JP2023169653A - 内燃機関制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】内燃機関に設けられた２つの点火栓のいずれか一方に異常が発生した場合に、内燃機関の回転数が不要に上昇されることを抑制して、内燃機関における不安定な燃焼の発生を抑制することが可能な内燃機関制御装置を提供する。【解決手段】内燃機関制御装置５０では、点火制御部１５１が、点火栓１０ａ及び１０ｂの一方が正常状態であり、点火栓１０ａ及び１０ｂの他方が異常状態である場合に、内燃機関の回転数が第１の所定点火カット実施回転数よりも低い第２の所定点火カット実施回転数以上であるときに点火栓１０ａ及び１０ｂの一方による点火動作を停止させ、燃料供給制御部１５２が、点火栓１０ａ及び１０ｂの一方が正常状態であり、点火栓１０ａ及び１０ｂの他方が異常状態である場合に、内燃機関の回転数が第１の所定燃料カット実施回転数よりも低い第２の所定燃料カット実施回転数以上であるときに内燃機関に対する燃料の供給動作を停止させる。【選択図】図１

Description

本発明は、車両に搭載された内燃機関の気筒毎に２つ設けられた点火栓の点火動作を制御すると共に、その気筒毎に設けられたインジェクタの燃料噴射動作を制御する内燃機関制御装置に関する。

近年、内燃機関において、燃焼室内に生成される混合気に対する点火性能を向上して、排気ガス特性や燃料消費特性等の諸特性を向上するために、１つの気筒に対して複数の点火栓を設けた構成が採用される場合がある。

かかる状況下で、特許文献１は、内燃機関の点火時期制御装置に関し、各気筒に複数の点火栓を備える内燃機関の運転状態を計測して点火時期を決定し制御する際に、点火出力を選択的に遮断するか、又は点火時期を選択的に基準値から変化させ、その際の内燃機関の燃焼状態等によって点火系の異常を診断し、その診断結果に応じて点火時期を調整する構成を開示している。

特開平７－２０８３１４号公報

しかしながら、本発明者の検討によれば、特許文献１の構成においては、内燃機関の燃焼状態等によって点火系の異常を診断し、その診断結果に応じて、点火時期を調整する構成については開示しているが、点火栓に異常が発生したときの内燃機関の出力の低下を補うべく、運転者がアクセル操作部材を開け方向に操作して強引に内燃機関の回転数を上昇させようとした場合には、内燃機関の燃焼状態が不安定な状態となる傾向が考えられて、改善の余地がある。また、内燃機関の機構等の保護や内燃機関の補機である触媒等の保護の観点から、内燃機関の回転数が所定回転数以上となるときに、内燃機関に対する点火動作や燃料噴射動作を禁止する点火カット制御や燃料カット制御を実行する構成が採用されることがあるが、かかる構成において点火栓に異常が発生した場合に、内燃機関の燃焼状態が不安定な状態になることを抑制するための実用的な構成についても、検討の余地がある。

本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、内燃機関に設けられた２つの点火栓のうちのいずれかのみに異常が発生した場合に、内燃機関の回転数が不要に上昇されることを抑制して、内燃機関の回転数を適切な範囲に維持し、内燃機関における不安定な燃焼の発生を抑制することが可能な内燃機関制御装置を提供することを目的とする。

以上の目的を達成するべく、本発明は、内燃機関の１つの気筒に対して設けられた第１の点火栓及び第２の点火栓による点火動作を制御する点火制御部と、前記内燃機関に対する燃料の供給動作を制御する燃料供給制御部と、を備えた内燃機関制御装置であって、
前記点火制御部は、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓が共に正常状態である場合には、前記内燃機関の回転数が第１の所定点火カット実施回転数以上であるときに前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓による前記点火動作を停止させ、かつ、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の一方が正常状態であり、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の他方が異常状態である場合に、前記内燃機関の前記回転数が前記第１の所定点火カット実施回転数よりも低い第２の所定点火カット実施回転数以上であるときに前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の前記一方による前記点火動作を停止させ、前記燃料供給制御部は、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓が共に正常状態である場合には、前記内燃機関の前記回転数が第１の所定燃料カット実施回転数以上であるときに前記内燃機関に対する前記燃料の前記供給動作を停止させ、かつ、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の一方が正常状態であり、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の他方が異常状態である場合に、前記内燃機関の前記回転数が前記第１の所定燃料カット実施回転数よりも低い第２の所定燃料カット実施回転数以上であるときに前記内燃機関に対する前記燃料の前記供給動作を停止させることを第１の局面とする。

また、本発明の第１の局面に加え、本発明は、前記第２の所定点火カット実施回転数は、前記第２の所定燃料カット実施回転数よりも高くなるように設定されることを第２の局面とする。

本発明の第１の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、点火制御部が、第１の点火栓及び第２の点火栓が共に正常状態である場合には、内燃機関の回転数が第１の所定点火カット実施回転数以上であるときに第１の点火栓及び第２の点火栓による点火動作を停止させ、かつ、第１の点火栓及び第２の点火栓の一方が正常状態であり、第１の点火栓及び第２の点火栓の他方が異常状態である場合に、内燃機関の回転数が第１の所定点火カット実施回転数よりも低い第２の所定点火カット実施回転数以上であるときに第１の点火栓及び第２の点火栓の一方による点火動作を停止させ、燃料供給制御部が、第１の点火栓及び第２の点火栓が共に正常状態である場合には、内燃機関の回転数が第１の所定燃料カット実施回転数以上であるときに内燃機関に対する燃料の供給動作を停止させ、かつ、第１の点火栓及び第２の点火栓の一方が正常状態であり、第１の点火栓及び第２の点火栓の他方が異常状態である場合に、内燃機関の回転数が第１の所定燃料カット実施回転数よりも低い第２の所定燃料カット実施回転数以上であるときに内燃機関に対する燃料の供給動作を停止させることにより、内燃機関に設けられた２つの点火栓のうちのいずれかのみに異常が発生した場合に、内燃機関の回転数が不要に上昇されることを抑制して、内燃機関の回転数を適切な範囲に維持し、内燃機関における不安定な燃焼の発生を抑制することができる。

また、本発明の第２の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、第２の所定点火カット実施回転数が、第２の所定燃料カット実施回転数よりも高くなるように設定されることにより、内燃機関に設けられた２つの点火栓のうちのいずれかのみに異常が発生した場合に、燃料カットを先行して実施しながらそれと併行して点火カットを実施することができて、燃料の未燃焼部分が排気ガス中に含まれることを抑制しながら、内燃機関の回転数が不要に上昇されることを抑制して、内燃機関の回転数を適切な範囲に維持し、内燃機関の燃焼を安定化させることができる。

図１は、本発明の実施形態における内燃機関制御装置（以下、エンジン制御装置と記すことがある）の構成を、内燃機関（以下、エンジンと記すことがある）と共に示す模式図である。 図２は、本実施形態におけるエンジン制御装置が点火カット制御及び燃料カット制御を実行する際のエンジン回転数の経時変化の一例を示すタイムチャートであり、図２（ａ）は、第１の点火栓及び第２の点火栓がいずれも正常である場合のタイムチャートを示し、図２（ｂ）は、第１の点火栓及び第２の点火栓のいずれか一方のみが異常である場合のタイムチャートを示す。 図３は、本実施形態におけるエンジン制御装置の点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理の一例を示すフローチャートである。

以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態におけるエンジン制御装置につき、詳細に説明する。

＜エンジンの構成＞
まず、図１を参照して、本実施形態におけるエンジン制御装置が適用されるエンジンの構成について、詳細に説明する。

図１は、本実施形態におけるエンジン制御装置の構成を、エンジンと共に示す模式図である。

図１に示すように、エンジン１は、典型的には、図示を省略する二輪自動車等の車両に搭載されて、１サイクルが４ストロークのレシプロ型の内燃機関であり、エンジン制御装置５０によりその運転状態が制御されるもので、シリンダブロック２を備えている。なお、図中では、説明の便宜上、エンジン１を単数の気筒２ａの構成を有するものとして示しているが、エンジン１は複数の気筒２ａを有するものであってもよく、気筒２ａの配列も直列、水平対向やＶ型等であってもよい。また、エンジン１は、典型的には水冷式であって、シリンダブロック２の側壁内の図示を省略する冷却水通路には、冷却水通路を流通する冷却水の温度を検出するための水温センサ１０１が設けられている。なお、エンジン１が空冷式である場合には、水温センサ１０１の代わりに、シリンダブロック２等にエンジン１の温度を検出自在な図示を省略する温度センサが設けられることになる。

シリンダブロック２の内部には、ピストン４が配置されている。ピストン４は、コンロッド５を介してクランクシャフト６に連結されている。クランクシャフト６には、それと共に同軸に回転するリラクタ７が設けられている。リラクタ７の外周面には、その周方向に所定のパターンで並置された複数の歯部７ａが立設されている。複数の歯部７ａの近傍には、エンジン制御装置５０がエンジン１の回転速度を検出するように、クランクシャフト６の回転角度を検出するクランク角センサ１０２が、シリンダブロック２の下部に装着され図示を省略するロアケース等に設けられている。

シリンダブロック２の上部には、シリンダヘッド８が装着されている。シリンダブロック２の内壁面、ピストン４の上面、及びシリンダヘッド８の内壁面が協働して画成する内部空間は、燃焼室９となる。

シリンダブロック２及びシリンダヘッド８には、１つの気筒２ａに対して、その燃焼室９内で燃料及び空気から生成される混合気に点火する２つの点火栓１０ａ及び１０ｂが設けられている。点火栓１０ａ及び１０ｂの点火動作は、エンジン制御装置５０により、各々の点火コイルＬ１及びＬ２への通電が制御されることによって制御される。点火栓１０ａ及び１０ｂは、典型的には同一の仕様の量産市販品の点火栓であって、図中では、それらの内の一方がシリンダブロック２に装着され、それらの内の他方がシリンダヘッド８に装着されるものとして例示するが、点火栓１０ａ及び１０ｂの装着部位は、燃焼室９内の混合気に実用上同等に点火することができるものであれば、特に限定的なものではなく、例えば、双方共に、シリンダブロック２又はシリンダヘッド８に設けられるものであってもよい。また、点火栓１０ａ及び１０ｂの各々の点火時期は、互いに等しく設定されていてもよいし、又は互いに相違して設定されていてもよい。

シリンダヘッド８には、燃焼室９と吸気通路１１ａとを開閉自在に連通させる吸気バルブ１２が設けられている。吸気通路１１ａは、シリンダヘッド８及びシリンダヘッド８に装着される吸気管１１内に形成される。吸気管１１には、吸気通路１１ａ内に燃料を噴射する燃料噴射弁１３、及び燃料噴射弁１３の上流側に配置されると共に図示を省略するスロットル装置の構成部品であるスロットルバルブ１４が設けられている。吸気管１１には、吸気バルブ１２及びスロットルバルブ１４の間で、吸気管１１内に流入する空気の圧力（吸気圧）を検出する吸気圧センサ１０３が設けられている。スロットルバルブ１４に対しては、その開度を検出するスロットル開度センサ１０４が、スロットル装置の本体部に装着されている。燃料噴射弁１３の燃料噴射動作（開弁動作）は、図示を省略するそのソレノイドバルブへの通電が制御されることにより制御される。なお、燃料噴射弁１３は、燃焼室９内に直接燃料を噴射するものであってもよい。

また、シリンダヘッド８には、吸気管１１の反対側に排気管１５が装着され、シリンダヘッド８及び排気管１５内には、燃焼室９と連通する排気通路１５ａが形成されている。また、シリンダヘッド８には、燃焼室９と排気通路１５ａとを開閉自在に連通させ排気バルブ１６が設けられている。排気管１５には、排気バルブ１６よりも下流側で、燃焼室９から排出される排気ガスの浄化を行う典型的には三元触媒である触媒１０９が設けられると共に、触媒１０９に近接したその上流側で、排気ガス中の酸素濃度を検出するＯ_２センサ１１０が設けられている。

水温センサ１０１は、シリンダブロック２の側壁内の冷却水通路を流通する冷却水の温度に応じた電圧を呈する電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。クランク角センサ１０２は、クランクシャフト６の回転に伴って回転するリラクタ７の複数の歯部７ａ及びそれらの間の凹部に応じた高低の電圧を呈する電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。吸気圧センサ１０３は、吸気管１１内に流入する空気の圧力（吸気圧）に応じた電圧を呈する電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。スロットル開度センサ１０４は、スロットルバルブ１４の開度（スロットル開度）に応じた電圧を呈する電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。また、Ｏ_２センサ１１０は、触媒１０９の上流側における排気ガス中の酸素濃度に応じた電圧を呈する電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。なお、符号１２０は、車両の従動輪である前輪の回転速度から車速を検出する車速センサ１２０を示し、車速センサ１２０は、車速に応じた電圧を呈する電気信号をエンジン制御装置５０に出力する。

＜エンジン制御装置の構成＞
次に、更に図２をも参照して、本実施形態におけるエンジン制御装置５０の構成について、詳細に説明する。

図２は、本実施形態におけるエンジン制御装置が点火カット制御及び燃料カット制御を実行する際のエンジン回転数の経時変化の一例を示すタイムチャートであり、図２（ａ）は、第１の点火栓及び第２の点火栓がいずれも正常である場合のタイムチャートを示し、図２（ｂ）は、第１の点火栓及び第２の点火栓のいずれか一方のみが異常である場合のタイムチャートを示す。

まず、図１に示すように、エンジン制御装置５０は、車両に搭載されてエンジン１の動作を制御する電子制御装置であるＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）１５０により構成されている。

ＥＣＵ１５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ：中央処理ユニット）やメモリ等から成るマイクロコンピュータ等を含む演算処理装置であり、図示を省略するメモリやタイマを有しており、かかるメモリには、必要な制御・処理プログラム及び制御・処理データが記憶されている。また、ＥＣＵ１５０は、各種センサ類である水温センサ１０１、クランク角センサ１０２、吸気圧センサ１０３、スロットル開度センサ１０４、Ｏ_２センサ１１０及び車速センサ１２０からの出力信号に基づくと共に、メモリから必要な制御・処理プログラム及び制御・処理データを読み出して、制御・処理プログラムを実行することによって、各種制御対象である点火栓１０ａ及び１０ｂ、並びに燃料噴射弁１３等の動作を制御することにより、エンジン１の運転状態を制御する。

具体的には、ＥＣＵ１５０は、点火コイルＬ１及びＬ２への通電を制御することにより、点火栓１０ａ及び１０ｂの点火動作を制御する点火制御部１５１と、燃料噴射弁１３への通電を制御することにより、燃料噴射弁１３の燃料噴射動作を制御する燃料噴射制御部１５２と、点火栓１０ａ及び１０ｂの点火異常の有無を判定する異常判定部１５３と、を備えている。なお、図中では、点火制御部１５１、燃料噴射制御部１５２及び異常判定部１５３は、制御・処理プログラムを実行する際の機能ブロックとして示す。

点火制御部１５１は、メモリ内に記憶されている基本点火時期マップのデータを参照して、クランク角センサ１０２からの出力信号に基づいて算出されたエンジン１の回転数（エンジン回転数）及びスロットル開度センサ１０４からの出力信号に基づいて算出されたスロットル開度に応じた基本点火時期を、点火栓１０ａ及び１０ｂの各々について算出すると共に、メモリ内に記憶されている補正点火時期マップのデータを参照して、水温センサ１０１からの出力信号に基づいて算出されたエンジン温度等に応じた補正点火時期を点火栓１０ａ及び１０ｂの各々について算出する。そして、点火制御部１５１は、点火栓１０ａ及び１０ｂの各々についての基本点火時期及び補正点火時期から算出したこれらの点火時期に対応して、点火コイルＬ１及びＬ２に各々駆動信号を出力して通電することにより、点火栓１０ａ及び１０ｂを点火させる点火制御を実行する。

燃料噴射制御部１５２は、メモリ内に記憶されている基本燃料噴射量マップのデータを参照して、クランク角センサ１０２からの出力信号に基づいて算出されたエンジン回転数及びスロットル開度センサ１０４からの出力信号に基づいて算出されたスロットル開度に応じた基本燃料噴射量を算出すると共に、メモリ内に記憶されている補正燃料噴射量マップのデータを参照して、水温センサ１０１からの出力信号に基づいて算出されたエンジン温度等に応じた補正燃料噴射量を算出する。そして、燃料噴射制御部１５２は、所定の燃料噴射時期に、基本燃料噴射量及び補正燃料噴射量から算出した燃料噴射量を吸気通路１１ａ内に噴射させるように、燃料噴射弁１３に駆動信号を出力して通電しそれを開弁させる燃料噴射制御を実行する。

異常判定部１５３は、ＥＣＵ１５０から点火コイルＬ１を経て点火栓１０ａに至る電気系の通電異常を検出することにより、点火栓１０ａの点火能力の異常（点火異常）の有無を判定すると共に、ＥＣＵ１５０から点火コイルＬ２を経て点火栓１０ｂに至る電気系の通電異常を検出することにより、点火栓１０ｂの点火能力の異常（点火異常）の有無を判定する。このためには、異常判定部１５３は、実用的な観点から、点火コイルＬ１及びＬ２の各々の２次電圧側の電気系よりも低電圧である１次電圧側の電気系に断線や短絡等の通電異常が発生したか否かを検出することが好ましい。例えば、異常判定部１５３は、ＥＣＵ１５０の各々図示を省略する点火栓１０ａ用の駆動回路の出力端子と、点火コイルＬ１の各々図示を省略する１次コイルの入力端子と、を電気的に接続する電気配線Ｗ１の電圧又は電流を検出して、その電圧の検出値又は電流の検出値が、異常を示す所定範囲（典型的にはゼロに近い値以下の範囲）に入る場合に、点火コイルＬ１の１次電圧側の電気系に断線や短絡等の通電異常が発生したと判定して、点火栓１０ａの点火能力に異常が発生したと判定する。同様に、異常判定部１５３は、ＥＣＵ１５０の各々図示を省略する点火栓１０ｂ用の駆動回路の出力端子と、点火コイルＬ２の各々図示を省略する１次コイルの入力端子と、を電気的に接続する電気配線Ｗ２の電圧又は電流を検出して、その電圧の検出値又は電流の検出値が、異常を示す所定範囲（典型的にはゼロに近い値以下の範囲）に入る場合に、点火コイルＬ２の１次電圧側の電気系に断線や短絡等の通電異常が発生したと判定して、点火栓１０ｂの点火能力に異常が発生したと判定する。なお、点火栓１０ａの点火能力の異常とは、ＥＣＵ１５０から点火コイルＬ１を経て点火栓１０ａに通電用の駆動信号を出力しても、点火栓１０ａが全く点火しない状態であることのみならず、点火栓１０ａが多少は点火したとしても混合気が着火するには至らないレベルの点火状態であることを含む意味である。同様に、点火栓１０ｂの点火能力の異常とは、ＥＣＵ１５０から点火コイルＬ２を経て点火栓１０ｂに通電用の駆動信号を出力しても、点火栓１０ｂが全く点火しない状態であることのみならず、点火栓１０ｂが多少は点火したとしても混合気が着火するには至らないレベルの点火状態であることを含む意味である。

ここで、図２（ａ）に示すように、異常判定部１５３が点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常であると判定したとき、点火制御部１５１は、エンジン１の回転数が過剰に上昇してエンジン１の内部機構等が不要な影響を受けたり、排気ガス温度が高温になって触媒１０９の内部構造等が不要な影響を受ける事態を避けるために、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２以上にエンジン１の回転数が到達した場合に、点火栓１０ａ及び１０ｂに対する各々の駆動信号の出力を禁止し、点火栓１０ａ及び１０ｂを点火させる点火動作を停止する。図中では、時刻ｔ２から時刻ｔ３の間で、エンジン回転数は、断続的に所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２以上になっており、かかる期間が、点火栓１０ａ及び１０ｂを点火させる点火動作の実行がなされない場合のある期間である。なお、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値は、典型的には、メモリ内に記憶された点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値のデータを参照して得られるものである。

また、図２（ｂ）に示すように、異常判定部１５３が点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれか一方のみの点火能力に異常が発生したと判定したとき、つまり、異常判定部１５３が点火栓１０ｂの点火能力には異常が見られずに正常であると判定したが点火栓１０ａの点火能力には異常が発生したと判定したとき、又は異常判定部１５３が点火栓１０ａの点火能力には異常が見られずに正常であると判定したが点火栓１０ｂの点火能力には異常が発生したと判定したときには、点火制御部１５１は、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’以上にエンジン１の回転数が到達した場合に、点火栓１０ａ及び１０ｂの内の正常であるものに対する駆動信号の出力を禁止し、点火栓１０ａ及び１０ｂの内の正常であるものを点火させる点火動作を停止する。図中では、時刻ｔ２’から時刻ｔ３’の間で、エンジン回転数は、断続的に所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’以上になっており、かかる期間が、点火栓１０ａ及び１０ｂの内の正常であるものを点火させる点火動作の実行がなされない場合のある期間である。なお、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値は、典型的には、メモリ内に記憶された点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値のデータを参照して得られる。また、点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値は、点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれか一方のみの点火能力に異常が発生した場合に、それらの正常時よりも早期に点火動作を停止する観点から、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値よりも小さな値（低回転の値）として、設定されたものである。また、点火栓１０ａ及び１０ｂの仕様や装着位置等の違いによる点火特性等の相違に応じ、点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれに異常が発生したかによって、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値を相違させ各々個別に設定してもよい。

また、図２（ａ）に示すように、異常判定部１５３が点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常であると判定したとき、燃料噴射制御部１５２は、エンジン１の回転数が過剰に上昇してエンジン１の内部機構等が不要な影響を受けたり、排気ガス温度が高温になって触媒１０９の内部構造等が不要な影響を受ける事態を避けるために、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１以上にエンジン１の回転数が到達した場合に、燃料噴射弁１３に対する駆動信号の出力を禁止し、燃料噴射弁１３から吸気通路１１ａに燃料を噴射させる燃料噴射動作を停止する。図中では、時刻ｔ１から時刻ｔ４の間で、エンジン回転数は、断続的に所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１以上になっており、かかる期間が、燃料噴射弁１３から吸気通路１１ａに燃料を噴射させる燃料噴射動作の実行がなされない場合のある期間である。なお、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値は、典型的には、メモリ内に記憶された燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値のデータを参照して得られる。また、点火栓１０ａ及び１０ｂを点火させる点火動作の停止の実行よりも、燃料噴射弁１３から吸気通路１１ａに燃料を噴射させる燃料噴射動作の停止の実行を優先させる観点から、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値は、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値よりも小さな値として、設定されることが好ましいものである。

また、図２（ｂ）に示すように、異常判定部１５３が点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれか一方のみの点火能力に異常が発生したと判定したとき、つまり、異常判定部１５３が点火栓１０ｂの点火能力には異常が見られずに正常であると判定したが点火栓１０ａの点火能力には異常が発生したと判定したとき、又は異常判定部１５３が点火栓１０ａの点火能力には異常が見られずに正常であると判定したが点火栓１０ｂの点火能力には異常が発生したと判定したときには、燃料噴射制御部１５２は、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’以上にエンジン１の回転数が到達した場合に、燃料噴射弁１３に対する駆動信号の出力を禁止し、燃料噴射弁１３から吸気通路１１ａに燃料を噴射させる燃料噴射動作を停止する。図中では、時刻ｔ１’から時刻ｔ４’の間で、エンジン回転数は、断続的に所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’以上になっており、かかる期間が、燃料噴射弁１３から吸気通路１１ａに燃料を噴射させる燃料噴射動作の実行がなされない場合のある期間である。なお、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値は、典型的には、メモリ内に記憶された燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値のデータを参照して得られる。また、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値は、点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれか一方のみの点火能力に異常が発生した場合に、それらの正常時よりも早期に燃料噴射動作を停止する観点から、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値よりも小さな値として、設定されたものである。また、点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれか一方のみの点火能力に異常が発生した場合においても、異常判定部１５３が点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常である場合と同様に、点火栓１０ａ及び１０ｂの内の正常なものを点火させる点火動作の停止の実行よりも、燃料噴射弁１３から吸気通路１１ａに燃料を噴射させる燃料噴射動作の停止の実行を優先させる観点から、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値は、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値よりも小さな値として、設定されることが好ましいものである。また、点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれか一方のみの点火能力に異常が発生した場合には、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常である場合よりも、燃料噴射動作の停止に加えて点火動作の停止をも早期に行うべきであるので、点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれか一方のみの点火能力に異常が発生した場合における所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値と所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値との差は、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常である場合における所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値と所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値との差よりも小さく設定されることが好ましい。また、点火栓１０ａ及び１０ｂの仕様や装着位置等の違いによる点火特性等の相違に応じ、点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれに異常が発生したかによって、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値を相違させて各々個別に設定してもよい。

以上説明してきた構成を有するエンジン制御装置５０は、以下に示す異常判定処理を含む点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理を実行することによって、点火栓１０ａ及び１０ｂのいずれか一方のみの点火能力に異常が発生したと判定したときに、正常な点火栓の点火動作を停止し、かつ燃料噴射動作を停止するための点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数を算出する。以下、更に図３をも参照して、点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理を実行する際のエンジン制御装置５０の動作について説明する。

＜点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理＞
図３は、本実施形態におけるエンジン制御装置の点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理の一例を示すフローチャートである。

図３に示すフローチャートは、図示を省略するイグニッションスイッチがオフ状態からオン状態となり、ＥＣＵ１５０が起動すると開始されるもので、点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理は、ステップＳ１の処理に進む。かかる点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理は、ＥＣＵ１５０が起動状態である間、メモリから必要な制御・処理プログラム及び制御・処理データを読み出して所定の制御周期毎に繰り返し実行される。なお、便宜上、点火栓１０ａを第１の点火栓とし、点火栓１０ｂを第２の点火栓をとして、説明をするが、点火栓１０ｂを第１の点火栓とし、点火栓１０ａを第２の点火栓としても同様である。

ステップＳ１の処理では、異常判定部１５３が、点火栓１０ａに点火異常が発生したか否かを判定する。具体的には、異常判定部１５３が、電気配線Ｗ１に印加されている電圧又は電気配線Ｗ１を流れている電流を検出して、その電圧の検出値又は電流の検出値が、異常を示す所定範囲に入る場合に、点火コイルＬ１の１次電圧側の電気系に断線や短絡等の通電異常が発生したと判定して、点火栓１０ａの点火能力に異常が発生したと判定する。判定の結果、点火栓１０ａに点火異常が発生した場合には、異常判定部１５３は、点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理をステップＳ２の処理に進める。一方で、判定の結果、点火栓１０ａに点火異常が発生していない場合には、異常判定部１５３は、点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理をステップＳ３の処理に進める。なお、かかる異常を示す所定範囲のデータは、メモリに記憶されているものを参照した。

ステップＳ２の処理では、異常判定部１５３が、点火栓１０ｂに点火異常が発生したか否かを判定する。具体的には、異常判定部１５３が、電気配線Ｗ２に印加されている電圧又は電気配線Ｗ２を流れている電流を検出して、その電圧の検出値又は電流の検出値が、異常を示す所定範囲に入る場合に、点火コイルＬ２の１次電圧側の電気系に断線や短絡等の通電異常が発生したと判定して、点火栓１０ｂの点火能力に異常が発生したと判定する。判定の結果、点火栓１０ｂに点火異常が発生した場合には、異常判定部１５３は、点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理をステップＳ４の処理に進める。一方で、判定の結果、点火栓１０ｂに通電異常が発生していない場合には、異常判定部１５３は、点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理をステップＳ５の処理に進める。なお、かかる異常を示す所定範囲のデータは、メモリに記憶されているものを参照した。

ステップＳ３の処理では、異常判定部１５３が、点火栓１０ｂに点火異常が発生したか否かを判定する。具体的には、異常判定部１５３が、電気配線Ｗ２に印加されている電圧又は電気配線Ｗ２を流れている電流を検出して、その電圧の検出値又は電流の検出値が、異常を示す所定範囲に入る場合に、点火コイルＬ２の１次電圧側の電気系に断線や短絡等の通電異常が発生したと判定して、点火栓１０ｂの点火能力に異常が発生したと判定する。判定の結果、点火栓１０ｂに点火異常が発生した場合には、異常判定部１５３は、点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理をステップＳ６の処理に進める。一方で、判定の結果、点火栓１０ｂに通電異常が発生していない場合には、異常判定部１５３は、点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理をステップＳ７の処理に進める。なお、かかる異常を示す所定範囲のデータは、メモリに記憶されているものを参照した。

ステップＳ４の処理では、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方に異常が発生した場合であるので、点火制御部１５１が、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方への駆動信号による通電を停止してそれらの点火動作を強制的に停止すると共に、燃料噴射制御部１５２が、燃料噴射弁１３への駆動信号による通電を停止してその燃料噴射動作を強制的に停止することにより、エンジン１の運転を強制的に停止させる。これにより、ステップＳ４の処理は完了し、今回の一連の点火カット実施エンジン回転数及び燃料カット実施エンジン回転数算出処理は終了する。

ステップＳ５の処理では、点火栓１０ａのみに点火異常が発生した場合であるので、点火制御部１５１が、メモリ内に記憶された点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値のデータを参照して、その値を所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値に設定すると共に、燃料噴射制御部１５２が、メモリ内に記憶された燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値のデータを参照して、その値を所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値として設定する。所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値は、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常である場合の所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値よりも小さいものであるから、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値は、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値から低下された値として算出されることになり、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値は、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常である場合の所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値よりも小さいものであるから、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値は、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値よりも低下された値として算出されることになる。そして、点火制御部１５１は、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値を所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値に持ち替えて、クランク角センサ１０２からの出力信号に基づいて算出されたエンジン回転数の値が所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値以上となる場合に、点火栓１０ｂの点火動作を停止することになる。また、燃料噴射制御部１５２は、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値を所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値に持ち替えて、クランク角センサ１０２からの出力信号に基づいて算出されたエンジン回転数の値が所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値以上となる場合に、燃料噴射弁１３の燃料噴射動作を停止することになる。

ステップＳ６の処理では、点火栓１０ｂのみに点火異常が発生した場合であるので、ステップＳ６の処理と同様に、点火制御部１５１が、メモリ内に記憶された点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値のデータを参照して、その値を所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値に設定すると共に、燃料噴射制御部１５２が、メモリ内に記憶された燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値のデータを参照して、その値を所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値として設定する。所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値は、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常である場合の所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値よりも小さいものであるから、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値は、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値から低下された値として算出されることになり、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値は、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方の点火能力に異常が発生しておらず双方共に正常である場合の所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値よりも小さいものであるから、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値は、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値よりも低下された値として算出されることになる。そして、点火制御部１５１は、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値を所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値に持ち替えて、クランク角センサ１０２からの出力信号に基づいて算出されたエンジン回転数の値が所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値以上となる場合に、点火栓１０ａの点火動作を停止することになる。また、燃料噴射制御部１５２は、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値を所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値に持ち替えて、クランク角センサ１０２からの出力信号に基づいて算出されたエンジン回転数の値が所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値以上となる場合に、燃料噴射弁１３の燃料噴射動作を停止することになる。

ステップＳ７の処理では、点火栓１０ａ及び１０ｂの双方に異常が発生していない場合であるので、点火制御部１５１が、メモリ内に記憶された点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値のデータを参照して、その値を所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値に設定すると共に、燃料噴射制御部１５２が、メモリ内に記憶された点火カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値のデータを参照して、その値を所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値に設定する。なお、ステップＳ７の処理では、点火制御部１５１が、所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２の値の代わりに所定の点火カット実施エンジン回転数ＮＥ２’の値を設定することはないし、燃料噴射制御部１５２が、所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１の値の代わりに所定の燃料カット実施エンジン回転数ＮＥ１’の値を設定することはない。

以上の本実施形態における内燃機関制御装置５０では、点火制御部１５１が、第１の点火栓１０ａ、１０ｂ及び第２の点火栓１０ｂ、１０ａが共に正常状態である場合には、内燃機関１の回転数が第１の所定点火カット実施回転数以上ＮＥ２であるときに第１の点火栓１０ａ、１０ｂ及び第２の点火栓１０ｂ、１０ａによる点火動作を停止させ、かつ、第１の点火栓１０ａ、１０ｂ及び第２の点火栓１０ｂ、１０ａの一方が正常状態であり、第１の点火栓１０ａ、１０ｂ及び第２の点火栓１０ｂ、１０ａの他方が異常状態である場合に、内燃機関１の回転数が第１の所定点火カット実施回転数ＮＥ２よりも低い第２の所定点火カット実施回転数ＮＥ２’以上であるときに第１の点火栓１０ａ、１０ｂ及び第２の点火栓１０ｂ、１０ａの一方による点火動作を停止させ、燃料供給制御部１５２が、第１の点火栓１０ａ、１０ｂ及び第２の点火栓１０ｂ、１０ａが共に正常状態である場合には、内燃機関１の回転数が第１の所定燃料カット実施回転数ＮＥ１以上であるときに内燃機関１に対する燃料の供給動作を停止させ、かつ、第１の点火栓１０ａ、１０ｂ及び第２の点火栓１０ｂ、１０ａの一方が正常状態であり、第１の点火栓１０ａ、１０ｂ及び第２の点火栓１０ｂ、１０ａの他方が異常状態である場合に、内燃機関１の回転数が第１の所定燃料カット実施回転数ＮＥ１よりも低い第２の所定燃料カット実施回転数ＮＥ１’以上であるときに内燃機関１に対する燃料の供給動作を停止させることにより、内燃機関１に設けられた２つの点火栓１０ａ、１０ｂのうちのいずれかのみに異常が発生した場合に、内燃機関１の回転数が不要に上昇されることを抑制して、内燃機関１の回転数を適切な範囲に維持し、内燃機関１における不安定な燃焼の発生を抑制することができる。

また、本実施形態における内燃機関制御装置５０では、第２の所定点火カット実施回転数ＮＥ２’が、第２の所定燃料カット実施回転数ＮＥ１’よりも高くなるように設定されることにより、内燃機関１に設けられた２つの点火栓１０ａ、１０ｂのうちのいずれかのみに異常が発生した場合に、燃料カットを先行して実施しながらそれと併行して点火カットを実施することができて、燃料の未燃焼部分が排気ガス中に含まれることを抑制しながら、内燃機関１の回転数が不要に上昇されることを抑制して、内燃機関１の回転数を適切な範囲に維持し、内燃機関１の燃焼を安定化させることができる。

本発明は、部材の種類、形状、配置、個数等は前述の実施形態に限定されるものではなく、その構成要素を同等の作用効果を奏するものに適宜置換する等、発明の要旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能であることはもちろんである。

以上のように、本発明においては、内燃機関に設けられた２つの点火栓のうちのいずれかのみに異常が発生した場合に、内燃機関の回転数が不要に上昇されることを抑制して、内燃機関の回転数を適切な範囲に維持し、内燃機関における不安定な燃焼の発生を抑制することが可能な内燃機関制御装置を提供することができるものであり、その汎用普遍的な性格から自動二輪車の内燃機関制御装置に広範に適用され得るものと期待される。

１…エンジン（内燃機関）
２…シリンダブロック
２ａ…気筒
４…ピストン
５…コンロッド
６…クランクシャフト
７…リラクタ
７ａ…歯部
８…シリンダヘッド
９…燃焼室
１０ａ、１０ｂ…点火栓
１１…吸気管
１１ａ…吸気通路
１２…吸気バルブ
１３…燃料噴射弁
１４…スロットルバルブ
１５…排気管
１５ａ…排気通路
１６…排気バルブ
５０…エンジン制御装置（内燃機関制御装置）
１００…エンジン制御装置
１０１…水温センサ
１０２…クランク角センサ
１０３…吸気圧センサ
１０４…スロットル開度センサ
１０９…触媒
１１０…Ｏ_２センサ
１２０…車速センサ
１５０…ＥＣＵ
１５１…点火制御部
１５２…燃料噴射制御部（燃料供給制御部）
１５３…異常判定部
Ｌ１、Ｌ２…点火コイル
Ｗ１、Ｗ２…電気配線

Claims (2)

1. 内燃機関の１つの気筒に対して設けられた第１の点火栓及び第２の点火栓による点火動作を制御する点火制御部と、前記内燃機関に対する燃料の供給動作を制御する燃料供給制御部と、を備えた内燃機関制御装置であって、
   前記点火制御部は、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓が共に正常状態である場合には、前記内燃機関の回転数が第１の所定点火カット実施回転数以上であるときに前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓による前記点火動作を停止させ、かつ、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の一方が正常状態であり、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の他方が異常状態である場合に、前記内燃機関の前記回転数が前記第１の所定点火カット実施回転数よりも低い第２の所定点火カット実施回転数以上であるときに前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の前記一方による前記点火動作を停止させ、
   前記燃料供給制御部は、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓が共に正常状態である場合には、前記内燃機関の前記回転数が第１の所定燃料カット実施回転数以上であるときに前記内燃機関に対する前記燃料の前記供給動作を停止させ、かつ、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の一方が正常状態であり、前記第１の点火栓及び前記第２の点火栓の他方が異常状態である場合に、前記内燃機関の前記回転数が前記第１の所定燃料カット実施回転数よりも低い第２の所定燃料カット実施回転数以上であるときに前記内燃機関に対する前記燃料の前記供給動作を停止させることを特徴とする内燃機関制御装置。
2. 前記第２の所定点火カット実施回転数は、前記第２の所定燃料カット実施回転数よりも高くなるように設定されることを特徴とする請求項１記載の内燃機関制御装置。

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