WO2016104158A1 - エンジンユニット - Google Patents

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WO2016104158A1
WO2016104158A1 PCT/JP2015/084604 JP2015084604W WO2016104158A1 WO 2016104158 A1 WO2016104158 A1 WO 2016104158A1 JP 2015084604 W JP2015084604 W JP 2015084604W WO 2016104158 A1 WO2016104158 A1 WO 2016104158A1
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combustion chamber
fuel supply
sensor
unit
engine
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誠 脇村
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ヤマハ発動機株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to an engine unit.
  • the engine unit has a fuel supply device that supplies fuel into the combustion chamber.
  • the fuel supply device is, for example, an injector that injects fuel.
  • intake pressure, throttle valve opening, engine speed, oxygen concentration of exhaust gas, and the like have been used to control the fuel supply amount (see, for example, Patent Document 1).
  • the opening of the throttle valve is referred to as the throttle opening.
  • the basic fuel supply amount is determined based on the intake pressure and the engine speed.
  • the basic fuel supply amount is corrected based on the oxygen concentration of the exhaust gas to determine the fuel supply amount.
  • the throttle opening is large, the basic fuel supply amount is determined based on the throttle opening and the engine speed.
  • the basic fuel supply amount is corrected based on the oxygen concentration of the exhaust gas to determine the fuel supply amount. Controlling the fuel supply amount based on the oxygen concentration of the exhaust gas is called oxygen feedback control.
  • the conventional fuel supply amount control is switched between the following two controls according to the throttle opening.
  • the two controls are a control based on the intake pressure and the engine speed, and a control based on the throttle opening and the engine speed.
  • the conventional control of the fuel supply amount is an oxygen feedback control. Therefore, the control of the fuel supply amount is complicated. In recent years, engine units have been required to further improve exhaust gas purification performance and output or fuel consumption. Therefore, the control of the fuel supply amount tends to become more complicated.
  • An object of the present invention is to provide an engine unit that can improve exhaust purification performance and output or fuel consumption with simple control.
  • the engine unit of the present invention connects an engine main body forming at least one combustion chamber, an intake port formed in the combustion chamber, and an air intake port for sucking air from the atmosphere, and the interior thereof is connected to the air intake port.
  • An intake passage portion through which air flows from the exhaust port toward the intake port, an exhaust port formed in the combustion chamber, and an atmospheric discharge port for releasing exhaust gas to the atmosphere, and the interior from the exhaust port to the atmospheric discharge port
  • An exhaust passage portion through which exhaust gas flows, a fuel supply device for supplying fuel into the combustion chamber, an ignition device for igniting the fuel in the combustion chamber, and a combustion chamber adjacently arranged throttle valve provided in the intake passage portion
  • the path length from the throttle valve close to the combustion chamber of the intake passage portion to the intake port is determined from the air intake port of the intake passage portion to the combustion chamber.
  • the throttle valve close to the combustion chamber disposed at a position shorter than the path length to the throttle valve close to the throttle valve, the throttle opening sensor close to the combustion chamber for detecting the opening of the throttle valve close to the combustion chamber, and the engine
  • a knocking sensor for detecting knocking generated in the main body, an engine rotation speed sensor for detecting the engine rotation speed, an oxygen sensor for detecting the oxygen concentration of the exhaust gas in the exhaust passage, and control of the fuel supply amount of the fuel supply device
  • a control device for controlling the ignition timing of the ignition device.
  • the control device includes a signal of the combustion chamber adjacently arranged throttle opening sensor and the engine rotational speed sensor in all opening regions of the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber and in all rotational speed regions of the engine rotational speed.
  • a basic fuel supply amount calculation unit that calculates a basic fuel supply amount based on a signal of the combustion chamber, and the combustion in all opening regions of the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber and in all rotational speed regions of the engine rotational speed
  • a basic ignition timing calculating unit that calculates a basic ignition timing based on a signal from a throttle opening sensor close to a room and a signal from the engine speed sensor; and an oxygen that corrects the basic fuel supply amount based on a signal from the oxygen sensor
  • the correction by the sensor correction unit and the oxygen sensor correction unit is performed in accordance with the signal of the throttle opening sensor disposed close to the combustion chamber and the engine speed.
  • An oxygen sensor correction canceling unit that cancels based on a sensor signal, a final fuel supply amount calculating unit that calculates a final fuel supply amount from the basic fuel supply amount, and a basic ignition timing based on a signal from the knocking sensor.
  • a final ignition timing calculation unit for calculating a final ignition timing from a basic ignition timing, and an operation instruction for operating the fuel supply device based on the final fuel supply amount and operating the ignition device based on the final ignition timing Part.
  • the engine unit includes an engine body, an intake passage portion, an exhaust passage portion, a fuel supply device, an ignition device, a throttle valve located near the combustion chamber, a throttle opening sensor located near the combustion chamber, a knocking sensor, an engine A rotation speed sensor, an oxygen sensor, and a control device are provided.
  • the engine body forms at least one combustion chamber.
  • the intake passage portion connects an intake port formed in the combustion chamber and an air intake port that sucks air from the air.
  • the air flows in the intake passage portion from the air intake port toward the intake port.
  • the exhaust passage section connects an exhaust port formed in the combustion chamber and an atmospheric discharge port for discharging exhaust gas to the atmosphere. In the exhaust passage portion, exhaust gas flows through the interior from the exhaust port toward the atmospheric discharge port.
  • the fuel supply device supplies fuel into the combustion chamber.
  • the ignition device ignites the fuel in the combustion chamber.
  • the throttle valve close to the combustion chamber is provided in the intake passage portion.
  • the combustion chamber adjacently arranged throttle opening sensor detects the opening of the combustion chamber adjacently arranged throttle valve.
  • the knocking sensor detects knocking of the engine body.
  • the engine rotation speed sensor detects the engine rotation speed.
  • the oxygen sensor detects the oxygen concentration of the exhaust gas in the exhaust passage.
  • the control device controls the fuel supply amount of the fuel supply device and the ignition timing of the ignition device.
  • the control device includes a basic fuel supply amount calculation unit, a basic ignition timing calculation unit, a final fuel supply amount calculation unit, a final ignition timing calculation unit, and an operation instruction unit.
  • the amount of air drawn into the combustion chamber changes.
  • the path length from the combustion chamber adjacently arranged throttle valve to the intake port is shorter than the path length from the air intake port to the combustion chamber adjacently arranged throttle valve. That is, the combustion chamber adjacently arranged throttle valve is arranged near the combustion chamber. Therefore, the delay in the change in the amount of air taken into the combustion chamber can be reduced with respect to the change in the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber.
  • the basic fuel supply amount calculation unit calculates a basic fuel supply amount based on a signal from the throttle opening sensor disposed adjacent to the combustion chamber and a signal from the engine speed sensor.
  • the basic fuel supply amount calculation unit calculates the basic fuel supply amount in all opening regions of the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber and in all rotation speed regions of the engine rotation speed.
  • the basic ignition timing calculation unit calculates the basic ignition timing based on the signal from the throttle opening sensor disposed adjacent to the combustion chamber and the signal from the engine speed sensor.
  • the basic ignition timing calculation unit calculates the basic ignition timing in all opening regions of the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber and in all rotational speed regions of the engine rotational speed.
  • the basic fuel supply amount calculation unit calculates the basic fuel supply amount based on the opening of the combustion chamber adjacently arranged throttle valve. Further, the basic ignition timing calculation unit calculates the basic ignition timing based on the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber. Therefore, it is possible to reduce the delay in the change in the basic fuel supply amount and the basic ignition timing with respect to the change in the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber. As described above, the delay in the change in the amount of air taken into the combustion chamber is small with respect to the change in the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber. Therefore, when the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber changes, the time difference between the change in the basic fuel supply amount and the basic ignition timing and the change in the amount of air taken into the combustion chamber can be reduced.
  • the final fuel supply amount calculation unit calculates the final fuel supply amount from the basic fuel supply amount.
  • the final fuel supply amount calculation unit includes an oxygen sensor correction unit and an oxygen sensor correction cancellation unit.
  • the oxygen sensor correction unit corrects the basic fuel supply amount based on the signal from the oxygen sensor.
  • the oxygen sensor correction cancel unit cancels the correction by the oxygen sensor correction unit based on the signal from the combustion chamber adjacently arranged throttle opening sensor and the signal from the engine speed sensor.
  • the final ignition timing calculation unit calculates the final ignition timing from the basic ignition timing.
  • the final ignition timing calculation unit includes a knocking sensor correction unit and a knocking sensor correction cancellation unit. The knocking sensor correction unit corrects the basic ignition timing based on the knocking sensor signal.
  • the knocking sensor correction canceling unit cancels the correction by the knocking sensor correcting unit based on the signal from the combustion chamber adjacently arranged throttle opening sensor and the signal from the engine speed sensor.
  • the operation instructing unit operates the fuel supply device based on the final fuel supply amount.
  • the operation instructing unit operates the ignition device based on the final ignition timing.
  • the final fuel supply amount calculation unit determines cancellation of the correction of the basic fuel supply amount based on the opening degree of the combustion chamber adjacently arranged throttle valve, and determines the final fuel supply amount.
  • the final ignition timing calculation unit determines cancellation of the correction of the basic ignition timing based on the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber, and determines the final ignition timing.
  • the delay in correcting the basic fuel supply amount and the basic ignition timing can be reduced with respect to the change in the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber.
  • the delay in the change in the amount of air taken into the combustion chamber is small with respect to the change in the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber. Therefore, when the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber changes, the time difference between the change in the basic fuel supply amount and the correction of the basic ignition timing and the change in the amount of air taken into the combustion chamber can be reduced.
  • the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber changes, the time difference between the change in the basic fuel supply amount and the basic ignition timing and the change in the air amount taken into the combustion chamber can be reduced. Further, when the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber changes, the time difference between the change in the basic fuel supply amount and the correction of the basic ignition timing and the change in the amount of air taken into the combustion chamber can be reduced. Therefore, the accuracy of control of the fuel supply amount and the ignition timing can be improved. As a result, exhaust purification performance and output or fuel consumption can be improved.
  • the control of the fuel supply amount and the ignition timing is performed based on the throttle opening sensor and the engine rotation speed sensor that are arranged close to the combustion chamber.
  • control of the fuel supply amount and the ignition timing is performed in all opening regions of the opening degree of the throttle valve close to the combustion chamber and in all rotation speed regions of the engine rotation speed. Therefore, it is possible to improve exhaust purification performance and output or fuel consumption with simple control.
  • the engine unit of the present invention includes an intake pressure sensor that is provided in the intake passage portion and detects an internal pressure of the intake passage portion, and an intake air temperature that is provided in the intake passage portion and detects a temperature in the intake passage portion. It is preferable not to have a sensor.
  • the engine unit does not have an intake pressure sensor that detects the internal pressure of the intake passage portion. Further, the engine unit does not have an intake air temperature sensor that detects the temperature in the intake passage portion. Therefore, the intake pressure and the intake temperature are not used for controlling the fuel supply amount and the ignition timing. Therefore, the control of the fuel supply amount and the ignition timing can be simplified.
  • FIG. 1 is a left side view of a motorcycle to which an engine unit according to an embodiment is applied. It is a schematic diagram of an engine unit. It is a control block diagram of an engine unit. It is a partial detail view of the control block of the engine unit. It is an intake air amount map corresponding to the throttle opening and the engine speed. It is a graph which shows an example of the relationship between a throttle opening degree, an engine speed, and a basic fuel supply amount. It is a figure which shows the relationship between a throttle opening, an engine speed, and an oxygen feedback control area
  • the present embodiment is an example of a motorcycle to which the engine unit of the present invention is applied.
  • the front-rear direction is the vehicle front-rear direction viewed from a rider seated on a seat 9 (described later) of the motorcycle 1.
  • the left-right direction is the left-right direction of the vehicle when viewed from a rider seated on the seat 9.
  • the vehicle left-right direction is the same as the vehicle width direction.
  • the arrow F direction and the arrow B direction in FIG. 1 represent the front and back
  • the arrow U direction and the arrow D direction represent the upper side and the lower side.
  • the motorcycle 1 of the present embodiment includes a front wheel 2, a rear wheel 3, and a vehicle body frame 4.
  • the vehicle body frame 4 has a head pipe 4a at the front thereof.
  • a steering shaft (not shown) is rotatably inserted into the head pipe 4a.
  • the upper end portion of the steering shaft is connected to the handle unit 5.
  • An upper end portion of a pair of front forks 6 is fixed to the handle unit 5.
  • a lower end portion of the front fork 6 supports the front wheel 2.
  • the handle unit 5 is provided with a right grip (not shown) and a left grip 12.
  • the right grip is an accelerator grip that adjusts the output of the engine. If the accelerator grip is rotated to the front side of the rider while the rider holds the accelerator grip, the engine output increases. Specifically, the throttle opening increases. Further, when the accelerator grip is rotated to the opposite side, the engine output decreases. Specifically, the throttle opening decreases.
  • a brake lever 13 is provided in front of the left grip 12.
  • a display device 14 is disposed in front of the handle unit 5. Although illustration is omitted, the display device 14 displays the vehicle speed, the engine speed, and the like. The display device 14 is provided with an indicator (indicator light).
  • a pair of swing arms 7 are swingably supported on the body frame 4.
  • the rear end portion of the swing arm 7 supports the rear wheel 3.
  • One end of the rear suspension 8 is attached to a position behind the swing center of each swing arm 7.
  • the other end of the rear suspension 8 is attached to the vehicle body frame 4.
  • a seat 9 and a fuel tank 10 are supported on the upper part of the body frame 4.
  • the fuel tank 10 is disposed in front of the seat 9.
  • An engine unit 11 is mounted on the body frame 4.
  • the engine unit 11 is disposed below the fuel tank 10.
  • the vehicle body frame 4 is mounted with a battery (not shown) that supplies power to electronic devices such as various sensors.
  • the engine unit 11 is a natural air-cooled engine.
  • the engine unit 11 is a four-stroke type single cylinder engine.
  • the 4-stroke engine is an engine that repeats an intake stroke, a compression stroke, a combustion stroke (expansion stroke), and an exhaust stroke.
  • the engine unit 11 includes an engine body 20, an intake unit 40, and an exhaust unit 50.
  • the engine body 20 includes a crankcase 21, a cylinder body 22, a cylinder head 23, and a head cover 24.
  • the cylinder body 22 is attached to the upper end portion of the crankcase 21.
  • the cylinder head 23 is attached to the upper end portion of the cylinder body 22.
  • the head cover 24 is attached to the upper end portion of the cylinder head 23.
  • a fin portion 25 is formed on at least a part of the surface of the engine body 20.
  • the fin portion 25 is formed on the surface of the cylinder body 22 and the surface of the cylinder head 23.
  • the fin portion 25 is composed of a plurality of fins. Each fin is formed to protrude from the surface of the engine body 20.
  • the fin portion 25 is formed on substantially the entire circumference of the cylinder body 22 and the cylinder head 23. The fin portion 25 radiates heat generated in the engine body 20.
  • FIG. 2 is a diagram schematically showing the engine unit 11.
  • the crankcase 21 houses a crankshaft 26, a starter motor 27, a transmission (not shown), a generator (not shown), and the like.
  • the transmission is a device that changes the ratio between the rotational speed of the crankshaft 26 and the rotational speed of the rear wheel 3.
  • the rotation of the crankshaft 26 is transmitted to the rear wheel 3 via the transmission.
  • the starter motor 27 rotates the crankshaft 26 when the engine is started.
  • the starter motor 27 is operated by electric power from a battery (not shown).
  • the generator generates electric power by the rotational force of the crankshaft 26.
  • the battery is charged with the electric power.
  • an ISG Integrated / Starter / Generator
  • the ISG is an apparatus in which a starter motor 27 and a generator are integrated.
  • the crankcase 21 is provided with an engine rotation speed sensor 71 and a knocking sensor 72.
  • the engine rotation speed sensor 71 detects the rotation speed of the crankshaft 26, that is, the engine rotation speed.
  • the engine rotation speed is the rotation speed of the crankshaft 26 per unit time.
  • the knocking sensor 72 detects knocking that occurs in the engine body 20. Knocking is a phenomenon in which a metallic striking sound or striking vibration is generated when abnormal combustion occurs in a combustion chamber 30 described later. Normally, the air-fuel mixture starts to burn after being ignited by spark discharge, and the flame propagates to the surroundings. In the present specification, the air-fuel mixture is an air-fuel mixture. Knocking occurs when an unburned air-fuel mixture that has not reached flame propagation spontaneously ignites in the combustion chamber 30.
  • the configuration of knocking sensor 72 is not particularly limited as long as knocking can be detected.
  • the cylinder body 22 has a cylinder hole 22a.
  • a piston 28 is slidably accommodated in the cylinder hole 22a.
  • the piston 28 is connected to the crankshaft 26 via a connecting rod 29.
  • the engine body 20 is provided with an engine temperature sensor 73.
  • the engine temperature sensor 73 detects the temperature of the engine body 20. Specifically, the temperature of the cylinder body 22 is detected.
  • the combustion chamber 30 (see FIG. 2) is formed by the lower surface of the cylinder head 23, the cylinder hole 22a, and the piston 28.
  • a tip end portion of a spark plug 31 is disposed in the combustion chamber 30.
  • the tip of the spark plug generates a spark discharge.
  • the spark plug 31 is connected to the ignition coil 32.
  • the ignition coil 32 stores electric power for causing spark discharge of the spark plug 31.
  • a device in which the ignition plug 31 and the ignition coil 32 are combined corresponds to the ignition device of the present invention.
  • An intake port 33 and an exhaust port 34 are formed on the surface defining the combustion chamber 30 of the cylinder head 23. That is, the intake port 33 and the exhaust port 34 are formed in the combustion chamber 30.
  • the intake port 33 is opened and closed by an intake valve 35.
  • the exhaust port 34 is opened and closed by an exhaust valve 36.
  • the intake valve 35 and the exhaust valve 36 are opened and closed by a valve gear (not shown) housed in the cylinder head 23. The valve gear operates in conjunction with the crankshaft 26.
  • the engine unit 11 has an intake passage portion 41 that connects the intake port 33 and an air intake port 41c facing the air.
  • a passage part means the wall body etc. which surround a path
  • route means the space through which object passes.
  • the air inlet 41c sucks air from the atmosphere.
  • the air sucked from the air suction port 41 c flows in the intake passage 41 toward the intake port 33.
  • a part of the intake passage portion 41 is formed in the engine body 20, and the remaining portion of the intake passage portion 41 is formed in the intake unit 40.
  • the intake unit 40 has an intake pipe connected to the engine body 20. Further, the intake unit 40 includes an injector 42, a throttle valve 45, and a bypass valve 46.
  • the upstream and downstream in the air flow direction in the intake passage portion 41 may be simply referred to as upstream and downstream.
  • the engine unit 11 has an exhaust passage portion 51 that connects the exhaust port 34 and the atmospheric discharge port 64a facing the atmosphere.
  • the combustion gas generated in the combustion chamber 30 is discharged to the exhaust passage portion 51 through the exhaust port 34.
  • the combustion gas discharged from the combustion chamber is referred to as exhaust gas.
  • the exhaust gas flows in the exhaust passage 51 toward the atmospheric discharge port 64a.
  • the exhaust gas is discharged to the atmosphere from the air discharge port 64a.
  • a part of the exhaust passage portion 51 is formed in the engine body 20, and the remaining portion of the exhaust passage portion 51 is formed in the exhaust unit 50.
  • the exhaust unit 50 has an exhaust pipe 52 (see FIG. 1) connected to the engine body 20. Further, the exhaust unit 50 includes a catalyst 53 and a muffler 54.
  • the muffler 54 is a device that reduces noise caused by exhaust gas.
  • the upstream and downstream in the exhaust gas flow direction in the exhaust passage 51 may be simply referred to as upstream and downstream.
  • an injector 42 is arranged in the intake passage 41.
  • the injector 42 injects fuel to the air sucked from the air inlet 41c. More specifically, the injector 42 injects fuel to the air in the intake passage 41.
  • the injector 42 corresponds to the fuel supply device of the present invention.
  • the injector 42 is connected to the fuel tank 10 via the fuel hose 43.
  • a fuel pump 44 is disposed inside the fuel tank 10. The fuel pump 44 pumps the fuel in the fuel tank 10 to the fuel hose 43.
  • the intake passage portion 41 has a main intake passage portion 41a and a bypass intake passage portion 41b.
  • a throttle valve 45 is provided in the main intake passage portion 41a.
  • the throttle valve 45 is disposed upstream of the injector 42.
  • the bypass intake passage portion 41b is connected to the main intake passage portion 41a so as to bypass the throttle valve 45. That is, the bypass intake passage portion 41b communicates the upstream portion and the downstream portion of the throttle valve 45 of the main intake passage portion 41a.
  • the throttle valve corresponds to the throttle valve close to the combustion chamber of the present invention.
  • the path formed inside the intake passage 41 is referred to as an intake path.
  • the path length of any part of the intake passage 41 is the length of the path formed inside this part.
  • the path length from the air inlet 41c of the intake passage 41 to the throttle valve 45 is defined as a path length D1.
  • a path length from the throttle valve 45 of the intake passage portion 41 to the intake port 33 is defined as a path length D2.
  • the path length D2 is shorter than the path length D1. That is, the throttle valve 45 is disposed at a position close to the combustion chamber 30.
  • a volume from the air inlet 41c of the intake passage 41 to the throttle valve 45 is defined as a volume V1.
  • the volume from the throttle valve 45 of the intake passage 41 to the intake port 33 is defined as a volume V2.
  • the volume V1 is larger than the volume V2.
  • the throttle valve 45 is connected to an accelerator grip (not shown) via a throttle wire.
  • the engine unit 11 includes a throttle opening sensor (throttle position sensor) 74 that detects the opening of the throttle valve 45.
  • the opening degree of the throttle valve 45 is referred to as a throttle opening degree.
  • the throttle opening sensor 74 outputs a signal representing the throttle opening by detecting the position of the throttle valve 45.
  • the throttle opening sensor 74 corresponds to the throttle opening sensor disposed close to the combustion chamber of the present invention.
  • a bypass valve 46 is provided in the bypass intake passage 41b.
  • the bypass valve 46 is disposed to adjust the flow rate of air flowing through the bypass intake passage portion 41b.
  • the bypass valve 46 is a manually operated valve.
  • the bypass valve 46 is configured by, for example, an adjustment screw.
  • the bypass intake passage portion 41b is not provided with a valve mechanism whose opening degree is controlled by an ECU 80 described later.
  • the intake passage 41 is not provided with an intake pressure sensor for detecting the internal pressure of the intake passage 41.
  • the internal pressure of the intake passage 41 is referred to as intake pressure.
  • the intake passage portion 41 is not provided with an intake air temperature sensor that detects the temperature in the intake passage portion 41.
  • the temperature of the air in the intake passage portion 41 is referred to as intake air temperature.
  • a catalyst 53 is disposed in the exhaust pipe 52 of the exhaust unit 50 (see FIG. 1).
  • a path formed inside the exhaust passage 51 is referred to as an exhaust path.
  • the path length of any part of the exhaust passage 51 is the length of the path formed inside this part.
  • the path length from the exhaust port 34 of the exhaust passage 51 to the upstream end of the catalyst 53 is defined as a path length D3.
  • a path length from the downstream end of the catalyst 53 of the exhaust passage 51 to the atmospheric discharge port 64a is defined as a path length D4.
  • the path length D3 is shorter than the path length D4. That is, the catalyst 53 is disposed at a position close to the combustion chamber 30.
  • a volume from the exhaust port 34 of the exhaust passage 51 to the upstream end of the catalyst 53 is defined as a volume V3.
  • the volume from the downstream end of the catalyst 53 of the exhaust passage 51 to the atmospheric discharge port 64a is defined as a volume V4.
  • the volume V3 is smaller than the volume V4.
  • the catalyst 53 is disposed below the engine body 20.
  • Catalyst 53 is a three-way catalyst.
  • the three-way catalyst is a catalyst that is removed by oxidizing or reducing three substances of hydrocarbon (HC), carbon monoxide (CO), and nitrogen oxide (NOx) in the exhaust gas.
  • the catalyst 53 may be a catalyst that removes any one or two of hydrocarbon, carbon monoxide, and nitrogen oxide.
  • the catalyst 53 may not be a redox catalyst.
  • the catalyst 53 may be an oxidation catalyst or a reduction catalyst that removes harmful substances only by either oxidation or reduction.
  • the catalyst 53 has a configuration in which a noble metal having an exhaust gas purification action is attached to a base material.
  • the catalyst 53 of this embodiment is a metal-based catalyst.
  • the catalyst 53 may be a ceramic-based catalyst.
  • An oxygen sensor 75 is disposed upstream of the catalyst 53 in the exhaust passage 51.
  • the oxygen sensor 75 detects the oxygen concentration in the exhaust gas.
  • the oxygen sensor 75 outputs a voltage signal corresponding to the oxygen concentration in the exhaust gas.
  • the oxygen sensor 75 outputs a signal having a high voltage value when the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is rich, and outputs a signal having a low voltage value when the air-fuel ratio is lean.
  • the rich state refers to a state where fuel is excessive with respect to the target air-fuel ratio.
  • the lean state is a state where air is excessive with respect to the target air-fuel ratio. That is, the oxygen sensor 75 detects whether the air-fuel ratio of the air-fuel mixture is in a rich state or a lean state.
  • the oxygen sensor 75 has a sensor element portion made of a solid electrolyte body mainly composed of zirconia.
  • the oxygen sensor 75 can detect the oxygen concentration when the sensor element unit is heated to a high temperature and becomes activated.
  • a linear A / F sensor that outputs a linear detection signal corresponding to the oxygen concentration of the exhaust gas may be used as the oxygen sensor 75.
  • the linear A / F sensor continuously detects a change in oxygen concentration in the exhaust gas.
  • the engine unit 11 has an ECU (Electronic Control Unit) 80 that controls the operation of the engine unit 11.
  • the ECU 80 corresponds to the control device of the present invention.
  • the ECU 80 is connected to various sensors such as an engine rotation speed sensor 71, a knocking sensor 72, an engine temperature sensor 73, a throttle opening degree sensor 74, and an oxygen sensor 75.
  • the ECU 80 is connected to the ignition coil 32, the injector 42, the fuel pump 44, the starter motor 27, the display device 14, and the like.
  • the ECU 80 includes a CPU, a ROM, a RAM, and the like.
  • the CPU executes information processing based on programs and various data stored in the ROM and RAM. Thereby, ECU80 implement
  • the ECU 80 includes a fuel supply amount control unit 81, an ignition timing control unit 82, and the like as function processing units.
  • the ECU 80 has an operation instruction unit 85.
  • the operation instruction unit 85 transmits an operation command signal to the ignition coil 32, the injector 42, the fuel pump 44, the starter motor 27, the generator, the display device 14 and the like based on the information processing result of each function processing unit. .
  • the fuel supply amount control unit 81 determines the fuel supply amount of the injector 42.
  • the fuel supply amount is a fuel injection amount. More specifically, the fuel supply amount control unit 81 controls the fuel injection time by the injector 42.
  • the air-fuel ratio in the air-fuel mixture is preferably the stoichiometric air-fuel ratio (stoichiometry).
  • the fuel supply amount control unit 81 increases or decreases the fuel supply amount as necessary. For example, until the engine unit 11 is warmed up, the fuel supply amount is larger than that in the normal state. Also, during acceleration, the amount of fuel supply is greater than during normal times in order to increase the output of the engine unit 11. Further, the fuel supply is cut during deceleration.
  • the fuel supply amount control unit 81 includes a basic fuel supply amount calculation unit 86, a final fuel supply amount calculation unit 87, and an oxygen feedback learning unit 88.
  • the basic fuel supply amount calculation unit 86 calculates a basic fuel supply amount.
  • the final fuel supply amount calculation unit 87 corrects the basic fuel supply amount calculated by the basic fuel supply amount calculation unit 86 to calculate the final fuel supply amount.
  • the basic fuel supply amount calculation unit 86 calculates the basic fuel supply amount based on the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine speed sensor 71.
  • the basic fuel supply amount calculation unit 86 calculates the basic fuel supply amount in all opening regions of the opening degree of the throttle valve 45 and all rotation speed regions of the engine rotation speed.
  • the basic fuel supply amount calculation unit 86 calculates a basic fuel supply amount for the region based on the two signals. Specifically, the map shown in FIG. 5 is used for calculating the basic fuel supply amount.
  • the map of FIG. 5 shows the intake air amount (A11, A12... A1n, A21, A22,...) With respect to the throttle opening (K1, K2... Km) and the engine speed (C1, C2... Cn).
  • the intake air amount is the mass flow rate of the air that is inhaled. In this map, the intake air amount is set for all opening regions of the throttle opening and all rotation speed regions of the engine rotation speed. This map and other maps described later are stored in the ROM.
  • the basic fuel supply amount calculation unit 86 first obtains the intake air amount based on the map of FIG.
  • the basic fuel supply amount calculation unit 86 determines a basic fuel supply amount that can achieve the target air-fuel ratio with respect to the intake air amount obtained from the map.
  • FIG. 6 is a graph showing an example of the relationship between the throttle opening, the engine speed, and the basic fuel supply amount.
  • the final fuel supply amount calculation unit 87 includes an oxygen sensor correction cancellation unit 89, an oxygen sensor correction unit 90, an oxygen feedback learning correction unit 91, and an engine temperature sensor correction unit 92.
  • the oxygen sensor correction unit 90 corrects the basic fuel supply amount based on the signal from the oxygen sensor 75. Control of the fuel supply amount based on the signal from the oxygen sensor 75 is referred to as oxygen feedback control.
  • the oxygen sensor correction cancellation unit 89 determines whether or not to temporarily cancel the correction of the basic fuel supply amount by the oxygen sensor correction unit 90. That is, the oxygen sensor correction cancellation unit 89 determines whether or not to temporarily cancel the oxygen feedback control. This determination is made based on the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine speed sensor 71.
  • the map shown in FIG. 7 is used for this determination.
  • the map of FIG. 7 displays an oxygen feedback control region associated with the throttle opening and the engine speed.
  • the oxygen feedback control region is a hatched region. As shown in FIG. 7, the oxygen feedback control region does not include a region where the throttle opening is particularly large.
  • the oxygen feedback control region does not include a region where the throttle opening is particularly low and the engine speed is high.
  • the oxygen sensor correction cancellation unit 89 determines whether or not the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine rotation speed sensor 71 are included in the oxygen feedback control region. When both signals are not included in the oxygen feedback control region, the oxygen sensor correction cancel unit 89 determines to cancel the correction. On the other hand, when both signals are included in the oxygen feedback control region, the oxygen sensor correction cancel unit 89 determines not to cancel the correction.
  • the oxygen sensor correction canceling unit 89 cancels the correction by the oxygen sensor correcting unit 90.
  • the cancellation of the correction by the oxygen sensor correction unit 90 specifically means that the arithmetic processing by the oxygen sensor correction unit 90 is not performed.
  • the cancellation of the correction by the oxygen sensor correction unit 90 may be to execute the following processing.
  • the oxygen sensor correction unit 90 uses the correction value that is not based on the signal from the oxygen sensor 75 to perform a calculation process that results in the same result as when the correction is not performed. For example, when the oxygen sensor correction unit 90 performs a calculation process for adding a correction value to the basic fuel supply amount, the correction value may be zero.
  • the oxygen sensor correction unit 90 corrects the basic fuel supply amount. As described above, the oxygen sensor correction unit 90 corrects the basic fuel supply amount based on the signal from the oxygen sensor 75. Specifically, when the signal from the oxygen sensor 75 indicates a lean state, the basic fuel supply amount is corrected so that the next fuel supply amount increases. On the other hand, when the signal from the oxygen sensor 75 indicates a rich state, the basic fuel supply amount is corrected so that the next fuel supply amount is reduced.
  • the oxygen feedback learning correction unit 91 corrects the basic fuel supply amount.
  • the oxygen feedback learning correction unit 91 corrects the basic fuel supply amount based on an oxygen feedback environment learning correction value and an oxygen feedback bypass valve learning correction value described later.
  • the result of correcting the basic fuel supply amount by the oxygen sensor correction unit 90 or the oxygen feedback learning correction unit 91 is referred to as a corrected fuel supply amount.
  • the engine temperature sensor correction unit 92 corrects the corrected fuel supply amount or the basic fuel supply amount based on the signal from the engine temperature sensor 73.
  • the final fuel supply amount calculation unit 87 determines the value corrected by the engine temperature sensor correction unit 92 as the final fuel supply amount.
  • the operation instruction unit 85 operates the fuel pump 44 and the injector 42 based on the final fuel supply amount calculated by the final fuel supply amount calculation unit 87.
  • the engine unit 11 of this embodiment does not include an intake pressure sensor. Therefore, the ECU 80 does not directly grasp a change in atmospheric pressure due to a change in altitude or the like. However, when the atmospheric pressure changes, the intake air amount changes. Further, the ECU 80 does not directly grasp the opening degree of the bypass valve 46 disposed in the bypass intake passage portion 41b. However, when the throttle opening is small, the change in the intake air amount due to the change in the opening of the bypass valve 46 is large. When the throttle opening is large, the change in the intake air amount due to the change in the opening of the bypass valve 46 is small.
  • the oxygen feedback learning unit 88 is provided in order to control the fuel supply amount corresponding to the change in the atmospheric pressure and the change in the opening degree of the bypass valve 46.
  • the oxygen feedback learning unit 88 performs oxygen feedback learning. Oxygen feedback learning for learning changes in atmospheric pressure is referred to as oxygen feedback environment learning.
  • the oxygen feed learning for learning the change in the opening degree of the bypass valve 46 is referred to as oxygen feedback bypass valve learning.
  • the oxygen feedback learning includes oxygen feedback environment learning and oxygen feedback bypass valve learning.
  • the oxygen feedback learning unit 88 performs oxygen feedback environment learning and oxygen feedback bypass valve learning once for each operation of the engine unit 11. That is, it is performed once every time from the start to the stop of the engine unit 11.
  • the map shown in FIG. 8 is used for oxygen feedback learning.
  • the map of FIG. 8 displays an oxygen feedback environment learning area associated with the throttle opening and the engine speed.
  • the map of FIG. 8 displays an oxygen feedback bypass valve learning area associated with the throttle opening and the engine speed.
  • the oxygen feedback environment learning area and the oxygen feedback bypass valve learning area are hatched areas.
  • the oxygen feedback environment learning area and the oxygen feedback bypass valve learning area are included in the oxygen feedback control area shown in FIG.
  • the oxygen feedback learning unit 88 determines whether the signal of the engine speed sensor 71 and the signal of the throttle opening sensor 74 are in the oxygen feedback environment learning region after the engine unit 11 is started. When these two signals are in the oxygen feedback environment learning region, the oxygen feedback learning unit 88 performs oxygen feedback environment learning. Specifically, first, the difference between the final fuel supply amount calculated by performing the oxygen feedback control and the basic fuel supply amount obtained from the map shown in FIG. 5 is calculated. This difference is stored in the ROM or RAM as an oxygen feedback environment learning value. Then, the calculated oxygen feedback environment learning value and the already stored oxygen feedback environment learning value are compared with those having the same throttle opening and engine speed. If the two compared values are different, it can be determined that the atmospheric pressure has changed.
  • the oxygen feedback learning unit 88 calculates an oxygen feedback environment learning correction value.
  • the oxygen feedback environment learning correction value is calculated based on the difference between the two oxygen feedback environment learning values compared.
  • the oxygen feedback learning correction unit 91 corrects the basic combustion supply amount based on the oxygen feedback environment learning correction value.
  • the oxygen feedback learning unit 88 determines whether the signal of the engine speed sensor 71 and the signal of the throttle opening sensor 74 are in the oxygen feedback bypass valve learning region after the engine unit 11 is started. When these two signals are in the oxygen feedback bypass valve learning region, the oxygen feedback learning unit 88 performs oxygen feedback bypass valve learning. Specifically, first, the difference between the final fuel supply amount calculated by performing the oxygen feedback control and the basic fuel supply amount obtained from the map shown in FIG. 5 is calculated. This difference is stored in the ROM or RAM as the oxygen feedback bypass valve learning value. Then, the calculated oxygen feedback bypass valve learned value and the already stored oxygen feedback bypass valve learned value are compared with those having the same throttle opening and engine speed. If the two compared values are different, it can be determined that the opening of the bypass valve 46 has changed.
  • the oxygen feedback learning unit 88 calculates an oxygen feedback bypass valve learning correction value.
  • the oxygen feedback bypass valve learning correction value is calculated based on the difference between the two compared oxygen feedback bypass valve learning values.
  • the oxygen feedback learning correction unit 91 corrects the basic combustion supply amount based on the oxygen feedback bypass valve learning correction value.
  • the ignition timing control unit 82 calculates the ignition timing.
  • the ignition timing is the discharge timing of the spark plug 31.
  • the ignition timing is represented by the rotation angle of the crankshaft 26 with respect to the compression top dead center.
  • the compression top dead center is the top dead center of the piston 28 between the compression stroke and the combustion stroke.
  • the minimum advance angle corresponding to the ignition timing at which the torque is maximum is called MBT (Minimummadvance for the Best Torque).
  • MBT Minimum advance angle corresponding to the ignition timing at which the torque is maximum
  • MBT Minimum advance angle corresponding to the ignition timing at which the torque is maximum
  • MBT Minimum advance angle corresponding to the ignition timing at which the torque is maximum
  • MBT Minimum advance angle corresponding to the ignition timing at which the torque is maximum
  • MBT Minimum advance angle corresponding to the ignition timing at which the torque is maximum
  • MBT Minimum advance angle corresponding to the ignition timing at which the torque is maximum
  • the ignition timing is close to the advance corresponding to MBT
  • the ignition timing is close to MBT
  • the ignition timing control unit 82 includes a basic ignition timing calculation unit 93 and a final ignition timing calculation unit 94.
  • the basic ignition timing calculation unit 93 calculates a basic ignition timing.
  • the final ignition timing calculation unit 94 corrects the basic ignition timing calculated by the basic ignition timing calculation unit 93 to calculate the final ignition timing.
  • the basic ignition timing calculation unit 93 calculates the basic ignition timing based on the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine speed sensor 71.
  • the basic ignition timing calculation unit 93 calculates the basic ignition timing in all opening regions of the throttle valve 45 and all rotation speed regions of the engine rotation speed.
  • the basic ignition timing calculation unit 93 calculates the basic ignition timing for the region based on the two signals. Specifically, the basic ignition timing is obtained using a map (not shown) in which the basic ignition timing is associated with the throttle opening and the engine speed. In this map, the basic ignition timing is set for all opening regions of the throttle opening and all rotation speed regions of the engine rotation speed.
  • FIG. 9 is a graph showing an example of the relationship between the throttle opening, the engine speed, and the basic ignition timing.
  • the final ignition timing calculation unit 94 includes a knocking sensor correction cancellation unit 95, a knocking sensor correction unit 96, and an engine temperature sensor correction unit 97.
  • the knocking sensor correction unit 96 corrects the basic ignition timing based on the signal from the knocking sensor 72. Control of the ignition timing based on the signal of the knocking sensor 72 is referred to as knocking control.
  • the knocking sensor correction cancellation unit 95 determines whether or not to cancel the correction by the knocking sensor correction unit 96. That is, the knocking sensor correction cancellation unit 95 determines whether or not to perform knocking control. This determination is made based on the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine speed sensor 71.
  • the map shown in FIG. 10 is used for this determination.
  • a knocking control area associated with the throttle opening and the engine speed is displayed.
  • the knocking control region is a hatched region.
  • the knocking control region is a region where the throttle opening is particularly large. That is, the knocking control region is a region where the engine load is large.
  • the knocking sensor correction cancellation unit 95 determines whether or not the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine rotation speed sensor 71 are included in the knocking control region. When both signals are not included in the knocking control region, the knocking sensor correction cancellation unit 95 determines to cancel the correction. On the other hand, when both signals are included in the knocking control region, the knocking sensor correction cancellation unit 95 determines not to cancel the correction.
  • the knocking sensor correction cancellation unit 95 determines to cancel the correction
  • the knocking sensor correction cancellation unit 95 cancels the correction by the knocking sensor correction unit 96.
  • the cancellation of the correction by the knocking sensor correction unit 96 specifically means that the arithmetic processing by the knocking sensor correction unit 96 is not performed.
  • the cancellation of the correction by the knocking sensor correction unit 96 may be to execute the following processing.
  • the knocking sensor correction unit 96 uses a correction value that is not based on the signal of the knocking sensor 72 to perform a calculation process that results in the same result as when the correction is not performed.
  • the knocking sensor correction unit 96 corrects the basic ignition timing.
  • the knocking sensor correction unit 96 corrects the basic ignition timing based on the signal from the knocking sensor 72. Specifically, knocking sensor correction unit 96 first determines the presence or absence of knocking of engine body 20 based on a signal from knocking sensor 72. The determination of the presence or absence of knocking is made based on the peak value of the signal from the knocking sensor 72, for example. When it is determined that knocking is present, the knocking sensor correction unit 96 corrects the basic ignition timing so as to retard the basic ignition timing by a predetermined retardation value.
  • the knocking sensor correction unit 96 corrects the basic ignition timing to advance by a predetermined advance value. As a result, when there is no knocking, the ignition timing approaches the MBT by a predetermined advance value. When knocking occurs, the ignition timing is delayed from the MBT by a predetermined delay value. Thereby, the occurrence of knocking is suppressed. Therefore, it is possible to improve the output and fuel consumption by preventing the occurrence of large knocking and making the ignition timing as close to MBT as possible.
  • the result of correcting the basic ignition timing by the knocking sensor correction unit 96 is referred to as corrected ignition timing.
  • the engine temperature sensor correction unit 97 corrects the corrected ignition timing or basic ignition timing based on the signal from the engine temperature sensor 73.
  • the final ignition timing calculation unit 94 determines the value corrected by the engine temperature sensor correction unit 97 as the final ignition timing.
  • the operation instructing unit 85 energizes the ignition coil 32 based on the final ignition timing calculated by the final ignition timing calculating unit 94 to operate the spark plug 31.
  • the engine unit 11 of this embodiment does not include an intake pressure sensor. Therefore, the ECU 80 does not grasp changes in atmospheric pressure due to changes in altitude. However, by performing knocking control in the knocking control region, it is possible to make the ignition timing as close to MBT as possible even when the atmospheric pressure changes. Therefore, fuel consumption and output can be increased.
  • the engine unit 11 of this embodiment has the following characteristics.
  • the opening degree of the throttle valve 45 changes, the amount of air taken into the combustion chamber 30 changes.
  • the path length D2 from the throttle valve 45 to the intake port 33 is shorter than the path length D1 from the atmospheric intake port 41c to the throttle valve 45. That is, the throttle valve 45 is disposed near the combustion chamber 30. Therefore, the delay in the change in the amount of air taken into the combustion chamber 30 with respect to the change in the opening degree of the throttle valve 45 can be reduced.
  • the basic fuel supply amount calculation unit 86 calculates the basic fuel supply amount based on the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine speed sensor 71.
  • the basic fuel supply amount calculation unit 86 calculates the basic fuel supply amount in all opening regions of the opening degree of the throttle valve 45 and all rotation speed regions of the engine rotation speed.
  • the basic ignition timing calculation unit 93 calculates the basic ignition timing based on the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine speed sensor 71.
  • the basic ignition timing calculation unit 93 calculates the basic ignition timing in all opening regions of the throttle valve 45 and all rotation speed regions of the engine rotation speed. As described above, the basic fuel supply amount calculation unit 86 calculates the basic fuel supply amount based on the opening degree of the throttle valve 45.
  • the basic ignition timing calculation unit 93 calculates the basic ignition timing based on the opening degree of the throttle valve 45. Therefore, the delay in the change in the basic fuel supply amount and the basic ignition timing can be reduced with respect to the change in the opening degree of the throttle valve 45. As described above, the delay in the change in the amount of air taken into the combustion chamber 30 is small with respect to the change in the opening degree of the throttle valve 45. Therefore, when the opening degree of the throttle valve 45 is changed, the time difference between the change in the basic fuel supply amount and the basic ignition timing and the change in the air amount taken into the combustion chamber 30 can be reduced.
  • the final fuel supply amount calculation unit 87 calculates the final fuel supply amount from the basic fuel supply amount.
  • the final fuel supply amount calculation unit 87 includes an oxygen sensor correction unit 90 and an oxygen sensor correction cancellation unit 89.
  • the oxygen sensor correction unit 90 corrects the basic fuel supply amount based on the signal from the oxygen sensor 75.
  • the oxygen sensor correction cancellation unit 89 cancels the correction by the oxygen sensor correction unit 90 based on the signal from the throttle opening sensor 74 and the signal from the engine rotation speed sensor 71.
  • the final ignition timing calculation unit 94 calculates the final ignition timing from the basic ignition timing.
  • Final ignition timing calculation unit 94 includes a knocking sensor correction unit 96 and a knocking sensor correction cancellation unit 95.
  • the knocking sensor correction unit 96 corrects the basic ignition timing based on the signal from the knocking sensor 72.
  • Knocking sensor correction cancellation unit 95 cancels the correction by knocking sensor correction unit 96 based on the signal from throttle opening sensor 74 and the signal from engine rotation speed sensor 71.
  • the operation instruction unit 85 operates the injector 42 based on the final fuel supply amount.
  • the operation instructing unit 85 operates the spark plug 31 based on the final ignition timing.
  • the final fuel supply amount calculation unit 87 determines cancellation of the correction of the basic fuel supply amount based on the opening degree of the throttle valve 45 and determines the final fuel supply amount.
  • the final ignition timing calculation unit 94 determines cancellation of the correction of the basic ignition timing based on the opening of the throttle valve 45 and determines the final ignition timing.
  • the delay in correcting the basic fuel supply amount and the basic ignition timing can be reduced with respect to the change in the opening degree of the throttle valve 45.
  • the delay in the change in the amount of air taken into the combustion chamber 30 is small with respect to the change in the opening degree of the throttle valve 45. Therefore, when the opening degree of the throttle valve 45 changes, the time difference between the change in the correction of the basic fuel supply amount and the basic ignition timing and the change in the air amount taken into the combustion chamber 30 can be reduced.
  • the opening degree of the throttle valve 45 when the opening degree of the throttle valve 45 is changed, the time difference between the change in the basic fuel supply amount and the basic ignition timing and the change in the air amount taken into the combustion chamber 30 can be reduced. Further, when the opening degree of the throttle valve 45 is changed, the time difference between the change of the basic fuel supply amount and the correction of the basic ignition timing and the change of the air amount taken into the combustion chamber 30 can be reduced. Therefore, the accuracy of control of the fuel supply amount and the ignition timing can be improved. As a result, exhaust purification performance and output or fuel consumption can be improved.
  • the fuel supply amount and ignition timing are controlled based on the throttle opening sensor 74 and the engine speed sensor 71. In addition, the fuel supply amount and the ignition timing are controlled in all opening regions of the throttle valve 45 and in all rotation speed regions of the engine rotation speed. Therefore, it is possible to improve exhaust purification performance and output or fuel consumption with simple control.
  • the engine unit 11 does not have an intake pressure sensor that detects the internal pressure of the intake passage portion 41. Further, the engine unit 11 does not have an intake air temperature sensor that detects the temperature in the intake passage portion 41. Therefore, the intake pressure and the intake temperature are not used for controlling the fuel supply amount and the ignition timing. Therefore, the control of the fuel supply amount and the ignition timing can be simplified.
  • the final fuel supply amount calculation unit 87 may include a correction unit that corrects the fuel supply amount in addition to the oxygen sensor correction unit 90 and the engine temperature sensor correction unit 92.
  • the final fuel supply amount calculation unit 87 may include a correction unit that corrects the fuel supply amount according to the transient characteristics during acceleration / deceleration.
  • the final ignition timing calculation unit 94 may include a correction unit that corrects the ignition timing in addition to the knocking sensor correction unit 96 and the engine temperature sensor correction unit 97. Further, the final ignition timing calculation unit 94 may not include the engine temperature sensor correction unit 97.
  • the catalyst 53 is arranged below the engine body, but the arrangement position of the catalyst 53 is not particularly limited as long as it is in the exhaust passage portion 51.
  • the catalyst 53 may be disposed in the muffler 54.
  • the catalyst 53 may be disposed in front of the engine body 20.
  • a plurality of catalysts may be disposed in the exhaust passage portion 51.
  • the injector 42 is disposed so as to inject fuel into the intake passage portion 41, but may be disposed so as to inject fuel into the combustion chamber 30.
  • the injector 42 may be disposed in the engine body 20.
  • the injector 42 corresponds to the fuel supply device of the present invention.
  • the fuel supply device of the present invention is not limited to an injector.
  • the fuel supply device of the present invention may be a device that supplies fuel into the combustion chamber.
  • the fuel supply device of the present invention may be, for example, a carburetor that supplies fuel to the combustion chamber by negative pressure.
  • the engine unit 11 may have an intake pressure sensor that detects the internal pressure of the intake passage portion 41.
  • a signal from the intake pressure sensor may be used for controlling the fuel supply amount and / or controlling the ignition timing.
  • the engine unit 11 may have an intake air temperature sensor that detects the temperature of air in the intake passage portion 41.
  • a signal from the intake air temperature sensor may be used for controlling the fuel supply amount and / or controlling the ignition timing.
  • the engine unit 11 of the above embodiment is a natural air-cooled engine unit.
  • the air-cooled engine unit of the present invention may be a forced air-cooled engine unit.
  • the forced air cooling engine unit includes a shroud and a fan.
  • the shroud is disposed so as to cover at least a part of the engine body. Air is introduced into the shroud by driving the fan.
  • the engine unit 11 of the above embodiment is air-cooled, but the engine unit of the present invention may be a water-cooled engine unit.
  • the engine unit 11 of the above embodiment is a single cylinder engine unit, but the engine unit of the present invention may be a multi-cylinder engine unit having a plurality of combustion chambers.
  • the number of the air intake ports 41c may be smaller than the number of the plurality of combustion chambers 30. That is, a portion of the intake passage portion 41 formed for one combustion chamber 30 may also serve as a portion of the intake passage portion 41 formed for another combustion chamber 30.
  • the number of atmospheric inlets 41c may be one.
  • the number of atmospheric discharge ports 64a may be smaller than the number of the plurality of combustion chambers 30. That is, a part of the exhaust passage portion 51 formed for one combustion chamber 30 may also serve as a part of the exhaust passage portion 51 formed for another combustion chamber 30.
  • the number of atmospheric discharge ports 64a may be one. Further, when the number of combustion chambers 30 is an odd number of 4 or more, the atmospheric discharge ports 64a may be arranged one by one on the left and right.
  • the combustion chamber of the present invention may have a configuration having a main combustion chamber and a sub-combustion chamber connected to the main combustion chamber.
  • one combustion chamber is formed by the main combustion chamber and the sub-combustion chamber.
  • the above embodiment is an example in which the engine unit of the present invention is applied to a sports type motorcycle.
  • the application target of the engine unit of the present invention is not limited to a sports type motorcycle.
  • the engine unit of the present invention may be applied to a motorcycle other than the sport type.
  • the engine unit of the present invention may be applied to a scooter type motorcycle.
  • the engine unit of the present invention may be applied to a lean vehicle other than a motorcycle.
  • a lean vehicle is a vehicle having a vehicle body frame that leans to the right of the vehicle when turning right and leans to the left of the vehicle when turning left.
  • the engine unit of the present invention may be applied to a straddle-type vehicle other than a motorcycle.
  • the saddle riding type vehicle refers to all vehicles that ride in a state in which an occupant straddles a saddle.
  • the saddle riding type vehicle includes a motorcycle, a tricycle, a four-wheel buggy (ATV: All Terrain Vehicle), a water bike, a snowmobile, and the like.
  • ATV All Terrain Vehicle
  • the route length of an arbitrary portion of the intake passage portion 41 is the length of a route formed inside this portion. The same is true for the path length of any part of the exhaust passage portion 51.
  • the path length refers to the path length of the middle line of the path.
  • Engine unit 20 Engine body 30 Combustion chamber 31 Spark plug (ignition device) 32 Ignition coil (ignition device) 33 Intake Port 34 Exhaust Port 41 Intake Passage 41c Air Intake Port 42 Injector (Fuel Supply Device) 45 Throttle valve (throttle valve close to combustion chamber) 51 Exhaust passage section 64a Atmospheric discharge port 71 Engine rotation speed sensor 72 Knocking sensor 73 Engine temperature sensor 74 Throttle opening sensor (throttle opening sensor arranged close to combustion chamber) 75 Oxygen sensor 80 ECU (control device) DESCRIPTION OF SYMBOLS 81 Fuel supply amount control part 82 Ignition timing control part 85 Operation instruction part 86 Basic fuel supply amount calculation part 87 Final fuel supply amount calculation part 89 Oxygen sensor correction cancellation part 90 Oxygen sensor correction part 93 Basic ignition timing calculation part 94 Final ignition timing Calculation unit 95 Knocking sensor correction canceling unit 96 Knocking sensor correction unit

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Abstract

　シンプルな制御で、排気浄化性能と、出力または燃費を向上できるエンジンユニットを提供する。ＥＣＵ（８０）は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度とエンジン回転速度に基づいて基本燃料供給量を算出する。ＥＣＵ（８０）は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度とエンジン回転速度に基づいて基本点火時期を算出する。ＥＣＵ（８０）は、基本燃料供給量の補正を燃焼室近接配置スロットル弁の開度とエンジン回転速度に基づいてキャンセルする。ＥＣＵ（８０）は、基本点火時期の補正を燃焼室近接配置スロットル弁の開度とエンジン回転速度に基づいてキャンセルする。

Description

エンジンユニット
　本発明は、エンジンユニットに関する。
　エンジンユニットは、燃焼室内に燃料を供給する燃料供給装置を有する。燃料供給装置は、例えば、燃料を噴射するインジェクタである。従来、燃料供給量を制御するために、吸気圧、スロットル弁の開度、エンジン回転速度、および排ガスの酸素濃度などが用いられていた（例えば特許文献１参照）。以下の説明において、スロットル弁の開度を、スロットル開度という。
　スロットル開度が小さいときは、吸気圧とエンジン回転速度に基づいて基本燃料供給量が決定される。基本燃料供給量は、排ガスの酸素濃度に基づいて補正されて、燃料供給量が決定される。また、スロットル開度が大きいときは、スロットル開度とエンジン回転速度に基づいて基本燃料供給量が決定される。基本燃料供給量は、排ガスの酸素濃度に基づいて補正されて、燃料供給量が決定される。排ガスの酸素濃度に基づいて燃料供給量を制御することを、酸素フィードバック制御という。
米国特許出願公開第２０１４／０２８８８０５号明細書
　従来の燃料供給量の制御は、スロットル開度に応じて、以下の２つの制御を切り換えている。２つの制御とは、吸気圧とエンジン回転速度に基づいた制御と、スロットル開度とエンジン回転速度に基づいた制御である。さらに、従来の燃料供給量の制御は、酸素フィードバック制御を行っている。そのため、燃料供給量の制御が複雑であった。近年、エンジンユニットは、排気浄化性能の一層の向上と、出力または燃費の一層の向上が求められている。そのため、燃料供給量の制御がより複雑になる傾向がある。
　本発明は、シンプルな制御で、排気浄化性能と、出力または燃費を向上できるエンジンユニットを提供することを目的とする。
課題を解決するための手段及び発明の効果
　本発明のエンジンユニットは、少なくとも１つの燃焼室を形成するエンジン本体と、前記燃焼室に形成された吸気ポートと大気から空気を吸入する大気吸入口とをつなぎ、その内部を、前記大気吸入口から前記吸気ポートに向かって空気が流れる吸気通路部と、前記燃焼室に形成された排気ポートと大気に排ガスを放出する大気放出口とをつなぎ、その内部を、前記排気ポートから前記大気放出口に向かって排ガスが流れる排気通路部と、前記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給装置と、前記燃焼室内の燃料に点火する点火装置と、前記吸気通路部に設けられた燃焼室近接配置スロットル弁であって、前記吸気通路部の前記燃焼室近接配置スロットル弁から前記吸気ポートまでの経路長が、前記吸気通路部の前記大気吸入口から前記燃焼室近接配置スロットル弁までの経路長より短くなる位置に配置された前記燃焼室近接配置スロットル弁と、前記燃焼室近接配置スロットル弁の開度を検出する燃焼室近接配置スロットル開度センサと、前記エンジン本体に発生するノッキングを検出するノッキングセンサと、エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、前記排気通路部内の排ガスの酸素濃度を検出する酸素センサと、前記燃料供給装置の燃料供給量の制御と前記点火装置の点火時期の制御を行う制御装置とを備える。前記制御装置は、前記燃焼室近接配置スロットル弁の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、前記燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいて基本燃料供給量を算出する基本燃料供給量算出部と、前記燃焼室近接配置スロットル弁の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、前記燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいて基本点火時期を算出する基本点火時期算出部と、前記酸素センサの信号に基づいて前記基本燃料供給量を補正する酸素センサ補正部、および、前記酸素センサ補正部による補正を前記燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいてキャンセルする酸素センサ補正キャンセル部を含み、前記基本燃料供給量から最終燃料供給量を算出する最終燃料供給量算出部と、前記ノッキングセンサの信号に基づいて前記基本点火時期を補正するノッキングセンサ補正部、および、前記ノッキングセンサ補正部による補正を前記燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいてキャンセルするノッキングセンサ補正キャンセル部を含み、前記基本点火時期から最終点火時期を算出する最終点火時期算出部と、前記最終燃料供給量に基づいて前記燃料供給装置を作動させ、かつ、前記最終点火時期に基づいて前記点火装置を作動させる作動指示部と、を含む。
　エンジンユニットは、エンジン本体と、吸気通路部と、排気通路部と、燃料供給装置と、点火装置と、燃焼室近接配置スロットル弁と、燃焼室近接配置スロットル開度センサと、ノッキングセンサと、エンジン回転速度センサと、酸素センサと、制御装置とを備えている。エンジン本体は、少なくとも１つの燃焼室を形成する。吸気通路部は、燃焼室に形成された吸気ポートと大気から空気を吸入する大気吸入口とをつなぐ。吸気通路部は、その内部を、大気吸入口から吸気ポートに向かって空気が流れる。排気通路部は、燃焼室に形成された排気ポートと大気に排ガスを放出する大気放出口とをつなぐ。排気通路部は、その内部を、排気ポートから大気放出口に向かって排ガスが流れる。燃料供給装置は、燃焼室内に燃料を供給する。点火装置は、燃焼室内の燃料に点火する。燃焼室近接配置スロットル弁は、吸気通路部に設けられる。燃焼室近接配置スロットル開度センサは、燃焼室近接配置スロットル弁の開度を検出する。ノッキングセンサは、エンジン本体のノッキングを検出する。エンジン回転速度センサは、エンジン回転速度を検出する。酸素センサは、排気通路部の排ガスの酸素濃度を検出する。制御装置は、燃料供給装置の燃料供給量の制御と点火装置の点火時期の制御を行う。制御装置は、基本燃料供給量算出部と、基本点火時期算出部と、最終燃料供給量算出部と、最終点火時期算出部と、作動指示部とを含む。
　燃焼室近接配置スロットル弁の開度が変化すると、燃焼室に吸入される空気量は変化する。燃焼室近接配置スロットル弁から吸気ポートまでの経路長は、大気吸入口から燃焼室近接配置スロットル弁までの経路長よりも短い。つまり、燃焼室近接配置スロットル弁は、燃焼室の近くに配置されている。そのため、燃焼室近接配置スロットル弁の開度の変化に対して、燃焼室に吸入される空気量の変化の遅れを少なくできる。
　基本燃料供給量算出部は、燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいて、基本燃料供給量を算出する。基本燃料供給量算出部は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、基本燃料供給量を算出する。基本点火時期算出部は、燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号とエンジン回転速度センサの信号に基づいて、基本点火時期を算出する。基本点火時期算出部は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、基本点火時期を算出する。
　このように、基本燃料供給量算出部は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度に基づいて、基本燃料供給量を算出する。また、基本点火時期算出部は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度に基づいて、基本点火時期を算出する。そのため、燃焼室近接配置スロットル弁の開度の変化に対して、基本燃料供給量と基本点火時期の変化の遅れを少なくできる。上述したように、燃焼室近接配置スロットル弁の開度の変化に対して、燃焼室に吸入される空気量の変化の遅れは少ない。したがって、燃焼室近接配置スロットル弁の開度が変化した場合に、基本燃料供給量と基本点火時期の変更と、燃焼室に吸入される空気量の変化との時間差を少なくできる。
　最終燃料供給量算出部は、基本燃料供給量から最終燃料供給量を算出する。最終燃料供給量算出部は、酸素センサ補正部と、酸素センサ補正キャンセル部とを含む。酸素センサ補正部は、酸素センサの信号に基づいて基本燃料供給量を補正する。酸素センサ補正キャンセル部は、酸素センサ補正部による補正を燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号とエンジン回転速度センサの信号に基づいてキャンセルする。最終点火時期算出部は、基本点火時期から最終点火時期を算出する。最終点火時期算出部は、ノッキングセンサ補正部と、ノッキングセンサ補正キャンセル部とを含む。ノッキングセンサ補正部は、ノッキングセンサの信号に基づいて基本点火時期を補正する。ノッキングセンサ補正キャンセル部は、ノッキングセンサ補正部による補正を燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号とエンジン回転速度センサの信号に基づいてキャンセルする。作動指示部は、最終燃料供給量に基づいて燃料供給装置を作動させる。また、作動指示部は、最終点火時期に基づいて点火装置を作動させる。
　このように、最終燃料供給量算出部は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度に基づいて、基本燃料供給量の補正のキャンセルを判断して、最終燃料供給量を決定する。また、最終点火時期算出部は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度に基づいて、基本点火時期の補正のキャンセルを判断して、最終点火時期を決定する。そのため、燃焼室近接配置スロットル弁の開度の変化に対して、基本燃料供給量と基本点火時期の補正の遅れを少なくできる。上述したように、燃焼室近接配置スロットル弁の開度の変化に対して、燃焼室に吸入される空気量の変化の遅れは少ない。したがって、燃焼室近接配置スロットル弁の開度が変化した場合に、基本燃料供給量と基本点火時期の補正の変更と、燃焼室に吸入される空気量の変化との時間差を少なくできる。
　以上のように、燃焼室近接配置スロットル弁の開度が変化した場合に、基本燃料供給量と基本点火時期の変更と、燃焼室に吸入される空気量の変化との時間差を少なくできる。また、燃焼室近接配置スロットル弁の開度が変化した場合に、基本燃料供給量と基本点火時期の補正の変更と、燃焼室に吸入される空気量の変化との時間差を少なくできる。したがって、燃料供給量と点火時期の制御の精度を向上できる。その結果、排気浄化性能と、出力または燃費を向上することができる。
　燃料供給量と点火時期の制御は、燃焼室近接配置スロットル開度センサとエンジン回転速度センサに基づいて行われる。しかも、燃料供給量と点火時期の制御は、燃焼室近接配置スロットル弁の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において行われる。したがって、シンプルな制御で、排気浄化性能と、出力または燃費を向上することができる。
　本発明のエンジンユニットは、前記吸気通路部に設けられて前記吸気通路部の内部圧力を検出する吸気圧センサ、および、前記吸気通路部に設けられて前記吸気通路部内の温度を検出する吸気温センサを有しないことが好ましい。
　この構成によると、エンジンユニットは、吸気通路部の内部圧力を検出する吸気圧センサを有しない。さらに、エンジンユニットは、吸気通路部内の温度を検出する吸気温センサを有しない。そのため、燃料供給量と点火時期の制御に、吸気圧および吸気温を使用しない。したがって、燃料供給量と点火時期の制御をよりシンプルにできる。
実施形態に係るエンジンユニットが適用された自動二輪車の左側面図である。 エンジンユニットの模式図である。 エンジンユニットの制御ブロック図である。 エンジンユニットの制御ブロックの部分詳細図である。 スロットル開度とエンジン回転速度に対応した吸入空気量マップである。 スロットル開度とエンジン回転速度と基本燃料供給量との関係の一例を示すグラフである。 スロットル開度とエンジン回転速度と酸素フィードバック制御領域との関係を示す図である。 スロットル開度とエンジン回転速度と酸素フィードバック学習領域との関係を示す図である。 スロットル開度とエンジン回転速度と基本点火時期との関係の一例を示すグラフである。 スロットル開度とエンジン回転速度とノッキング制御領域との関係を示す図である。
　以下、本発明の実施の形態について説明する。本実施形態は、本発明のエンジンユニットが適用された自動二輪車の一例である。なお、以下の説明において、前後方向とは、自動二輪車１の後述するシート９に着座したライダーから視た車両前後方向のことである。左右方向とは、シート９に着座したライダーから視たときの車両左右方向のことである。車両左右方向は、車幅方向と同じである。また、図１中の矢印Ｆ方向と矢印Ｂ方向は、前方と後方を表しており、矢印Ｕ方向と矢印Ｄ方向は、上方と下方を表している。
　[自動二輪車の全体構成]
　図１に示すように本実施形態の自動二輪車１は、前輪２と、後輪３と、車体フレーム４とを備えている。車体フレーム４は、その前部にヘッドパイプ４ａを有する。ヘッドパイプ４ａには、ステアリングシャフト（図示せず）が回転可能に挿入されている。ステアリングシャフトの上端部は、ハンドルユニット５に連結されている。ハンドルユニット５には、一対のフロントフォーク６の上端部が固定されている。フロントフォーク６の下端部は、前輪２を支持している。
　ハンドルユニット５には、右グリップ（図示せず）と左グリップ１２が設けられている。右グリップは、エンジンの出力を調整するアクセルグリップである。ライダーがアクセルグリップを握った状態で、アクセルグリップをライダーの手前側に回動させると、エンジン出力が増加する。具体的にはスロットル開度が増加する。また、その反対側にアクセルグリップを回動させると、エンジン出力が減少する。具体的にはスロットル開度が減少する。また、左グリップ１２の前方には、ブレーキレバー１３が設けられている。また、ハンドルユニット５の前方には、表示装置１４が配置されている。図示は省略するが、表示装置１４には、車速や、エンジン回転速度などが表示される。また、表示装置１４には、インジケータ（表示灯）が設けられている。
　車体フレーム４には、一対のスイングアーム７が揺動可能に支持されている。スイングアーム７の後端部は、後輪３を支持している。各スイングアーム７の揺動中心より後方の位置には、リヤサスペンション８の一端部が取り付けられている。リヤサスペンション８の他端部は、車体フレーム４に取り付けられている。
　車体フレーム４の上部には、シート９と燃料タンク１０が支持されている。燃料タンク１０は、シート９の前方に配置されている。また、車体フレーム４には、エンジンユニット１１が搭載されている。エンジンユニット１１は、燃料タンク１０の下方に配置されている。また、車体フレーム４には、各種センサなどの電子機器に電力を供給するバッテリ（図示せず）が搭載されている。
　[エンジンユニットの構成]
　エンジンユニット１１は、自然空冷式のエンジンである。エンジンユニット１１は、４ストローク式の単気筒エンジンである。４ストローク式のエンジンとは、吸気行程、圧縮行程、燃焼行程（膨張行程）、および排気行程を繰り返すエンジンである。エンジンユニット１１は、エンジン本体２０と、吸気ユニット４０と、排気ユニット５０を有する。
　エンジン本体２０は、クランクケース２１と、シリンダボディ２２と、シリンダヘッド２３と、ヘッドカバー２４とを備えている。シリンダボディ２２は、クランクケース２１の上端部に取り付けられる。シリンダヘッド２３は、シリンダボディ２２の上端部に取り付けられる。ヘッドカバー２４は、シリンダヘッド２３の上端部に取り付けられる。
　エンジン本体２０の少なくとも一部の表面には、フィン部２５が形成されている。フィン部２５は、シリンダボディ２２の表面と、シリンダヘッド２３の表面に形成されている。フィン部２５は、複数のフィンで構成されている。各フィンは、エンジン本体２０の表面から突出して形成されている。フィン部２５は、シリンダボディ２２とシリンダヘッド２３のほぼ全周に形成されている。フィン部２５は、エンジン本体２０で発生した熱を放熱させる。
　図２は、エンジンユニット１１を模式的に示した図である。図２に示すように、クランクケース２１は、クランク軸２６、スタータモータ２７、変速機（図示せず）、発電機（図示せず）等を収容している。変速機は、クランク軸２６の回転速度と後輪３の回転速度との比を変化させる装置である。クランク軸２６の回転は、変速機を介して後輪３に伝達されるようになっている。スタータモータ２７は、エンジン始動時にクランク軸２６を回転させる。スタータモータ２７は、バッテリ（図示せず）からの電力により作動する。発電機は、クランク軸２６の回転力によって電力を生成する。その電力で、バッテリが充電される。なお、スタータモータ２７と発電機を配置する代わりに、ＩＳＧ（Integrated Starter Generator)を配置してもよい。ＩＳＧは、スタータモータ２７と発電機が一体化された装置である。
　クランクケース２１には、エンジン回転速度センサ７１と、ノッキングセンサ７２が設けられている。エンジン回転速度センサ７１は、クランク軸２６の回転速度、即ち、エンジン回転速度を検出する。エンジン回転速度とは、単位時間当たりのクランク軸２６の回転数のことである。ノッキングセンサ７２は、エンジン本体２０に発生するノッキングを検知する。ノッキングとは、後述する燃焼室３０内において異常燃焼が発生することで、金属性の打撃音または打撃的な振動が発生する現象である。通常は、火花放電による点火をきっかけに混合気が燃焼を開始して、その火炎が周囲に伝播していく。なお、本明細書において、混合気とは、空気と燃料との混合気のことである。ノッキングは、火炎伝播が届いていない未燃焼の混合気が燃焼室３０内で自然発火することで起こる。ノッキングセンサ７２の構成は、ノッキングを検知できるものであれば特に限定されない。
　シリンダボディ２２には、シリンダ孔２２ａが形成されている。シリンダ孔２２ａには、ピストン２８が摺動可能に収容されている。ピストン２８は、コネクティングロッド２９を介してクランク軸２６に連結されている。また、エンジン本体２０には、エンジン温度センサ７３が設けられている。エンジン温度センサ７３は、エンジン本体２０の温度を検出する。具体的には、シリンダボディ２２の温度を検出する。
　シリンダヘッド２３の下面とシリンダ孔２２ａとピストン２８によって、燃焼室３０（図２参照）が形成される。燃焼室３０には、点火プラグ３１の先端部が配置されている。点火プラグの先端部は、火花放電を発生させる。この火花放電によって、燃焼室３０内の混合気は点火される。点火プラグ３１は、点火コイル３２に接続されている。点火コイル３２は、点火プラグ３１の火花放電を生じさせるための電力を蓄える。点火プラグ３１と点火コイル３２とを合わせた装置が、本発明の点火装置に相当する。
　シリンダヘッド２３の燃焼室３０を画定する面には、吸気ポート３３と排気ポート３４が形成されている。つまり、吸気ポート３３と排気ポート３４は、燃焼室３０に形成される。吸気ポート３３は、吸気バルブ３５によって開閉される。排気ポート３４は、排気バルブ３６によって開閉される。吸気バルブ３５および排気バルブ３６は、シリンダヘッド２３内に収容された動弁装置（図示せず）によって開閉駆動される。動弁装置は、クランク軸２６と連動して作動する。
　エンジンユニット１１は、吸気ポート３３と大気に面する大気吸入口４１ｃとをつなぐ吸気通路部４１を有する。なお、通路部とは、経路を囲んで経路を形成する壁体等を意味し、経路とは対象が通過する空間を意味する。大気吸入口４１ｃは大気から空気を吸入する。大気吸入口４１ｃから吸い込まれた空気は、吸気通路部４１内を吸気ポート３３に向かって流れる。吸気通路部４１の一部は、エンジン本体２０に形成されており、吸気通路部４１の残りの部分は、吸気ユニット４０に形成されている。吸気ユニット４０は、エンジン本体２０に接続された吸気管を有する。さらに、吸気ユニット４０は、インジェクタ４２とスロットル弁４５とバイパス弁４６を有する。以下の説明において、吸気通路部４１における空気の流れ方向の上流および下流を、単に上流および下流という場合がある。
　エンジンユニット１１は、排気ポート３４と大気に面する大気放出口６４ａとをつなぐ排気通路部５１を有する。燃焼室３０で発生した燃焼ガスは、排気ポート３４を介して排気通路部５１に排出される。燃焼室から排出された燃焼ガスを、排ガスと称する。排ガスは排気通路部５１内を大気放出口６４ａに向かって流れる。排ガスは大気放出口６４ａから大気に放出される。排気通路部５１の一部は、エンジン本体２０に形成されており、排気通路部５１の残りの部分は、排気ユニット５０に形成されている。排気ユニット５０は、エンジン本体２０に接続された排気管５２（図１参照）を有する。さらに、排気ユニット５０は、触媒５３とマフラー５４を有する。マフラー５４は、排ガスによる騒音を低減する装置である。以下の説明において、排気通路部５１における排ガスの流れ方向の上流および下流を、単に上流および下流という場合がある。
　吸気通路部４１には、インジェクタ４２が配置されている。インジェクタ４２は、大気吸入口４１ｃから吸い込まれた空気に対して燃料を噴射する。より詳細には、インジェクタ４２は、吸気通路部４１内の空気に対して燃料を噴射する。インジェクタ４２は、本発明の燃料供給装置に相当する。インジェクタ４２は、燃料ホース４３を介して燃料タンク１０に接続されている。燃料タンク１０の内部には、燃料ポンプ４４が配置されている。燃料ポンプ４４は、燃料タンク１０内の燃料を燃料ホース４３へと圧送する。
　吸気通路部４１は、メイン吸気通路部４１ａと、バイパス吸気通路部４１ｂを有する。メイン吸気通路部４１ａには、スロットル弁４５が設けられる。スロットル弁４５は、インジェクタ４２よりも上流に配置される。バイパス吸気通路部４１ｂは、スロットル弁４５をバイパスするように、メイン吸気通路部４１ａに接続される。つまり、バイパス吸気通路部４１ｂは、メイン吸気通路部４１ａのスロットル弁４５の上流部分と下流部分を連通させる。スロットル弁は、本発明の燃焼室近接配置スロットル弁に相当する。
　吸気通路部４１の内側に形成される経路を、吸気経路と称する。吸気通路部４１の任意の部位の経路長とは、この部位の内側に形成される経路の長さのことである。図２に示すように、吸気通路部４１の大気吸入口４１ｃからスロットル弁４５までの経路長を、経路長Ｄ１とする。吸気通路部４１のスロットル弁４５から吸気ポート３３までの経路長を、経路長Ｄ２とする。経路長Ｄ２は、経路長Ｄ１より短い。つまり、スロットル弁４５は、燃焼室３０に近い位置に配置されている。吸気通路部４１の大気吸入口４１ｃからスロットル弁４５までの容積を、容積Ｖ１とする。吸気通路部４１のスロットル弁４５から吸気ポート３３までの容積を、容積Ｖ２とする。容積Ｖ１は、容積Ｖ２より大きい。
　スロットル弁４５は、スロットルワイヤを介して、アクセルグリップ（図示せず）に接続されている。ライダーがアクセルグリップを回動操作することによって、スロットル弁４５の開度が変更される。エンジンユニット１１は、スロットル弁４５の開度を検出するスロットル開度センサ（スロットルポジションセンサ）７４を有する。以下、スロットル弁４５の開度を、スロットル開度という。スロットル開度センサ７４は、スロットル弁４５の位置を検出することにより、スロットル開度を表す信号を出力する。スロットル開度センサ７４は、本発明の燃焼室近接配置スロットル開度センサに相当する。
　バイパス吸気通路部４１ｂには、バイパス弁４６が設けられている。バイパス弁４６は、バイパス吸気通路部４１ｂを流れる空気の流量を調整するために配置されている。バイパス弁４６は、手動で操作される弁である。バイパス弁４６は、例えば、アジャストスクリューによって構成されている。バイパス吸気通路部４１ｂには、後述するＥＣＵ８０によって開度が制御される弁機構は設けられていない。
　吸気通路部４１には、吸気通路部４１の内部圧力を検出する吸気圧センサは配置されていない。吸気通路部４１の内部圧力を、吸気圧という。吸気通路部４１には、吸気通路部４１内の温度を検出する吸気温センサは配置されていない。吸気通路部４１内の空気の温度を、吸気温度という。
　排気通路部５１内には、触媒５３が配置されている。触媒５３は、排気ユニット５０の排気管５２内に配置されている（図１参照）。排気通路部５１の内側に形成される経路を、排気経路と称する。排気通路部５１の任意の部位の経路長とは、この部位の内側に形成される経路の長さのことである。図２に示すように、排気通路部５１の排気ポート３４から触媒５３の上流端までの経路長を、経路長Ｄ３とする。排気通路部５１の触媒５３の下流端から大気放出口６４ａまでの経路長を、経路長Ｄ４とする。経路長Ｄ３は、経路長Ｄ４よりも短い。つまり、触媒５３は、燃焼室３０に近い位置に配置されている。排気通路部５１の排気ポート３４から触媒５３の上流端までの容積を、容積Ｖ３とする。排気通路部５１の触媒５３の下流端から大気放出口６４ａまでの容積を、容積Ｖ４とする。容積Ｖ３は、容積Ｖ４より小さい。図１に示すように、触媒５３は、エンジン本体２０の下方に配置されている。
　触媒５３は、三元触媒である。三元触媒とは、排ガス中の炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）および窒素酸化物（ＮＯｘ）の３物質を酸化または還元することで除去する触媒である。なお、触媒５３は、炭化水素、一酸化炭素、および窒素酸化物のいずれか１つまたは２つを除去する触媒であってもよい。触媒５３は、酸化還元触媒でなくてもよい。触媒５３は、酸化または還元のいずれか一方だけで有害物質を除去する酸化触媒または還元触媒であってもよい。触媒５３は、排ガス浄化作用を有する貴金属が基材に付着された構成となっている。本実施形態の触媒５３は、メタル基材の触媒である。なお、触媒５３は、セラミック基材の触媒であってもよい。
　排気通路部５１の触媒５３よりも上流には、酸素センサ７５が配置されている。酸素センサ７５は、排ガス中の酸素濃度を検出する。酸素センサ７５は、排ガス中の酸素濃度に応じた電圧信号を出力する。酸素センサ７５は、混合気の空燃比がリッチ状態のときは電圧値の高い信号を出力し、空燃比がリーン状態のときは電圧値の低い信号を出力する。リッチ状態とは、目標空燃比に対して燃料が過剰な状態をいう。リーン状態とは、目標空燃比に対して空気が過剰な状態をいう。つまり、酸素センサ７５は、混合気の空燃比がリッチ状態とリーン状態のどちらで有るかを検出する。酸素センサ７５は、ジルコニアを主体とした固体電解質体からなるセンサ素子部を有する。このセンサ素子部が、高温に加熱されて活性化状態となったときに、酸素センサ７５は酸素濃度を検知できる。なお、酸素センサ７５として、排ガスの酸素濃度に応じたリニアな検出信号を出力するリニアＡ／Ｆセンサを用いてもよい。リニアＡ／Ｆセンサは、排ガス中の酸素濃度の変化を連続的に検出する。
　図３に示すように、エンジンユニット１１は、エンジンユニット１１の動作を制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）８０を有する。ＥＣＵ８０は、本発明の制御装置に相当する。ＥＣＵ８０は、エンジン回転速度センサ７１、ノッキングセンサ７２、エンジン温度センサ７３、スロットル開度センサ７４、酸素センサ７５等の各種センサと接続されている。また、ＥＣＵ８０は、点火コイル３２、インジェクタ４２、燃料ポンプ４４、スタータモータ２７、表示装置１４等と接続されている。
　ＥＣＵ８０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどで構成されている。ＣＰＵは、ＲＯＭやＲＡＭに記憶されたプログラムや各種データに基づいて情報処理を実行する。これにより、ＥＣＵ８０は複数の機能処理部の各機能を実現させる。図３に示すように、ＥＣＵ８０は、機能処理部として、燃料供給量制御部８１、点火時期制御部８２などを有する。さらに、ＥＣＵ８０は、作動指示部８５を有する。作動指示部８５は、各機能処理部の情報処理の結果に基づいて、点火コイル３２、インジェクタ４２、燃料ポンプ４４、スタータモータ２７、発電機、表示装置１４等に対して動作指令信号を送信する。
　燃料供給量制御部８１は、インジェクタ４２の燃料供給量を決定する。燃料供給量とは、燃料噴射量である。より具体的には、燃料供給量制御部８１は、インジェクタ４２による燃料噴射時間を制御する。燃焼効率と、触媒５３の排気浄化効率を高めるには、混合気中の空燃比が理論空燃比（ストイキオメトリ）であることが好ましい。燃料供給量制御部８１は、必要に応じて、燃料供給量を増減させる。たとえば、エンジンユニット１１の暖機完了までは、燃料供給量は通常時よりも多い。また、加速時も、エンジンユニット１１の出力を増大させるために、燃料供給量は通常時よりも多い。また、減速時には、燃料供給はカットされる。
　図４に示すように、燃料供給量制御部８１は、基本燃料供給量算出部８６と、最終燃料供給量算出部８７と、酸素フィードバック学習部８８を含む。基本燃料供給量算出部８６は、基本燃料供給量を算出する。最終燃料供給量算出部８７は、基本燃料供給量算出部８６により算出された基本燃料供給量を補正して、最終燃料供給量を算出する。
　基本燃料供給量算出部８６は、スロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号に基づいて、基本燃料供給量を算出する。基本燃料供給量算出部８６は、スロットル弁４５の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、基本燃料供給量を算出する。基本燃料供給量算出部８６は、上記２つの信号に基づいて、上記領域について、基本燃料供給量を算出する。具体的には、基本燃料供給量の算出には、図５に示すマップが使用される。図５のマップは、スロットル開度（Ｋ１、Ｋ２・・・Ｋｍ）とエンジン回転速度（Ｃ１、Ｃ２・・・Ｃｎ）に対して吸入空気量（Ａ１１、Ａ１２・・・Ａ１ｎ、Ａ２１、Ａ２２・・・、Ａｍ１、Ａｍ２・・・Ａｍｎ）を対応付けたマップである。吸入空気量とは、吸入される空気の質量流量のことである。このマップにおいて、吸入空気量は、スロットル開度の全ての開度領域と、エンジン回転速度の全ての回転速度領域に対して設定されている。このマップおよび後述する他のマップはＲＯＭに記憶されている。基本燃料供給量算出部８６は、まず、図５のマップに基づいて吸入空気量を求める。そして、基本燃料供給量算出部８６は、マップから求めた吸入空気量に対して、目標空燃比を達成できる基本燃料供給量を決定する。図６は、スロットル開度とエンジン回転速度と基本燃料供給量の関係の一例を示すグラフである。
　最終燃料供給量算出部８７は、酸素センサ補正キャンセル部８９と、酸素センサ補正部９０と、酸素フィードバック学習補正部９１と、エンジン温度センサ補正部９２を含む。酸素センサ補正部９０は、酸素センサ７５の信号に基づいて基本燃料供給量を補正する。酸素センサ７５の信号に基づいた燃料供給量の制御を、酸素フィードバック制御という。
　酸素センサ補正キャンセル部８９は、酸素センサ補正部９０による基本燃料供給量の補正を一時的にキャンセルするか否か判定する。つまり、酸素センサ補正キャンセル部８９は、酸素フィードバック制御を一時的にキャンセルするか否か判定する。この判定は、スロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号に基づいて行われる。
　具体的には、この判定には、図７に示すマップが用いられる。図７のマップには、スロットル開度とエンジン回転速度に対応付けられた酸素フィードバック制御領域が表示されている。酸素フィードバック制御領域はハッチングを付した領域である。図７に示すように、酸素フィードバック制御領域は、スロットル開度が特に大きい領域は含まない。また、酸素フィードバック制御領域は、スロットル開度が特に低く且つエンジン回転速度が速い領域は含まない。
　酸素センサ補正キャンセル部８９は、スロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号が、酸素フィードバック制御領域に含まれるか否かを判定する。両信号が酸素フィードバック制御領域に含まれない場合には、酸素センサ補正キャンセル部８９は、補正をキャンセルすると判定する。一方、両信号が酸素フィードバック制御領域に含まれる場合には、酸素センサ補正キャンセル部８９は、補正をキャンセルしないと判定する。
　酸素センサ補正キャンセル部８９は、補正をキャンセルすると判定した場合、酸素センサ補正部９０による補正をキャンセルする。酸素センサ補正部９０による補正をキャンセルするとは、具体的には、酸素センサ補正部９０による演算処理を行わないことである。なお、酸素センサ補正部９０による補正をキャンセルするとは、以下の処理を実行することであってもよい。即ち、酸素センサ補正部９０が、酸素センサ７５の信号に基づかない補正値を使って、補正していないのと同じになる結果になる演算処理を行う。例えば、酸素センサ補正部９０において、基本燃料供給量に補正値を足す演算処理を行う場合、この補正値をゼロとしてもよい。
　酸素センサ補正キャンセル部８９が、補正をキャンセルしないと判定した場合には、酸素センサ補正部９０は、基本燃料供給量を補正する。上述したように、酸素センサ補正部９０は、酸素センサ７５の信号に基づいて、基本燃料供給量を補正する。具体的には、酸素センサ７５の信号がリーン状態を示す信号の場合、次回の燃料供給量が増えるように基本燃料供給量は補正される。一方、酸素センサ７５の信号がリッチ状態を示す信号の場合、次回の燃料供給量が減るように基本燃料供給量は補正される。
　酸素センサ補正キャンセル部８９が、酸素センサ補正部９０による補正をキャンセルした場合、酸素フィードバック学習補正部９１は、基本燃料供給量を補正する。酸素フィードバック学習補正部９１は、後述する酸素フィードバック環境学習補正値および酸素フィードバックバイパス弁学習補正値に基づいて、基本燃料供給量を補正する。
　酸素センサ補正部９０または酸素フィードバック学習補正部９１によって基本燃料供給量を補正した結果を、補正燃料供給量と称する。エンジン温度センサ補正部９２は、エンジン温度センサ７３の信号に基づいて、補正燃料供給量または基本燃料供給量を補正する。最終燃料供給量算出部８７は、エンジン温度センサ補正部９２によって補正された値を、最終燃料供給量と決定する。作動指示部８５は、最終燃料供給量算出部８７によって算出された最終燃料供給量に基づいて、燃料ポンプ４４とインジェクタ４２を作動させる。
　本実施形態のエンジンユニット１１は、吸気圧センサを備えていない。そのため、ＥＣＵ８０は、標高の変化などによる大気圧の変化を直接的には把握しない。しかし、大気圧が変化すると、吸入空気量が変化する。また、ＥＣＵ８０は、バイパス吸気通路部４１ｂに配置されたバイパス弁４６の開度を直接的には把握していない。しかし、スロットル開度が小さい場合、バイパス弁４６の開度の変化による吸入空気量の変化が大きい。なお、スロットル開度が大きい場合には、バイパス弁４６の開度の変化による吸入空気量の変化は小さい。
　酸素フィードバック制御を行う場合には、大気圧の変化またはバイパス弁４６の開度の変化により吸入空気量が変化しても、適切な燃料供給量に制御できる。しかし、酸素フィードバック制御を行わない場合には、適切な燃料供給量に制御するには、大気圧の変化とバイパス弁４６の開度の変化に対応した補正を行う必要がある。そこで、本実施形態では、大気圧の変化とバイパス弁４６の開度の変化に対応した燃料供給量の制御を行うために、酸素フィードバック学習部８８を設けている。酸素フィードバック学習部８８は、酸素フィードバック学習を行う。大気圧の変化を学習する酸素フィードバック学習を、酸素フィードバック環境学習と称する。バイパス弁４６の開度の変化を学習する酸素フィード学習を、酸素フィードバックバイパス弁学習と称する。酸素フィードバック学習は、酸素フィードバック環境学習と、酸素フィードバックバイパス弁学習とを含む。酸素フィードバック学習部８８は、酸素フィードバック環境学習と酸素フィードバックバイパス弁学習を、エンジンユニット１１の運転ごとに１回ずつ行う。つまり、エンジンユニット１１の始動から停止までの間に１回ずつ行う。
　酸素フィードバック学習には、図８に示すマップが用いられる。図８のマップには、スロットル開度とエンジン回転速度に対応付けられた酸素フィードバック環境学習領域が表示されている。図８のマップには、スロットル開度とエンジン回転速度に対応付けられた酸素フィードバックバイパス弁学習領域が表示されている。酸素フィードバック環境学習領域および酸素フィードバックバイパス弁学習領域は、ハッチングを付した領域である。酸素フィードバック環境学習領域および酸素フィードバックバイパス弁学習領域は、図７に示す酸素フィードバック制御領域に含まれる。
　酸素フィードバック学習部８８は、エンジンユニット１１の始動後、エンジン回転速度センサ７１の信号とスロットル開度センサ７４の信号が酸素フィードバック環境学習領域にあるか否かを判定する。そして、この２つの信号が酸素フィードバック環境学習領域にある場合、酸素フィードバック学習部８８は、酸素フィードバック環境学習を行う。具体的には、まず、酸素フィードバック制御を行って算出された最終燃料供給量と、図５に示すマップから求められた基本燃料供給量との差が算出される。この差は、酸素フィードバック環境学習値として、ＲＯＭまたはＲＡＭに記憶される。そして、算出された酸素フィードバック環境学習値と、既に記憶された酸素フィードバック環境学習値のうち、スロットル開度とエンジン回転速度が同じものとが比較される。比較された２つの値が異なる場合には、大気圧が変化したと判断することができる。そこで、比較された２つの値が異なる場合には、酸素フィードバック学習部８８は、酸素フィードバック環境学習補正値を算出する。酸素フィードバック環境学習補正値は、比較された２つの酸素フィードバック環境学習値の差に基づいて算出される。酸素フィードバック学習補正部９１は、酸素フィードバック環境学習補正値に基づいて基本燃焼供給量を補正する。
　酸素フィードバック学習部８８は、エンジンユニット１１の始動後、エンジン回転速度センサ７１の信号とスロットル開度センサ７４の信号が酸素フィードバックバイパス弁学習領域にあるか否かを判定する。そして、この２つの信号が酸素フィードバックバイパス弁学習領域にある場合、酸素フィードバック学習部８８は、酸素フィードバックバイパス弁学習を行う。具体的には、まず、酸素フィードバック制御を行って算出された最終燃料供給量と、図５に示すマップから求められた基本燃料供給量との差が算出される。この差は、酸素フィードバックバイパス弁学習値として、ＲＯＭまたはＲＡＭに記憶される。そして、算出された酸素フィードバックバイパス弁学習値と、既に記憶された酸素フィードバックバイパス弁学習値のうち、スロットル開度とエンジン回転速度が同じものとが比較される。比較された２つの値が異なる場合には、バイパス弁４６の開度が変化したと判断することができる。そこで、比較された２つの値が異なる場合には、酸素フィードバック学習部８８は、酸素フィードバックバイパス弁学習補正値を算出する。酸素フィードバックバイパス弁学習補正値は、比較された２つの酸素フィードバックバイパス弁学習値の差に基づいて算出される。酸素フィードバック学習補正部９１は、酸素フィードバックバイパス弁学習補正値に基づいて基本燃焼供給量を補正する。
　点火時期制御部８２は、点火時期を算出する。点火時期とは、点火プラグ３１の放電タイミングのことである。点火時期は、圧縮上死点を基準としたクランク軸２６の回転角度で表される。なお、圧縮上死点とは、圧縮行程と燃焼行程の間のピストン２８の上死点のことである。トルクが最大となる点火時期に対応する最小進角をＭＢＴ（Minimum advance for the Best Torque）という。以下、点火時期がＭＢＴに対応する進角に近いことを、点火時期がＭＢＴに近い、点火時期がＭＢＴに対応する進角に比べて遅角側にあることを、点火時期がＭＢＴより遅い、などと表現する。燃費と出力を高めるには、点火時期がＭＢＴに近いほど好ましい。しかし、ＭＢＴではノッキングが起きやすい。そのため、点火時期はＭＢＴより遅らせる。その上で、大きいノッキングを防止しながら、点火時期をＭＢＴにできるだけ近づけるように制御する。
　点火時期制御部８２は、基本点火時期算出部９３と、最終点火時期算出部９４を含む。基本点火時期算出部９３は、基本点火時期を算出する。最終点火時期算出部９４は、基本点火時期算出部９３によって算出された基本点火時期を補正して、最終点火時期を算出する。
　基本点火時期算出部９３は、スロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号に基づいて、基本点火時期を算出する。基本点火時期算出部９３は、スロットル弁４５の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、基本点火時期を算出する。基本点火時期算出部９３は、上記２つの信号に基づいて、上記領域について、基本点火時期を算出する。具体的には、スロットル開度とエンジン回転速度に対して基本点火時期を対応付けたマップ（図示せず）を用いて、基本点火時期を求める。このマップにおいて、基本点火時期は、スロットル開度の全ての開度領域と、エンジン回転速度の全ての回転速度領域に対して設定されている。図９は、スロットル開度とエンジン回転速度と基本点火時期の関係の一例を示すグラフである。
　最終点火時期算出部９４は、ノッキングセンサ補正キャンセル部９５と、ノッキングセンサ補正部９６と、エンジン温度センサ補正部９７を含む。ノッキングセンサ補正部９６は、ノッキングセンサ７２の信号に基づいて、基本点火時期を補正する。ノッキングセンサ７２の信号に基づいた点火時期の制御を、ノッキング制御という。ノッキングセンサ補正キャンセル部９５は、ノッキングセンサ補正部９６による補正をキャンセルするか否か判定する。つまり、ノッキングセンサ補正キャンセル部９５は、ノッキング制御を行うか否かを判定する。この判定は、スロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号に基づいて行われる。
　具体的には、この判定には、図１０に示すマップが用いられる。図１０のマップには、スロットル開度とエンジン回転速度に対応付けられたノッキング制御領域が表示されている。ノッキング制御領域はハッチングを付した領域である。図１０に示すように、ノッキング制御領域は、スロットル開度が特に大きい領域である。つまり、ノッキング制御領域は、エンジンの負荷が大きい領域である。
　ノッキングセンサ補正キャンセル部９５は、スロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号が、ノッキング制御領域に含まれるか否かを判定する。両信号がノッキング制御領域に含まれない場合には、ノッキングセンサ補正キャンセル部９５は、補正をキャンセルすると判定する。一方、両信号がノッキング制御領域に含まれる場合には、ノッキングセンサ補正キャンセル部９５は、補正をキャンセルしないと判定する。
　ノッキングセンサ補正キャンセル部９５は、補正をキャンセルすると判定した場合には、ノッキングセンサ補正部９６による補正をキャンセルする。ノッキングセンサ補正部９６による補正をキャンセルとは、具体的には、ノッキングセンサ補正部９６による演算処理を行わないことである。なお、ノッキングセンサ補正部９６による補正をキャンセルとは、以下の処理を実行することであってもよい。即ち、ノッキングセンサ補正部９６が、ノッキングセンサ７２の信号に基づかない補正値を使って、補正していないのと同じになる結果になる演算処理を行う。
　ノッキングセンサ補正キャンセル部９５が、補正をキャンセルしないと判定した場合には、ノッキングセンサ補正部９６は、基本点火時期を補正する。ノッキングセンサ補正部９６は、ノッキングセンサ７２の信号に基づいて基本点火時期を補正する。具体的には、ノッキングセンサ補正部９６は、まず、ノッキングセンサ７２の信号に基づいて、エンジン本体２０のノッキングの有無を判定する。ノッキングの有無の判定は、例えば、ノッキングセンサ７２の信号のピーク値に基づいて行う。ノッキングセンサ補正部９６は、ノッキング有りと判定した場合、基本点火時期を、所定の遅角値だけ遅角させるように補正する。また、ノッキングセンサ補正部９６は、ノッキングなしと判定した場合、基本点火時期を、所定の進角値だけ進角させるように補正する。これにより、ノッキングがないときには点火時期が所定の進角値ずつＭＢＴに近づいていく。また、ノッキングがあるときには点火時期が所定の遅角値ずつＭＢＴより遅れていく。それにより、ノッキングの発生が抑制される。したがって、大きなノッキングの発生を防止しつつ、点火時期をできるだけＭＢＴに近づけて、出力と燃費を向上させることができる。
　ノッキングセンサ補正部９６によって基本点火時期を補正した結果を、補正点火時期と称する。エンジン温度センサ補正部９７は、エンジン温度センサ７３の信号に基づいて、補正点火時期または基本点火時期を補正する。最終点火時期算出部９４は、エンジン温度センサ補正部９７によって補正された値を、最終点火時期と決定する。作動指示部８５は、最終点火時期算出部９４によって算出された最終点火時期に基づいて、点火コイル３２に通電して、点火プラグ３１を作動させる。
　本実施形態のエンジンユニット１１は、吸気圧センサを備えていない。そのため、ＥＣＵ８０は、標高の変化などによる大気圧の変化を把握しない。しかし、ノッキング制御領域においてノッキング制御を行うことにより、大気圧が変化しても点火時期をできるだけＭＢＴに近づけることができる。したがって、燃費と出力を高めることができる。
　本実施形態のエンジンユニット１１は、以下の特徴を有する。
　スロットル弁４５の開度が変化すると、燃焼室３０に吸入される空気量は変化する。スロットル弁４５から吸気ポート３３までの経路長Ｄ２は、大気吸入口４１ｃからスロットル弁４５までの経路長Ｄ１よりも短い。つまり、スロットル弁４５は、燃焼室３０の近くに配置されている。そのため、スロットル弁４５の開度の変化に対して、燃焼室３０に吸入される空気量の変化の遅れを少なくできる。
　基本燃料供給量算出部８６は、スロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号に基づいて、基本燃料供給量を算出する。基本燃料供給量算出部８６は、スロットル弁４５の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、基本燃料供給量を算出する。基本点火時期算出部９３は、スロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号に基づいて、基本点火時期を算出する。基本点火時期算出部９３は、スロットル弁４５の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、基本点火時期を算出する。
　このように、基本燃料供給量算出部８６は、スロットル弁４５の開度に基づいて、基本燃料供給量を算出する。基本点火時期算出部９３は、スロットル弁４５の開度に基づいて、基本点火時期を算出する。そのため、スロットル弁４５の開度の変化に対して、基本燃料供給量と基本点火時期の変化の遅れを少なくできる。上述したように、スロットル弁４５の開度の変化に対して、燃焼室３０に吸入される空気量の変化の遅れは少ない。したがって、スロットル弁４５の開度が変化した場合に、基本燃料供給量と基本点火時期の変更と、燃焼室３０に吸入される空気量の変化との時間差を少なくできる。
　最終燃料供給量算出部８７は、基本燃料供給量から最終燃料供給量を算出する。最終燃料供給量算出部８７は、酸素センサ補正部９０と、酸素センサ補正キャンセル部８９とを含む。酸素センサ補正部９０は、酸素センサ７５の信号に基づいて基本燃料供給量を補正する。酸素センサ補正キャンセル部８９は、酸素センサ補正部９０による補正をスロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号に基づいてキャンセルする。最終点火時期算出部９４は、基本点火時期から最終点火時期を算出する。最終点火時期算出部９４は、ノッキングセンサ補正部９６と、ノッキングセンサ補正キャンセル部９５とを含む。ノッキングセンサ補正部９６は、ノッキングセンサ７２の信号に基づいて基本点火時期を補正する。ノッキングセンサ補正キャンセル部９５は、ノッキングセンサ補正部９６による補正をスロットル開度センサ７４の信号とエンジン回転速度センサ７１の信号に基づいてキャンセルする。作動指示部８５は、最終燃料供給量に基づいてインジェクタ４２を作動させる。また、作動指示部８５は、最終点火時期に基づいて点火プラグ３１を作動させる。
　このように、最終燃料供給量算出部８７は、スロットル弁４５の開度に基づいて、基本燃料供給量の補正のキャンセルを判断して、最終燃料供給量を決定する。また、最終点火時期算出部９４は、スロットル弁４５の開度に基づいて、基本点火時期の補正のキャンセルを判断して、最終点火時期を決定する。そのため、スロットル弁４５の開度の変化に対して、基本燃料供給量と基本点火時期の補正の遅れを少なくできる。上述したように、スロットル弁４５の開度の変化に対して、燃焼室３０に吸入される空気量の変化の遅れは少ない。したがって、スロットル弁４５の開度が変化した場合に、基本燃料供給量と基本点火時期の補正の変更と、燃焼室３０に吸入される空気量の変化との時間差を少なくできる。
　以上のように、スロットル弁４５の開度が変化した場合に、基本燃料供給量と基本点火時期の変更と、燃焼室３０に吸入される空気量の変化との時間差を少なくできる。また、スロットル弁４５の開度が変化した場合に、基本燃料供給量と基本点火時期の補正の変更と、燃焼室３０に吸入される空気量の変化との時間差を少なくできる。したがって、燃料供給量と点火時期の制御の精度を向上できる。その結果、排気浄化性能と、出力または燃費を向上することができる。
　燃料供給量と点火時期の制御は、スロットル開度センサ７４とエンジン回転速度センサ７１に基づいて行われる。しかも、燃料供給量と点火時期の制御は、スロットル弁４５の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において行われる。したがって、シンプルな制御で、排気浄化性能と、出力または燃費を向上することができる。
　エンジンユニット１１は、吸気通路部４１の内部圧力を検出する吸気圧センサを有しない。さらに、エンジンユニット１１は、吸気通路部４１内の温度を検出する吸気温センサを有しない。そのため、燃料供給量と点火時期の制御に、吸気圧および吸気温を使用しない。したがって、燃料供給量と点火時期の制御をよりシンプルにできる。
　以上、本発明の好適な実施の形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々な変更が可能である。また、後述する変更例は適宜組み合わせて実施することができる。なお、本明細書において「好ましい」という用語は非排他的なものであって、「好ましいがこれに限定されるものではない」ということを意味するものである。
　最終燃料供給量算出部８７は、酸素センサ補正部９０およびエンジン温度センサ補正部９２以外にも、燃料供給量を補正する補正部を有していてもよい。例えば、最終燃料供給量算出部８７は、加減速時の過渡特性に応じて燃料供給量を補正する補正部を有していてもよい。
　最終点火時期算出部９４は、ノッキングセンサ補正部９６およびエンジン温度センサ補正部９７以外にも、点火時期を補正する補正部を有していてもよい。また、最終点火時期算出部９４は、エンジン温度センサ補正部９７を有していなくてもよい。
　上記実施形態では、触媒５３はエンジン本体の下方に配置されているが、触媒５３の配置位置は排気通路部５１内であれば特に限定されない。触媒５３は、マフラー５４内に配置されていてもよい。触媒５３は、エンジン本体２０の前方に配置されていてもよい。また、排気通路部５１内に、複数の触媒が配置されていてもよい。
　上記実施形態では、インジェクタ４２は、吸気通路部４１内に燃料を噴射するように配置されているが、燃焼室３０内に燃料を噴射するように配置されていてもよい。インジェクタ４２は、エンジン本体２０に配置されてもよい。
　上記実施形態では、インジェクタ４２が本発明の燃料供給装置に相当する。しかし、本発明の燃料供給装置は、インジェクタに限らない。本発明の燃料供給装置は、燃焼室内に燃料を供給する装置であればよい。本発明の燃料供給装置は、例えば、負圧により燃焼室に燃料を供給するキャブレターであってもよい。
　エンジンユニット１１は、吸気通路部４１の内部圧力を検出する吸気圧センサを有していてもよい。この場合、燃料供給量の制御または／および点火時期の制御に、吸気圧センサの信号を用いてもよい。
　エンジンユニット１１は、吸気通路部４１内の空気の温度を検出する吸気温センサを有していてもよい。この場合、燃料供給量の制御または／および点火時期の制御に、吸気温センサの信号を用いてもよい。
　上記実施形態のエンジンユニット１１は、自然空冷式のエンジンユニットである。しかし、本発明の空冷式エンジンユニットは、強制空冷式のエンジンユニットであってもよい。強制空冷式のエンジンユニットは、シュラウドとファンを備える。シュラウドは、エンジン本体の少なくとも一部を覆うように配置される。ファンの駆動により、シュラウド内に空気が導入される。
　上記実施形態のエンジンユニット１１は、空冷式であるが、本発明のエンジンユニットは、水冷式のエンジンユニットでもよい。
　上記実施形態のエンジンユニット１１は、単気筒エンジンユニットであるが、本発明のエンジンユニットは、複数の燃焼室を有する多気筒エンジンユニットでもよい。この場合、複数の燃焼室３０の数より、大気吸入口４１ｃの数が少なくても良い。つまり、１つの燃焼室３０に対して形成される吸気通路部４１の一部は、別の燃焼室３０に対して形成される吸気通路部４１の一部を兼ねていてもよい。大気吸入口４１ｃの数は１つであってもよい。また、複数の燃焼室３０の数より、大気放出口６４ａの数が少なくても良い。つまり、１つの燃焼室３０に対して形成される排気通路部５１の一部は、別の燃焼室３０に対して形成される排気通路部５１の一部を兼用していてもよい。大気放出口６４ａの数は１つであってもよい。また、燃焼室３０の数が４以上の奇数の場合、大気放出口６４ａは左右に１つずつ配置されてもよい。
　本発明の燃焼室は、主燃焼室と、主燃焼室につながる副燃焼室とを有する構成であってもよい。この場合、主燃焼室と副燃焼室とによって、１つの燃焼室が形成される。
　上記実施形態は、スポーツタイプの自動二輪車に本発明のエンジンユニットを適用した一例である。しかし、本発明のエンジンユニットの適用対象はスポーツタイプの自動二輪車に限定されない。本発明のエンジンユニットは、スポーツタイプ以外の自動二輪車に適用してもよい。例えば、スクータタイプの自動二輪車に、本発明のエンジンユニットを適用してもよい。また、本発明のエンジンユニットは、自動二輪車以外のリーン車両に適用してもよい。リーン車両とは、右旋回時に車両の右方に傾斜し、左旋回時に車両の左方に傾斜する車体フレームを有する車両である。また、本発明のエンジンユニットは、自動二輪車以外の鞍乗型車両に適用してもよい。なお、鞍乗型車両とは、乗員が鞍にまたがるような状態で乗車する車両全般を指している。鞍乗型車両には、自動二輪車、三輪車、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））、水上バイク、スノーモービル等が含まれる。
　本明細書において、吸気通路部４１の任意の部位の経路長とは、この部位の内側に形成される経路の長さのことである。排気通路部５１の任意の部位の経路長についても同様の定義である。本明細書において、経路長は、経路の真ん中のラインの経路長を言う。
　１１　エンジンユニット
　２０　エンジン本体
　３０　燃焼室
　３１　点火プラグ（点火装置）
　３２　点火コイル（点火装置）
　３３　吸気ポート
　３４　排気ポート
　４１　吸気通路部
　４１ｃ　大気吸入口
　４２　インジェクタ（燃料供給装置）
　４５　スロットル弁（燃焼室近接配置スロットル弁）
　５１　排気通路部
　６４ａ　大気放出口
　７１　エンジン回転速度センサ
　７２　ノッキングセンサ
　７３　エンジン温度センサ
　７４　スロットル開度センサ（燃焼室近接配置スロットル開度センサ）
　７５　酸素センサ
　８０　ＥＣＵ（制御装置）
　８１　燃料供給量制御部
　８２　点火時期制御部
　８５　作動指示部
　８６　基本燃料供給量算出部
　８７　最終燃料供給量算出部
　８９　酸素センサ補正キャンセル部
　９０　酸素センサ補正部
　９３　基本点火時期算出部
　９４　最終点火時期算出部
　９５　ノッキングセンサ補正キャンセル部
　９６　ノッキングセンサ補正部

Claims (2)

  1. 　少なくとも１つの燃焼室を形成するエンジン本体と、
    　前記燃焼室に形成された吸気ポートと大気から空気を吸入する大気吸入口とをつなぎ、その内部を、前記大気吸入口から前記吸気ポートに向かって空気が流れる吸気通路部と、
    　前記燃焼室に形成された排気ポートと大気に排ガスを放出する大気放出口とをつなぎ、その内部を、前記排気ポートから前記大気放出口に向かって排ガスが流れる排気通路部と、
    　前記燃焼室内に燃料を供給する燃料供給装置と、
    　前記燃焼室内の燃料に点火する点火装置と、
    　前記吸気通路部に設けられた燃焼室近接配置スロットル弁であって、前記吸気通路部の前記燃焼室近接配置スロットル弁から前記吸気ポートまでの経路長が、前記吸気通路部の前記大気吸入口から前記燃焼室近接配置スロットル弁までの経路長より短くなる位置に配置された前記燃焼室近接配置スロットル弁と、
    　前記燃焼室近接配置スロットル弁の開度を検出する燃焼室近接配置スロットル開度センサと、
    　前記エンジン本体に発生するノッキングを検出するノッキングセンサと、
    　エンジン回転速度を検出するエンジン回転速度センサと、
    　前記排気通路部内の排ガスの酸素濃度を検出する酸素センサと、
    　前記燃料供給装置の燃料供給量の制御と前記点火装置の点火時期の制御を行う制御装置とを備え、
    　前記制御装置は、
    　前記燃焼室近接配置スロットル弁の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、前記燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいて基本燃料供給量を算出する基本燃料供給量算出部と、
    　前記燃焼室近接配置スロットル弁の開度の全ての開度領域とエンジン回転速度の全ての回転速度領域において、前記燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいて基本点火時期を算出する基本点火時期算出部と、
    　前記酸素センサの信号に基づいて前記基本燃料供給量を補正する酸素センサ補正部、および、前記酸素センサ補正部による補正を前記燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいてキャンセルする酸素センサ補正キャンセル部を含み、前記基本燃料供給量から最終燃料供給量を算出する最終燃料供給量算出部と、
    　前記ノッキングセンサの信号に基づいて前記基本点火時期を補正するノッキングセンサ補正部、および、前記ノッキングセンサ補正部による補正を前記燃焼室近接配置スロットル開度センサの信号と前記エンジン回転速度センサの信号に基づいてキャンセルするノッキングセンサ補正キャンセル部を含み、前記基本点火時期から最終点火時期を算出する最終点火時期算出部と、
    　前記最終燃料供給量に基づいて前記燃料供給装置を作動させ、かつ、前記最終点火時期に基づいて前記点火装置を作動させる作動指示部と、
    　を含むことを特徴とするエンジンユニット。
  2. 　前記吸気通路部に設けられて前記吸気通路部の内部圧力を検出する吸気圧センサ、および、前記吸気通路部に設けられて前記吸気通路部内の温度を検出する吸気温センサを有しないことを特徴とする請求項１に記載のエンジンユニット。
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