JP5122834B2 - 燃料噴射量補正装置 - Google Patents

Description

本発明は、燃料噴射量補正装置に係り、特に、内燃機関を始動する前のスロットル操作によって、内燃機関を始動する際の燃料噴射量を任意に調整できる燃料噴射量補正装置に関する。

従来から、電子制御式の燃料噴射装置を備えた内燃機関において、内燃機関を始動させる際の燃料噴射量を自動的に調整する種々の技術が知られている。

特許文献１には、スロットル開度センサから出力される電圧値から乗員の加速意図を判定し、この判定結果に基づいて燃料噴射量の増量補正を行う電子制御燃料噴射装置において、内燃機関を始動させる際のバッテリの電圧変化が加速意図と誤判定され、これにより、内燃機関の始動時に乗員の意図しない燃料増量補正が行われることを防止するようにした制御方法が開示されている。
特開昭６３−１８９６２６号公報

しかしながら、特許文献１には、経年変化や仕様変更等により異なる内燃機関の各個体毎の状態を考慮して、始動時の燃料噴射量を乗員が任意に調整する手法に関しては、何らの開示および示唆もされていなかった。

また、スロットル操作に連動して駆動される加速ポンプ付きのキャブレターを備えた内燃機関では、内燃機関を始動する前に乗員がスロットルを操作することによって、吸気ポート内に予め燃料を噴射して始動時の混合気濃度を任意に高めることが可能である。しかしながら、加速ポンプによる燃料調整では、誤ったスロットル回動操作のやり直しができないので、例えば、回動操作が多すぎた場合に点火プラグをかぶらせることがある等の可能性があった。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、内燃機関を始動する前のスロットル操作によって、内燃機関を始動する際の燃料噴射量を任意に調整できる燃料噴射量補正装置を提供することにある。

前記した目的を達成するために、本発明は、内燃機関に取り付けられた燃料噴射装置と、主電源のイグニッションスイッチと、前記内燃機関を始動させるスタータスイッチと、前記内燃機関のスロットルを操作するスロットル操作手段の操作状態を検知する開度センサとを備える車両の燃料噴射量補正装置において、前記イグニッションスイッチがオンに切り替えられた後、前記スタータスイッチが操作される前に行われた前記スロットルの操作状態に基づいて、前記内燃機関を始動させる際の燃料噴射量の補正値を設定する燃料噴射量補正値設定部と、前記内燃機関の始動時に、前記補正値を適用して前記燃料噴射装置を駆動する制御部とを具備している点に第１の特徴がある。

また、前記補正値は、前記スロットル操作手段を操作する回数が多いほど燃料噴射量が多くなるように設定されている点に第２の特徴がある。

また、前記補正値は、前記スロットル操作手段を操作する速度が速いほど燃料噴射量が多くなるように設定されている点に第３の特徴がある。

また、前記燃料噴射量補正値設定部は、前記補正値が設定された後で、かつ前記内燃機関が始動する前に前記イグニッションスイッチがオフに切り替えられると、前記補正値の設定を解除するように構成されている点に第４の特徴がある。

さらに、前記スロットル操作手段が、自動二輪車のスロットルグリップであり、前記開度センサが、前記スロットルグリップのスロットルグリップ開度センサであり、前記スロットルが、アクチュエータで駆動されるスロットルバルブであり、前記燃料噴射量補正値設定部は、前記スロットルグリップ開度センサからの信号に基づいて前記補正値を設定するように構成されている点に第５の特徴がある。

第１の発明によれば、イグニッションスイッチがオンに切り替えられた後で、かつスタータスイッチが操作される前に行われたスロットルの操作状態に基づいて、内燃機関を始動させる際の燃料噴射量の補正値を設定する燃料噴射量補正値設定部と、内燃機関の始動時に補正値を適用して燃料噴射装置を駆動する制御部とを具備しているので、内燃機関を始動する前のスロットル操作によって、始動時の燃料噴射量を乗員が任意に調整することが可能となる。これにより、内燃機関の始動時に噴射する燃料の量を、内燃機関の暖機状態や経年変化状態、改造状態等に合わせて任意に増量補正することができ、始動性が向上すると共に、より一層乗員の要望に沿うことが可能な燃料噴射システムが得られるようになる。また、この燃料増量補正制御は、内燃機関に通常装備される開度センサからの情報に基づいて行うことができるので、重量や生産工数を増すことなく商品性を高めることが可能となる。

第２の発明によれば、補正値は、スロットル操作手段を操作する回数が多いほど燃料噴射量が多くなるように設定されているので、スロットル操作を多く行うほど燃料噴射量が増量されるという一般的な感覚に合致した操作性を得ることが可能となる。

第３の発明によれば、補正値は、スロットル操作手段を操作する速度が速いほど燃料噴射量が多くなるように設定されているので、スロットル操作を速く行えば燃料噴射量が増量されるという一般的な感覚に合致した操作性を得ることが可能となる。

第４の発明によれば、燃料噴射量設定部は、補正値の設定後でかつ内燃機関が始動する前にイグニッションスイッチがオフに切り替えられると、補正値の設定を解除するように構成されているので、スロットル操作手段の誤操作が行われた場合でも、簡単に増量補正値を設定し直すことができるようになる。

第５の発明によれば、スロットル操作手段が自動二輪車のスロットルグリップであり、開度センサがスロットルグリップのスロットルグリップ開度センサであり、スロットルがアクチュエータで駆動されるスロットルバルブであり、燃料噴射量補正値設定部がスロットルグリップ開度センサからの信号に基づいて補正値を設定するように構成されているので、スロットル装置にＴＢＷ（スロットル・バイ・ワイヤ）システムを採用する自動二輪車においても、始動時の燃料噴射量を乗員が任意に調整可能な燃料噴射システムを適用できるようになる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る燃料噴射量補正装置を示すブロック図である。本実施形態に係る燃料噴射量補正装置は、円筒状のスロットルグリップによって内燃機関のスロットル操作を行う自動二輪車に適用されている。自動二輪車の右側ハンドル３０には、ハンドルスイッチ３２、前輪ブレーキレバー３３、前輪ブレーキフルード用リザーバタンク３４、スロットル操作手段としてのスロットルグリップ３１、スロットル引き側ワイヤ４０、スロットル戻し側ワイヤ４１が取り付けられている。前記スロットルグリップ３１は、スプリング等の弾発部材による付勢力に抗して、図示太矢印の方向に所定範囲内で回動可能とされている。自動二輪車の乗員は、このスロットルグリップ３１を回動してスロットル操作を行うことで内燃機関としてのエンジン１９の出力を調整する。開度センサとしてのスロットルグリップ開度センサ１０は、スロットルグリップ３１に連結されたスロットル引き側ワイヤ４０およびスロットル戻し側ワイヤ４１の動きに基づいて、スロットルグリップ３１の回動操作量を検知するように構成されている。

本実施形態では、エンジン１９の吸気ポート内に設けられてその断面積を変化させるスロットルバルブ１７を、ステッピングモータ等のアクチュエータで駆動するＴＢＷ（スロットル・バイ・ワイヤ）を採用している。前記制御部２は、前記スロットルグリップ３１の操作状態のほか、エンジン回転数や車速等に基づいて決定される駆動信号でこのアクチュエータを駆動する。なお、スロットル引き側ワイヤ４０およびスロットル戻し側ワイヤ４１によってスロットルバルブ１７が直接駆動される構造とすると共に、スロットルバルブ１７の回動軸等に取り付けた開度センサでスロットルグリップ３１の開度を検知する構成としてもよい。

ＥＣＵ（エンジン・コントロール・ユニット）１には、インジェクタを備える電子制御式の燃料噴射装置１６およびスロットルバルブ１７を駆動制御する制御部２、エンジン１９の始動時の燃料噴射量を決定する始動時燃料噴射量データテーブル５、種々の時間を計測するタイマ６、始動時の燃料増量補正値を設定する燃料噴射量補正値設定部３、この燃料噴射量補正値設定部３が適用する補正値データを格納している燃料噴射量補正値記憶部４が含まれる。燃料噴射量補正値設定部３には、前記スロットルグリップ開度センサ１０および自動二輪車の主電源スイッチであるイグニッションスイッチ１１の操作情報が入力される。また、制御部２には、外気温センサ１２、大気圧センサ１３、エンジン１９の冷却水温度を検知する水温センサ１４、エンジン１９を始動させるスタータモータ１８のスタータスイッチ１５からの情報が入力される。このスタータスイッチ１５は、右側ハンドル装置３０のハンドルスイッチ３２に取り付けられている。

図２は、本実施形態に係る燃料噴射量補正制御の手順を示すフローチャートである。この燃料噴射量補正制御は、前記ＥＣＵ１内の制御部２で実行される。また、図３は、スロットルグリップ３１の操作操作回数ｋと平均回動速度ｓとから増量補正後の燃料噴射量を導出するためのデータテーブルであり、図４は、燃料噴射量補正制御の一例を示すタイムチャートである。

まず、図２のフローチャートを参照して、ステップＳ１でイグニッションスイッチ１１がオンに切り替えられると、自動二輪車の主電源がオンとなる。続くステップＳ２〜Ｓ４では、前記水温センサ１４、外気温センサ１２、大気圧センサ１３によってそれぞれの数値が検知される。次に、ステップＳ５では、前記ステップＳ２〜Ｓ４の検知結果に基づいて、始動時燃料噴射量データテーブル５から適切な１つの燃料噴射量データが選択される。通常の内燃機関においては、この選択された燃料噴射量データによって始動時の燃料噴射量が決定されるが、本実施形態においては、さらに、乗員が前記スロットルグリップ３１を操作することによって任意の増量補正が可能である点に特徴がある。

続くステップＳ６では、前記ＥＣＵ１内のタイマ６が始動される。ステップＳ７では、タイマ６で計測を開始した時間が、所定時間内（例えば、３０秒）にスロットルグリップ３１が回動操作されたか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ８に進む。ステップＳ８では、前記スロットルグリップ開度センサ１０によって、スロットルグリップ３１が全開位置まで回動操作されたか否かが判定される。このステップＳ８で肯定判定されると、続くステップＳ９では、制御部２においてスロットルグリップ３１の平均回動速度が算出される。

ステップＳ１０では、スロットルグリップ３１が全閉位置まで回動動作されたか否かが判定され、肯定判定されると、回動操作回数ｋをインクリメント（ｋ＝ｋ＋１）してステップＳ１２へ進む。そして、ステップＳ１２では、スロットルグリップ３１の平均回動速度ｓと回動操作回数ｋとに基づいて、後述する図３の表から導き出される燃料噴射量補正値が設定される。なお、ステップＳ１３では、再度スロットルグリップ３１が回動操作されたか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ８に戻り、再度ステップＳ８〜Ｓ１２による判定が行われる。また、前記ステップＳ７、ステップＳ８、ステップＳ１０で否定判定された場合には、乗員によるスロットルグリップ３１の操作が行われなかったと判定してステップＳ１２に進み、燃料噴射量補正値が設定されることとなる。

ここで、図３に示すマトリックス状の一覧表を参照する。前記したように、燃料噴射量補正値記憶部４に格納されているこの表は、スロットルグリップ３１の平均回動速度ｓと回動操作回数ｋとに基づく増量補正値の設定に使用される。表に示されるように、イグニッションスイッチ１１がオンに切り替えられた後、エンジン１９が始動されるまで期間にスロットルグリップ３１が回動操作されない場合は、回動操作回数ｋが０（ゼロ）となって、燃料噴射量は１．０、すなわち１００％となる。この場合は、始動時燃料噴射量データテーブル５の設定値をそのまま適用し、増量補正を行うことなく燃料噴射が行われることとなる。

これに対し、例えば、回動操作回数ｋが２回で、かつ平均回動速度ｓが設定される９区分中最速の９であった場合には、増量補正後の燃料噴射量が１．７、すなわち１７０％となり、エンジン１９の始動時には、始動時燃料噴射量データテーブル５の設定値に対して７割増しの量の燃料噴射が行われることとなる。

なお、図３の一覧表における燃料噴射量は、乗員のスロットル操作の感覚に合致した増量補正が行われるよう、スロットル操作回数としての回動操作回数ｋが多いほど補正値が大きく、また、スロットル操作速度としての平均回動速度ｓが多いほど補正値が大きくなるように設定されている。また、本実施形態では、４回以上の回動操作に対してはそれ以上の増量補正を行わないようにし、必要以上の燃料供給が行われることを防止している。なお、一覧表内の各数値は、エンジン１９の排気量や形式等に合わせて任意に変更することが可能である。

図２のフローチャートに戻って、本実施形態に係る前記ステップＳ７〜Ｓ１０では、スロットルグリップ３１を全開位置まで回動した後、全閉位置まで戻した時点でスロットルグリップ３１が１回回動されたと判断すると共に、全閉位置から全開位置までの間の平均回動速度を算出するように設定されている。この平均回動速度ｓおよび回動操作回数ｋの算出方法は種々の変形が可能であり、例えば、所定開度以上回動された時点で回動操作回数ｋをインクリメントすると共に、全閉位置から最大回動開度までの区間で平均回動速度ｓを算出するように設定することができる。さらに、全閉位置まで戻される前に再び開方向への操作が行われる場合にも対応できるよう、インクリメントするタイミングや、平均回動速度ｓの算出区間の設定は、任意に変更することが可能である。

そして、前記ステップＳ１３で否定判定される、すなわちスロットルグリップ３１が回動操作されなかったと判定されるとステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、スタータスイッチ１５がオンにされたか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ１５に進み、否定判定されると、ステップＳ１３に戻って再度スロットル操作の判定が行われる。ステップＳ１５では、スロットル開度が全閉位置にあるか否かが判定され、全閉位置にあると判定されるとステップＳ１７に進み、前記ステップＳ１２で設定された増量補正値を適用して燃料噴射装置１６が駆動され、乗員が任意に設定した増量補正値による燃料噴射が行われることとなる。なお、前記ステップＳ１５で否定判定されると、ステップＳ１６に進んで燃料噴射を禁止した後、ステップＳ１３の判定に戻る。これは、エンジン１９の始動直後に回転数が上がりすぎることを防止するための設定である。

上記した燃料噴射補正制御の流れを図４を参照して確認する。この図は、（ａ）イグニッションスイッチ出力値、（ｂ）スタータモータ出力値、（ｃ）エンジン回転数、（ｄ）スロットルグリップ開度センサ出力値、（ｅ）燃料噴射補正設定値における、時間経過に伴う変化を示したものである。このタイムチャートでは、まず、時間ｔ１でイグニッションスイッチ１１がオンにされ、時間ｔ２において乗員によるスロットル操作が開始されている。

本実施形態では、スロットルグリップ開度センサの出力値が全開開度を示すＶｆに達した後に、全閉位置まで戻されたことを検知して燃料噴射量を設定することとしている。したがって、時間ｔ３でスロットルグリップ開度センサ出力値がゼロに戻ったことが検知されると、回動操作回数ｋを「１」とし、その平均回動速度ｓに基づいて、前記図３の表から補正後の燃料噴射量Ｈ１が導き出されることとなる。さらに、このタイムチャートでは、時間ｔ４で２回目のスロットル操作が開始されて時間ｔ５でゼロに戻るので、この時間ｔ５において、回動操作回数ｋを「２」にすると共に、１回目のスロットル操作と２回目のスロットル操作との平均回動速度に基づいて、補正後の燃料噴射量Ｈ２が設定されることになる。そして、時間ｔ６でスタータスイッチ１５が操作されると、スタータモータ１８が回転数Ｎｅ１で駆動されると共に、燃料噴射量Ｈ２を適用した燃料噴射が実行される。この図では、時間ｔ７でエンジン１９が始動した後、エンジン回転数Ｎｅ２で安定したアイドリング運転が行われることを示している。

図５は、エンジン始動後の燃料補正値の推移を示すグラフである。エンジン始動時の増量補正は、エンジン始動後の時間経過と共にゼロに向かって減少するように設定されている。なお、増量補正がゼロとなった後の燃料噴射は、エンジン回転数、スロットル開度、車速等をパラメータとする燃料噴射量マップに基づいて実行されることとなる。この図に示す４本の線は、Ｇ０：増量補正がゼロの場合、Ｇ１：燃料噴射量１５０％補正の場合、Ｇ２：燃料噴射量１７５％補正の場合、Ｇ３：燃料噴射量２００％補正の場合を示している。本実施形態では、エンジン始動後の時間経過に伴って増量補正値を直線的に減少させると共に、始動時の増量補正値が大きいほど、ゼロに戻るまでの時間が長くなるように設定している。なお、増量補正値をどのように減少させるかは、上記した実施形態に限られず、例えば、Ｇ１〜Ｇ３は種々の曲線で構成されてもよい。

図６は、一度設定された増量補正値を取り消し、その後に再設定が行われる場合のタイムチャートである。このタイムチャートでは、時間ｔ１０でイグニッションスイッチ１１がオンにされた後、時間ｔ１１で１回目のスロットル操作が開始され、時間ｔ１２で燃料噴射量Ｈ１が設定されている。続いて、時間ｔ１３で２回目のスロットル操作が開始され、時間ｔ１４において燃料噴射量Ｈ２が設定されており、時間ｔ１４までの流れは、前記図４と同様である。しかし、時間ｔ１４の後に、例えば、エンジンの始動を中止したり、すでに設定した燃料噴射量Ｈ２ではエンジン始動時の燃料供給量が多すぎると判断した場合には、燃料噴射量Ｈ２の設定を一旦取り消したいという要望が生じる可能性がある。

これに対し、本実施形態に係る燃料噴射量補正装置では、イグニッションスイッチ１１をオフにすることで、燃料噴射量の増量補正値がリセットされるように構成されているので、スロットルグリップ３１の回動操作を誤った場合等でも、補正値の再設定を簡単に行うことが可能となる。本実施形態では、時間ｔ１４でイグニッションスイッチ１１がオフにされて燃料噴射値が取り消された後、時間ｔ１６でイグニッションスイッチ１１がオンにされ、時間ｔ１７で再度スロットル操作が行われている。これにより、時間ｔ１８において新たに燃料噴射量Ｈ１が設定されることとなり、時間ｔ１９でスタータモータ１８が駆動されると、燃料噴射量Ｈ１に基づく燃料噴射が行われて、時間ｔ２０でエンジン１９が始動することとなる。なお、増量補正値のリセットは、例えば、スロットルグリップを全開位置で所定時間以上保持する等で実行してもよい。また、現在設定されている増量補正値やそのリセット状況等を表示する表示器等を備えてもよい。

上記したように、本発明に係る燃料噴射量補正装置によれば、内燃機関を始動する前のスロットル操作によって、内燃機関を始動する際の燃料噴射量を乗員が任意に調整することが可能となる。これにより、内燃機関の始動時に噴射する燃料の量を、内燃機関の暖機状態や経年変化状態、改造状態等に合わせて任意に増量補正することができ、始動性が向上すると共に、より一層乗員の要望に沿うことが可能な燃料噴射システムが得られるようになる。

なお、上記したような燃料噴射補正装置は、種々のエンジン形式に適用することができ、スロットルの操作回数と操作速度とから導き出される増量補正量の数値等は、個々のエンジンに合わせて任意に設定可能であり、例えば、上記したような自動二輪車だけでなく、スロットルレバーを備えた鞍乗り型車両であるＡＴＶやＰＷＣ（水上バイク）、スロットルペダルを備えた４輪自動車等に適用することができる。また、ＥＣＵ内の構成も種々の変形が可能であり、例えば、制御部の中に燃料噴射量補正値設定部やタイマ等が含まれるように構成してもよい。

本発明の一実施形態に係る燃料噴射量補正装置を示すブロック図である。 本実施形態に係る燃料噴射量補正制御の手順を示すフローチャートである。 スロットルグリップの回動操作回数ｋと平均回動速度ｓとの関係を示すデータテーブルである。 燃料噴射量補正制御の一例を示すタイムチャートである。 エンジン始動後の増量補正値の推移を示すグラフである。 燃料噴射量補正制御の一例を示すタイムチャートである。

符号の説明

１…ＥＣＵ、２…制御部、３…燃料噴射量補正値設定部、４…燃料噴射量補正値記憶部、５…始動時燃料噴射量データテーブル、６…タイマ、１０…スロットルグリップ開度センサ（開度センサ）、１５…スタータスイッチ、１６…燃料噴射装置、１７…スロットルバルブ、１８…スタータモータ、１９…エンジン、３０…右側ハンドル装置、３１…スロットルグリップ（スロットル操作手段）、４０…スロットル引き側ケーブル、４１…スロットル戻し側ケーブル

Claims (5)

1. 内燃機関（１９）に取り付けられた燃料噴射装置（１６）と、
   主電源のイグニッションスイッチ（１１）と、
   前記内燃機関（１９）を始動させるスタータスイッチ（１５）と、
   前記内燃機関（１９）のスロットル（１７）を操作するスロットル操作手段（３１）の操作状態を検知する開度センサ（１０）とを備える車両の燃料噴射量補正装置において、
   前記イグニッションスイッチ（１１）がオンに切り替えられた後で、かつ前記スタータスイッチ（１５）が操作される前に行われた前記スロットル操作手段（３１）の操作状態に基づいて、前記内燃機関（１９）を始動させる際の燃料噴射量の補正値を設定する燃料噴射量補正値設定部（３）と、
   前記内燃機関（１９）の始動時に、前記補正値を適用して前記燃料噴射装置（１６）を駆動する制御部（２）とを具備し、
   前記補正値は、前記スロットル操作手段（３１）を操作する回数が多いほど燃料噴射量が多くなるように設定されており、
   前記スロットル操作手段（３１）を操作する回数が所定回数を超えた場合には、それ以上の増量補正を行わないように構成されており、
   前記内燃機関（１９）の始動時の増量補正値が、前記内燃機関（１９）の始動後から予め定められた減少度合で徐々に減少するように設定されており、
   前記内燃機関（１９）の始動時の増量補正値が大きいほど、前記増量補正値がゼロに戻るまでの時間が長くなるように設定されていることを特徴とする燃料噴射量補正装置。
2. 前記補正値は、前記スロットル操作手段（３１）を操作する速度が速いほど燃料噴射量が多くなるように設定されていることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射量補正装置。
3. 前記燃料噴射量補正値設定部（３）は、前記補正値が設定された後で、かつ前記内燃機関（１９）が始動する前に前記イグニッションスイッチ（１１）がオフに切り替えられると、前記補正値の設定を解除す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に記載の燃料噴射量補正装置。
4. 前記スロットル操作手段（３１）が、自動二輪車のスロットルグリップであり、
   前記開度センサ（１０）が、前記スロットルグリップ（３１）のスロットルグリップ開度センサであり、
   前記スロットル（１７）が、アクチュエータで駆動されるスロットルバルブであり、
   前記燃料噴射量補正値設定部（３）は、前記スロットルグリップ開度センサ（１０）からの信号に基づいて前記補正値を設定するように構成されていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の燃料噴射量補正装置。
5. 現在設定されている増量補正値を表示する表示器を備えることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の燃料噴射量補正装置。

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