JP4767069B2 - 鞍乗型車両のエンジン制御装置及びそのエンジン制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗型車両のエンジン制御装置及びそのエンジン制御方法に関し、特に、スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、エンジンの出力を低減するエンジン出力低減手段を備えたエンジン制御装置及びエンジン制御方法に関する。

スロットル弁の開度を電子制御によって制御する電子スロットル弁は、エンジンの吸気量を精度よく制御できることから、低排気ガス、低燃費が実現でき、一部の乗用車で既に採用され始めている。

この電子スロットル弁には、スロットル弁制御系に何らかのフェイルが発生した場合に、電動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ものがある。

しかしながら、スプリングの付勢力によって、スロットル弁が全閉方向に回動する速度は非常に速い。そのため、エンジンの出力が急激に低下する。乗用車の場合には、車両の重量が重いので、このような急激なエンジン出力の低下が生じても、ドライバに車両の挙動変化を感じさせないが、重量の軽い自動二輪車の場合には、急激なエンジン出力の低下は、ライダーに違和感を与える。

このようなスロットル弁の急激な回動を起こさないために、スプリングによって閉方向に付勢されるスロットル弁の回動に、抵抗を付加することによって、スロットル弁を緩やかに閉じる方法が 特許文献１等に開示されている。これにより、エンジンの急激な出力低下が生じることなく、車両が低速ギアで走行していても、車両の挙動がギクシャクすることはない。

また、特許文献２には、このようなスロットル弁の制御に加えて、エンジンの点火制御をさらに行なうことによって、エンジンの出力を次第に小さくする方法が開示されている。すなわち、点火時期の遅角化、点火間引き、又は点火カットを行なうことにより、エンジン出力の滑らかな減少を制御するものである。
特開平６−２４８９７９号公報 特開２００３−６５１４０号公報

確かに、スロットル弁を緩やかに閉じることによって、エンジン出力の急激な低下を避けることができるが、スロットル弁の開度位置によっては、エンジン出力が減少しない領域が生じることもある。この場合、ライダーは、エンジン出力が一定であるが故に、かえって加速感を感じてしまうこともある。

これに対し、エンジンの点火制御によるエンジン出力の制御は、スロットル弁の回動制御に比べて、応答性のよいエンジン出力の制御が可能になるので、エンジン出力の減少を一様にすることができるので、上記のような加速感を感じることはない。

しかしながら、点火時期の遅角化、点火間引き、又は点火カットは、予め決められた設定条件の下で実行されるので、エンジンの回転速度等のフェイル発生時の走行条件によって、エンジン出力の減少の仕方が変わり、一意的に定まらない。それ故、エンジン出力は減少するものの、なお、ライダーに違和感を与えてしまうことがある。

本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、その主な目的は、スロットル弁制御系のフェイル発生時に違和感の少ないエンジンの出力低減を行なうことができるエンジン制御装置を提供することにある。

本発明の鞍乗型車両のエンジン制御装置は、スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、エンジンの出力を低減するエンジン出力低減手段を備えた鞍乗型車両のエンジン制御装置であって、前記エンジン出力低減手段は、前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度を、エンジンの出力を低減するために必要な目標回転速度に設定する目標回転速度設定手段と、前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段とを有し、前記回転速度検出手段で検出されたエンジンの回転速度が、前記目標回転速度よりも大きいとき、前記エンジンの点火をカットすることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記目標回転速度は、前記フェイル発生時のエンジンの回転速度を基準に、一定の時間間隔で、段階的に減少するように設定される。

ある好適な実施形態において、前記目標回転速度は、下限値である最低目標回転速度が予め設定されている。

前記最低目標回転速度は、少なくともアイドリング時のエンジン回転速度よりも大きい値に設定されていることが好ましい。

ある好適な実施形態において、前記回転速度検出手段で検出されたエンジンの回転速度が、前記目標回転速度よりも大きいとき、前記エンジンへの燃料噴射を停止する。

ある好適な実施形態において、スロットル弁は、スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、前記スロットル弁が閉方向に回転駆動するように構成される。

本発明の鞍乗型車両のエンジン制御方法は、スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、エンジンの出力を低減するエンジン出力低減手段を備えた鞍乗型車両のエンジン制御方法において、スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、エンジンの出力を低減する出力低減モードを有し、前記出力低減モードにおいて、前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度が、予め設定されたフェイル発生時の目標回転速度よりも大きいとき、前記エンジンの点火をカットすることを特徴とする。

ある好適な実施形態において、前記出力低減モードにおいて、前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度が、予め設定されたフェイル発生時の目標回転速度よりも大きいとき、前記エンジンへの燃料噴射を停止する。

ある好適な実施形態において、前記目標回転速度は、前記フェイル発生時のエンジンの回転速度を基準に、一定の時間間隔で、段階的に減少するように設定される。

本発明の鞍乗型車両は、上記エンジン制御装置が搭載された鞍乗型車両である。

本発明に係る鞍乗型車両のエンジン制御装置は、スロットル弁制御系でフェイルが検出された場合、フェイル発生時以降のエンジンの回転速度が、予め設定されたフェイル発生時の目標回転速度よりも大きいときに、エンジンの点火をカットすることによって、エンジンの回転速度を、予め定められた目標回転速度に沿って減少させることができる。これにより、エンジンの出力を一意的に減少させることができる。

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。

図１は、電子スロットル弁を備えた自動二輪車のエンジン制御装置の基本的な構成を示した図である。エンジン制御装置１０は、エンジン１１の吸気量を調整するスロットル弁１２、及びエンジン１１への燃料噴射を行なう燃料噴射装置（不図示）を電子的に制御する。そして、スロットル弁１２の近傍にフェイル検出部１３が設置され、スロットル弁制御系に何らかのフェイルが発生したとき、フェイル検出部１３からフェイル信号がエンジン制御装置に送られ、それに応じて制御装置が作動する。

スロットル弁１２（スロットル弁制御系も含む。以下同じ。）のフェイルは、種々の判定基準によって検出されるが、例えば、スロットル弁１２の目標開度と、実際のスロットル開度との開度誤差を検出し、それが許容範囲を超えて一定時間継続した場合に、フェイルであると判定する。なお、本発明においては、フェイルの判定基準については、特に制限はない。

図２は、本発明におけるフェイル発生時のエンジン出力を低減させる制御方法を模式的に示したグラフである。縦軸はエンジンの回転速度を示し、横軸は時間を示す。

時刻ｔ０に、スロットル弁１２でのフェイルがフェイル検出部１３で検出された場合、エンジン１１は、通常時の制御から、エンジンの出力を低減するフェイル発生時の制御（緩減速制御モード）に切り替わる。このとき、フェイル発生時以降のエンジンの回転速度が、エンジンの出力を低減するのに必要な目標回転速度（細い実線のグラフ）を設定する。この目標回転速度は、下限値である最低目標回転速度が併せ設定されている。

フェイル発生時以降、エンジンの回転速度（太い実線のグラフ）を検出し、検出された回転速度が、予め設定された目標回転速度よりも大きいときは、エンジンの点火をカットする。点火がカットされると、エンジンの回転速度は下がるが、次のタイミングで、エンジンの回転速度を検出したとき、検出された回転速度が、予め設定された目標回転速度よりも小さいときは、エンジンの点火を通常どおり行なうので、このとき、エンジンの回転速度が一時的に上がる。次のタイミングで、エンジンの回転速度を検出したとき、検出された回転速度が、予め設定された目標回転速度よりも大きければ、点火は再びカットされる。これにより、エンジンの回転速度は再び低下する。

このように、点火のカットを繰り返すことによって、エンジンの回転速度を、目標回転速度に対して、小刻みに上下させながら、目標回転速度に沿って減少させていくことができる。そして、最終的は、エンジンの回転速度が、最低目標回転速度に達したとき、エンジンの回転速度は、この回転速度に維持される。

なお、この最低目標回転速度を、少なくともアイドリング時のエンジン回転速度よりも大きい値に設定しておけば、フェイル発生時以降、エンジン出力を減少させても、車両を走行可能な状態に確保することができる。

本発明におけるエンジン出力の低減手段は、一種の点火間引き方法に相当するが、点火の間引きを、予め設定した目標回転速度を基準に、点火カットの可否を判断しているので、エンジンの出力低減を一意的に定めることができる。

また、本発明において、検出された回転速度が、予め設定された目標回転速度よりも大きいとき、点火カットに加え、燃料噴射の停止を併せ行なってもよい。この場合、点火カットだけの場合に比べ、排ガスの問題を低減することができる。

図３は、本発明におけるフェイル発生時のエンジン出力を低減するエンジン出力低減手段２０の構成を示した図である。

エンジン出力低減手段２０は、フェイル発生時以降のエンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段２１と、フェイル発生時以降のエンジンの回転速度を、エンジンの出力を低減するために必要な目標回転速度を設定する目標回転速度設定手段２２と、エンジンの回転速度と目標回転速度の値を比較する比較手段２３で構成されている。

比較手段２３で、回転速度検出手段２１で検出されたエンジンの回転速度が、目標回転速度設定手段２２で設定された目標回転速度よりも大きい判断されたとき、点火制御部２４に、点火カット信号が送られ、エンジンの点火カットが行なわれる。同様に、噴射制御部２５に、噴射停止信号が送られ、燃料の噴射停止が行なわれる。

なお、上記構成のうち、回転速度検出手段２１、点火制御部２４、及び噴射制御部２５は、通常動作時において共通に使用されるものであってもよい。

次に、図４に示すフローチャートを参照しながら、本発明のエンジン制御方法を説明する。

フェイル検出部１３で、スロットル弁１２でフェイルが発生したかどうかを検出し（ステップＳ１）、フェイルが検出されると、目標回転速度設定手段２２で、目標回転速度を設定する（ステップＳ２）。目標回転速度は、上述したように、フェイル発生時以降のエンジンの回転速度が、エンジンの出力を低減するのに必要な値に設定する。また、同時に、回転速度検出手段２１で、エンジンの回転速度を検出する（ステップＳ３）。

次に、検出されたエンジンの回転速度が、最低目標回転速度以下であるかどうかを判定する（ステップＳ４）。そして、検出されたエンジンの回転速度が、最低目標回転速度以下でない場合には、比較手段２３で、ステップＳ２で設定された目標回転速度と、ステップＳ３で検出されたエンジンの回転速度とを比較する（ステップＳ６）。

ここで、検出された回転速度が、目標回転速度よりも大きいときには、エンジンの点火カット（又は点火カットに加えて燃料の噴射停止）が行なわれる（ステップＳ７）。また、検出された回転速度が、目標回転速度よりも小さいときは、ステップＳ２に戻り、ステップＳ２〜ステップＳ７を繰り返す。なお、検出された回転速度が、目標回転速度よりも小さいときは、通常の点火を行なう。

このように、ステップＳ６で、予め設定した目標回転速度を基準に、点火カットの可否を判断して点火制御を行なうことによって、フェイル発生時以降のエンジンの回転速度を、目標回転速度に沿って減少させていくことができる。そして、ステップＳ４で、エンジンの回転速度が、最低目標回転速度に達したとき、目標回転速度を最低目標回転速度に固定し（ステップＳ５）、以降、エンジンの回転速度は、この最低目標回転速度に維持される。

ここで、目標回転速度は、基本的に、ライダーが違和感の少ないようなエンジンの出力低減がなされる値に設定されるが、その一例を、図５を参照しながら、以下説明する。

時刻ｔ_０でフェイルが発生したとき、この時刻のエンジン回転速度Ｎ_０を、目標回転速度の初期値に設定する。そして、目標回転速度は、このエンジン回転速度Ｎ_０を基準に、時間ΔＴ進むごとに、回転速度ΔＮだけ段階的に減少するように設定される。すなわち、時刻ｔ_ｉにおける目標回転速度Ｎ_ｉは、
Ｎ_ｉ（ｔ_ｉ）＝Ｎ_０−［（ｔ_ｉ−ｔ_０）／ΔＴ×ΔＮ］（ｔ_ｉ＝ｍ×ΔＴ；ｍは整数） （１）
と設定される。

なお、図５には示されていないが、目標回転速度Ｎ_ｉが段階的に減少して、最低目標回転速度Ｎ_ｍｉｎに達したときは、それ以降、図２に示すように、Ｎ_ｉ＝Ｎ_ｍｉｎの一定の値に設定される。

この方法によれば、目標回転速度は、ΔＴ、ΔＮ、Ｎ_ｍｉｎだけ目標回転速度設定手段２２に記憶しておき、フェイル発生時のエンジンの回転速度Ｎ_０を検出するだけで、式（１）を用いて簡単に設定することができる。

なお、ここでは、ΔＴ、ΔＮは、一定としているが、フェイル発生時からの時間の経過とともに、ΔＴ又は／及びΔＮを次第に大きくしていってもよい。あるいは、予め、その車両に合った目標回転速度を実測で求め、それを記憶手段に記憶しておくこともできる。

また、時間ΔＴは、任意に設定することができるが、図４に示した回転速度を目標回転速度と比較するステップＳ５を実行するタイミングに合わせて設定してもよい。なお、ステップＳ５を実行するタイミングは任意に設定することができるが、典型的なケースとしては、５〜１０ｍｓ毎にステップＳ５を実行する。

図５に示した目標回転速度の設定方法を用いたエンジン制御方法のフローチャートを図６に示す。

フェイル検出部１３で、スロットル弁１２でフェイルが発生したかどうかを検出し（ステップＳ１）、フェイルが検出されると、フェイル発生時のエンジン回転速度（Ｎ_０）を、目標回転速度（Ｎ_ｉ）に設定する（ステップＳ２）。そして、所定の時間（ΔＴ）の経過後、目標回転速度（Ｎ_ｉ）を除減値（ΔＮ）だけ除減する（ステップＳ３）。

次に、目標回転速度（Ｎ_ｉ）と、予め設定された最低目標回転速度（Ｎ_ｍｉｎ）とを比較し（ステップＳ４）、目標回転速度（Ｎ_ｉ）が最低目標回転速度（Ｎ_ｍｉｎ）よりも大きいときは、検出されたエンジンの回転速度と目標回転速度（Ｎ_ｉ）とを比較し（ステップＳ６）、エンジンの回転速度が目標回転速度（Ｎ_ｉ）よりも大きいときは、エンジンの点火カット（又は点火カットに加えて燃料の噴射停止）が行なわれる（ステップＳ７）。また、検出された回転速度が、目標回転速度（Ｎ_ｉ）よりも小さいときは、通常の点火の点火を行う。

このステップＳ２〜ステップＳ７（ステップＳ６）を繰り返し行い、目標回転速度（Ｎ_ｉ）がステップＳ３で除減値（ΔＮ）だけ除減され、最低目標回転速度（Ｎ_ｍｉｎ）に達したとき（ステップＳ４）、それ以降は、目標回転速度Ｎ_ｉが最低目標回転速度（Ｎ_ｍｉｎ）の一定の値に設定される（ステップＳ５）。

そして、ステップＳ６で、予め設定した目標回転速度（Ｎ_ｉ）を基準に、点火カットの可否を判断して点火制御を行なうことによって、フェイル発生時以降のエンジンの回転速度を、目標回転速度（Ｎ_ｉ）に沿って減少させていくことができる。そして、ステップＳ５で、エンジンの回転速度が、最低目標回転速度（Ｎ_ｍｉｎ）に達したとき、以降、エンジンの回転速度は、この最低目標回転速度（Ｎ_ｍｉｎ）維持される。

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。例えば、上記実施形態においては、点火制御によって実行されたが、スロットル弁を閉方向に回転駆動させる制御を併せ実行させてもよい。

なお、本願明細書における「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。

本発明は、上述したような優れた効果を発揮するものであるが、実際の鞍乗型車両への適用に当たっては、他の要件も含めた総合的な観点の下に、その具体的態様の検討がなされる。

本発明によれば、簡単な構成で、フェイル発生時に違和感の少ないエンジンの出力低減を行なうことができるエンジン制御装置を提供することができる。

電子スロットル弁を備えた自動二輪車のエンジン制御装置の基本的な構成を示した図である。 本発明におけるフェイル発生時のエンジン出力を低減させる制御方法を模式的に示したグラフである。 本発明におけるフェイル発生時のエンジン出力を低減するエンジン出力低減手段２０の構成を示した図である。 本発明におけるエンジン制御方法を説明するフローチャートである。 本発明における目標回転速度の設定の一例を示すグラフである。 本発明におけるエンジン制御方法を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０ エンジン制御装置
１１ エンジン
１２ スロットル弁
１３ フェイル検出部
２０ エンジン出力低減手段
２１ 回転速度検出手段
２２ 目標回転速度設定手段
２３ 比較手段
２４ 点火制御部
２５ 噴射制御部
Ｎ_ｉ 目標回転速度
Ｎ_ｍｉｎ 最低目標回転速度

Claims (9)

1. スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、エンジンの出力を低減するエンジン出力低減手段を備えた鞍乗型車両のエンジン制御装置であって、
   前記エンジン出力低減手段は、
   前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度を、エンジンの出力を低減するために必要な目標回転速度に設定する目標回転速度設定手段と、
   前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段とを有し、
   前記回転速度検出手段で検出されたエンジンの回転速度が、前記目標回転速度よりも大きいとき、前記エンジンの点火をカットし、
   前記回転速度検出手段で検出されたエンジンの回転速度が前記目標回転速度よりも小さいとき、前記エンジンの点火を行い、
   前記目標回転速度は、前記フェイル発生時のエンジンの回転速度を基準に、一定の時間間隔で、段階的に減少するように設定され、
   前記目標回転速度は、下限値である最低目標回転速度が予め設定されていることを特徴とする、鞍乗型車両のエンジン制御装置。
2. 前記エンジン出力低減手段は、クラッチが接続されている状態の緩減速制御モードにおいて、前記目標回転速度を前記段階的に減少するように設定し、かつ、前記目標回転速度よりも大きいときに前記エンジンの点火をカットすることを特徴とする、請求項１に記載の鞍乗型車両のエンジン制御装置。
3. 前記最低目標回転速度は、少なくともアイドリング時のエンジン回転速度よりも大きい値に設定されていることを特徴とする、請求項１または２に記載の鞍乗型車両のエンジン制御装置。
4. 前記回転速度検出手段で検出されたエンジンの回転速度が、前記目標回転速度よりも大きいとき、前記エンジンへの燃料噴射を停止することを特徴とする、請求項１から３の何れか一つに記載の鞍乗型車両のエンジン制御装置。
5. 前記スロットル弁は、スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、前記スロットル弁が閉方向に回転駆動するように構成されることを特徴とする、請求項１から４の何れか一つに記載の鞍乗型車両のエンジン制御装置。
6. スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、エンジンの出力を低減するエンジン出力低減手段を備えた鞍乗型車両のエンジン制御方法において、
   スロットル弁制御系でフェイルが検出されたとき、エンジンの出力を低減する出力低減モードを有し、
   前記出力低減モードにおいて、前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度が、予め設定されたフェイル発生時の目標回転速度よりも大きいとき、前記エンジンの点火をカットし、
   前記出力低減モードにおいて、前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度が、予め設定されたフェイル発生時の目標回転速度よりも小さいとき、前記エンジンの点火を行い、
   前記目標回転速度は、前記フェイル発生時のエンジンの回転速度を基準に、一定の時間間隔で、段階的に減少するように設定され、
   前記目標回転速度は、下限値である最低目標回転速度が予め設定されていることを特徴とする鞍乗型車両のエンジン制御方法。
7. 前記出力低減モードは、クラッチが接続されている状態の緩減速制御モードである、請求項６に記載の鞍乗型車両のエンジン制御方法。
8. 前記出力低減モードにおいて、前記フェイル発生時以降のエンジンの回転速度が、予め設定されたフェイル発生時の目標回転速度よりも大きいとき、前記エンジンへの燃料噴射を停止することを特徴とする、請求項６または７に記載の鞍乗型車両のエンジン制御方法。
9. 請求項１から５の何れか一つに記載のエンジン制御装置が搭載された鞍乗型車両。
   
   

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