JP3991714B2 - 排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気タイミングを調整する排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関の電子制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクル内燃機関においては、排気の脈動を利用することにより、吸入空気量を増加させて充填効率を増加させ、機関の出力を向上させることができる。そのため、出力の向上を図ることが必要とされる２サイクル内燃機関においては、排気ポートの上部を開閉する排気制御バルブと、機関の回転速度に応じて排気制御バルブを制御する排気制御バルブ制御手段とを設けて、機関の低速領域から高速領域まで排気脈動効果を得るように、排気制御バルブの開度を制御するようにしている。
【０００３】
排気制御バルブの制御装置としては、排気制御バルブを操作する電動アクチュエータと、排気制御バルブの開度を検出するセンサとを設けて、センサにより検出されるバルブの開度を目標開度に一致させるようにアクチュエータを制御するものと、排気制御バルブを閉じる側に付勢するスプリングの張力と、機関の排気圧力との力関係を利用することにより、機関の回転速度の変化に対して排気制御バルブの開度を機械的に自動調整するようにしたものとがある。
【０００４】
一般に、排気制御バルブの開度を大きくして、排気ポートの上部を開くと高速回転領域で大きな排気脈動効果を得て充填効率を高めることができ、これにより機関の出力を向上させることができる。
【０００５】
また排気制御バルブの開度を絞って、排気ポートの上部を閉じると、低速回転領域で大きな排気脈動効果を得て、機関の充填効率を高めることができ、低速領域での機関の出力を向上させることができる。
【０００６】
燃料の供給手段としてキャブレターを用いていた従来の２サイクル内燃機関においては、排気脈動効果により吸入空気量が変化したときに燃料の量が自動的に調節されて、混合気の空燃比が所定の範囲に保たれるため、吸入空気量の変化に対してキャブレターを制御する必要はない。
【０００７】
ところが、電子式燃料噴射制御装置を用いた２サイクル内燃機関においては、吸入空気量を機関のスロットル開度と回転速度とから推測するか、または吸気管内の圧力と回転速度とから推測して、推測した吸入空気量を基に所定の空燃比の混合気を得るために必要な燃料の噴射量を演算するようにしているため、排気制御バルブの開度の変化に伴なう吸入空気量の変化には対応することができず、排気制御バルブの制御に伴なって生じる吸入空気量の変化に対して燃料の噴射量を適確に制御することができない。
【０００８】
排気制御バルブの開度の変化により吸入空気量が増加したときに、燃料の噴射量を変化させないと、空燃比がリーン側に変化し、混合気が薄くなって、機関が焼き付きを起こす。
【０００９】
逆に吸入空気量が減少したときに、燃料の噴射時間を変化させないでおくと、空燃比がリッチ側に変化して混合気が濃くなり、機関の出力が低下したり、排気の成分が悪化したり、燃費が悪くなったりする。
【００１０】
また排気制御バルブの制御により、吸入空気量が変化して内燃機関が要求する燃料の量が変化した場合には、当然、機関の最適な点火時期も変化する。機関の要求燃料量が変化したときに、点火時期がその燃料の量に適合した時期からずれていると、機関の動作が不安定になったり、出力が低下したりする。したがって、排気制御バルブを制御した場合には、点火時期をも制御する必要がある。
【００１１】
そこで、本出願人等は、先に、特願２０００−３９５３５５号において、排気制御バルブの開度に対して燃料噴射量及び点火時期を制御することにより、排気制御バルブの開度の変化に伴なって、吸入空気量が変化する場合でも、混合気の空燃比及び機関の点火時期を適正な範囲に保つことができるようにした２サイクル内燃機関の制御装置を提案した。
【００１２】
既提案の制御装置では、排気制御バルブの複数の開度に対してそれぞれ燃料噴射量演算用マップ及び点火時期演算用マップを用意しておいて、排気制御バルブの開度に応じて選択した燃料噴射量演算用マップ及び点火時期演算用マップを用いて燃料噴射量及び点火時期を補間演算することにより、排気制御バルブの開度の変化に対して燃料噴射量及び点火時期を適正な範囲に保つようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
既提案の制御装置によれば、排気制御バルブの制御に伴なって、吸入空気量が変化したときに、燃料噴射量を変化させて、混合気の空燃比を適正な範囲に保つことができるため、排気制御バルブの開度の変化により吸入空気量が減少したときに混合気がリッチになって出力の低下や排気ガスの成分の悪化を招いたり、吸入空気量が増加したときに混合気がリーンになって機関が焼き付きを起したりするのを防ぐことができる。
【００１４】
しかしながら、既提案の制御装置では、排気制御バルブの動作の異常に対処するための手段が講じられていなかった。
【００１５】
排気制御バルブの動作の異常は、排気制御バルブの制御系に異常が生じた場合、及び排気制御バルブ自体に異常が生じた場合に起こる。排気制御バルブの制御系の異常としては、例えば、排気制御バルブの開度を検出するセンサの故障、センサの電源の故障、あるいはセンサの出力を制御回路に伝達する信号線の断線、排気制御バルブを操作するアクチュエータの故障等がある。また、排気制御バルブの可動部にカーボン等が付着してバルブが動き難くなった場合には、排気制御バルブ自体の動作が異常になる。
【００１６】
既提案の制御装置のように、排気制御バルブの開度の変化に対して燃料噴射量や点火時期を制御する手段を設けた場合でも、万一排気制御バルブの動作が異常になったときには、演算される燃料噴射量と吸入空気量とが整合しなくなるため、所期の目的を達成することができなくなる。
【００１７】
特に、排気制御バルブの動作の異常が生じたときに、燃料噴射量の制御が適確に行われなくなって混合気がリーンになると、機関が焼き付きを起こして破損するおそれがる。混合気がリーンな状態になって、機関が焼き付きを起すと、それ以上機関を運転することができなくなるため、内燃機関により駆動する車両等の運転を継続することができなくなり、その場に車両等を放置せざるを得なくなる。特に船外機が洋上で停止したままになった場合や、スノービークルが雪山で停止したままの状態になった場合には、運転者が遭難するおそれがあるため、機関の運転を継続することができない状態が生じるのを極力避ける必要がある。
【００１８】
本発明の目的は、排気制御バルブの開度の変化に対して燃料噴射時期や点火時期を制御するようにした排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子制御装置において、排気制御バルブの動作に異常が生じたときに、混合気がリーンになるのを防ぎ、機関が焼き付きを起こして破損するのを防ぐことにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、インジェクタから噴射させる燃料の噴射量を決定する噴射量決定用変量を各種の制御条件に対して決定する噴射量決定手段と、噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置を対象とする。
【００２０】
ここで、「噴射量決定用変量」とは、インジェクタから噴射される燃料の量を決定するために用いることができる量である。噴射量決定用変量は、燃料の噴射量そのものでもよく、燃料の噴射時間等でもよい。
【００２１】
一般に用いられる燃料噴射装置では、燃料タンクから燃料ポンプによりインジェクタに与えられる燃料の圧力が圧力調整器により一定に保たれるため、燃料の噴射量は、インジェクタから燃料を噴射する時間（噴射時間）により管理される。この場合インジェクタ駆動手段は、決定された噴射時間の間燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するため、噴射量決定用変量としては噴射時間を用いるのが好ましい。
【００２２】
燃料の噴射時間により燃料の噴射量を管理する場合であっても、噴射量そのものを噴射量決定用変量として演算するように噴射量決定手段を構成してもよいが、この場合には、演算した噴射量から更にその噴射量を得るために必要な噴射時間を演算する手段を追加する必要がある。
【００２３】
本発明においては、前記の目的を達成するため、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段を設け、このバルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、燃料の噴射量を定常時に制御条件により決まる値よりも増量された値とするように噴射量決定手段を構成する。
このように構成すると、排気制御バルブの動作が異常になって、排気制御バルブの開度に対して演算した噴射量が実際の吸入空気量に見合った値とならない状態が生じたときに、燃料の噴射量を増量して、混合気の空燃比をリッチ側に変化させるので、排気制御バルブがどのような異常動作を行った場合でも混合気がリーンになるのを防ぐことができ、機関が焼き付きを起こして破損するのを防ぐことができる。
【００２４】
本発明の好ましい態様では、バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、定常時に噴射量が制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で噴射量を定常時に制御条件により決まる値よりも増量された値とするように噴射量決定手段が構成される。
【００２５】
このように、排気制御バルブの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を定常時にとり得る範囲で増加させて、混合気をリッチな状態にすると、機関の出力は低下するが、機関の運転を継続することはできるため、機関により駆動される車両等の運転者が帰路につくことができなくなるといった事態が生じるのを防ぐことができる。
【００２６】
なお本発明においては、排気制御バルブの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を定常時にとり得る範囲を超える範囲まで増加させて、混合気をリッチな状態にすることを妨げない。このように、排気制御バルブの異常時に燃料の噴射量を、定常時にとり得る範囲を超える範囲まで増加させると、機関の出力が大幅に低下するため、運転者に異常の発生を知らせることができ、運転者が異常の発生に気付かずに運転を継続するといった事態が生じるのを防ぐことができる。
【００２７】
排気制御バルブの動作に異常が生じたときに、上記のように燃料噴射量を増加させて混合気の空燃比をリッチ側に変化させると、殆どの場合、機関の焼き付きを防止することができるが、機関の焼き付きを更に確実に防止するためには、点火時期を遅角側に設定するのが好ましい。
【００２８】
したがって、本発明の好ましい態様では、バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、内燃機関の点火時期を、定常時に制御条件に対して決まる点火時期よりも遅角させるように点火時期決定手段を構成する。
【００２９】
排気制御バルブの動作の異常を検出するためには、排気制御バルブの開度の情報を得ることができるようにしておくのが好ましい。また排気制御バルブの開度に応じて燃料の噴射量を適確に制御するためには、排気制御バルブの開度情報を考慮して噴射量を決定するようにするのが好ましい。
【００３０】
従って、本発明の好ましい態様では、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の噴射量決定用変量演算マップを記憶した噴射量決定用変量演算マップ記憶手段と、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段とを設けて、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射量決定用変量を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには噴射量決定用変量演算マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、演算される燃料の噴射量が最大である噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射量決定用変量を演算するように噴射量決定手段を構成する。
【００３１】
本発明に係わる制御装置においてはまた、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、このバルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の定常時用の噴射量決定用変量演算マップと排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の噴射量決定用変量演算用マップとを記憶した噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段と、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段とを設けて、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した定常時用の噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射量決定用変量を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、異常時用の噴射量決定用変量演算用マップを用いて噴射量決定用変量を演算するように噴射量決定手段を構成するようにしてもよい。
【００３２】
この場合、異常時用の噴射量決定用変量演算用マップは、該マップを用いて演算した噴射量決定用変量により決まる噴射量が、定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値となるように構成される。
【００３３】
また本発明の好ましい態様では、上記異常時用の噴射量決定用変量演算用マップが、バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、定常時に噴射量が制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で噴射量を定常時に制御条件により決まる値よりも増量された値とするように構成される。
本発明に係わる制御装置はまた、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の噴射量決定用変量演算マップを記憶した噴射量決定用変量演算マップ記憶手段と、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段と、排気制御バルブの動作が異常であるときに噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量を増量側に補正するために用いる噴射量決定用変量補正データを各種の制御条件に対して演算する噴射量決定用変量補正データ演算手段と、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されたときに噴射量決定用変量補正データ演算手段により演算された噴射量決定用変量補正データ補正データを用いて、噴射量を増量された値とするように、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量を補正する噴射量補正手段とを備えた構成とすることもできる。この場合、噴射量決定手段は、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射量決定用変量を演算するように構成する。
【００３４】
上記のようにバルブ開度センサが設けられる場合、バルブ異常検出手段は、例えば、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度が制御範囲から外れていることを検出したときに排気制御バルブが異常であることを検出するように構成することができる。
【００３５】
バルブ異常検出手段はまた、排気制御バルブを動かすために排気制御バルブ制御手段が出力する駆動信号に対して、バルブ開度センサの出力が予期した変化を示さないときに排気制御バルブの異常を検出するように構成することもできる。
バルブ異常検出手段はまた、排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力していない状態でバルブ開度センサの出力が変化したことを検出したときに排気制御バルブの異常を検出するように構成することもでき、排気制御バルブ制御手段が意図した排気制御バルブの目標位置とバルブ開度センサにより検出されている排気制御バルブの位置との偏差が許容範囲以下にならないときに排気制御バルブの異常を検出するように構成することもできる。
【００３６】
更に、排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力している状態で、バルブ開度センサの出力の時間的変化率が、排気制御バルブの正常時における変位速度の変動範囲の下限値に相当する判定値を超えないことが検出されたときに排気制御バルブの異常を検出するようにバルブ異常検出手段を構成することもできる。
【００３７】
上記のように、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、各種の制御条件に対して排気制御バルブの開度を制御する排気制御バルブ制御手段とを設けて、排気制御バルブの開度を各種の制御条件により決まる目標開度に一致させるように制御する場合も、点火時期決定手段は、バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、内燃機関の点火時期を、定常時に制御条件に対して決まる点火時期よりも遅角させるように構成するのが好ましい。
【００３８】
この場合、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の点火時期演算用マップを記憶した点火時期演算用マップ記憶手段を設けて、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには点火時期演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、演算される点火時期が最も遅れている点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算するように、点火時期決定手段を構成することができる。
【００３９】
また、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の定常時用の点火時期演算用マップと排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の点火時期演算用マップとを記憶した点火時期演算用マップ記憶手段を設けて、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した定常時用の点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには点火時期演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、異常時用の点火時期演算マップを用いて点火時期を演算するように点火時期決定手段を構成することもできる。
【００４０】
更に、排気制御バルブの動作が異常であるときに点火時期決定手段により決定された点火時期を遅角側に補正するために用いる点火時期補正データを各種の制御条件に対して演算する点火時期補正データ演算手段と、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されたときに点火時期補正データ演算手段により演算された点火時期補正データを用いて、点火時期を遅角された時期とするように、点火時期決定手段により決定された点火時期を補正する点火時期補正手段とを備えることにより、排気制御バルブの動作の異常時に点火時期を遅角側に修正するように構成することもできる。
【００４１】
上記の構成では、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサの出力を用いて、排気制御バルブの動作の異常を検出するようにしているが、排気制御バルブの開度情報を用いないでも排気制御バルブの動作の異常を検出することができる。
【００４２】
例えば、噴射量決定手段が、スロットルセンサにより検出されたスロットルバルブの開度と内燃機関の回転速度とから推定した内燃機関のシリンダ内への吸入空気量に対して所定の空燃比の混合気を得るように噴射量決定用変量を決定する場合には、スロットルセンサによりスロットルバルブが全開状態にあることが設定時間以上検出されているにも拘らず内燃機関の回転速度が設定値未満であることが検出されたときに、排気制御バルブの異常を検出するように、バルブ異常検出手段を構成することができる。
【００４３】
また、噴射量決定手段が、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、内燃機関の吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサと、大気圧を検出する大気圧センサと、吸気圧センサにより検出された吸気管内圧力とスロットルセンサにより検出されたスロットルバルブの開度と内燃機関の回転速度とから推定した内燃機関のシリンダ内への吸入空気量に対して所定の空燃比を有する混合気を得るように噴射量決定用変量を演算する場合には、大気圧センサにより検出された大気圧と吸気圧センサにより検出された吸気管内圧力との差が設定値以下であるにも拘らず内燃機関の回転速度が設定値を超えることができないことが検出されたときに排気制御バルブの動作が異常であることを検出するように、バルブ異常検出手段を構成することができる。
【００４４】
上記のように、排気制御バルブの開度を検出することなく、排気制御バルブの動作の異常を検出する場合も、排気制御バルブの動作の異常が検出されたときに、噴射量を定常時に制御条件により決まる値よりも増量された値とするように噴射量決定手段を構成するか、または排気制御バルブの動作の異常が検出されたときに、定常時に噴射量が制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で噴射量を定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値とするように噴射量決定手段を構成する点は、排気制御バルブの開度を検出して該バルブの動作の異常を検出する場合と同様である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下図１ないし図１０を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４６】
図１は本発明の第１の実施形態の構成を示したもので、同図において１は２サイクル内燃機関で、この内燃機関は、掃気ポート１ａ及び排気ポート１ｂを有するシリンダ１ｃと、シリンダ１ｃ内に設けられたピストン１ｄと、クランクケース１ｅに接続された吸気管１ｆと、クランクケース１ｅと掃気ポート１ａとの間を接続する掃気通路１ｇと、排気ポート１ｂに接続された排気管１ｈと、吸気管１ｆに取り付けられたスロットルバルブ１ｉと、排気ポート１ｂの上部を開閉するように設けられた排気制御バルブ１ｊとを有している。シリンダ１ｃの上部には点火プラグ２が取り付けられ、吸気管１ｆにはインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）３が取り付けられている。
【００４７】
なおピストンが下死点に向けて下降する過程でクランクケース１ｅ内の圧力が上昇したときに吸気管１ｆを通して混合気が逆流するのを防止するためにリードバルブ等の逆流阻止手段が設けられるが、その図示は省略されている。
【００４８】
図示してないが、インジェクタ３には燃料タンクから燃料ポンプを介して燃料が与えられている。インジェクタ３は、後記するインジェクタ駆動手段から駆動電流が与えられた時にその弁を開いて吸気管１ｆ内に燃料Ｆを噴射する。インジェクタ３に与えられる燃料の圧力（燃圧）は圧力調整器により一定に保たれているため、インジェクタ３から噴射される燃料の量（噴射量）は燃料を噴射する時間（噴射時間）により決まる。
【００４９】
排気ポート１ｂの上部を開閉する排気制御バルブ１ｊは、排気のタイミングを調整するために設けられたもので、排気制御バルブ１ｊを開いていくと排気タイミングが早くなり、排気制御バルブ１ｊを閉じていてくと、排気タイミングが遅くなる。機関の低速時には排気制御バルブ１ｊの開度を小さくして排気タイミングを遅らせると排気の脈動効果が大きく働いて充填効率が高くなる。また機関の高速時には排気制御バルブ１ｊの開度を大きくして排気タイミングを進めると排気脈動効果が大きく働いて充填効率が高くなる。
【００５０】
排気制御バルブ１ｊの開度情報を得るため、排気制御バルブ１ｊにバルブ開度センサ４が接続されている。このバルブ開度センサ４は排気制御バルブ１ｊの位置を検出する位置センサにより構成することができる。位置センサとしては、例えばポテンショメータを用いることができる。
【００５１】
またスロットルバルブ１ｉの開度を検出するためスロットルバルブ１ｉの回動軸にスロットルセンサ５が接続されている。スロットルセンサ５もポテンショメータ等からなる位置センサにより構成することができる。
【００５２】
内燃機関の吸気管１ｆには、スロットルバルブ１ｉよりも下流側で吸気管内圧力を検出する吸気圧センサ６が取り付けられている。本実施形態ではまた、吸気圧センサの他に、大気圧を検出する大気圧センサ７が機関に取り付けられている。
【００５３】
内燃機関にはまた機関のクランク角情報を含むパルス信号を出力する信号発生器（パルサ）１０が取り付けられている。信号発生器１０は、例えば、機関のクランク角位置（クランク軸の回転角度位置）が上死点位置（ピストンが上死点に達したときのクランク角位置）よりも十分に進角した位置に設定された基準位置に一致したときに第１のパルスを発生し、上死点位置よりも僅かに進角した位置で点火時期の計測を開始する基準位置に一致したときに第１のパルスと極性が異なる第２のパルスを発生する。
【００５４】
信号発生器１０が発生する第１のパルスは、機関の点火時期の計測を開始するタイミングを定める基準信号や、燃料の噴射を開始するタイミングを定める信号として用いられる。また信号発生器１０が発生する第２のパルスは、マイクロプロセッサにより演算された点火時期の計測を正確に行うことができない機関の低速時の点火時期を定める信号として用いられる。
【００５５】
内燃機関を制御するため、マイクロプロセッサや点火装置等を備えた電子式制御装置ＥＣＵが設けられている。図示のＥＣＵは、回転速度演算手段１１と、点火時期演算マップ記憶手段１２と、点火時期決定手段１３と、点火装置駆動手段１４と、点火装置１５と、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６と、噴射量決定手段１７と、インジェクタ駆動手段１８と、排気制御バルブ制御手段１９と、バルブ異常検出手段２０とを備えている。
【００５６】
これらの各部のうち、回転速度演算手段１１、点火時期演算マップ記憶手段１２、点火時期決定手段１３、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６、噴射量決定手段１７及びバルブ異常検出手段２０は、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成される。また点火装置駆動手段１４とインジェクタ駆動手段１８と排気制御バルブ制御手段１９とは、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより実現される手段と、電気信号を出力する駆動回路やアクチュエータ等のハードウェアとにより構成される。
【００５７】
各部を更に詳細に説明すると、回転速度演算手段１１は、信号発生器１０の出力を入力として、該信号発生器１０が発生するパルスの発生間隔（機関が所定の角度回転するのに要する時間）から機関の回転速度を演算するように構成される。回転速度演算手段１１により演算された回転速度情報Ｎは点火時期決定手段１３と噴射量決定手段１７と排気制御バルブ制御手段１９とに与えられる。
【００５８】
点火時期演算マップ記憶手段１２は、図５に示すように、機関の回転速度とスロットルバルブの開度（スロットル開度）と点火時期データとの間の関係をテーブルの形でＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭに記憶している。本実施形態では、点火時期演算マップ記憶手段１２が、図５（Ａ）に示す構造の全開位置用点火時期演算マップＭi1と、図５（Ｂ）に示す構造の全閉位置用点火時期演算マップＭi2とを記憶している。ここで、全開位置用点火時期演算マップＭi1は、排気制御バルブ１ｊが全開位置にあるときの回転速度とスロットル開度と点火時期のデータとの間の関係を与えるマップであり、全閉位置用点火時期演算マップＭi2は、排気制御バルブ１ｊが全閉位置にあるときの回転速度とスロットル開度と点火時期のデータとの間の関係を与えるマップである。ここで点火時期のデータは、機関のクランク軸が基準位置から点火時期に相当する回転角度位置（点火位置）まで回転する間に点火タイマ（マイクロプロセッサ内に設けられたタイマ）に計測させる時間の形で与えられる。
【００５９】
点火時期決定手段１３は、排気制御バルブの開度に応じて、点火時期演算マップ記憶手段１２に記憶されているマップを読み出して、機関の回転速度情報Ｎとスロットルセンサ５から与えられるスロットル開度情報θthとに対して、点火時期データを演算する。回転速度演算手段１１及びスロットルセンサ５からそれぞれ与えられる回転速度情報Ｎ及びスロットル開度情報θthがマップを構成する値からずれているとき（例えば図５に示した例で回転速度が１０００ｒｐｍと１５００ｒｐｍとの間にあるとき）には、補間演算により点火時期データを演算する。また、排気制御バルブが全閉位置と全開位置との間の中間位置にあるときには、全閉位置用点火時期演算マップを用いて演算した点火時期と、全開位置用点火時期演算マップを用いて演算した点火時期データとから補間演算により点火時期データを求める。
【００６０】
なお図示の例では、点火時期演算用マップとして、全開位置用点火時期演算マップＭi1と全閉位置用点火時期演算マップＭi2との２つのマップを用意しているが、中間位置用の点火時期演算マップ等、更に他の排気制御バルブの開度に対して点火時期演算用マップを用意して排気制御バルブの開度に対して点火時期をきめ細かく演算するようにしてもよい。
【００６１】
本実施形態ではまた、点火時期決定手段１３にバルブ異常検出手段２０の出力が与えられていて、バルブ異常検出手段２０が排気制御バルブ１ｊの動作の異常を検出していないときと、検出しているときとで異なる点火時期演算マップを用いて点火時期を演算するようになっている。
【００６２】
即ち、点火時期決定手段１３は、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブ１ｊの動作の異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて選択した点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算し、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブの動作の異常が検出されたときには点火時期演算用マップ記憶手段１２に記憶されたマップを比較して、演算される点火時期が最も遅れている方の点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算するように構成されている。
【００６３】
点火装置駆動手段１４は、信号発生器１０から基準位置を示す基準パルス（第１のパルス）が発生したことの情報が与えられた時に点火時期決定手段１３により決定された点火時期データを点火タイマにセットして、該点火時期データの計測を開始させ、点火タイマが点火時期データの計測を終了したときに点火装置１５に点火信号Ｖｉを与える。
【００６４】
点火装置１５は、点火コイルと点火信号が与えられたときに該点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせる適宜の形式の一次電流制御回路とを備えた公知のもので、点火信号が与えられた時に生じさせられる点火コイルの一次電流の急激な変化により、該点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。この高電圧は機関の気筒に取り付けられた点火プラグ２に印加されるため、点火プラグ２で火花放電が生じて機関が点火される。
【００６５】
噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６は、機関の回転速度とスロットル開度と燃料噴射量決定用変量との間の関係をテーブルの形でＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭに記憶している。本実施形態では、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６が、図６（Ａ）に示す構造の全開位置用噴射量決定用変量演算マップＭf1と、図６（Ｂ）に示す構造の全閉位置用噴射量決定用変量演算マップＭf2とを記憶している。ここで、全開位置用噴射量決定用変量演算マップＭf1は、排気制御バルブ１ｊが全開位置にあるときの回転速度とスロットル開度と噴射量決定用変量（図６に示した例では噴射時間）との間の関係を与えるマップであり、全閉位置用噴射量決定用変量演算マップＭf2は、排気制御バルブ１ｊが全閉位置にあるときの回転速度とスロットル開度と噴射量決定用変量との間の関係を与えるマップである。
【００６６】
「噴射量決定用変量」は、インジェクタ３から噴射させる燃料の量を決定する変量で、前述のように燃料の噴射量そのものでもよく、噴射時間でもよいが、以下の説明では、吸気管内圧力や大気圧などに応じて補正する前の基本噴射時間を噴射量決定用変量として用いる。
【００６７】
噴射量決定用変量決定手段１７は、バルブ開度センサ４により検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６からマップを読み出し、必要に応じて補間演算を行って、機関の回転速度とスロットル開度とに対して噴射量決定用変量（この例では噴射時間）を演算する。
【００６８】
噴射量決定手段１７はまた、吸気圧センサ６により検出された吸気管内圧力情報Ｐimと、大気圧センサ７により検出された大気圧Ｐａと、バルブ開度センサ４により検出された排気制御バルブの開度情報θe とに対してそれぞれ補正係数Ｋim，Ｋa 及びＫθを演算して、これらの補正係数を噴射量決定用変量演算マップから演算した基本噴射時間に乗じることにより実際の噴射時間を演算する。
【００６９】
なお図１には図示してないが、機関の温度や吸気温度などの更に他のパラメータを検出してこれらのパラメータに対して噴射時間を補正する場合もある。
【００７０】
インジェクタ駆動手段１８は、信号発生器１０から基準パルスが発生したことの情報が与えられた時に、噴射量決定手段１７により演算された噴射時間を噴射タイマにセットして、該噴射時間の計測を開始させ、該噴射タイマが噴射時間の計測を行っている間インジェクタ３に駆動電流を与えて、該インジェクタから燃料を噴射させる。
【００７１】
なお図示の例では、噴射量決定用変量演算マップとして、全開位置用噴射量決定用変量演算マップＭf1と全閉位置用噴射量決定用変量演算マップＭf2との２つのマップを用意しているが、排気制御バルブが中間位置にあるときの噴射量決定用変量演算マップ等、更に他の排気制御バルブの開度に対しても噴射量決定用変量演算マップを用意して、排気制御バルブの開度に対して噴射量をきめ細かく演算するようにしてもよい。
【００７２】
本実施形態ではまた、噴射量決定手段１７にバルブ異常検出手段２０の出力が与えられていて、バルブ異常検出手段２０が排気制御バルブ１ｊの動作の異常を検出していないときと、検出しているときとで異なる噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射時間を演算するようになっている。
【００７３】
即ち、噴射量決定手段１７は、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブ１ｊの動作の異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて選択した噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射時間を演算し、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブの動作の異常が検出されたときには噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６に記憶されたマップを比較して、演算される噴射時間が最も長い（噴射量が最も多くなる）噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射時間を演算するように構成されている。
【００７４】
排気制御バルブ制御手段１９は、バルブ開度センサ１９の出力と、回転速度演算手段１１から与えられる回転速度情報Ｎと、スロットルセンサ５から与えられるスロットル開度情報θthとを用いて、排気制御バルブ１ｊの開度を、各回転速度及びスロットル開度における目標開度に一致させるように、排気制御バルブ１ｊを駆動する電動アクチュエータ（図示せず。）を制御する。
【００７５】
バルブ異常検出手段２０は、バルブ開度センサ４から与えられる排気制御バルブの開度情報θｅを用いて、以下のいずれかの方法で排気制御バルブ１ｊの動作の異常を検出する。
【００７６】
（ａ）バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度が制御範囲から外れていることを検出したときに排気制御バルブが異常であることを検出するように構成する。
【００７７】
排気制御バルブの開度の制御範囲（全閉位置から全開位置までの範囲）は予め決められているので、排気制御バルブの開度が制御範囲から外れていることが検出されたときには、排気制御バルブの制御系の動作または排気制御バルブを駆動する機械系が異常であると判定することができる。
【００７８】
（ｂ）排気制御バルブを動かすために排気制御バルブ制御手段が出力する駆動信号に対して、バルブ開度センサの出力が予期した変化を示さないときに排気制御バルブの異常を検出するように構成する。
【００７９】
排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすためにアクチュエータに駆動信号を与えたときには、その駆動信号に対して排気制御バルブがどの程度動くか（バルブ開度センサの出力がどの程度の変化を示すか）を予測することができる。排気制御バルブ制御手段が駆動信号を出力したときにバルブ開度センサ４が予期した変化を示さない場合には、排気制御バルブがカーボンの付着等により動き難い状態にあるか、または排気制御バルブを駆動する機械系に何らかの異常が生じたことが考えられる。
【００８０】
（ｃ）排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力していない状態でバルブ開度センサの出力が変化したことを検出したときに排気制御バルブの異常を検出するように構成する。この場合は、排気制御バルブの制御系に異常が生じたことが考えられる。
【００８１】
（ｄ）排気制御バルブ制御手段が意図した排気制御バルブの目標位置とバルブ開度センサにより検出されている排気制御バルブの位置との偏差が許容範囲以下にならないときに排気制御バルブの異常を検出するように構成する。この場合は、排気制御バルブの制御系に異常が生じたか、または排気制御バルブがカーボン等の付着により動き難くなっていることが予想される。
【００８２】
（ｅ）排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力している状態で、バルブ開度センサの出力の時間的変化率が、排気制御バルブの正常時における変位速度の変動範囲の下限値に相当する判定値を超えないことが検出されたときに排気制御バルブの異常を検出するように構成する。
【００８３】
この場合も、排気制御バルブがカーボン等の付着により動き難くなっていることが予想される。
【００８４】
上記のように、排気制御バルブ１ｊの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を定常時にとり得る範囲で増加させて、混合気をリッチな状態にすると、機関の出力は低下するが、機関の運転を継続することはできるため、機関により駆動される車両等の運転者が帰路につくことができなくなるといった事態が生じるのを防ぐことができる。
【００８５】
なお本発明においては、排気制御バルブの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を定常時にとり得る範囲を超える範囲まで増加させて、混合気をリッチな状態にするようにしてもよい。このように、排気制御バルブの異常時に燃料の噴射量を、定常時にとり得る範囲を超える範囲まで増加させると、機関の出力が大幅に低下するため、運転者に異常の発生を知らせることができる。したがって、運転者が排気制御バルブの異常の発生に気付かずに運転を継続するといった事態が生じるのを防ぐことができる。
【００８６】
排気制御バルブの動作に異常が生じたときに、上記のように燃料噴射量を増加させて混合気の空燃比をリッチ側に変化させると、殆どの場合、機関の焼き付きを防止することができるが、機関の焼き付きを更に確実に防止するためには、上記の実施形態のように、排気制御バルブの動作の異常が検出されたときに点火時期を遅角側に設定するようにするのが好ましい。
【００８７】
上記の例では、排気制御バルブの複数の異なる開度に対して噴射量決定用変量演算マップを用意しておいて、排気制御バルブの異常が検出されたときに演算される噴射量が最も多くなるマップを選択して噴射量決定用変量を演算するようにしたが、排気制御バルブの動作が正常な定常時と、排気制御バルブの動作が異常な異常時とで異なる噴射量決定用変量演算マップを用いるようにしてもよい。この場合には、図８（Ａ）に示すような定常時用の噴射量決定用変量演算マップＭfnを排気制御バルブの複数の開度に対してそれぞれ作成して、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６に記憶させるとともに、排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる図８（Ｂ）に示すような異常時用の噴射量決定用変量演算用マップＭfaを噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段１６に記憶させておく。
【００８８】
そして、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブの動作の異常が検出されていないときに、バルブ開度センサ４により検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて選択した定常時用の噴射量決定用変量演算マップＭfn（図８Ａ）を用いて噴射量決定用変量（この例では噴射時間）を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段１６に記憶されたマップのうち、異常時用の噴射量決定用変量演算用マップＭfa（図８Ｂ）を用いて噴射量決定用変量を演算するように、噴射量決定手段１７を構成する。
【００８９】
同様に、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された、複数の定常時用の点火時期演算用マップＭin（図７Ａ）と、排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の点火時期演算用マップＭia（図７Ｂ）とを点火時期演算用マップ記憶手段１２に記憶させておいて、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブ１ｊの動作の異常が検出されていないときに、バルブ開度センサ４により検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて選択した定常時用の点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算し、排気制御バルブ１ｊの異常が検出されたときには点火時期演算用マップ記憶手段１２に記憶されたマップのうち、異常時用の点火時期演算マップを用いて点火時期を演算するように構成してもよい。この場合、異常時用の点火時期演算用マップＭiaは、各回転速度における点火時期を定常時の点火時期よりも遅角させるように作成しておく。
【００９０】
本発明においてはまた、排気制御バルブの異常が検出されたときに、噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量を、噴射量を増量させる側に補正するように構成することもできる。この場合には、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の噴射量決定用変量演算マップを記憶した噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６を設けるとともに、排気制御バルブの動作が異常であるときに噴射量決定手段１７により決定された噴射量決定用変量を増量側に補正するために用いる噴射量決定用変量補正データを各種の制御条件に対して演算する噴射量決定用変量補正データ演算手段（図示せず。）と、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブの異常が検出されたときに噴射量決定用変量補正データ演算手段により演算された噴射量決定用変量補正データを用いて、噴射量を増量された値とするように、噴射量決定手段１７により決定された噴射量決定用変量を補正する噴射量補正手段とを設ける。
【００９１】
噴射量決定用変量が噴射時間である場合、噴射量決定用変量補正データ演算手段は、例えば図９（Ａ）に示すように、スロットル開度と回転速度と噴射時間補正データとの間の関係をテーブルの形にした噴射時間補正データ演算マップＭc1を用いて、スロットル開度と機関の回転速度とに対して噴射時間補正データを演算するように構成することができる。
【００９２】
ここで噴射時間補正データは、噴射量決定手段１７により決定された噴射時間に乗じる補正係数（＞１）でもよく、噴射量を増加させるために噴射量決定手段１７により決定された噴射時間に加算する補正数でもよい。
【００９３】
同様に、排気制御バルブの動作が異常であるときに点火時期決定手段１３により決定された点火時期を遅角側に補正するために用いる点火時期補正データを各種の制御条件に対して演算する点火時期補正データ演算手段と、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブ１ｊの動作の異常が検出されたときに点火時期補正データ演算手段により演算された点火時期補正データを用いて、点火時期を遅角された時期とするように、点火時期決定手段１３により決定された点火時期を補正する点火時期補正手段とを設けて、排気制御バルブの動作の異常時に点火時期を遅角側に補正するようにしてもよい。
【００９４】
上記点火時期補正手段は、例えば図９（Ｂ）に示すように、スロットル開度と回転速度と点火時期補正データとの間の関係をテーブルの形にした点火時期補正データ演算マップＭc2を用いて、スロットル開度と機関の回転速度とに対して点火時期補正データを演算するように構成することができる。
【００９５】
点火時期補正データは、点火時期決定手段１３により決定された点火時期（点火タイマに計測させる計測値）に乗じる補正係数（＞１）でもよく、点火時期を遅角させるために点火時期決定手段１３により決定された点火時期（点火タイマに計測させる計測値）に加算する補正数でもよい。
【００９６】
上記の例では、排気制御バルブ１ｊを機関の回転速度とスロットル開度とに対して制御する排気制御バルブ制御手段１９を設けているが、図２に示したように、排気ポート１ｂの上部に回動自在に支持された扇形の排気制御バルブ１ｊ´を設けるとともに、この排気制御バルブを閉位置側に付勢するスプリング１ｋを設けて、排気圧力とスプリング１ｋの付勢力との力のバランスを利用することにより、排気制御バルブ１ｊ´の開度を自動的に変化させるようにした２サイクル内燃機関にも本発明を適用することができる。
【００９７】
このような排気制御バルブが設けられている２サイクル内燃機関では、機関の回転速度の上昇に伴なって排気制御バルブの開度が増大していくため、回転速度を監視することにより排気制御バルブの開度を推測することができる。
【００９８】
このような内燃機関において、機関のスロットル開度と回転速度とから吸入空気量を推測して、所定の空燃比を得るための噴射量を求める場合には、スロットルセンサ５によりスロットルバルブ１ｉが全開状態にあることが設定時間以上検出されているにも拘らず、回転速度演算手段１１により演算された回転速度が設定値未満であることが検出されたときに、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するようにバルブ異常検出手段２０を構成することができる。
【００９９】
また吸入空気量を吸気管内圧力と機関の回転速度とから推測して、推測した吸入空気量に対して所定の空燃比を得るために必要な燃料の噴射時間を演算する場合には、機関の最大回転速度Ｎｍが大気圧に対する吸気管内圧力（大気圧と吸気管内圧力との差）ΔＰに対して図４に示すように変化する。図４において曲線ａは排気制御バルブが全閉状態にあるときの特性を示し、曲線ｂは排気制御バルブが全開状態にあるときの特性を示している。またＮｓは排気制御バルブの動作が異常であるか否かの判定を行う際の判定基準とする回転速度の設定値、ΔＰｓは排気制御バルブの動作が異常であるか否かの判定を行う際の判定基準とするΔＰの設定値である。
【０１００】
この場合には、バルブ異常検出手段２０は、図３に示すように、大気圧センサ７により検出された大気圧情報Ｐａと吸気圧センサ６により検出された吸気管内圧力情報Ｐimとを入力として、大気圧と吸気管内圧力との差が設定値ΔＰｓ以下であるにも拘らず内燃機関の回転速度が設定値Ｎｓを超えることができないときに排気制御バルブ１ｊ´の動作が異常であることを検出するように構成することができる。
【０１０１】
図２及び図３に示した例において、排気制御バルブ１ｊ´の動作の異常が検出されたときの制御は図１に示した実施形態と同様である。
【０１０２】
なお吸入空気量を吸気管内圧力と回転速度とから推定して、燃料の噴射量を決める場合には、図１０（Ａ）に示すように、吸気管内圧力と回転速度と噴射時間データとの間の関係をテーブルの形にした噴射量決定用変量演算マップＭf を用いて噴射時間データを演算する。また点火時期は、図１０（Ｂ）に示すように吸気管内圧力と回転速度と点火時期データとの間の関係をテーブルの形にした点火時期演算用マップＭｉを用いて演算する。
【０１０３】
上記の実施形態では、噴射量決定用変量として噴射時間を用いたが、噴射量そのものを噴射量決定用変量として噴射量決定用変量演算マップを作成するようにしてもよい。このようにマップを構成する場合には、各種の制御条件に対して噴射量が演算されるため、インジェクタ駆動手段１８において噴射量を噴射時間に換算する演算を行う必要がある。
【０１０４】
上記の実施形態では、排気制御バルブの動作の異常が検出されたときに、定常時よりも燃料の噴射量を増加させて、混合気をリッチな状態に保つとともに、点火時期を遅角させるようにしたが、混合気をリッチな状態にすることにより、機関の焼き付きを防ぐことができるため、点火時期の遅角は必ずしも行わなくてもよい。
【０１０５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、排気制御バルブの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を増加させて、混合気をリッチな状態にするようにしたので、排気制御バルブの動作の異常時に混合気がリーンな状態になって機関が破損するのを防ぐことができる。
【０１０６】
また排気制御バルブの動作の異常時に、燃料の噴射量を定常時に各種の制御条件に対してとり得る最大値を超えない範囲で増加させるようにした場合には、混合気がリッチになることにより機関の出力が低下するが、機関の運転を継続することはできるため、機関により駆動される車両等の運転者が帰路につくことができなくなるといった事態が生じるのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。
【図４】吸気管内圧力と回転速度とにより吸入空気量を推定して燃料の噴射量を決定する２サイクル内燃機関において最大回転速度と大気圧に対する吸気管内圧力との関係を示したグラフである。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明において排気制御バルブの複数の開度に対して点火時期を演算する場合に用意する点火時期演算マップの一例として、排気制御バルブが全開位置にあるときに用いる点火時期演算マップ及び排気制御バルブが全閉位置にあるときに用いる点火時期演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明において、排気制御バルブの種々の開度に対して噴射量決定用変量を演算する場合に用意する噴射量決定用変量演算マップの一例として、排気制御バルブが全開位置にあるときの噴射量決定用変量演算マップ及び排気制御バルブが全閉位置にあるときの噴射量決定用変量演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は本発明において、排気制御バルブの動作が正常なときと異常なときとで異なるマップを用いて点火時期を演算する場合に用いる定常時用点火時期演算マップ及び異常時用点火時期演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は本発明において、排気制御バルブの動作が正常なときと異常なときとで異なるマップを用いて噴射時間を演算する場合に用いる定常時噴射量決定用変量演算マップ及び異常時噴射量決定用変量演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明において、排気制御バルブの動作が異常な時に噴射時間を補正するために用いる噴射時間補正データ演算マップ及び点火時期を補正するために用いる点火時期補正データ演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明において吸気管内圧力と回転速度とから吸入空気量を推定して噴射時間を演算する場合に用いる噴射量決定用変量演算マップ及び点火時期を演算するために用いる点火時期演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【符号の説明】
１…２サイクル内燃機関、１ｆ…吸気管、１ｈ…排気管、１ｊ…排気制御バルブ、２…点火プラグ、３…インジェクタ、４…バルブ開度センサ、５…スロットルセンサ、６…吸気圧センサ、７…大気圧センサ、１０…信号発生器、１１…回転速度演算手段、１２…点火時期演算マップ記憶手段、１３…点火時期決定手段、１４…点火装置駆動手段、１５…点火装置、１６…噴射量決定用変量演算手段、１７…噴射量決定手段、１８…インジェクタ駆動手段。
【発明の属する技術分野】
本発明は、排気タイミングを調整する排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関の電子制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
２サイクル内燃機関においては、排気の脈動を利用することにより、吸入空気量を増加させて充填効率を増加させ、機関の出力を向上させることができる。そのため、出力の向上を図ることが必要とされる２サイクル内燃機関においては、排気ポートの上部を開閉する排気制御バルブと、機関の回転速度に応じて排気制御バルブを制御する排気制御バルブ制御手段とを設けて、機関の低速領域から高速領域まで排気脈動効果を得るように、排気制御バルブの開度を制御するようにしている。
【０００３】
排気制御バルブの制御装置としては、排気制御バルブを操作する電動アクチュエータと、排気制御バルブの開度を検出するセンサとを設けて、センサにより検出されるバルブの開度を目標開度に一致させるようにアクチュエータを制御するものと、排気制御バルブを閉じる側に付勢するスプリングの張力と、機関の排気圧力との力関係を利用することにより、機関の回転速度の変化に対して排気制御バルブの開度を機械的に自動調整するようにしたものとがある。
【０００４】
一般に、排気制御バルブの開度を大きくして、排気ポートの上部を開くと高速回転領域で大きな排気脈動効果を得て充填効率を高めることができ、これにより機関の出力を向上させることができる。
【０００５】
また排気制御バルブの開度を絞って、排気ポートの上部を閉じると、低速回転領域で大きな排気脈動効果を得て、機関の充填効率を高めることができ、低速領域での機関の出力を向上させることができる。
【０００６】
燃料の供給手段としてキャブレターを用いていた従来の２サイクル内燃機関においては、排気脈動効果により吸入空気量が変化したときに燃料の量が自動的に調節されて、混合気の空燃比が所定の範囲に保たれるため、吸入空気量の変化に対してキャブレターを制御する必要はない。
【０００７】
ところが、電子式燃料噴射制御装置を用いた２サイクル内燃機関においては、吸入空気量を機関のスロットル開度と回転速度とから推測するか、または吸気管内の圧力と回転速度とから推測して、推測した吸入空気量を基に所定の空燃比の混合気を得るために必要な燃料の噴射量を演算するようにしているため、排気制御バルブの開度の変化に伴なう吸入空気量の変化には対応することができず、排気制御バルブの制御に伴なって生じる吸入空気量の変化に対して燃料の噴射量を適確に制御することができない。
【０００８】
排気制御バルブの開度の変化により吸入空気量が増加したときに、燃料の噴射量を変化させないと、空燃比がリーン側に変化し、混合気が薄くなって、機関が焼き付きを起こす。
【０００９】
逆に吸入空気量が減少したときに、燃料の噴射時間を変化させないでおくと、空燃比がリッチ側に変化して混合気が濃くなり、機関の出力が低下したり、排気の成分が悪化したり、燃費が悪くなったりする。
【００１０】
また排気制御バルブの制御により、吸入空気量が変化して内燃機関が要求する燃料の量が変化した場合には、当然、機関の最適な点火時期も変化する。機関の要求燃料量が変化したときに、点火時期がその燃料の量に適合した時期からずれていると、機関の動作が不安定になったり、出力が低下したりする。したがって、排気制御バルブを制御した場合には、点火時期をも制御する必要がある。
【００１１】
そこで、本出願人等は、先に、特願２０００−３９５３５５号において、排気制御バルブの開度に対して燃料噴射量及び点火時期を制御することにより、排気制御バルブの開度の変化に伴なって、吸入空気量が変化する場合でも、混合気の空燃比及び機関の点火時期を適正な範囲に保つことができるようにした２サイクル内燃機関の制御装置を提案した。
【００１２】
既提案の制御装置では、排気制御バルブの複数の開度に対してそれぞれ燃料噴射量演算用マップ及び点火時期演算用マップを用意しておいて、排気制御バルブの開度に応じて選択した燃料噴射量演算用マップ及び点火時期演算用マップを用いて燃料噴射量及び点火時期を補間演算することにより、排気制御バルブの開度の変化に対して燃料噴射量及び点火時期を適正な範囲に保つようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
既提案の制御装置によれば、排気制御バルブの制御に伴なって、吸入空気量が変化したときに、燃料噴射量を変化させて、混合気の空燃比を適正な範囲に保つことができるため、排気制御バルブの開度の変化により吸入空気量が減少したときに混合気がリッチになって出力の低下や排気ガスの成分の悪化を招いたり、吸入空気量が増加したときに混合気がリーンになって機関が焼き付きを起したりするのを防ぐことができる。
【００１４】
しかしながら、既提案の制御装置では、排気制御バルブの動作の異常に対処するための手段が講じられていなかった。
【００１５】
排気制御バルブの動作の異常は、排気制御バルブの制御系に異常が生じた場合、及び排気制御バルブ自体に異常が生じた場合に起こる。排気制御バルブの制御系の異常としては、例えば、排気制御バルブの開度を検出するセンサの故障、センサの電源の故障、あるいはセンサの出力を制御回路に伝達する信号線の断線、排気制御バルブを操作するアクチュエータの故障等がある。また、排気制御バルブの可動部にカーボン等が付着してバルブが動き難くなった場合には、排気制御バルブ自体の動作が異常になる。
【００１６】
既提案の制御装置のように、排気制御バルブの開度の変化に対して燃料噴射量や点火時期を制御する手段を設けた場合でも、万一排気制御バルブの動作が異常になったときには、演算される燃料噴射量と吸入空気量とが整合しなくなるため、所期の目的を達成することができなくなる。
【００１７】
特に、排気制御バルブの動作の異常が生じたときに、燃料噴射量の制御が適確に行われなくなって混合気がリーンになると、機関が焼き付きを起こして破損するおそれがる。混合気がリーンな状態になって、機関が焼き付きを起すと、それ以上機関を運転することができなくなるため、内燃機関により駆動する車両等の運転を継続することができなくなり、その場に車両等を放置せざるを得なくなる。特に船外機が洋上で停止したままになった場合や、スノービークルが雪山で停止したままの状態になった場合には、運転者が遭難するおそれがあるため、機関の運転を継続することができない状態が生じるのを極力避ける必要がある。
【００１８】
本発明の目的は、排気制御バルブの開度の変化に対して燃料噴射時期や点火時期を制御するようにした排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子制御装置において、排気制御バルブの動作に異常が生じたときに、混合気がリーンになるのを防ぎ、機関が焼き付きを起こして破損するのを防ぐことにある。
【００１９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、インジェクタから噴射させる燃料の噴射量を決定する噴射量決定用変量を各種の制御条件に対して決定する噴射量決定手段と、噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置を対象とする。
【００２０】
ここで、「噴射量決定用変量」とは、インジェクタから噴射される燃料の量を決定するために用いることができる量である。噴射量決定用変量は、燃料の噴射量そのものでもよく、燃料の噴射時間等でもよい。
【００２１】
一般に用いられる燃料噴射装置では、燃料タンクから燃料ポンプによりインジェクタに与えられる燃料の圧力が圧力調整器により一定に保たれるため、燃料の噴射量は、インジェクタから燃料を噴射する時間（噴射時間）により管理される。この場合インジェクタ駆動手段は、決定された噴射時間の間燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するため、噴射量決定用変量としては噴射時間を用いるのが好ましい。
【００２２】
燃料の噴射時間により燃料の噴射量を管理する場合であっても、噴射量そのものを噴射量決定用変量として演算するように噴射量決定手段を構成してもよいが、この場合には、演算した噴射量から更にその噴射量を得るために必要な噴射時間を演算する手段を追加する必要がある。
【００２３】
本発明においては、前記の目的を達成するため、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段を設け、このバルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、燃料の噴射量を定常時に制御条件により決まる値よりも増量された値とするように噴射量決定手段を構成する。
このように構成すると、排気制御バルブの動作が異常になって、排気制御バルブの開度に対して演算した噴射量が実際の吸入空気量に見合った値とならない状態が生じたときに、燃料の噴射量を増量して、混合気の空燃比をリッチ側に変化させるので、排気制御バルブがどのような異常動作を行った場合でも混合気がリーンになるのを防ぐことができ、機関が焼き付きを起こして破損するのを防ぐことができる。
【００２４】
本発明の好ましい態様では、バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、定常時に噴射量が制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で噴射量を定常時に制御条件により決まる値よりも増量された値とするように噴射量決定手段が構成される。
【００２５】
このように、排気制御バルブの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を定常時にとり得る範囲で増加させて、混合気をリッチな状態にすると、機関の出力は低下するが、機関の運転を継続することはできるため、機関により駆動される車両等の運転者が帰路につくことができなくなるといった事態が生じるのを防ぐことができる。
【００２６】
なお本発明においては、排気制御バルブの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を定常時にとり得る範囲を超える範囲まで増加させて、混合気をリッチな状態にすることを妨げない。このように、排気制御バルブの異常時に燃料の噴射量を、定常時にとり得る範囲を超える範囲まで増加させると、機関の出力が大幅に低下するため、運転者に異常の発生を知らせることができ、運転者が異常の発生に気付かずに運転を継続するといった事態が生じるのを防ぐことができる。
【００２７】
排気制御バルブの動作に異常が生じたときに、上記のように燃料噴射量を増加させて混合気の空燃比をリッチ側に変化させると、殆どの場合、機関の焼き付きを防止することができるが、機関の焼き付きを更に確実に防止するためには、点火時期を遅角側に設定するのが好ましい。
【００２８】
したがって、本発明の好ましい態様では、バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、内燃機関の点火時期を、定常時に制御条件に対して決まる点火時期よりも遅角させるように点火時期決定手段を構成する。
【００２９】
排気制御バルブの動作の異常を検出するためには、排気制御バルブの開度の情報を得ることができるようにしておくのが好ましい。また排気制御バルブの開度に応じて燃料の噴射量を適確に制御するためには、排気制御バルブの開度情報を考慮して噴射量を決定するようにするのが好ましい。
【００３０】
従って、本発明の好ましい態様では、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の噴射量決定用変量演算マップを記憶した噴射量決定用変量演算マップ記憶手段と、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段とを設けて、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射量決定用変量を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには噴射量決定用変量演算マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、演算される燃料の噴射量が最大である噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射量決定用変量を演算するように噴射量決定手段を構成する。
【００３１】
本発明に係わる制御装置においてはまた、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、このバルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の定常時用の噴射量決定用変量演算マップと排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の噴射量決定用変量演算用マップとを記憶した噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段と、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段とを設けて、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した定常時用の噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射量決定用変量を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、異常時用の噴射量決定用変量演算用マップを用いて噴射量決定用変量を演算するように噴射量決定手段を構成するようにしてもよい。
【００３２】
この場合、異常時用の噴射量決定用変量演算用マップは、該マップを用いて演算した噴射量決定用変量により決まる噴射量が、定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値となるように構成される。
【００３３】
また本発明の好ましい態様では、上記異常時用の噴射量決定用変量演算用マップが、バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、定常時に噴射量が制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で噴射量を定常時に制御条件により決まる値よりも増量された値とするように構成される。
本発明に係わる制御装置はまた、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の噴射量決定用変量演算マップを記憶した噴射量決定用変量演算マップ記憶手段と、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段と、排気制御バルブの動作が異常であるときに噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量を増量側に補正するために用いる噴射量決定用変量補正データを各種の制御条件に対して演算する噴射量決定用変量補正データ演算手段と、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されたときに噴射量決定用変量補正データ演算手段により演算された噴射量決定用変量補正データ補正データを用いて、噴射量を増量された値とするように、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量を補正する噴射量補正手段とを備えた構成とすることもできる。この場合、噴射量決定手段は、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射量決定用変量を演算するように構成する。
【００３４】
上記のようにバルブ開度センサが設けられる場合、バルブ異常検出手段は、例えば、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度が制御範囲から外れていることを検出したときに排気制御バルブが異常であることを検出するように構成することができる。
【００３５】
バルブ異常検出手段はまた、排気制御バルブを動かすために排気制御バルブ制御手段が出力する駆動信号に対して、バルブ開度センサの出力が予期した変化を示さないときに排気制御バルブの異常を検出するように構成することもできる。
バルブ異常検出手段はまた、排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力していない状態でバルブ開度センサの出力が変化したことを検出したときに排気制御バルブの異常を検出するように構成することもでき、排気制御バルブ制御手段が意図した排気制御バルブの目標位置とバルブ開度センサにより検出されている排気制御バルブの位置との偏差が許容範囲以下にならないときに排気制御バルブの異常を検出するように構成することもできる。
【００３６】
更に、排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力している状態で、バルブ開度センサの出力の時間的変化率が、排気制御バルブの正常時における変位速度の変動範囲の下限値に相当する判定値を超えないことが検出されたときに排気制御バルブの異常を検出するようにバルブ異常検出手段を構成することもできる。
【００３７】
上記のように、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、各種の制御条件に対して排気制御バルブの開度を制御する排気制御バルブ制御手段とを設けて、排気制御バルブの開度を各種の制御条件により決まる目標開度に一致させるように制御する場合も、点火時期決定手段は、バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、内燃機関の点火時期を、定常時に制御条件に対して決まる点火時期よりも遅角させるように構成するのが好ましい。
【００３８】
この場合、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の点火時期演算用マップを記憶した点火時期演算用マップ記憶手段を設けて、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには点火時期演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、演算される点火時期が最も遅れている点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算するように、点火時期決定手段を構成することができる。
【００３９】
また、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の定常時用の点火時期演算用マップと排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の点火時期演算用マップとを記憶した点火時期演算用マップ記憶手段を設けて、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度に応じて選択した定常時用の点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには点火時期演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、異常時用の点火時期演算マップを用いて点火時期を演算するように点火時期決定手段を構成することもできる。
【００４０】
更に、排気制御バルブの動作が異常であるときに点火時期決定手段により決定された点火時期を遅角側に補正するために用いる点火時期補正データを各種の制御条件に対して演算する点火時期補正データ演算手段と、バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されたときに点火時期補正データ演算手段により演算された点火時期補正データを用いて、点火時期を遅角された時期とするように、点火時期決定手段により決定された点火時期を補正する点火時期補正手段とを備えることにより、排気制御バルブの動作の異常時に点火時期を遅角側に修正するように構成することもできる。
【００４１】
上記の構成では、排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサの出力を用いて、排気制御バルブの動作の異常を検出するようにしているが、排気制御バルブの開度情報を用いないでも排気制御バルブの動作の異常を検出することができる。
【００４２】
例えば、噴射量決定手段が、スロットルセンサにより検出されたスロットルバルブの開度と内燃機関の回転速度とから推定した内燃機関のシリンダ内への吸入空気量に対して所定の空燃比の混合気を得るように噴射量決定用変量を決定する場合には、スロットルセンサによりスロットルバルブが全開状態にあることが設定時間以上検出されているにも拘らず内燃機関の回転速度が設定値未満であることが検出されたときに、排気制御バルブの異常を検出するように、バルブ異常検出手段を構成することができる。
【００４３】
また、噴射量決定手段が、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、内燃機関の吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサと、大気圧を検出する大気圧センサと、吸気圧センサにより検出された吸気管内圧力とスロットルセンサにより検出されたスロットルバルブの開度と内燃機関の回転速度とから推定した内燃機関のシリンダ内への吸入空気量に対して所定の空燃比を有する混合気を得るように噴射量決定用変量を演算する場合には、大気圧センサにより検出された大気圧と吸気圧センサにより検出された吸気管内圧力との差が設定値以下であるにも拘らず内燃機関の回転速度が設定値を超えることができないことが検出されたときに排気制御バルブの動作が異常であることを検出するように、バルブ異常検出手段を構成することができる。
【００４４】
上記のように、排気制御バルブの開度を検出することなく、排気制御バルブの動作の異常を検出する場合も、排気制御バルブの動作の異常が検出されたときに、噴射量を定常時に制御条件により決まる値よりも増量された値とするように噴射量決定手段を構成するか、または排気制御バルブの動作の異常が検出されたときに、定常時に噴射量が制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で噴射量を定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値とするように噴射量決定手段を構成する点は、排気制御バルブの開度を検出して該バルブの動作の異常を検出する場合と同様である。
【００４５】
【発明の実施の形態】
以下図１ないし図１０を参照して本発明の実施の形態を説明する。
【００４６】
図１は本発明の第１の実施形態の構成を示したもので、同図において１は２サイクル内燃機関で、この内燃機関は、掃気ポート１ａ及び排気ポート１ｂを有するシリンダ１ｃと、シリンダ１ｃ内に設けられたピストン１ｄと、クランクケース１ｅに接続された吸気管１ｆと、クランクケース１ｅと掃気ポート１ａとの間を接続する掃気通路１ｇと、排気ポート１ｂに接続された排気管１ｈと、吸気管１ｆに取り付けられたスロットルバルブ１ｉと、排気ポート１ｂの上部を開閉するように設けられた排気制御バルブ１ｊとを有している。シリンダ１ｃの上部には点火プラグ２が取り付けられ、吸気管１ｆにはインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）３が取り付けられている。
【００４７】
なおピストンが下死点に向けて下降する過程でクランクケース１ｅ内の圧力が上昇したときに吸気管１ｆを通して混合気が逆流するのを防止するためにリードバルブ等の逆流阻止手段が設けられるが、その図示は省略されている。
【００４８】
図示してないが、インジェクタ３には燃料タンクから燃料ポンプを介して燃料が与えられている。インジェクタ３は、後記するインジェクタ駆動手段から駆動電流が与えられた時にその弁を開いて吸気管１ｆ内に燃料Ｆを噴射する。インジェクタ３に与えられる燃料の圧力（燃圧）は圧力調整器により一定に保たれているため、インジェクタ３から噴射される燃料の量（噴射量）は燃料を噴射する時間（噴射時間）により決まる。
【００４９】
排気ポート１ｂの上部を開閉する排気制御バルブ１ｊは、排気のタイミングを調整するために設けられたもので、排気制御バルブ１ｊを開いていくと排気タイミングが早くなり、排気制御バルブ１ｊを閉じていてくと、排気タイミングが遅くなる。機関の低速時には排気制御バルブ１ｊの開度を小さくして排気タイミングを遅らせると排気の脈動効果が大きく働いて充填効率が高くなる。また機関の高速時には排気制御バルブ１ｊの開度を大きくして排気タイミングを進めると排気脈動効果が大きく働いて充填効率が高くなる。
【００５０】
排気制御バルブ１ｊの開度情報を得るため、排気制御バルブ１ｊにバルブ開度センサ４が接続されている。このバルブ開度センサ４は排気制御バルブ１ｊの位置を検出する位置センサにより構成することができる。位置センサとしては、例えばポテンショメータを用いることができる。
【００５１】
またスロットルバルブ１ｉの開度を検出するためスロットルバルブ１ｉの回動軸にスロットルセンサ５が接続されている。スロットルセンサ５もポテンショメータ等からなる位置センサにより構成することができる。
【００５２】
内燃機関の吸気管１ｆには、スロットルバルブ１ｉよりも下流側で吸気管内圧力を検出する吸気圧センサ６が取り付けられている。本実施形態ではまた、吸気圧センサの他に、大気圧を検出する大気圧センサ７が機関に取り付けられている。
【００５３】
内燃機関にはまた機関のクランク角情報を含むパルス信号を出力する信号発生器（パルサ）１０が取り付けられている。信号発生器１０は、例えば、機関のクランク角位置（クランク軸の回転角度位置）が上死点位置（ピストンが上死点に達したときのクランク角位置）よりも十分に進角した位置に設定された基準位置に一致したときに第１のパルスを発生し、上死点位置よりも僅かに進角した位置で点火時期の計測を開始する基準位置に一致したときに第１のパルスと極性が異なる第２のパルスを発生する。
【００５４】
信号発生器１０が発生する第１のパルスは、機関の点火時期の計測を開始するタイミングを定める基準信号や、燃料の噴射を開始するタイミングを定める信号として用いられる。また信号発生器１０が発生する第２のパルスは、マイクロプロセッサにより演算された点火時期の計測を正確に行うことができない機関の低速時の点火時期を定める信号として用いられる。
【００５５】
内燃機関を制御するため、マイクロプロセッサや点火装置等を備えた電子式制御装置ＥＣＵが設けられている。図示のＥＣＵは、回転速度演算手段１１と、点火時期演算マップ記憶手段１２と、点火時期決定手段１３と、点火装置駆動手段１４と、点火装置１５と、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６と、噴射量決定手段１７と、インジェクタ駆動手段１８と、排気制御バルブ制御手段１９と、バルブ異常検出手段２０とを備えている。
【００５６】
これらの各部のうち、回転速度演算手段１１、点火時期演算マップ記憶手段１２、点火時期決定手段１３、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６、噴射量決定手段１７及びバルブ異常検出手段２０は、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより構成される。また点火装置駆動手段１４とインジェクタ駆動手段１８と排気制御バルブ制御手段１９とは、マイクロプロセッサに所定のプログラムを実行させることにより実現される手段と、電気信号を出力する駆動回路やアクチュエータ等のハードウェアとにより構成される。
【００５７】
各部を更に詳細に説明すると、回転速度演算手段１１は、信号発生器１０の出力を入力として、該信号発生器１０が発生するパルスの発生間隔（機関が所定の角度回転するのに要する時間）から機関の回転速度を演算するように構成される。回転速度演算手段１１により演算された回転速度情報Ｎは点火時期決定手段１３と噴射量決定手段１７と排気制御バルブ制御手段１９とに与えられる。
【００５８】
点火時期演算マップ記憶手段１２は、図５に示すように、機関の回転速度とスロットルバルブの開度（スロットル開度）と点火時期データとの間の関係をテーブルの形でＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭに記憶している。本実施形態では、点火時期演算マップ記憶手段１２が、図５（Ａ）に示す構造の全開位置用点火時期演算マップＭi1と、図５（Ｂ）に示す構造の全閉位置用点火時期演算マップＭi2とを記憶している。ここで、全開位置用点火時期演算マップＭi1は、排気制御バルブ１ｊが全開位置にあるときの回転速度とスロットル開度と点火時期のデータとの間の関係を与えるマップであり、全閉位置用点火時期演算マップＭi2は、排気制御バルブ１ｊが全閉位置にあるときの回転速度とスロットル開度と点火時期のデータとの間の関係を与えるマップである。ここで点火時期のデータは、機関のクランク軸が基準位置から点火時期に相当する回転角度位置（点火位置）まで回転する間に点火タイマ（マイクロプロセッサ内に設けられたタイマ）に計測させる時間の形で与えられる。
【００５９】
点火時期決定手段１３は、排気制御バルブの開度に応じて、点火時期演算マップ記憶手段１２に記憶されているマップを読み出して、機関の回転速度情報Ｎとスロットルセンサ５から与えられるスロットル開度情報θthとに対して、点火時期データを演算する。回転速度演算手段１１及びスロットルセンサ５からそれぞれ与えられる回転速度情報Ｎ及びスロットル開度情報θthがマップを構成する値からずれているとき（例えば図５に示した例で回転速度が１０００ｒｐｍと１５００ｒｐｍとの間にあるとき）には、補間演算により点火時期データを演算する。また、排気制御バルブが全閉位置と全開位置との間の中間位置にあるときには、全閉位置用点火時期演算マップを用いて演算した点火時期と、全開位置用点火時期演算マップを用いて演算した点火時期データとから補間演算により点火時期データを求める。
【００６０】
なお図示の例では、点火時期演算用マップとして、全開位置用点火時期演算マップＭi1と全閉位置用点火時期演算マップＭi2との２つのマップを用意しているが、中間位置用の点火時期演算マップ等、更に他の排気制御バルブの開度に対して点火時期演算用マップを用意して排気制御バルブの開度に対して点火時期をきめ細かく演算するようにしてもよい。
【００６１】
本実施形態ではまた、点火時期決定手段１３にバルブ異常検出手段２０の出力が与えられていて、バルブ異常検出手段２０が排気制御バルブ１ｊの動作の異常を検出していないときと、検出しているときとで異なる点火時期演算マップを用いて点火時期を演算するようになっている。
【００６２】
即ち、点火時期決定手段１３は、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブ１ｊの動作の異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて選択した点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算し、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブの動作の異常が検出されたときには点火時期演算用マップ記憶手段１２に記憶されたマップを比較して、演算される点火時期が最も遅れている方の点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算するように構成されている。
【００６３】
点火装置駆動手段１４は、信号発生器１０から基準位置を示す基準パルス（第１のパルス）が発生したことの情報が与えられた時に点火時期決定手段１３により決定された点火時期データを点火タイマにセットして、該点火時期データの計測を開始させ、点火タイマが点火時期データの計測を終了したときに点火装置１５に点火信号Ｖｉを与える。
【００６４】
点火装置１５は、点火コイルと点火信号が与えられたときに該点火コイルの一次電流に急激な変化を生じさせる適宜の形式の一次電流制御回路とを備えた公知のもので、点火信号が与えられた時に生じさせられる点火コイルの一次電流の急激な変化により、該点火コイルの二次コイルに点火用の高電圧を誘起させる。この高電圧は機関の気筒に取り付けられた点火プラグ２に印加されるため、点火プラグ２で火花放電が生じて機関が点火される。
【００６５】
噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６は、機関の回転速度とスロットル開度と燃料噴射量決定用変量との間の関係をテーブルの形でＲＯＭまたはＥＥＰＲＯＭに記憶している。本実施形態では、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６が、図６（Ａ）に示す構造の全開位置用噴射量決定用変量演算マップＭf1と、図６（Ｂ）に示す構造の全閉位置用噴射量決定用変量演算マップＭf2とを記憶している。ここで、全開位置用噴射量決定用変量演算マップＭf1は、排気制御バルブ１ｊが全開位置にあるときの回転速度とスロットル開度と噴射量決定用変量（図６に示した例では噴射時間）との間の関係を与えるマップであり、全閉位置用噴射量決定用変量演算マップＭf2は、排気制御バルブ１ｊが全閉位置にあるときの回転速度とスロットル開度と噴射量決定用変量との間の関係を与えるマップである。
【００６６】
「噴射量決定用変量」は、インジェクタ３から噴射させる燃料の量を決定する変量で、前述のように燃料の噴射量そのものでもよく、噴射時間でもよいが、以下の説明では、吸気管内圧力や大気圧などに応じて補正する前の基本噴射時間を噴射量決定用変量として用いる。
【００６７】
噴射量決定用変量決定手段１７は、バルブ開度センサ４により検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６からマップを読み出し、必要に応じて補間演算を行って、機関の回転速度とスロットル開度とに対して噴射量決定用変量（この例では噴射時間）を演算する。
【００６８】
噴射量決定手段１７はまた、吸気圧センサ６により検出された吸気管内圧力情報Ｐimと、大気圧センサ７により検出された大気圧Ｐａと、バルブ開度センサ４により検出された排気制御バルブの開度情報θe とに対してそれぞれ補正係数Ｋim，Ｋa 及びＫθを演算して、これらの補正係数を噴射量決定用変量演算マップから演算した基本噴射時間に乗じることにより実際の噴射時間を演算する。
【００６９】
なお図１には図示してないが、機関の温度や吸気温度などの更に他のパラメータを検出してこれらのパラメータに対して噴射時間を補正する場合もある。
【００７０】
インジェクタ駆動手段１８は、信号発生器１０から基準パルスが発生したことの情報が与えられた時に、噴射量決定手段１７により演算された噴射時間を噴射タイマにセットして、該噴射時間の計測を開始させ、該噴射タイマが噴射時間の計測を行っている間インジェクタ３に駆動電流を与えて、該インジェクタから燃料を噴射させる。
【００７１】
なお図示の例では、噴射量決定用変量演算マップとして、全開位置用噴射量決定用変量演算マップＭf1と全閉位置用噴射量決定用変量演算マップＭf2との２つのマップを用意しているが、排気制御バルブが中間位置にあるときの噴射量決定用変量演算マップ等、更に他の排気制御バルブの開度に対しても噴射量決定用変量演算マップを用意して、排気制御バルブの開度に対して噴射量をきめ細かく演算するようにしてもよい。
【００７２】
本実施形態ではまた、噴射量決定手段１７にバルブ異常検出手段２０の出力が与えられていて、バルブ異常検出手段２０が排気制御バルブ１ｊの動作の異常を検出していないときと、検出しているときとで異なる噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射時間を演算するようになっている。
【００７３】
即ち、噴射量決定手段１７は、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブ１ｊの動作の異常が検出されていないときに、バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて選択した噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射時間を演算し、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブの動作の異常が検出されたときには噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６に記憶されたマップを比較して、演算される噴射時間が最も長い（噴射量が最も多くなる）噴射量決定用変量演算マップを用いて噴射時間を演算するように構成されている。
【００７４】
排気制御バルブ制御手段１９は、バルブ開度センサ１９の出力と、回転速度演算手段１１から与えられる回転速度情報Ｎと、スロットルセンサ５から与えられるスロットル開度情報θthとを用いて、排気制御バルブ１ｊの開度を、各回転速度及びスロットル開度における目標開度に一致させるように、排気制御バルブ１ｊを駆動する電動アクチュエータ（図示せず。）を制御する。
【００７５】
バルブ異常検出手段２０は、バルブ開度センサ４から与えられる排気制御バルブの開度情報θｅを用いて、以下のいずれかの方法で排気制御バルブ１ｊの動作の異常を検出する。
【００７６】
（ａ）バルブ開度センサにより検出された排気制御バルブの開度が制御範囲から外れていることを検出したときに排気制御バルブが異常であることを検出するように構成する。
【００７７】
排気制御バルブの開度の制御範囲（全閉位置から全開位置までの範囲）は予め決められているので、排気制御バルブの開度が制御範囲から外れていることが検出されたときには、排気制御バルブの制御系の動作または排気制御バルブを駆動する機械系が異常であると判定することができる。
【００７８】
（ｂ）排気制御バルブを動かすために排気制御バルブ制御手段が出力する駆動信号に対して、バルブ開度センサの出力が予期した変化を示さないときに排気制御バルブの異常を検出するように構成する。
【００７９】
排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすためにアクチュエータに駆動信号を与えたときには、その駆動信号に対して排気制御バルブがどの程度動くか（バルブ開度センサの出力がどの程度の変化を示すか）を予測することができる。排気制御バルブ制御手段が駆動信号を出力したときにバルブ開度センサ４が予期した変化を示さない場合には、排気制御バルブがカーボンの付着等により動き難い状態にあるか、または排気制御バルブを駆動する機械系に何らかの異常が生じたことが考えられる。
【００８０】
（ｃ）排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力していない状態でバルブ開度センサの出力が変化したことを検出したときに排気制御バルブの異常を検出するように構成する。この場合は、排気制御バルブの制御系に異常が生じたことが考えられる。
【００８１】
（ｄ）排気制御バルブ制御手段が意図した排気制御バルブの目標位置とバルブ開度センサにより検出されている排気制御バルブの位置との偏差が許容範囲以下にならないときに排気制御バルブの異常を検出するように構成する。この場合は、排気制御バルブの制御系に異常が生じたか、または排気制御バルブがカーボン等の付着により動き難くなっていることが予想される。
【００８２】
（ｅ）排気制御バルブ制御手段が排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力している状態で、バルブ開度センサの出力の時間的変化率が、排気制御バルブの正常時における変位速度の変動範囲の下限値に相当する判定値を超えないことが検出されたときに排気制御バルブの異常を検出するように構成する。
【００８３】
この場合も、排気制御バルブがカーボン等の付着により動き難くなっていることが予想される。
【００８４】
上記のように、排気制御バルブ１ｊの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を定常時にとり得る範囲で増加させて、混合気をリッチな状態にすると、機関の出力は低下するが、機関の運転を継続することはできるため、機関により駆動される車両等の運転者が帰路につくことができなくなるといった事態が生じるのを防ぐことができる。
【００８５】
なお本発明においては、排気制御バルブの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を定常時にとり得る範囲を超える範囲まで増加させて、混合気をリッチな状態にするようにしてもよい。このように、排気制御バルブの異常時に燃料の噴射量を、定常時にとり得る範囲を超える範囲まで増加させると、機関の出力が大幅に低下するため、運転者に異常の発生を知らせることができる。したがって、運転者が排気制御バルブの異常の発生に気付かずに運転を継続するといった事態が生じるのを防ぐことができる。
【００８６】
排気制御バルブの動作に異常が生じたときに、上記のように燃料噴射量を増加させて混合気の空燃比をリッチ側に変化させると、殆どの場合、機関の焼き付きを防止することができるが、機関の焼き付きを更に確実に防止するためには、上記の実施形態のように、排気制御バルブの動作の異常が検出されたときに点火時期を遅角側に設定するようにするのが好ましい。
【００８７】
上記の例では、排気制御バルブの複数の異なる開度に対して噴射量決定用変量演算マップを用意しておいて、排気制御バルブの異常が検出されたときに演算される噴射量が最も多くなるマップを選択して噴射量決定用変量を演算するようにしたが、排気制御バルブの動作が正常な定常時と、排気制御バルブの動作が異常な異常時とで異なる噴射量決定用変量演算マップを用いるようにしてもよい。この場合には、図８（Ａ）に示すような定常時用の噴射量決定用変量演算マップＭfnを排気制御バルブの複数の開度に対してそれぞれ作成して、噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６に記憶させるとともに、排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる図８（Ｂ）に示すような異常時用の噴射量決定用変量演算用マップＭfaを噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段１６に記憶させておく。
【００８８】
そして、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブの動作の異常が検出されていないときに、バルブ開度センサ４により検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて選択した定常時用の噴射量決定用変量演算マップＭfn（図８Ａ）を用いて噴射量決定用変量（この例では噴射時間）を演算し、排気制御バルブの異常が検出されたときには噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段１６に記憶されたマップのうち、異常時用の噴射量決定用変量演算用マップＭfa（図８Ｂ）を用いて噴射量決定用変量を演算するように、噴射量決定手段１７を構成する。
【００８９】
同様に、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された、複数の定常時用の点火時期演算用マップＭin（図７Ａ）と、排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の点火時期演算用マップＭia（図７Ｂ）とを点火時期演算用マップ記憶手段１２に記憶させておいて、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブ１ｊの動作の異常が検出されていないときに、バルブ開度センサ４により検出された排気制御バルブ１ｊの開度に応じて選択した定常時用の点火時期演算用マップを用いて点火時期を演算し、排気制御バルブ１ｊの異常が検出されたときには点火時期演算用マップ記憶手段１２に記憶されたマップのうち、異常時用の点火時期演算マップを用いて点火時期を演算するように構成してもよい。この場合、異常時用の点火時期演算用マップＭiaは、各回転速度における点火時期を定常時の点火時期よりも遅角させるように作成しておく。
【００９０】
本発明においてはまた、排気制御バルブの異常が検出されたときに、噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量を、噴射量を増量させる側に補正するように構成することもできる。この場合には、排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の噴射量決定用変量演算マップを記憶した噴射量決定用変量演算マップ記憶手段１６を設けるとともに、排気制御バルブの動作が異常であるときに噴射量決定手段１７により決定された噴射量決定用変量を増量側に補正するために用いる噴射量決定用変量補正データを各種の制御条件に対して演算する噴射量決定用変量補正データ演算手段（図示せず。）と、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブの異常が検出されたときに噴射量決定用変量補正データ演算手段により演算された噴射量決定用変量補正データを用いて、噴射量を増量された値とするように、噴射量決定手段１７により決定された噴射量決定用変量を補正する噴射量補正手段とを設ける。
【００９１】
噴射量決定用変量が噴射時間である場合、噴射量決定用変量補正データ演算手段は、例えば図９（Ａ）に示すように、スロットル開度と回転速度と噴射時間補正データとの間の関係をテーブルの形にした噴射時間補正データ演算マップＭc1を用いて、スロットル開度と機関の回転速度とに対して噴射時間補正データを演算するように構成することができる。
【００９２】
ここで噴射時間補正データは、噴射量決定手段１７により決定された噴射時間に乗じる補正係数（＞１）でもよく、噴射量を増加させるために噴射量決定手段１７により決定された噴射時間に加算する補正数でもよい。
【００９３】
同様に、排気制御バルブの動作が異常であるときに点火時期決定手段１３により決定された点火時期を遅角側に補正するために用いる点火時期補正データを各種の制御条件に対して演算する点火時期補正データ演算手段と、バルブ異常検出手段２０により排気制御バルブ１ｊの動作の異常が検出されたときに点火時期補正データ演算手段により演算された点火時期補正データを用いて、点火時期を遅角された時期とするように、点火時期決定手段１３により決定された点火時期を補正する点火時期補正手段とを設けて、排気制御バルブの動作の異常時に点火時期を遅角側に補正するようにしてもよい。
【００９４】
上記点火時期補正手段は、例えば図９（Ｂ）に示すように、スロットル開度と回転速度と点火時期補正データとの間の関係をテーブルの形にした点火時期補正データ演算マップＭc2を用いて、スロットル開度と機関の回転速度とに対して点火時期補正データを演算するように構成することができる。
【００９５】
点火時期補正データは、点火時期決定手段１３により決定された点火時期（点火タイマに計測させる計測値）に乗じる補正係数（＞１）でもよく、点火時期を遅角させるために点火時期決定手段１３により決定された点火時期（点火タイマに計測させる計測値）に加算する補正数でもよい。
【００９６】
上記の例では、排気制御バルブ１ｊを機関の回転速度とスロットル開度とに対して制御する排気制御バルブ制御手段１９を設けているが、図２に示したように、排気ポート１ｂの上部に回動自在に支持された扇形の排気制御バルブ１ｊ´を設けるとともに、この排気制御バルブを閉位置側に付勢するスプリング１ｋを設けて、排気圧力とスプリング１ｋの付勢力との力のバランスを利用することにより、排気制御バルブ１ｊ´の開度を自動的に変化させるようにした２サイクル内燃機関にも本発明を適用することができる。
【００９７】
このような排気制御バルブが設けられている２サイクル内燃機関では、機関の回転速度の上昇に伴なって排気制御バルブの開度が増大していくため、回転速度を監視することにより排気制御バルブの開度を推測することができる。
【００９８】
このような内燃機関において、機関のスロットル開度と回転速度とから吸入空気量を推測して、所定の空燃比を得るための噴射量を求める場合には、スロットルセンサ５によりスロットルバルブ１ｉが全開状態にあることが設定時間以上検出されているにも拘らず、回転速度演算手段１１により演算された回転速度が設定値未満であることが検出されたときに、排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するようにバルブ異常検出手段２０を構成することができる。
【００９９】
また吸入空気量を吸気管内圧力と機関の回転速度とから推測して、推測した吸入空気量に対して所定の空燃比を得るために必要な燃料の噴射時間を演算する場合には、機関の最大回転速度Ｎｍが大気圧に対する吸気管内圧力（大気圧と吸気管内圧力との差）ΔＰに対して図４に示すように変化する。図４において曲線ａは排気制御バルブが全閉状態にあるときの特性を示し、曲線ｂは排気制御バルブが全開状態にあるときの特性を示している。またＮｓは排気制御バルブの動作が異常であるか否かの判定を行う際の判定基準とする回転速度の設定値、ΔＰｓは排気制御バルブの動作が異常であるか否かの判定を行う際の判定基準とするΔＰの設定値である。
【０１００】
この場合には、バルブ異常検出手段２０は、図３に示すように、大気圧センサ７により検出された大気圧情報Ｐａと吸気圧センサ６により検出された吸気管内圧力情報Ｐimとを入力として、大気圧と吸気管内圧力との差が設定値ΔＰｓ以下であるにも拘らず内燃機関の回転速度が設定値Ｎｓを超えることができないときに排気制御バルブ１ｊ´の動作が異常であることを検出するように構成することができる。
【０１０１】
図２及び図３に示した例において、排気制御バルブ１ｊ´の動作の異常が検出されたときの制御は図１に示した実施形態と同様である。
【０１０２】
なお吸入空気量を吸気管内圧力と回転速度とから推定して、燃料の噴射量を決める場合には、図１０（Ａ）に示すように、吸気管内圧力と回転速度と噴射時間データとの間の関係をテーブルの形にした噴射量決定用変量演算マップＭf を用いて噴射時間データを演算する。また点火時期は、図１０（Ｂ）に示すように吸気管内圧力と回転速度と点火時期データとの間の関係をテーブルの形にした点火時期演算用マップＭｉを用いて演算する。
【０１０３】
上記の実施形態では、噴射量決定用変量として噴射時間を用いたが、噴射量そのものを噴射量決定用変量として噴射量決定用変量演算マップを作成するようにしてもよい。このようにマップを構成する場合には、各種の制御条件に対して噴射量が演算されるため、インジェクタ駆動手段１８において噴射量を噴射時間に換算する演算を行う必要がある。
【０１０４】
上記の実施形態では、排気制御バルブの動作の異常が検出されたときに、定常時よりも燃料の噴射量を増加させて、混合気をリッチな状態に保つとともに、点火時期を遅角させるようにしたが、混合気をリッチな状態にすることにより、機関の焼き付きを防ぐことができるため、点火時期の遅角は必ずしも行わなくてもよい。
【０１０５】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、排気制御バルブの動作が異常になったときに、燃料の噴射量を増加させて、混合気をリッチな状態にするようにしたので、排気制御バルブの動作の異常時に混合気がリーンな状態になって機関が破損するのを防ぐことができる。
【０１０６】
また排気制御バルブの動作の異常時に、燃料の噴射量を定常時に各種の制御条件に対してとり得る最大値を超えない範囲で増加させるようにした場合には、混合気がリッチになることにより機関の出力が低下するが、機関の運転を継続することはできるため、機関により駆動される車両等の運転者が帰路につくことができなくなるといった事態が生じるのを確実に防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。
【図２】本発明の他の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。
【図３】本発明の更に他の実施形態の全体的な構成を示したブロック図である。
【図４】吸気管内圧力と回転速度とにより吸入空気量を推定して燃料の噴射量を決定する２サイクル内燃機関において最大回転速度と大気圧に対する吸気管内圧力との関係を示したグラフである。
【図５】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明において排気制御バルブの複数の開度に対して点火時期を演算する場合に用意する点火時期演算マップの一例として、排気制御バルブが全開位置にあるときに用いる点火時期演算マップ及び排気制御バルブが全閉位置にあるときに用いる点火時期演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図６】（Ａ）及び（Ｂ）はそれぞれ本発明において、排気制御バルブの種々の開度に対して噴射量決定用変量を演算する場合に用意する噴射量決定用変量演算マップの一例として、排気制御バルブが全開位置にあるときの噴射量決定用変量演算マップ及び排気制御バルブが全閉位置にあるときの噴射量決定用変量演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図７】（Ａ）および（Ｂ）は本発明において、排気制御バルブの動作が正常なときと異常なときとで異なるマップを用いて点火時期を演算する場合に用いる定常時用点火時期演算マップ及び異常時用点火時期演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図８】（Ａ）および（Ｂ）は本発明において、排気制御バルブの動作が正常なときと異常なときとで異なるマップを用いて噴射時間を演算する場合に用いる定常時噴射量決定用変量演算マップ及び異常時噴射量決定用変量演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図９】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明において、排気制御バルブの動作が異常な時に噴射時間を補正するために用いる噴射時間補正データ演算マップ及び点火時期を補正するために用いる点火時期補正データ演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【図１０】（Ａ）及び（Ｂ）は本発明において吸気管内圧力と回転速度とから吸入空気量を推定して噴射時間を演算する場合に用いる噴射量決定用変量演算マップ及び点火時期を演算するために用いる点火時期演算マップの構成例を示したマップ構成図である。
【符号の説明】
１…２サイクル内燃機関、１ｆ…吸気管、１ｈ…排気管、１ｊ…排気制御バルブ、２…点火プラグ、３…インジェクタ、４…バルブ開度センサ、５…スロットルセンサ、６…吸気圧センサ、７…大気圧センサ、１０…信号発生器、１１…回転速度演算手段、１２…点火時期演算マップ記憶手段、１３…点火時期決定手段、１４…点火装置駆動手段、１５…点火装置、１６…噴射量決定用変量演算手段、１７…噴射量決定手段、１８…インジェクタ駆動手段。
Claims (26)
- 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、前記インジェクタから噴射させる燃料の噴射量を決定する噴射量決定用変量を各種の制御条件に対して決定する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、
前記排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段を備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、前記噴射量を定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値とするように構成されていること、
を特徴とする排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、前記インジェクタから噴射させる燃料の噴射量を決定する噴射量決定用変量を各種の制御条件に対して決定する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、
前記排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段を備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、定常時に前記噴射量が前記制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で前記噴射量を定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値とするように構成されていること、
を特徴とする排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 前記点火時期決定手段は、前記バルブ異常検出手段が前記排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、前記内燃機関の点火時期を、定常時に前記制御条件に対して決まる点火時期よりも遅角させるように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、前記インジェクタから噴射させる燃料の噴射量を決定する噴射量決定用変量を各種の制御条件に対して決定する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するように前記インジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、
前記排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、前記排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の噴射量決定用変量演算マップを記憶した噴射量決定用変量演算マップ記憶手段と、前記排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段とを備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ異常検出手段により前記排気制御バルブの異常が検出されていないときに、前記バルブ開度センサにより検出された前記排気制御バルブの開度に応じて選択した噴射量決定用変量演算マップを用いて前記噴射量決定用変量を演算し、前記排気制御バルブの異常が検出されたときには前記噴射量決定用変量演算マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、演算される燃料の噴射量が最大である噴射量決定用変量演算マップを用いて前記噴射量決定用変量を演算するように構成されていること、
を特徴とする排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、前記インジェクタから噴射させる燃料の噴射量を決定する噴射量決定用変量を各種の制御条件に対して決定する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するように前記インジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、
前記排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、前記排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の定常時用の噴射量決定用変量演算マップと前記排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の噴射量決定用変量演算用マップとを記憶した噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段と、前記排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段とを備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ異常検出手段により前記排気制御バルブの異常が検出されていないときに、前記バルブ開度センサにより検出された前記排気制御バルブの開度に応じて選択した定常時用の噴射量決定用変量演算マップを用いて前記噴射量決定用変量を演算し、前記排気制御バルブの異常が検出されたときには前記噴射量決定用変量演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、異常時用の噴射量決定用変量演算用マップを用いて前記噴射量決定用変量を演算するように構成されている排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 前記異常時用の噴射量決定用変量演算用マップは、該マップを用いて演算した噴射量決定用変量により決まる噴射量が、定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値となるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記異常時用の噴射量決定用変量演算用マップは、該マップを用いて演算した噴射量決定用変量により決まる噴射量が、定常時に前記噴射量が前記制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値となるように構成されていることを特徴とする請求項５に記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関に燃料を供給するインジェクタと、前記インジェクタから噴射させる燃料の噴射量を決定する噴射量決定用変量を各種の制御条件に対して決定する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するように前記インジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、
前記排気制御バルブの開度を検出するバルブ開度センサと、前記排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の噴射量決定用変量演算マップを記憶した噴射量決定用変量演算マップ記憶手段と、前記排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段と、前記排気制御バルブの動作が異常であるときに前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量を増量側に補正するために用いる噴射量決定用変量補正データを各種の制御条件に対して演算する噴射量決定用変量補正データ演算手段と、前記バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されたときに前記噴射量決定用変量補正データ演算手段により演算された噴射量決定用変量補正データ補正データを用いて、前記噴射量を増量された値とするように、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量を補正する噴射量補正手段とを備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ開度センサにより検出された前記排気制御バルブの開度に応じて選択した噴射量決定用変量演算マップを用いて前記噴射量決定用変量を演算するように構成されていること、
を特徴とする排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 前記バルブ異常検出手段は、前記バルブ開度センサにより検出された前記排気制御バルブの開度が制御範囲から外れていることを検出したときに前記排気制御バルブが異常であることを検出するように構成されている請求項４ないし８のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記バルブ異常検出手段は、前記排気制御バルブを動かすために前記排気制御バルブ制御手段が出力する駆動信号に対して、前記バルブ開度センサの出力が予期した変化を示さないときに前記排気制御バルブの異常を検出するように構成されている請求項４ないし８のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記バルブ異常検出手段は、前記排気制御バルブ制御手段が前記排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力していない状態で前記バルブ開度センサの出力が変化したことを検出したときに前記排気制御バルブの異常を検出するように構成されている請求項４ないし８のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記バルブ異常検出手段は、前記排気制御バルブ制御手段が意図した前記排気制御バルブの目標位置と前記バルブ開度センサにより検出されている前記排気制御バルブの位置との偏差が許容範囲以下にならないときに前記排気制御バルブの異常を検出するように構成されている請求項４ないし８のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記バルブ異常検出手段は、前記排気制御バルブ制御手段が前記排気制御バルブを動かすための駆動信号を出力している状態で、前記バルブ開度センサの出力の時間的変化率が、前記排気制御バルブの正常時における変位速度の変動範囲の下限値に相当する判定値を超えないことが検出されたときに前記排気制御バルブの異常を検出するように構成されている請求項４ないし８のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記点火時期決定手段は、前記バルブ異常検出手段が前記排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、前記内燃機関の点火時期を、定常時に前記制御条件に対して決まる点火時期よりも遅角させるように構成されていることを特徴とする請求項４ないし１３のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の点火時期演算用マップを記憶した点火時期演算用マップ記憶手段を備え、
前記点火時期決定手段は、前記バルブ異常検出手段により前記排気制御バルブの異常が検出されていないときに、前記バルブ開度センサにより検出された前記排気制御バルブの開度に応じて選択した点火時期演算用マップを用いて前記点火時期を演算し、前記排気制御バルブの異常が検出されたときには前記点火時期演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、演算される点火時期が最も遅れている点火時期演算用マップを用いて前記点火時期を演算するように構成されている請求項４ないし１３のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 前記排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の定常時用の点火時期演算用マップと前記排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の点火時期演算用マップとを記憶した点火時期演算用マップ記憶手段が設けられ、
前記点火時期決定手段は、前記バルブ異常検出手段により前記排気制御バルブの異常が検出されていないときに、前記バルブ開度センサにより検出された前記排気制御バルブの開度に応じて選択した定常時用の点火時期演算用マップを用いて前記点火時期を演算し、前記排気制御バルブの異常が検出されたときには前記点火時期演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、異常時用の点火時期演算マップを用いて前記点火時期を演算するように構成されている請求項４ないし１３のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 前記排気制御バルブの動作が異常であるときに前記点火時期決定手段により決定された点火時期を遅角側に補正するために用いる点火時期補正データを各種の制御条件に対して演算する点火時期補正データ演算手段と、
前記バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されたときに前記点火時期補正データ演算手段により演算された点火時期補正データを用いて、前記点火時期を遅角された時期とするように、前記点火時期決定手段により決定された点火時期を補正する点火時期補正手段と、
を更に備えている請求項４ないし１３のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 各種の制御条件に対して前記排気制御バルブの開度を制御する排気制御バルブ制御手段が更に設けられている請求項１ないし１７のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関のスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、前記スロットルセンサにより検出されたスロットルバルブの開度と前記内燃機関の回転速度とから推定した前記内燃機関のシリンダ内への吸入空気量に対して所定の空燃比の混合気を得るように噴射量決定用変量を決定する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、
前記スロットルセンサにより前記スロットルバルブが全開状態にあることが設定時間以上検出されているにも拘らず前記内燃機関の回転速度が設定値未満であることが検出されたときに、前記排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段を備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、前記噴射量を定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値とするように構成されていること、
を特徴とする排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関のスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、前記スロットルセンサにより検出されたスロットルバルブの開度と前記内燃機関の回転速度とから推定した前記内燃機関のシリンダ内への吸入空気量に対して所定の空燃比の混合気を得るように噴射量決定用変量を決定する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、
前記スロットルセンサにより前記スロットルバルブが全開状態にあることが設定時間以上検出されているにも拘らず前記内燃機関の回転速度が設定値未満であることが検出されたときに、前記排気制御バルブの動作に異常が生じたことを検出するバルブ異常検出手段を備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、定常時に前記噴射量が前記制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で前記噴射量を定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値とするように構成されていること、
を特徴とする排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関のスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、前記内燃機関の吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサと、大気圧を検出する大気圧センサと、前記吸気圧センサにより検出された吸気管内圧力と前記スロットルセンサにより検出されたスロットルバルブの開度と前記内燃機関の回転速度とから推定した前記内燃機関のシリンダ内への吸入空気量に対して所定の空燃比を有する混合気を得るように噴射量決定用変量を演算する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、前記大気圧センサにより検出された大気圧と前記吸気圧センサにより検出された吸気管内圧力との差が設定値以下であるにも拘らず前記内燃機関の回転速度が設定値を超えることができないことが検出されたときに前記排気制御バルブの動作が異常であることを検出するバルブ異常検出手段を備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、前記噴射量を定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値とするように構成されている排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 排気タイミングを調整するために開度が変化させられる排気制御バルブを備えた２サイクル内燃機関のスロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、前記内燃機関の吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサと、大気圧を検出する大気圧センサと、前記吸気圧センサにより検出された吸気管内圧力と前記スロットルセンサにより検出されたスロットルバルブの開度と前記内燃機関の回転速度とから推定した前記内燃機関のシリンダ内への吸入空気量に対して所定の空燃比を有する混合気を得るように噴射量決定用変量を演算する噴射量決定手段と、前記噴射量決定手段により決定された噴射量決定用変量により決まる噴射量の燃料を噴射するようにインジェクタを駆動するインジェクタ駆動手段と、前記内燃機関の点火時期を各種の制御条件に対して決定する点火時期決定手段と、前記点火時期決定手段により決定された点火時期が検出されたときに前記内燃機関を点火する点火装置を駆動して点火動作を行わせる点火装置駆動手段とを備えた排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置であって、前記大気圧センサにより検出された大気圧と前記吸気圧センサにより検出された吸気管内圧力との差が設定値以下であるにも拘らず前記内燃機関の回転速度が設定値を超えることができないことが検出されたときに前記排気制御バルブの動作が異常であることを検出するバルブ異常検出手段を備え、
前記噴射量決定手段は、前記バルブ異常検出手段が排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、定常時に前記噴射量が前記制御条件に対して取り得る値の最大値を超えない範囲で前記噴射量を定常時に前記制御条件により決まる値よりも増量された値とするように構成されている排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 各種の制御条件に対して前記排気制御バルブの開度を制御する排気制御バルブ制御手段が更に設けられている請求項１９ないし２２のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記点火時期決定手段は、前記バルブ異常検出手段が前記排気制御バルブの動作の異常を検出したときに、前記内燃機関の点火時期を、定常時に前記制御条件に対して決まる点火時期よりも遅角させるように構成されていることを特徴とする請求項１９ないし２３のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
- 前記排気制御バルブの動作が異常であるときに前記点火時期決定手段により決定された点火時期を遅角側に補正するために用いる点火時期補正データを各種の制御条件に対して演算する点火時期補正データ演算手段と、
前記バルブ異常検出手段により排気制御バルブの異常が検出されたときに前記点火時期補正データ演算手段により演算された点火時期補正データを用いて、前記点火時期を遅角された時期とするように、前記点火時期決定手段により決定された点火時期を補正する点火時期補正手段と、
を更に備えている請求項１９ないし２３のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。 - 前記排気制御バルブの開度の異なる値に対して作成された複数の定常時用の点火時期演算用マップと前記排気制御バルブの動作が異常であるときに用いる異常時用の点火時期演算用マップとを記憶した点火時期演算用マップ記憶手段が設けられ、
前記点火時期決定手段は、前記バルブ異常検出手段により前記排気制御バルブの異常が検出されていないときに、前記バルブ開度センサにより検出された前記排気制御バルブの開度に応じて選択した定常時用の点火時期演算用マップを用いて前記点火時期を演算し、前記排気制御バルブの異常が検出されたときには前記点火時期演算用マップ記憶手段に記憶されたマップのうち、異常時用の点火時期演算マップを用いて前記点火時期を演算するように構成されている請求項１９ないし２３のいずれか１つに記載の排気制御バルブ付き２サイクル内燃機関の電子式制御装置。
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