JP6684702B2 - 内燃機関制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、内燃機関制御装置に関し、特に、作動力が油圧で与えられるクラッチを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載される内燃機関制御装置に関する。
一般に、手動式トランスミッションを備える車両では、クラッチを操作することによってエンジンから駆動輪に伝達される駆動力を調整する。かかる車両を発進させる際には、エンストを防止するために、運転者が、クラッチを遮断した状態から半クラッチ状態にしながら徐々に接続し、クラッチの動作に合わせてスロットルバルブを開く操作を行う必要がある。ところが、かかる操作は、運転者の練度やエンジンの特性の違いよっては非常にエンストを招きやすいものであり、エンストせずに車両をスムーズに発進させるためには運転者自体の慣れが必要である。
このような背景から、特許文献1は、車両の発進制御装置に関し、車両の発進中にエンジンストールが発生することを防止するために、クラッチの断続を判定し、クラッチが接続しているときにスロットル開度を発進用の大きなスロットル開度とする発進制御装置を開示している。
特開2001−73840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は、クラッチが接続しているときにスロットル開度を発進用の大きなスロットル開度に設定する構成を開示しているが、あくまでもクラッチの断続のみを判定するものであり、車両の発進を確実かつ容易に行うためには不十分な構成であると考えられる。
また、本発明者の検討によれば、自動二輪車等の鞍乗型車両においても、電子制御スロットルが採用されるようになっていることを考慮して、アクセルペダルの開度に対してスロットルバルブの動きを制御するマップデータにおいて、エンジンの回転数が低い領域におけるスロットル開度を大きく設定する構成も考えられる。しかしながら、かかる構成では、エンジンの回転数が下がってからスロットル開度の補正が可能なものになるため、特にエンジンの回転数の落ちが早い鞍乗型車両に適用した場合、スロットル開度の調整が間に合わす、エンストが発生する可能性が高い傾向にあると考えられる。
本発明は、以上の検討を経てなされたものであり、油圧作動式のクラッチに手動式トランスミッションを組み合わせてこれらを順に介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する駆動系を有する鞍乗型車両において、その発進を確実かつ容易に行うことができる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、作動力が油圧で与えられるクラッチを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載され、前記エンジンのスロットル開度を変化させるモータの駆動を、前記エンジンのアクセル開度に応じて制御することにより、前記スロットル開度を制御する制御部を有する内燃機関制御装置において、前記制御部は、前記鞍乗型車両の速度が所定速度以下で、前記クラッチに前記作動力を与える前記油圧に応じてリニアに出力される油圧センサの出力から内燃機関制御装置求めた前記クラッチの接続度合いが前記鞍乗型車両の発進可能な所定レベル以上であり、かつ、前記鞍乗型車両の制動状態が前記鞍乗型車両の発進可能な所定制動状態であると判断した場合には、前記接続度合いが大きいほど前記スロットル開度を増大させる第1の補正開度を補正スロットル開度として算出し、前記モータの前記駆動を、前記補正スロットル開度に基づいて算出される目標スロットル開度に従って制御し、前記制御部は、前記アクセル開度に基づいて算出する前記目標スロットル開度が前記補正スロットル開度に基づいて算出する前記目標スロットル開度を上回ったと判断した場合には、前記モータの前記駆動を、前記アクセル開度に基づいて算出する前記目標スロットル開度に従って制御することを第1の局面とする。
また、本発明は、第1の局面に加えて、前記制御部は、前記第1の補正開度を算出したときに前記エンジンの回転数が低下したと判断した場合には、前記スロットル開度を増大させる第2の補正開度を更に算出して、前記第1の補正開度と前記第2の補正開度との和を前記補正スロットル開度として算出することを第2の局面とする。
また、本発明は、第1又は2の局面に加えて、前記制御部は、前記クラッチの前記接続度合いが完全接続状態を示すレベルとなったと判断した場合には、前記モータの前記駆動を、前記アクセル開度に基づいて算出する前記目標スロットル開度に従って制御することを第の局面とする。
以上の本発明の第1の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、鞍乗型車両の速度が所定速度以下で、クラッチに作動力を与える油圧に応じてリニアに出力される油圧センサの出力から求めたクラッチの接続度合いが鞍乗型車両の発進可能な所定レベル以上であり、かつ、鞍乗型車両の制動状態が鞍乗型車両の発進可能な所定制動状態であると判断した場合には、接続度合いが大きいほどスロットル開度を増大させる第1の補正開度を補正スロットル開度として算出し、モータの駆動を、補正スロットル開度に基づいて算出される目標スロットル開度に従って制御するものであるため、油圧作動式のクラッチに手動式トランスミッションを組み合わせてこれらを順に介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する駆動系を有する鞍乗型車両において、鞍乗型車両の発進を確実かつ容易に行うことができる。また、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、制御部が、アクセル開度に基づいて算出する目標スロットル開度が補正スロットル開度に基づいて算出する目標スロットル開度を上回ったと判断した場合には、モータの駆動を、アクセル開度に基づいて算出する目標スロットル開度に従って制御するものであるため、アクセルグリップ等のアクセル操作部材の操作を反映して鞍乗型車両の発進を行うことができる。
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、制御部が、第1の補正開度を算出したときにエンジンの回転数が低下したと判断した場合には、スロットル開度を増大させる第2の補正開度を更に算出して、第1の補正開度と第2の補正開度との和を補正スロットル開度として算出するものであるため、鞍乗型車両の発進をより確実かつ容易に行うことができる。
また、本発明の第の局面にかかる内燃機関制御装置によれば、制御部が、クラッチの接続度合いが完全接続状態を示すレベルとなったと判断した場合には、モータの駆動を、アクセル開度に基づいて算出する目標スロットル開度に従って制御するものであるため、鞍乗型車両の発進をより適切に行うことができる。
図1は、本発明の実施形態における内燃機関制御装置が搭載される鞍乗型車両の構成を模式的に示すブロック図である。 図2は、本実施形態における内燃機関制御装置の構成を示すブロック図である。 図3は、本実施形態における内燃機関制御装置によるスロットル開度増加補正処理の流れを示すフローチャートである。 図4(a)は、本実施形態における内燃機関制御装置によるスロットル開度増加補正処理でのスロットル開度等の時系列変化を示す一例としてのタイムチャートであり、また、図4(b)は、本実施形態における内燃機関制御装置によるスロットル開度増加補正処理でのスロットル開度等の時系列変化を示す別の例としてのタイムチャートである。
以下、図面を適宜参照して、本発明の実施形態における内燃機関制御装置につき、詳細に説明する。
〔鞍乗型車両の構成〕
まず、図1を参照して、本実施形態における内燃機関制御装置が搭載される鞍乗型車両の構成について説明する。
図1は、本実施形態における内燃機関制御装置が搭載される鞍乗型車両の構成を模式的に示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態においては、ECU(Electronic Control Unit)10によって構成された内燃機関制御装置Cが搭載される鞍乗型車両1は、油圧作動式のクラッチ(油圧クラッチ)2及びそれに接続された手動式トランスミッション3を順に介して図示しない内燃機関であるエンジンの駆動力を図示しない駆動輪に伝達する車両である。ここで、クラッチレバー4の操作量に応じてマスタシリンダ5で発生された油圧が配管6を介して作動用シリンダ7に伝達されると共に、その油圧に応じて作動用シリンダ7が油圧クラッチ2を断続させることによって、油圧クラッチ2は、完全遮断状態、完全接続状態、及び半クラッチ状態のいずれかの接続状態を呈する。かかる油圧クラッチ2の接続状態は、油圧センサ21の出力に基づいて、鞍乗型車両1全体の動作を制御するECU(Electronic Control Unit)10によって判別されるものである。
なお、完全遮断状態とは、エンジン側の出力軸の回転を駆動輪側の駆動軸に全く伝達しない非接続状態を意味する。完全接続状態とは、エンジン側の出力軸の回転を駆動輪側の駆動軸に完全に伝達する接続状態を意味する。また、半クラッチ状態とは、完全遮断状態と完全接続状態との間の過渡状態であり、エンジン側の出力軸の回転を駆動輪側の駆動軸に伝達はするものの完全には伝達しない接続状態を意味する。
〔内燃機関制御装置の構成〕
次に、図2を参照して、本実施形態における内燃機関制御装置Cの構成について説明する。
図2は、本実施形態における内燃機関制御装置Cの構成を示すブロック図である。
図1に示すように、本実施形態における内燃機関制御装置Cは、ECU10によって構成されている。ECU10は、クラッチ状態検出部11、制御部12、及びモータ駆動回路13を備えると共に、図示を省略するメモリ等を備えており、メモリには必要な制御プログラム及び制御データ等が格納されている。なお、これらのクラッチ状態検出部11及び制御部12は、各々、ECU10が備えるCPU(Central Processing Unit)等の演算処理装置がメモリから必要な制御プログラム及び制御データを読み出して内燃機関の運転状態を制御する際の機能ブロックとして示している。
具体的には、クラッチ状態検出部11は、配管6内の油圧に応じてリニアに出力される油圧センサ21からの入力信号に基づいて、油圧クラッチ2の状態を検出する。ここで、油圧センサ21がクラッチ状態検出部11に出力する信号は、配管6内の油圧の値に対して線形(リニア)に変化する電圧の値を呈する油圧・電圧特性を有する電気信号である。クラッチ状態検出部11は、このように検出した油圧クラッチ2の状態に応じた電気信号を制御部12に入力する。
ここで、制御部12は、クラッチ状態検出部11、車速センサ22、スロットルポジションセンサ23、アクセル開度センサ24、クランク角センサ25、及びブレーキセンサ26からの入力信号を用いて、スロットルモータ27の駆動によるエンジンのスロットルバルブの開度(スロットル開度)、つまり実際のスロットル開度である実スロットル開度を調整して、エンジンの出力を制御する。かかる制御部12のエンジンの出力制御は、鞍乗型車両の発進を確実かつ容易なものにするように油圧クラッチ2の接続度合いに応じた一時的な出力制御を含むものである。制御部12は、このようにスロットル開度を調整するための制御信号を、モータ駆動回路13に入力する。ここで、車速センサ22は、鞍乗型車両の速度(車速)に応じて電気信号を入力する。スロットルポジションセンサ23は、エンジンのスロットル開度に応じた電気信号を入力する。アクセル開度センサ24は、鞍乗型車両のアクセルグリップ等のアクセル操作部材の操作量(アクセル開度)に応じた電気信号を入力する。クランク角センサ25は、エンジンのクランク角(クランク軸の回転角度)に応じた電気信号を入力する。ブレーキセンサ26は、鞍乗型車両のブレーキレバー等の制動操作部材の操作量に応じた電気信号を入力する。
モータ駆動回路13は、制御部12からの制御信号に従って、スロットルモータ27を駆動することによってスロットル開度を制御する。
以上のような構成を有する内燃機関制御装置Cは、以下に示すスロットル開度増加補正処理を実行することによって、特に鞍乗型車両の発進を確実かつ容易に行うことを可能にする。以下、更に図3及び図4をも参照して、スロットル開度増加補正処理を実行する際の内燃機関制御装置Cの動作について、詳細に説明する。
〔スロットル開度増加補正処理〕
図3は、本実施形態における内燃機関制御装置Cによるスロットル開度増加補正処理の流れを示すフローチャートである。図4(a)は、本実施形態における内燃機関制御装置Cによるスロットル開度増加補正処理でのスロットル開度等の時系列変化を示す一例としてのタイムチャートであり、また、図4(b)は、本実施形態における内燃機関制御装置Cによるスロットル開度増加補正処理でのスロットル開度等の時系列変化を示す別の例としてのタイムチャートである。
図3に示すフローチャートは、鞍乗型車両のイグニッションスイッチがオンされて内燃機関制御装置Cが起動されたタイミングで開始となり、スロットル開度増加補正処理はステップS1の処理に進む。スロットル開度増加補正処理は、内燃機関制御装置Cが起動されている間、所定の制御周期毎に繰り返し実行される。
ステップS1の処理では、制御部12が、エンジンが停止状態(エンスト状態)にあるか否かを判別する。具体的には、制御部12が、クランク角センサ25からの入力信号に基づいてエンジンの回転数が0であるか否かを判別する。判別の結果、エンジンが停止状態にある場合(ステップS1:Yes)、制御部12は、スロットル開度増加補正処理をステップS6の処理に進める。一方、エンジンが停止状態にない場合には(ステップS1:No)、制御部12は、スロットル開度増加補正処理をステップS2の処理に進める。
ステップS2の処理では、制御部12が、車速センサ22からの入力信号に基づいて車速が所定車速以下であるか否かを判別する。ここで、所定車速は、数km/h等の鞍乗型車両が停車していると評価され得る車速に相当する車速である。また、所定車速は、予め規定されデータ値としてメモリに記憶されているものであり、制御部12が、メモリからそのデータ値を読み出して用いる。判別の結果、車速が所定車速以下である場合(ステップS2:Yes)、制御部12は、スロットル開度増加補正処理をステップS3の処理に進める。一方、車速が所定車速以下でない場合には(ステップS2:No)、制御部12は、スロットル開度増加補正処理をステップS6の処理に進める。
ステップS3の処理では、クラッチ状態検出部11が、油圧センサ21の出力値(電圧値)に基づいて油圧クラッチ2の接続度合いが鞍乗型車両の発進可能な所定レベルであるか否かを判別する。ここで、クラッチの接続度合いが鞍乗型車両の発進可能な所定レベルは、油圧クラッチ2がいわゆる半クラッチ状態にあって、かつ、エンジン側の出力軸のトルクが駆動輪側の駆動軸に鞍乗型車両の発進可能な大きさで伝達される接続度合いのレベルであることを示すレベルである。また、所定レベルは、予め数値化されたデータ値としてメモリに記憶されているものであり、制御部12は、メモリからそのデータ値を読み出して用いる。判別の結果、発進可能な所定レベルである場合(ステップS3:Yes)、クラッチ状態検出部11は、スロットル開度増加補正処理をステップS4の処理に進める。一方、発進可能な所定レベルでない場合には(ステップS3:No)、クラッチ状態検出部11は、スロットル開度増加補正処理をステップS6の処理に進める。
ステップS4の処理では、制御部12が、ブレーキセンサ26からの入力信号に基づいて鞍乗型車両の制動状態が鞍乗型車両の発進可能な所定状態であるか否かを判別する。ここで、鞍乗型車両の制動状態が鞍乗型車両の発進可能な所定状態は、制動操作部材の操作量が鞍乗型車両が発進可能な大きさであることを示す状態である。また、所定状態は、鞍乗型車両が発進可能な制動操作部材の操作量をデータ値として予めメモリに記憶されているものであり、制御部12は、メモリからそのデータ値を読み出して用いる。判別の結果、発進可能な状態である場合(ステップS4:Yes)、制御部12は、スロットル開度増加補正処理をステップS5の処理に進める。一方、発進可能な状態でない場合には(ステップS4:No)、制御部12は、スロットル開度増加補正処理をステップS6の処理に進める。
ステップS5の処理では、制御部12が、油圧クラッチ2の接続度合いが大きいほどスロットル開度を増大させるための補正スロットル開度(第1の補正開度)を算出し、モータ駆動回路13を介して補正アップスロットル開度に基づいて補正された目標スロットル開度に従ってスロットルモータ27を制御するスロットル開度増加補正処理の実施を許可する。ここで、補正スロットル開度は、油圧クラッチ2の接続度合いが大きくなるのに応じて増大するデータ値からなるマップデータの形態で予めメモリに記憶されているものであり、制御部12は、メモリから油圧クラッチ2の接続度合いに応じてそのデータ値を読み出して用いる。具体的には、図4(a)に示すように、油圧クラッチ2に伝達される油圧が所定値まで低下するまでの間(時刻t=t1から時刻t=t2の期間)、制御部12は、油圧の低下量に応じて値が大きくなるように補正スロットル開度を算出する。そして、制御部12は、モータ駆動回路13を介して補正スロットル開度に基づいて補正された目標スロットル開度に従ってスロットルモータ27を制御する。これにより、ステップS5の処理は完了し、今回の一連のスロットル開度増加補正処理は終了する。
また、ステップS5の処理において補正スロットル開度によって目標スロットル開度を補正しても、エンジンの回転数が維持又は上昇から低下に転じたことが判別された場合(例えば図4(a)に示す時刻t=t2)、制御部12は、この低下したエンジンの回転数に応じてスロットル開度を増加させる付加補正スロットル開度(第2の補正開度)を算出し、補正スロットル開度と付加補正スロットル開度との和に基づいて目標スロットル開度を補正することが好ましい(例えば図4(a)に示す時刻t=t2から時刻t=3の期間)。ここで、付加補正スロットル開度は、エンジンの回転数の低下量に応じて増大するデータ値からなるマップデータの形態で予めメモリに記憶されているものであり、制御部12は、メモリから油圧クラッチ2の接続度合いに応じたそのデータ値を読み出して用いる。また、補正スロットル開度又は補正スロットル開度及び付加補正スロットル開度により一旦低下したエンジンの回転数が再度上昇したことが判別された場合(例えば図4(a)に示す時刻t=t3)には、制御部12は、鞍乗型車両の不要な急発進を防止するためにスロットル開度を維持することが好ましい(例えば図4(a)に示す時刻t=t3から時刻t=4の期間)。また、制御部12は、油圧クラッチ2の接続度合いが完全接続状態を示すレベルとなったと判別した場合(図4(a)に示す時刻t=t4)、を、アクセル開度に基づいて算出する目標スロットル開度に従ってスロットルモータ27の駆動を制御することが好ましい。
また、油圧クラッチ2に伝達される油圧が一旦低下し始めた時(例えば図4(b)に示す時刻t=t5)以降に油圧が再度上昇したことが判別された場合(例えば図4(b)に示す時刻t=t6)には、制御部12は、エンジンの不要な噴け上がりを防止するためにスロットル開度増加補正処理を直ちに終了することが好ましい。また、制御部12は、アクセル開度に基づいて算出される目標スロットル開度がステップS5の処理において補正スロットル開度又は補正スロットル開度及び付加補正スロットル開度に基づき補正された目標スロットル開度を上回る場合には、アクセル開度に基づいて算出される目標スロットル開度に従ってスロットルモータ27を駆動することが好ましい。
また、制御部12は、鞍乗型車両の前後の傾きによって発進時に必要なスロットル開度が変化するため、鞍乗型車両の前後の傾きを示すピッチアングルセンサの出力値等に応じて目標スロットル開度を補正してもよい。また、制御部12は、油圧クラッチ2が再度完全遮断状態となったり、制動操作部材が操作されたり、実スロットル開度が発進できるはずのスロットル開度まで開いているのに発進できなかったり、油圧クラッチ2が接続されているのに発進できなかったりした場合、スロットル開度増加補正処理を終了することが好ましい。また、制御部12は、誤ったフィードバック制御によって鞍乗型車両が加速しないように、目標スロットル開度の補正量に上限値を設定可能にしてもよい。
ステップS6の処理では、制御部12が、スロットル開度増加補正処理の実施を禁止する。これにより、ステップS6の処理は完了し、今回の一連のスロットル開度増加補正処理は終了する。
以上の説明から明らかなように、本実施形態における内燃機関制御装置Cでは、制御部12が、鞍乗型車両1の速度が所定速度以下で、クラッチに作動力を与える油圧に応じてリニアに出力される油圧センサ21の出力から求めたクラッチ2の接続度合いが鞍乗型車両1の発進可能な所定レベル以上であり、かつ、鞍乗型車両1の制動状態が鞍乗型車両1の発進可能な所定制動状態であると判断した場合には、接続度合いが大きいほどスロットル開度を増大させる第1の補正開度を補正スロットル開度として算出し、モータ27の駆動を、補正スロットル開度に基づいて算出される目標スロットル開度に従って制御するものであるため、油圧作動式のクラッチ2に手動式トランスミッション3を組み合わせてこれらを順に介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する駆動系を有する鞍乗型車両1において、鞍乗型車両1の発進を確実かつ容易に行うことができる。
また、本実施形態における内燃機関制御装置Cでは、制御部12が、第1の補正開度を算出したときにエンジンの回転数が低下したと判断した場合には、スロットル開度を増大させる第2の補正開度を更に算出して、第1の補正開度と第2の補正開度との和を補正スロットル開度として算出するものであるため、鞍乗型車両1の発進をより確実かつ容易に行うことができる。
また、本実施形態における内燃機関制御装置Cでは、制御部12が、アクセル開度に基づいて算出する目標スロットル開度が補正スロットル開度に基づいて算出する目標スロットル開度を上回ったと判断した場合には、モータ27の駆動を、アクセル開度に基づいて算出する目標スロットル開度に従って制御するものであるため、アクセルグリップ等のアクセル操作部材の操作を反映して鞍乗型車両1の発進を行うことができる。
また、本実施形態における内燃機関制御装置Cでは、制御部12が、クラッチ2の接続度合いが完全接続状態を示すレベルとなったと判断した場合には、モータ27の駆動を、アクセル開度に基づいて算出する目標スロットル開度に従って制御するものであるため、鞍乗型車両1の発進をより適切に行うことができる。
なお、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、本発明は、油圧作動式のクラッチに手動式トランスミッションを組み合わせてこれらを順に介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する駆動系を有する鞍乗型車両において、その発進を確実かつ容易に行うことができる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車両等の内燃機関制御装置に広く適用され得るものと期待される。
C…内燃機関制御装置
1…鞍乗型車両
2…油圧クラッチ
3…手動式トランスミッション
4…クラッチレバー
5…マスタシリンダ
6…配管
7…作動用シリンダ
10…ECU(Electronic Control Unit)
11…クラッチ状態検出部
12…制御部
13…モータ駆動回路
21…油圧センサ
22…車速センサ
23…スロットルポジションセンサ
24…アクセル開度センサ
25…クランク角センサ
26…ブレーキセンサ
27…スロットルモータ

Claims (3)

  1. 作動力が油圧で与えられるクラッチを介してエンジンの駆動力を駆動輪に伝達する鞍乗型車両に搭載され、前記エンジンのスロットル開度を変化させるモータの駆動を、前記エンジンのアクセル開度に応じて制御することにより、前記スロットル開度を制御する制御部を有する内燃機関制御装置において、
    前記制御部は、前記鞍乗型車両の速度が所定速度以下で、前記クラッチに前記作動力を与える前記油圧に応じてリニアに出力される油圧センサの出力から求めた前記クラッチの接続度合いが前記鞍乗型車両の発進可能な所定レベル以上であり、かつ、前記鞍乗型車両の制動状態が前記鞍乗型車両の発進可能な所定制動状態であると判断した場合には、前記接続度合いが大きいほど前記スロットル開度を増大させる第1の補正開度を補正スロットル開度として算出し、前記モータの前記駆動を、前記補正スロットル開度に基づいて算出される目標スロットル開度に従って制御し、
    前記制御部は、前記アクセル開度に基づいて算出する前記目標スロットル開度が前記補正スロットル開度に基づいて算出する前記目標スロットル開度を上回ったと判断した場合には、前記モータの前記駆動を、前記アクセル開度に基づいて算出する前記目標スロットル開度に従って制御することを特徴とする内燃機関制御装置。
  2. 前記制御部は、前記第1の補正開度を算出したときに前記エンジンの回転数が低下していると判断した場合には、前記スロットル開度を増大させる第2の補正開度を更に算出して、前記第1の補正開度と前記第2の補正開度との和を前記補正スロットル開度として算出することを特徴とする請求項1記載の内燃機関制御装置。
  3. 前記制御部は、前記クラッチの前記接続度合いが完全接続状態を示すレベルとなったと判断した場合には、前記モータの前記駆動を、前記アクセル開度に基づいて算出する前記目標スロットル開度に従って制御することを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関制御装置。
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