JP5848213B2 - 鞍乗型車両の燃料噴射制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、鞍乗型車両の燃料噴射装置に係り、特に、スロットル操作に応じた加速補正を迅速に行うことができる鞍乗型車両の燃料噴射装置に関する。

従来から、エンジン回転数およびスロットル開度に基づいて燃料噴射量を決定するようにした内燃機関の燃料噴射装置が知られている。

特許文献１には、クランクシャフトの回転状態を検知するクランクパルサロータが出力するクランクパルスの割込みタイミングでスロットル開度を検知し、予め定められている噴射量マップに沿った基本噴射量で同期噴射を行うと共に、スロットル開度の時間変化分が所定値以上の場合には、加速の要求があると判断して、基本噴射量に加えて加速補正量を非同期噴射するようにした内燃機関の燃料噴射装置が開示されている。

特許第４０４６７１８号公報

ところで、自動二輪車に代表される鞍乗型車両でコーナリング走行する場合には、コーナー進入の前段階で、ブレーキ操作、シフトダウン操作およびスロットル開度の閉操作によってエンジントルクを低減しながら車体を傾斜（バンク）させて旋回走行を行い、コーナーの立ち上がりでは、スロットル開度を開操作してエンジントルクを増加させながら車体姿勢をバンク状態から起立状態に変更し、続いてシフトアップ操作と共に加速するといった走行形態がとられ、車体の姿勢変化が四輪車に対して大きいという特徴があるため、スロットル操作に対する迅速なレスポンスが望まれる。

また、自動二輪車においては、ツーリング時等において、四輪車にない加速感を味わいたいという要望が多く、スロットルの開操作に対する迅速なレスポンスが望まれる。

しかしながら、部品点数削減のためにカムシャフトの回転状態を検知するカムパルスロータを廃止する場合には、クランクパルサロータでエンジンの行程判別を行う必要があるため、クランクパルサロータには、略等間隔で配置された突起部のほかに所定間隔の歯欠部が形成されることとなる。このとき、特許文献１のように、クランクパルス割込でスロットル開度を検知して噴射量を演算する構成では、歯欠部が通過している間のスロットル操作を検知できず、この過渡領域で迅速なレスポンスを得ることが難しいという課題があった。

本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、クランクパルスによる内燃機関の行程従来と同様に部品点数を削減しつつもユーザの加速要求を迅速に反映することができる鞍乗型車両における燃料噴射制御装置を提供することを目的とする。

前記目的を達成するために、本発明は、乗員の操作に連動するスロットル開度（ＴＨ）を検知するスロットル開度検知手段（１５４）と、クランク軸（１２）に設けられると共に、等間隔に配設された被検知歯（２９）および歯欠部（２４）を有するクランクパルサロータ（２０）と、前記被検知歯（２９）の通過状態に応じたクランクパルス（ＰＣＰ）を発生するパルス発生器（２２）と、前記クランクパルスを検知することによりエンジン（１２）の回転数を検知するエンジン回転数検知手段（１５２）と、前記エンジン（１２）の吸入通路内に燃料を噴射する燃料噴射手段（１３１）と、前記エンジン回転数および前記スロットル開度（ＴＨ）に基づいて基本噴射量を算出する基本噴射量算出手段（１６０）と、前記スロットル開度（ＴＨ）の変化量（ΔＴＨ）に基づいて、前記基本噴射量に追加噴射量を重畳する追加噴射量算出手段（１７０）と、前記エンジン回転数およびスロットル開度（ＴＨ）に基づいて前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）を決定する演算時期決定手段（１６１）とを備えた鞍乗型車両の燃料噴射制御装置において、前記スロットル開度を読み込むタイミングを設定するスロットル開度読み込みタイミング設定部（１６２）を具備し、前記スロットル開度読み込みタイミング設定部（１６２）は、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）が前記歯欠部（２４）に対応する位置にある場合に、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）の開始をトリガとして、前記基本噴射量の算出に用いる前記スロットル開度（ＴＨ）を検知するように構成されている点に第１の特徴がある。

また、前記スロットル開度読み込みタイミング設定部（１６２）は、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）が前記歯欠部（２４）に対応する位置以外の位置にある場合には、前記クランクパルス（ＰＣＰ）に応じたクランクパルス割込みにより前記スロットル開度（ＴＨ）を検知する点に第２の特徴がある。

また、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）は、前記エンジン（１２）の吸気行程中に設定される前記追加噴射量の演算時期（ＴＩＡＤＪ）より前で、かつ前記追加噴射量の演算時期（ＴＩＡＤＪ）の開始時までに前記基本噴射量の噴射が完了する範囲内に設定される点に第３の特徴がある。

また、前記追加噴射量算出手段（１７０）は、前記スロットル開度（ＴＨ）の変化量（ΔＴＨ）が大きくなるほど追加噴射量を大きくする点に第４の特徴がある。

さらに、前記スロットル開度読み込みタイミング設定部（１６２）は、前記エンジン（１２）が少なくとも２つの気筒を有する場合に、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）が前記歯欠部（２４）に対応する位置にある気筒に対しては前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）の開始をトリガとしてスロットル開度（ＴＨ）を検知し、一方、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）が前記歯欠部（２４）に対応する位置以外の位置にある気筒に対しては前記クランクパルサ（ＰＣＰ）に応じたクランクパルス割込みによりスロットル開度（ＴＨ）を検知する点に第５の特徴がある。

第１の特徴によれば、スロットル開度を読み込むタイミングを設定するスロットル開度読み込みタイミング設定部を具備し、スロットル開度読み込みタイミング設定部は、基本噴射量の演算時期が歯欠部に対応する位置にある場合に、基本噴射量の演算時期の開始をトリガとして、基本噴射量の算出に用いるスロットル開度を検知するように構成されているので、歯欠位置に基本噴射量の演算タイミングがある場合でも最新のスロットル開度を検知することが可能となり、部品点数の増加等を招くことがなく、運転者による加速要求を迅速に反映することができるという効果を奏する。

第２の特徴によれば、スロットル開度読み込みタイミング設定部は、基本噴射量の演算時期が歯欠部に対応する位置以外の位置にある場合には、クランクパルスに応じたクランクパルス割込みによりスロットル開度を検知するので、ＦＩＣＡＬが歯欠部以外にある場合には、確実な入力信号が得られるクランクパルスの入力をトリガとしてスロットル開度を検知することとなり、演算タイミングがいかなる状況になろうとも迅速に加速要求を反映することができる。

第３の特徴によれば、基本噴射量の演算時期は、エンジンの吸気行程中に設定される追加噴射量の演算時期より前で、かつ追加噴射量の演算時期の開始時までに基本噴射量の噴射が完了する範囲内に設定されるので、エンジンの運転状態に合わせて適切なタイミングで演算時期を算出することができる。

第４の特徴によれば、追加噴射量算出手段は、スロットル開度の変化量が大きくなるほど追加噴射量を大きくするので、スロットル開度の変化量に応じて加速補正量を多くなり、運転者による加速要求をより迅速に反映することができる。

第５の特徴によれば、スロットル開度読み込みタイミング設定部は、エンジンが少なくとも２つの気筒を有する場合に、基本噴射量の演算時期が歯欠部に対応する位置にある気筒に対しては基本噴射量の演算時期の開始をトリガとしてスロットル開度を検知し、一方、基本噴射量の演算時期が歯欠部に対応する位置以外の位置にある気筒に対してはクランクパルサに応じたクランクパルス割込みによりスロットル開度を検知するので、複数気筒のエンジンにおいて、基本噴射量の演算時期とクランクパルサの歯欠位置との位置関係が気筒毎に異なる場合であっても、気筒毎に適切なスロットル開度の検知が可能となる。

本発明の一実施形態に係る燃料噴射制御装置を適用した自動二輪車の右側面図である。 自動二輪車のハンドルまわりの斜視図である。 燃料噴射制御装置を含むシステム全体の構成を示すブロック図である。 燃料噴射制御装置（ＥＣＵ）の構成を示すブロック図である。 燃料噴射制御装置の動作の流れを示すタイムチャートである。 クランクパルスとスロットル開度検知タイミングとの関係を示すグラフである。 歯欠位置でスロットル開度の変化があった場合の空燃比への影響を示すグラフである（本実施形態）。 歯欠位置でＦＩＣＡＬが起動する場合のＴＨおよびΔＴＨの算出方法を示すグラフである。 本実施形態に係る基本噴射量算出処理の手順を示すフローチャートである。 歯欠位置でスロットル開度の変化があった場合の空燃比への影響を示すグラフである（従来例）。

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制御装置を適用した自動二輪車１０の右側面図である。自動二輪車１は、車体フレーム１１と、この車体フレーム１１に懸架される内燃機関としてのエンジン１２と、車体フレーム１１の前端のヘッドパイプ２１に回動可能に取り付けられる前輪操舵部１４と、車体フレーム１１のピボットフレーム２３に揺動自在に取り付けられる後輪懸架部２６と、エンジン１２の上方で車体フレーム１１に取り付けられる燃料タンク３１とを備える。燃料タンク３１の後方にはシート３２が配設されている。

前輪操舵部１４は、操舵軸としてのステムシャフト１５と、このステムシャフト１５の上部に取り付けられる操向ハンドル１９と、ステムシャフト１５から下方に延びる左右一対のフロントフォーク１６と、フロントフォーク１６の下端に車幅方向に渡される前輪車軸１７と、この前輪車軸１７に回転自在に取り付けられる前輪１８とからなる。

一方、後輪懸架部２６は、ピボットフレーム２３を車幅方向に貫通するピボット軸２５と、このピボット軸２５に軸支されるスイングアーム２６と、スイングアーム２６の後端に渡される後輪車軸２７と、この後輪車軸２７に取り付けられる後輪２８と、スイングアーム２６を車体フレーム１１に吊り下げるクッションユニット（不図示）からなる。

車体フレーム１１の前部は、ヘッドライト３３が装着された樹脂製のフロントカウル４１で覆われている。また、燃料タンク３１の下方からエンジン１２の下方にかけておよびシート３２の下方前部はミッドカウル４２で覆われており、このミッドカウル４２に連続してシート３２の下方後部はリヤカウル４３で覆われている。

フロントフォーク１６には、前輪１８の泥をよけるフロントフェンダ４５が取り付けられ、リヤカウル４３の後端部には、後輪２８の泥をよけるリヤフェンダ４６が取り付けられている。ピボットプレート２３の後部には、運転者が足を置く車幅方向に一対のステップ４７が取り付けられ、その後方には、後部座席の同乗者が足を置く同乗者用ステップ４８が、ステー４９を介して車体に取り付けられている。

エンジン１２は、クランク軸が車幅方向に指向する４サイクル２気筒形式とされ、クランクケース５１と、このクランクケース５１から車両斜め前上方に延びるシリンダ部５２とを含む。シリンダ部５２の後壁５３には、燃料噴射装置やスロットルバルブが内装された吸気装置６０が取り付けられており、シリンダ部５２の前壁５４には、排気装置９０の排気管９１が接続されている。

排気装置９０は、エンジン１２から延びる排気管９１と、排気管９１の途中に介在されて排気ガスを浄化する触媒室９２と、触媒室９２の後端に接続される消音器９３とからなる。消音器９３は、同乗者用ステップ４８のステー４９に吊り下げられている。触媒室９２は、金属製の保護部材１０１で覆われており、消音器９３の前部は、金属製の化粧カバー１０２で覆われている。

図２は、自動二輪車１０のハンドルまわりの斜視図である。左右のフロントフォーク１６は、トップブリッジ６６によって左右が連結されており、操向ハンドル１９は、トップブリッジ６６を貫通したフロントフォーク１６の上部に固定されている。フロントフォーク１６の上端部には、トップキャップ１６ａが取り付けられている。トップブリッジ６６の車幅方向中央には、ステムシャフト１５のロックナット１５ａが取り付けられている。

操向ハンドル１９の車体前方には、防風スクリーン６１を有するフロントカウル４１が取り付けられており、フロントカウル４１の表面側に左右一対のバックミラー６２が取り付けられている。防風スクリーン６１とトップブリッジ６６との間には、速度計、回転計、距離計、警告灯類を含むメータ装置６３が配設されている。メータ装置６３の車幅方向左側端部には、表示切替や距離計のリセット等を行う操作スイッチ６３ａが設けられている。トップブリッジ６６の上部には、ＧＰＳ衛星を用いて画面に表示された地図による道案内を行うナビゲーション装置６４が取り付けられている。

右側の操向ハンドル１９には、乗員が操作するスロットル操作子としてのハンドルグリップ６９、前輪ブレーキレバー７０、油圧マスタシリンダのリザーブタンク６８および右側ハンドルスイッチ８０が取り付けられている。右側ハンドルスイッチ８０には、エンジンストップスイッチ７２、ハザードランプスイッチ７３およびエンジンスタータスイッチ７４が設けられている。

左側の操向ハンドル１９には、ハンドルグリップ６９、クラッチレバー７１、ナビゲーションシステム６４の操作スイッチ６７および左側ハンドルスイッチ８０が取り付けられている。左側ハンドルスイッチには、光軸切替スイッチ７５、ホーンスイッチ７６およびウインカスイッチ７７が取り付けられている。ハンドルグリップ６９とハンドルスイッチ８０との間には、グリップヒータの操作スイッチ７８が取り付けられている。

トップブリッジ６６の車体後方には、給油キャップ７９を有する燃料タンク３１が配設されている。フロントフォーク１６の車幅方向外側のフロントカウル４１には、左右一対の前側ウインカ装置６５が取り付けられている。

図３は、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１５０を含むシステム全体の構成を示すブロック図である。燃料噴射制御装置１５０は、エンジン制御装置としてのＥＣＵと一体に構成されており、以下では、燃料噴射制御装置およびＥＣＵの語を同義で使うこともある。ＥＣＵ１５０には、車体の傾斜角を検知するバンクアングルセンサ１１９、エンジンへの吸気圧力を検知する吸気圧センサ１２０、スロットルグリップ６９（図２参照）の操作に連動するスロットルバルブの開度を検知するスロットル開度センサ１２１、外気温度センサ１２２、エンジン冷却水の温度を検知する水温センサ１２３、排気ガス中の酸素濃度を検知する酸素センサ１２４、イグニッションキーの認証を行うイモビライザ１２５、潤滑油経路の圧力低下時に警告灯を作動させるオイルプレッシャスイッチ１２６、エンジン１２のクランク軸に設けられたクランクパルサロータ２０の回転状態を検知するパルス発生器２２が接続されている。ＥＣＵ１５０は、各センサ情報に基づいて、燃料噴射手段（燃料噴射装置）としてのインジェクタ１３１や点火装置１３５，１３６を駆動する。

ＥＣＵ１５０は、車載バッテリ１１８の電力で駆動する。車載バッテリ１１８の下流側には、レギュレータレクチファイヤ１１７、イグニッションスイッチ１１６、スタータスイッチ７４、スタータモータ１２９およびスタータモータリレー１２８が接続されている。インジェクタ１３１の上流側には、エンジンストップスイッチ７２が設けられている。

さらに、ＥＣＵ１５０には、触媒装置１３２、ラジエータの電動ファン１３３、燃料ポンプ１３４、アイドリング運転時の吸気量を調整するアイドルエアコントロールバルブ１１１、情報通信用のＫラインコネクタ１１２、速度計や回転計を含むメータユニット６３が接続されている。Ｋラインコネクタ１１２には、前後輪の車輪速センサ１１３，１１４からの情報に基づいてブレーキ圧の減圧を行うＡＢＳ制御装置１１０が接続されており、メータユニット６３には、エンジン出力軸の回転速度を検知する車速センサ１１５が接続されている。

図４は、燃料噴射制御装置（ＥＣＵ）１５０の構成を示すブロック図である。エンジン１２のクランクシャフト１２ａには、その１回転毎に、歯欠部（歯欠位置）２４を挟んで１３個の突起部２９が設けられたクランクパルサロータ２０が取り付けられており、これに近接してパルス発生器２２が設けられている。１３個の突起部２９は２２．５度間隔で配置され、歯欠部２４の角度は９０度とされている。パルス発生器２２によって発生されたクランクパルスは、ＥＣＵ１５０の位相検知部１５１に入力される。

位相検知部１５１は、クランクパルスに基づいてクランクシャフト１２ａの位相を検知する。エンジン回転数検知部１５２は、クランク軸の位相情報およびタイマ１５８で計測された時間情報に基づいて、エンジン回転数（エンジン回転速度）Ｎｅを検知する。

ステージ割当部１５３は、クランクシャフト１２ａの１回転をクランクパルスの出力タイミングで１３分割し、クランクシャフトの各位相に「０」〜「１３」のステージカウント（３６０度ステージ）を割り当てる。エンジン１２の行程判別が完了すると、クランクシャフトの１サイクル（７２０度）の各位相に「０」〜「２５」の絶対ステージ（７２０度ステージ）を割り当てる。

スロットル開度検知部１５４は、スロットル開度センサ１２１の検知信号に基づいてスロットル開度を検知する。ΔＴＨ検知部１５５は、スロットル開度およびタイマ１５８による時間情報に基づいてスロットル開度の変化量ΔＴＨを検知する。さらに、ＴＨ作動方向検知部１５６は、スロットル開度センサ１２１の検知信号に基づいてスロットルの開閉方向を検知する。

燃料噴射装置１３１は、ＥＣＵ１５０内の燃料噴射装置制御部１５７からの制御信号によって駆動される。燃料噴射装置制御部１５７は、基本噴射量算出部１６０および追加噴射量算出部１７０からの出力信号に基づいて燃料噴射装置１３１の制御信号を決定する。

基本噴射量算出部１６０は、スロットル開度センサ１２１で検知されるスロットル開度およびエンジン回転数検知部１５２で検知されるエンジン回転数を、基本噴射用マップ１６３に適用することで、基本噴射時の基本噴射量を算出する。

これに対し、追加噴射量算出部１７０は、スロットル開度およびエンジン回転数を追加噴射量マップ１７２に適用することで、基本噴射に続いて実行される追加噴射時の追加噴射量を算出する。この追加噴射は、急加速等でスロットル開度に所定の変化が生じた際の補正量となる。

基本噴射量算出部１６０には、演算時期決定手段としてのＦＩＣＡＬ実行タイミング設定部１６１、スロットル開度読み込みタイミング設定部１６２および基本噴射量マップ１６３が含まれる。ＦＩＣＡＬ実行タイミング設定部１６１は、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度の情報に基づいて、基本噴射量を算出するためのＦＩＣＡＬ処理の実行タイミングを設定する。

そして、スロットル読み込みタイミング設定部１６２は、ＦＩＣＡＬの実行タイミングに応じて、スロットル開度の読み込み処理を、クランクパルスの検知タイミングで行う（クランクパルス割込み）か、または、時間で規定されるＦＩＣＡＬの実行タイミングで行う（ＦＩＣＡＬ割込み）かを決定する。本実施形態に係る燃料噴射制御装置１５０は、このスロットル開度読み込みタイミング設定部１６２を設けることで、特定の運転状態でスロットルを急開した場合の反応遅れを防ぐようにした点に特徴がある。その詳細は後述する。

一方、追加噴射量算出部１７０には、ＴＩＡＤＪ実行タイミング設定部１７１および追加噴射量マップ１７２が含まれる。ＴＩＡＤＪ実行タイミング設定部１７１は、エンジン回転数Ｎｅ、スロットル開度ＴＨおよびスロットル開度の変化量ΔＴＨの情報に基づいて、追加燃料噴射量を算出するためのＴＩＡＤＪ処理の実行タイミングを設定する。追加噴射量マップ１７２は、スロットル開度ＴＨおよび変化量ΔＴＨが大きくなるほど追加噴射量を大きくするように設定されている。

図５は、燃料噴射制御装置１の動作の流れを示すタイムチャートである。最上段のクランクアングルは、所定角度からのクランク軸１２ａの回転角度を示す。クランクアングルの欄には、各気筒の圧縮上死点（ＴＤＣ）およびバルブオーバーラップトップ（ＯＬＴ）の位置を示しており、その下には、パルス発生器２２が検知したクランクパルスを示している。

クランクパルスの下段には、クランクパルスに対応する絶対ステージ（行程判別が確定した後の７２０度ステージ）を示している。また、ＩＮＪ（インジェクション）噴射タイミングの段には、第１気筒（♯１）および第２気筒（♯２）のそれぞれに対して、歯欠部を４分割すると共に１サイクルをすべて等間隔ステージで示した相対ステージ「０」〜「２４」を示している。この相対ステージの欄には、基本噴射量算出ステージ（以下、単にＦＩＣＡＬと示すこともある）と、追加噴射量算出ステージ（以下、単にＴＩＡＤＪと示すこともある）の実行タイミングをそれぞれ示している。

本実施形態では、ＦＩＣＡＬの実行ステージの次のステージから、基本噴射量の噴射が実行されるように設定されている。この噴射量は、燃料噴射弁１３１の通電オンを継続する時間によって設定することができる。一方、急加速等によって燃料の要求量が急激に高まる場合には、ＦＩＣＡＬの後のＴＩＡＤＪにおいて追加噴射量を算出し、これを噴射することで加速補正が可能に構成されている。

ＦＩＣＡＬおよびＴＩＡＤＪの実行タイミングは、燃料霧化の最適化が図られるよう、エンジン回転数およびスロットル開度に応じて数ステージの範囲で前後調整される。この図では、ＴＩＡＤＪが所定の幅（６ステージ分）を有しているが、これは、噴射した燃料が同一サイクル中に燃焼室に吸入できる範囲としてＴＩＡＤＪの移動可能範囲を示すものである。同様に、ＦＩＣＡＬもエンジンの運転状態に応じて数ステージ（例えば、２〜３ステージ）分の調整可能幅を有するが、この図の例では、第１，２気筒共に第１４ステージに設定された状態を示している。

このとき、第１気筒のＦＩＣＡＬは、絶対ステージの「７」に対応する位置となる一方、第２気筒のＦＩＣＡＬは、絶対ステージの「１３」に対応する位置となる。すなわち、第２気筒のＦＩＣＡＬが、クランクパルサロータ２０の歯欠部２４に対応した位置（歯欠位置）に入ることとなる。

通常、スロットル開度検知部１５４（図４参照）によるスロットル開度の検知処理は、確実な入力信号が得られるクランクパルスの入力をトリガとして、クランクパルス毎に実行される（クランクパルス割込み）。これに対し、ＦＩＣＡＬの実行タイミングは、噴射開始タイミングの急激な変化を避けるため、１サイクル前の運転状態から予想される時間割込みによって設定される。これにより、エンジン１２が複数気筒である場合には、ＦＩＣＡＬが歯欠位置に入ってしまうことがあり、かつ歯欠位置の範囲内で前後に移動することも発生する。このとき、スロットル開度の検知処理をクランクパルス割込みで実行する設定のままでは、歯欠位置でスロットル開度が変化しても、この変化を検知できないこととなる。

図６は、クランクパルスとスロットル開度検知タイミングとの関係を示すグラフである。前記したように、時間割込みによってＦＩＣＡＬの実行タイミングを設定しつつ、クランクパルス割込みによってスロットル開度の検知処理を行う設定の場合は、歯欠位置でＦＩＣＡＬが起動した場合に、歯欠位置にある間はスロットル開度が検知できないため、このＦＩＣＡＬに最新のスロットル開度情報が反映できないこととなる。

すなわち、図５に示した例では、第２気筒の相対ステージ「１４」で起動するＦＩＣＡＬによって基本燃料噴射量を算出する際に、これに適用可能なスロットル開度情報が相対ステージ「１２」以前の古いものとなり、歯欠位置に入った後にスロットルが急開されたとしても、この開度変化は無視されてしまう。図６を併せて参照すると、歯欠位置への突入と同時に「実際のスロットル開度」が破線で示すように増加した場合であっても、この増加分はＦＣＡＬに反映されず、基本噴射量に「不足分」の影響が残ってしまう。この影響は、ＦＩＣＡＬに続くＴＩＡＤＪでの追加噴射量算出時にも考慮されない（スロットル開度の変化が検知されないので考慮できない）ため、次のサイクルで一時的に混合気が薄くなり、エンジン出力が低下する「リーンスパイク現象」が発生する可能性が生じる。

そこで、本実施形態に係る燃料噴射制御装置１５０では、スロットル開度読み込みタイミング設定部１６２によって、通常時にはクランクパルス割込みでスロットル開度読み込みを行うものの、ＦＩＣＡＬが歯欠位置で起動する場合には、ＦＩＣＡＬの起動をトリガとしてスロットル開度を読み込むように設定することで、歯欠位置でスロットル開度が変化した場合でも、この変化をＦＩＣＡＬに反映できるようにした点に特徴がある。

図７，１０は、歯欠位置でスロットル開度の変化があった場合の空燃比への影響を示すグラフである。図７は、ＦＩＣＡＬの起動に伴ってスロットル開度読み込みを実行した本実施形態の場合を示し、図１０は、スロットル開度の読み込みをクランクパルス割込みでのみ行う従来例の場合を示している。

両グラフにおいては、最上段から、燃料噴射装置１３１の駆動信号（ＩＮＪ）、酸素センサ（空燃比センサ）１２４の出力信号（ＬＡＦ）、スロットル開度センサ１２１の出力信号（ＴＨ）、クランクパルス（ＰＣＰ）、排気バルブの開期間（ＥＸ）、吸気バルブの開期間（ＩＮ）をそれぞれ示している。

燃料噴射装置１３１の駆動信号（ＩＮＪ）は、下方に凸の通電オンの間は一定圧力で噴射を継続し、通電をオフすることで噴射を停止するように設定された燃料噴射装置１３１の動作タイミングを示している。また、スロットル開度センサの出力信号（ＴＨ）は、スロットル開度の増加に伴って出力が増すように設定されている。

図１０の従来例では、歯欠位置でのスロットル急開の影響により、次のサイクルにおいて、一時的に空燃比が薄くなるリーンスパイク現象が生じている。このリーンスパイクが生じると、乗員が意図しないエンジン出力の一時的低下が発生する可能性がある。これに対し、図７に示す本実施形態の例では、歯欠位置でのスロットル急開が空燃比に与える影響が最小限に抑えられ、安定した空燃比を得ることができる。

なお、図７に示すように、ＦＩＣＡＬは、エンジン１２の吸気行程中に設定されるＴＩＡＤＪより前の位置に設定されている。加えて、ＦＩＣＡＬは、該ＦＩＣＡＬで算出された基本噴射量の噴射がＴＩＡＤＪの開始時までに完了する位置に設定されている。これは、噴射された燃料がスムーズに気筒内に吸入されるように予め実験等で得られたデータに基づいてＦＩＣＡＬの設定範囲が定められているためである。これにより、エンジンの運転状態に合わせて適切なタイミングで演算時期を算出することができ、また、基本噴射量および追加噴射量の噴射指令が重複することも避けられる。

図８は、歯欠位置でＦＩＣＡＬが起動する場合のスロットル開度ＴＨおよびスロットル開度の変化量ΔＴＨの算出方法を示すグラフである。歯欠位置でＦＩＣＡＬが起動する場合、燃料噴射制御装置１５０は、ＦＩＣＡＬの起動に伴って検知・演算された、スロットル開度ＴＨ、変化量ΔＴＨおよびスロットル作動方向（開閉方向）をＦＩＣＡＬにおける基本噴射量の算出時のパラメータとする。

変化量ΔＴＨは、ＦＩＣＡＬの起動をトリガとして検知したスロットル開度ＴＨ（Ｔｂ）と、エンジン回転数に応じて１，２，４，８回転前の歯欠位置の直前クランクパルスで検知されたスロットル開度ＴＨ（Ｔａ）とを用いて算出される。具体的には、ΔＴＨ＝｛｜ＴＨ（Ｔｂ）−ＴＨ（Ｔａ）｜÷（Ａ＋Ｂ）｝×２０ｍｓの演算式によって算出される。このとき、Ａは、現在の歯欠位置の直前のクランクパルスからＦＩＣＡＬまでの時間、Ｂは、１，２，４，８回転前の歯欠位置の直前のクランクパルスから現在の歯欠位置の直前のクランクパルスまでの時間とする。

なお、クランクパルス割込みで変化量ΔＴＨが算出される場合は、クランクパルス割込み毎に前回値との比較により変化量ΔＴＨを算出して、隣り合うＦＩＣＡＬ間でピークホールドが実行されている。そして、上記したＦＩＣＡＬ割込みで算出された変化量ΔＴＨが、このピークホールドされていた変化量ΔＴＨより大きい場合には、新たに算出された変化量ΔＴＨが基本噴射量の算出に用いられる（逆に、小さい場合には、ピークホールド値を用いて算出する）。

なお、人間のスロットル操作速度は最大で６Ｈｚ（周期約１６７ｍｓ）とされるのに対し、歯欠位置の通過にかかる最大時間は、エンジン回転数Ｎｅが１０００ｒｐｍのとき約１６ｍｓである。このため、歯欠位置でのスロットル開度ＴＨの軌跡には充分な線形性があり、ＦＩＣＡＬに伴う変化量ΔＴＨが算出されればスロットル開度の変化を反映させた補正が十分に可能といえる。

なお、上記実施形態では、歯欠位置でＦＩＣＡＬが起動する場合を示したが、歯欠位置でＴＩＡＤＪが起動する場合には、ＴＩＡＤＪの起動をトリガとしてスロットル開度ＴＨを検知するように構成することが可能である。

図９は、本実施形態に係る基本噴射量算出処理の手順を示すフローチャートである。ステップＳ１では、位相検知部１５１（図４参照）によってクランクパルスの検知が行われ、続くステップＳ２では、エンジン回転数検知部１５２によってエンジン回転数Ｎｅの検知が行われる。ステップＳ３では、エンジン回転数Ｎｅおよびスロットル開度ＴＨ等の情報に基づいてＦＩＣＡＬ（基本噴射量実行ステージ）の実行タイミングであるか否かが判定される。この判定は、ＦＩＣＡＬ実行タイミング設定部１６１により実行される。ステップＳ３で肯定判定されるとステップＳ４に進み、一方、否定判定されるとステップＳ３の判定に戻る。

ステップＳ４では、スロットル開度読み込みタイミング設定部１６２によってクランクパルスが歯欠位置であるか否かが判定される。ステップＳ４で肯定判定される、すなわち、歯欠位置であると判定されると、ステップＳ５に進む。ステップＳ５では、ＦＩＣＡＬ実行タイミングの時間割込みでスロットル開度ＴＨが検知される。続くステップＳ６では、ΔＴＨ検知部１５５によって、図８に示した算出手順によるスロットル開度ＴＨの変化量ΔＴＨが算出され、ステップＳ７では、ＴＨ作動方向検知部１５６によってスロットルの作動方向が検知される。そして、ステップＳ１１では、ステップＳ５、Ｓ６，Ｓ７で検知された情報に基づいて基本噴射量が算出されて、一連の制御を終了する。

一方、ステップＳ４で否定判定される、すなわち、歯欠位置ではないためにクランクパルス割込みが可能な位置であると判定されると、ステップＳ８に進んでクランクパルス割込みによってスロットル開度ＴＨが検知される。続くステップＳ９では、直前のクランクパルス割込みで検知されたスロットル開度との比較によって変化量ΔＴＨが算出され、ステップＳ１０でスロットルの作動方向が検知された後、ステップＳ１１においてこれらの値に基づいて基本噴射量が算出され、一連の制御を終了する。

上記したように、本発明に係る鞍乗型車両の燃料噴射制御装置によれば、基本噴射量の演算タイミング（ＦＩＣＡＬ）がクランクパルスの歯欠部２４に対応した位置にある場合には、ＦＩＣＡＬの開始をトリガとして基本噴射量の算出に用いるスロットル開度ＴＨを検知するので、歯欠位置でＦＩＣＡＬが起動する場合でも最新のスロットル開度を検知することが可能となり、部品点数の増加等を招くことがなく、運転者による加速要求を迅速に反映することができる。一方、ＦＩＣＡＬが歯欠部２４に対応した位置以外の位置にある場合には、クランクパルスに応じたクランクパルス割込みによりスロットル開度ＴＨを検知するので、通常時には、確実な入力信号が得られるクランクパルスの入力をトリガとしてスロットル開度が検知されることとなり、演算タイミングがいかなる状況になろうとも迅速に加速要求を反映することが可能となる。

なお、エンジンの気筒数や形式、クランクパルサロータの形状や構成、クランクパルスの波形、吸排気バルブの開閉タイミング、インジェクタの本数や構成、ＥＣＵ（燃料噴射制御装置）内の構成等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係る燃料噴射制御装置は、自動二輪車に限られず、三／四輪車等の各種鞍乗型エンジン車両に適用することが可能である。

１…自動二輪車、１２…エンジン、２０…クランクパルサロータ、２４…歯欠部（歯欠位置）、２９…突起部、１２１…スロットル開度センサ、１３１…燃料噴射装置（インジェクタ）、１５０…燃料噴射制御装置（ＥＣＵ）、１５２…エンジン回転数検知部、１５３…ステージ割当部、１５１…位相検知部、１５４…スロットル開度検知部、１５５…ΔＴＨ検知部、１５６…ＴＨ作動方向検知部、１５７…燃料噴射装置制御部、１５８…タイマ、１６０…基本噴射量算出部、１６１…ＦＩＣＡＬ実行タイミング設定部、１６２…スロットル開度読み込みタイミング設定部、１６３…基本噴射量マップ、１７０…追加噴射量算出部、１７１…ＴＩＡＤＪ実行タイミング設定部、１７２…追加噴射量マップ、ＦＩＣＡＬ…基本噴射量の演算時期、ＴＩＡＤＪ…追加噴射量の演算時期

Claims (4)

1. 乗員の操作に連動するスロットル開度（ＴＨ）を検知するスロットル開度検知手段（１５４）と、クランク軸（１２）に設けられると共に、等間隔に配設された被検知歯（２９）および歯欠部（２４）を有するクランクパルサロータ（２０）と、前記被検知歯（２９）の通過状態に応じたクランクパルス（ＰＣＰ）を発生するパルス発生器（２２）と、前記クランクパルスを検知することによりエンジン（１２）の回転数を検知するエンジン回転数検知手段（１５２）と、前記エンジン（１２）の吸入通路内に燃料を噴射する燃料噴射手段（１３１）と、前記エンジン回転数および前記スロットル開度（ＴＨ）に基づいて基本噴射量を算出する基本噴射量算出手段（１６０）と、前記スロットル開度（ＴＨ）の変化量（ΔＴＨ）に基づいて、前記基本噴射量に追加補正量を重畳する追加噴射量算出手段（１７０）と、前記エンジン回転数およびスロットル開度（ＴＨ）に基づいて前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）を決定する演算時期決定手段（１６１）とを備えた鞍乗型車両の燃料噴射制御装置において、
   前記スロットル開度を読み込むタイミングを設定するスロットル開度読み込みタイミング設定部（１６２）を具備し、
   前記スロットル開度読み込みタイミング設定部（１６２）は、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）が前記歯欠部（２４）に対応する位置にある場合に、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）の開始をトリガとして、前記基本噴射量の算出に用いる前記スロットル開度（ＴＨ）を検知するように構成されており、
   前記スロットル開度読み込みタイミング設定部（１６２）は、前記エンジン（１２）が少なくとも２つの気筒を有する場合に、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）が前記歯欠部（２４）に対応する位置にある気筒に対しては前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）の開始をトリガとしてスロットル開度（ＴＨ）を検知し、一方、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）が前記歯欠部（２４）に対応する位置以外の位置にある気筒に対しては前記クランクパルス（ＰＣＰ）に応じたクランクパルス割込みによりスロットル開度（ＴＨ）を検知することを特徴とする鞍乗型車両の燃料噴射制御装置。
2. 前記スロットル開度読み込みタイミング設定部（１６２）は、前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）が前記歯欠部（２４）に対応する位置以外の位置にある場合には、前記クランクパルス（ＰＣＰ）に応じたクランクパルス割込みにより前記スロットル開度（ＴＨ）を検知することを特徴とする請求項１に記載の鞍乗型車両の燃料噴射制御装置。
3. 前記基本噴射量の演算時期（ＦＩＣＡＬ）は、前記エンジン（１２）の吸気行程中に設定される前記追加噴射量の演算時期（ＴＩＡＤＪ）より前で、かつ前記追加噴射量の演算時期（ＴＩＡＤＪ）の開始時までに前記基本噴射量の噴射が完了する範囲内に設定され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燃料噴射制御装置。
4. 前記追加噴射量算出手段（１７０）は、前記スロットル開度（ＴＨ）の変化量（ΔＴＨ）が大きくなるほど追加噴射量を大きくす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鞍乗型車両の燃料噴射制御装置。