に順に燃焼行程を実行させる通常モードと、前記複数の気筒のうち一の気筒に燃焼行程を休止させつつ他の気筒に燃焼行程を実行させる休止モードとを、実行可能なコントローラーと
   を備え、
   前記通常モードでは、連続する前記第２間隔と前記第３間隔との境界で前記一の気筒により爆発が実行され、
   前記コントローラーは、前記通常モードの実行前に前記触媒の温度を上昇させる暖機運転を前記休止モードにより実行する車両。
2. 前記エンジンは、前記第１間隔、前記第２間隔および前記第３間隔を含む複数の間隔のそれぞれで、前記気筒に燃焼行程を実行させ、
   前記第３間隔は、全ての間隔の中で最も短い間隔である請求項１に記載の車両。
3. 前記第２間隔は、全ての間隔の中で前記第３間隔に次いで短い間隔である請求項２に記載の車両。
4. 前記通常モードでは、１回目の爆発と２回目の爆発とが前記第２間隔で実行され、２回目の爆発と３回目の爆発とが前記第３間隔で実行され、３回目の爆発と４回目の爆発とが前記第２間隔で実行される４回の爆発が含まれ、前記２回目の爆発および前記３回目の爆発のうちの一方が前記一の気筒により実行される請求項１ないし３のいずれか一項に記載の車両。
5. 前記エンジンは、前記複数の気筒のそれぞれに接続された吸気管および排気管を有し、
   前記各気筒では、前記吸気管に対して当該気筒を開閉する吸気バルブが開く期間と、前記排気管に対して当該気筒を開閉する排気バルブが開く期間とが部分的に重複し、
   前記２回目の爆発を実行する前記気筒および前記３回目の爆発を実行する前記気筒のうち、前記通常モードで前記排気バルブを閉じる際に当該気筒に接続された前記排気管内の圧力が高い方の気筒が、前記一の気筒として前記休止モードで燃焼行程を休止する請求項４に記載の車両。
6. 前記通常モードにおいて、前記各気筒では、吸気バルブおよび排気バルブが所定の開閉動作を実行することで、前記吸気バルブが開いて気体を吸引する吸入工程と、前記排気バルブが開いて気体を排出する排出工程とが実行され、
   前記休止モードにおいて、前記一の気筒では、前記吸気バルブおよび前記排気バルブが前記開閉動作を実行して吸入工程と排出工程とが実行される請求項１ないし５のいずれか一項に記載の車両。
7. 前記エンジンは、前記気筒が吸入する気体に燃料を供給する燃料供給部を前記各気筒に対して有し、
   前記コントローラーは、前記休止モードにおいて、前記一の気筒に対して設けられた前記燃料供給部からの燃料の供給を停止することで、前記一の気筒に燃焼行程を休止させる請求項１ないし６のいずれか一項に記載の車両。
8. 前記コントローラーは、前記触媒の温度が活性化温度未満である場合に、前記休止モードにより前記暖機運転を実行する請求項１ないし７のいずれか一項に記載の車両。
9. 前記エンジンの温度を検出する温度センサーと、
   前記触媒の温度が活性化温度以上である場合の前記温度センサーの検出値に相当する閾値を記憶する記憶部と
   をさらに備え、
   前記コントローラーは、前記温度センサーが前記閾値以上の温度を検出すると、前記通常モードを開始する請求項８に記載の車両。
10. 請求項１ないし９のいずれか一項に記載の車両であって、
    前記コントローラーは、前記車両の停止中に前記暖機運転を開始し、前記車両が走行を開始すると前記通常モードを開始する車両。
11. 複数の気筒と、前記複数の気筒に接続されたクランクシャフトとを備え、触媒により浄化される気体を前記複数の気筒から排出するエンジンの制御方法であって、
    前記複数の気筒のうち一の気筒に燃焼行程を休止させつつ他の気筒に燃焼行程を実行させる休止モードにより暖機運転を実行する工程と、
    前記クランクシャフトが第１角度を回転する第１間隔、前記クランクシャフトが前記第１角度未満の第２角度を回転する第２間隔および前記クランクシャフトが前記第２角度未満の第３角度を回転する第３間隔のそれぞれで燃焼行程が発生するように前記複数の気筒に順に燃焼行程を実行させる通常モードを、前記暖機運転の後に実行する工程と
    を備え、
    前記通常モードでは、連続する前記第２間隔と前記第３間隔との境界で前記一の気筒により爆発が実行されるエンジンの制御方法。
    

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