JP2015229932A - エンジンの回転制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジン回転速度が上昇して所定の制限回転速度でエンジンの回転上昇を制限する必要が生じたときに、トルクショックを生じることなく的確に回転上昇を制限できるエンジンの回転制御装置を提供する。
【解決手段】単気筒エンジン１のエンジン回転速度Ｎeが上昇して７０００rpm以上になると燃料噴射を１/３間引き（燃焼サイクル３回に１回を間引きにより中止）、７２５０rpm以上になると点火を１/３間引き、７５００rpm以上になると燃料噴射を１/２間引き、７７５０rpm以上になると点火を１/２間引き、８０００rpm以上になると燃料噴射を完全中止し、８２５０rpm以上になると点火を完全中止する。これによりエンジン出力を段階的に抑制して、トルクショック無くエンジン１の過回転を防止する。
【選択図】図２

Description

本発明は、エンジンの回転制御装置に係り、詳しくはエンジンの過回転防止や二輪車の速度制限等を目的として所定の制限回転速度でエンジンの回転上昇を制限するエンジンの回転制御装置に関する。

この種のエンジンの回転制御装置は、従来から種々の目的でエンジンの回転上昇を制限する役割を奏している。例えばエンジンには機構的な回転限界があり、上限回転速度を超えた過回転はエンジン破損等の重篤なトラブルを引き起こしてしまう。また二輪車等には速度制限のために上限車速が課せられることがあるため、その場合には上限車速に制限するための何らかの対策が必要である。

これらの要求に対応すべく従来からの回転制御装置では、車両の走行中にエンジン回転速度が上昇して上限回転速度に到達した時点、或いは車両の上限車速に対応して予め設定された制限回転速度に到達した時点で、エンジンの回転に伴って繰り返される各燃焼サイクルで連続的に燃料噴射や点火を中止して、エンジンの回転上昇を制限している。この回転上昇の制限によりエンジンの過回転防止や車両の速度制限等が行われるのであるが、エンジン出力が急減するため、トルクショックにより走行フィーリングが悪化するという問題がある。
その対策として、例えば特許文献１の技術では、エンジン回転速度が上昇して上限回転速度に到達すると、エンジンの点火を完全に停止させることなく周期的に間引くことによってトルクショックの防止を図っている。

特開平６−１７７３８号公報

しかしながら、エンジンの過回転防止は重篤なエンジン破損の回避のために確実に実行する必要があり、車両の速度制限についても同様である。そのために特許文献１の技術の場合には、エンジン回転速度が上限回転速度に到達した時点で点火を大きく間引く（点火中止の燃焼サイクルの割合を増加させる）必要があるが、このような設定であったとしても、ある燃焼サイクルでは点火が実行されて筒内燃焼によりトルクを生じるため、上記エンジンの過回転防止を確実に達成できる保証はない。

しかも、上限回転速度で点火を大きく間引けばエンジン出力が急減してトルクショックに直結してしまう。即ち上限回転速度を境界として、その直前の各燃焼サイクルで連続的に点火を実行している運転状態と、点火を大きく間引いた運転状態との間でエンジン出力に大きな格差が生じることから、トルクショックが避けられないのである。結果として特許文献１の技術によれば、エンジンの過回転防止を確実に達成できないばかりか、トルクショックの発生により走行フィーリングを悪化させるという問題があり、当該技術を車両の速度制限に応用した場合にも同様の問題が発生してしまう。

本発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、その目的とするところは、エンジン回転速度が上昇して所定の制限回転速度でエンジンの回転上昇を制限する必要が生じたときに、トルクショックを生じることなく的確に回転上昇を制限でき、もってエンジンの過回転防止や車両の速度制限等の要求を確実に達成することができるエンジンの回転制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するため、本発明のエンジンの回転制御装置は、エンジンの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が予め設定された制限回転速度に達したときにエンジンの回転に伴って繰り返される各燃焼サイクルで燃料噴射を連続的に中止する第１の回転抑制手段と、制限回転速度の低回転側を複数に区分する各噴射間引き回転域にそれぞれ対応し、各燃焼サイクルの中で燃料噴射を実行する燃焼サイクルを間引くために高回転側の噴射間引き回転域ほど増加するように予め設定された噴射間引き率を記憶する記憶手段と、回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が増減に伴って各噴射間引き回転域に突入する毎に、噴射間引き回転域に対応する噴射間引き率を記憶手段から読み出して噴射間引き率に従って各燃焼サイクルで燃料噴射を間欠的に実行する第２の回転抑制手段とを具備したことを特徴とする。

このように構成したエンジンの回転制御装置によれば、エンジン回転速度が上昇して各噴射間引き回転域に突入する毎に、それらの噴射間引き回転域に対応する噴射間引き率に従ってエンジンの各燃焼サイクルで燃料噴射が間欠的に実行される。高回転側の噴射間引き回転域ほど噴射間引き率が増加するため、エンジンの回転上昇に伴ってエンジン出力が次第に抑制される。従って、その後にエンジン回転速度が制限回転速度に達すると各燃焼サイクルで燃料噴射が連続的に中止されるが、その際のエンジン出力の格差が少なくなりトルクショックが抑制される。そして、このように最終的には燃料噴射が連続的に中止されるため、エンジンの回転上昇が確実に防止される。

また別の本発明のエンジンの回転制御装置は、エンジンの点火を制御する点火制御手段と、エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が予め設定された制限回転速度に達したときにエンジンの回転に伴って繰り返される各燃焼サイクルで点火を連続的に中止する第１の回転抑制手段と、制限回転速度の低回転側を複数に区分する各点火間引き回転域にそれぞれ対応し、各燃焼サイクルの中で点火を実行する燃焼サイクルを間引くために高回転側の点火間引き回転域ほど増加するように予め設定された点火間引き率を記憶する記憶手段と、回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が増減に伴って各点火間引き回転域に突入する毎に、点火間引き回転域に対応する点火間引き率を記憶手段から読み出して点火間引き率に従って各燃焼サイクルで点火を間欠的に実行する第２の回転抑制手段とを具備したことを特徴とする。

このように構成したエンジンの回転制御装置によれば、エンジン回転速度が上昇して各点火間引き回転域に突入する毎に、それらの点火間引き回転域に対応する点火間引き率に従ってエンジンの各燃焼サイクルで点火が間欠的に実行される。高回転側の点火間引き回転域ほど点火間引き率が増加するため、エンジンの回転上昇に伴ってエンジン出力が次第に抑制される。従って、その後にエンジン回転速度が制限回転速度に達すると各燃焼サイクルで点火が連続的に中止されるが、その際のエンジン出力の格差が少なくなりトルクショックが抑制される。そして、このように最終的には点火が連続的に中止されるため、エンジンの回転上昇が確実に防止される。

その他の態様として、エンジンの点火を制御する点火制御手段を備え、記憶手段が、各燃焼サイクルの中で点火を実行する燃焼サイクルを間引くために高回転側の点火間引き回転域ほど増加するように各点火間引き回転域に対応して予め設定された点火間引き率を噴射間引き率と共に記憶し、第２の回転抑制手段が、エンジン回転速度が増減に伴って各点火間引き回転域に突入する毎に、点火間引き回転域に対応する点火間引き率を記憶手段から読み出して点火間引き率に従って各燃焼サイクルで点火を間欠的に実行するように構成することが望ましい。
このように構成した場合には、燃料噴射と同様に点火も各燃焼サイクルで間欠的に実行されることから、エンジンの回転上昇に伴ってエンジン出力が次第に抑制されて、トルクショックの抑制作用が奏される。

その他の態様として、制限回転速度が、エンジンの上限回転速度として予め設定されていることが望ましい。
このように構成した場合には、トルクショックを抑制しながら過回転によりエンジンが破損する事態を確実に防止可能となる。

その他の態様として、最も低回転側の噴射間引き回転域及び/または点火間引き回転域が、エンジンの最大出力回転速度を含む常用回転域よりも高回転側に設定されていることが望ましい。
このように構成した場合には、通常のエンジン運転状態で噴射間引き率や点火間引き率に従ってエンジン出力が抑制される可能性がなくなり、これに起因する走行フィーリングの悪化が防止される。

その他の態様として、エンジンが走行用動力源として二輪車に搭載されており、制限回転速度が、速度制限のために二輪車に課せられた上限車速に対応するエンジン回転速度として設定されていることが望ましい。
このように構成した場合には、トルクショックを抑制しながら上限車速で二輪車の速度を制限可能になると共に、上限車速付近でエンジン出力が急に抑制されたときの走行フィーリングの悪化が防止される。

その他の態様として、噴射間引き回転域と点火間引き回転域とを異なる回転域として設定することが望ましい。
このように構成した場合には、燃料噴射のみ或いは点火のみを間引いた場合に比較して、より多段階でエンジン出力を抑制可能となる。

その他の態様として、第１の回転抑制手段が、燃料噴射の連続的な中止と点火の連続的な中止とを異なる制限回転速度に基づき実行するように構成することが望ましい。
このように構成した場合には、燃料噴射の連続的な中止と点火の連続的な中止とが段階的に行われるため、これらが同時に行われた場合に比較してトルクショックが抑制される。

その他の態様として、エンジンの行程を判別する行程判別手段をさらに備え、第２の回転抑制手段が、行程判別手段が行程を判別不能になったときに作動を停止するように構成することが望ましい。
このように構成した場合には、エンジンの行程を判別不能になると、第２の回転抑制手段により燃料噴射や点火を適切に間引くことができなくなるが、第２の回転抑制手段の作動が停止されて第１の回転抑制手段だけでエンジンの回転上昇が抑制されるため、不適切な間引きによってエンジン回転上昇の抑制に支障をきたす事態が防止される。

その他の態様として、エンジンを単気筒として構成することが望ましい。
このように構成した場合には、単気筒エンジンであっても回転上昇に伴って段階的にエンジン出力を抑制可能となる。

本発明によれば、エンジン回転速度が上昇して所定の制限回転速度でエンジンの回転上昇を制限する必要が生じたときに、トルクショックを生じることなく的確に回転上昇を制限でき、もってエンジンの過回転防止や車両の速度制限等の要求を確実に達成することができる。

実施形態のエンジンの回転制御装置を示すシステム構成図である。 燃料噴射及び点火を実行する燃焼サイクルを間引くための間引き率を設定する制御マップを示す模式図である。 ＥＣＵが実行するエンジン過回転防止ルーチンを示すフローチャートである。 エンジン過回転防止ルーチンに基づく燃料噴射と点火の間引き及び完全中止の実行状況を示すタイムチャートである。

以下、本発明を二輪車に搭載されるエンジンの過回転を防止する回転制御装置に具体化した一実施形態を説明する。
図１は本実施形態のエンジンの回転制御装置を示すシステム構成図である。
本実施形態のエンジン１は、排気量５０ccの４サイクル単気筒ガソリンエンジンとして構成されており、走行用動力源として二輪車に搭載されている。但し、エンジン１の仕様については、これに限定されるものではなく任意に変更可能であり、例えば大排気量の多気筒エンジンに適用してもよい。

エンジン１のシリンダブロック２に形成されたシリンダ３内にはピストン４が摺動可能に配設され、ピストン４はコンロッド５を介してクランク軸６に連結されてピストン４の往復動に連動してクランク軸６が回転するようになっている。クランク軸６の後端（図示しない変速機側）にはフライホイール７が取り付けられ、フライホイール７の外周上の所定の角度領域にはクランク角を検出するための磁性体からなるリラクタ突起７ａが形成されている。

シリンダブロック２上に固定されたシリンダヘッド９には吸気ポート９ａ及び排気ポート９ｂが形成されると共に、先端を筒内に臨ませた姿勢で点火プラグ１０が配設されている。吸気ポート９ａに接続された吸気通路１１には、上流側よりエアクリーナ１２、運転者のスロットル操作に応じて開閉されるスロットルバルブ１３、ＩＳＣＶ（アイドルスピードコントロールバルブ）１４を備えたバイパス通路１５、及び吸気ポート９ａに向けて燃料を噴射するインジェクタ１６が設けられている。また排気ポート９ｂに接続された排気通路１７には、排ガスを浄化するための三元触媒１８（触媒装置）及び図示しない消音器が設けられている。

吸気ポート９ａには吸気バルブ２０が配設され、排気ポート９ｂには排気バルブ２１が配設されている。これらの吸排気バルブ２０，２１はバルブスプリング２２により閉弁側に付勢されると共に、シリンダヘッド９上でクランク軸６に同期して回転駆動される吸気カム軸２３及び排気カム軸２４により開弁される。これによりピストン４の往復動に同期した所定のタイミングで吸気バルブ２０及び排気バルブ２１が開閉し、吸気、圧縮、膨張、排気の４つの行程からなるエンジン１の燃焼サイクルがクランク角で７２０°CA毎に繰り返される。

上記インジェクタ１６には、燃料タンク２５内に貯留された燃料（ガソリン）が燃料ポンプ２６により供給される。燃料ポンプ２６はインジェクタ１６と一体化され、供給ホース２７及びリターンホース２８を介してそれぞれ燃料タンク２５に対して接続されている。
燃料ポンプ２６が作動すると燃料タンク２５内の燃料が供給ホース２７を介して燃料ポンプ２６内に導かれて所定圧に加圧され、加圧後の燃料がインジェクタ１６に供給されると共に、余剰燃料がリターンホース２８を介して燃料タンク２５に回収される。これによりインジェクタ１６には常に所定圧の燃料が供給され、インジェクタ１６の開弁に応じて所定の噴射時期及び噴射量で吸気ポート９ａに向けて燃料が噴射される。

エンジン１の運転中には、吸気行程でピストン４の下降に伴って発生した負圧によりエアクリーナ１２を介して吸気通路１１内に外気が吸入され、吸入空気はスロットルバルブ１３の開度に応じて流量調整された後、インジェクタ１６からの噴射燃料と混合しながら吸気バルブ２０の開弁中にエンジン１の筒内に流入する。続く圧縮行程での圧縮を経て混合気は圧縮上死点の近傍で点火プラグ１０により点火され、膨張行程中に燃焼してピストン４を介してクランク軸６に回転力を付与する。続く排気行程では燃焼後の排ガスが排気バルブ２１の開弁中に筒内より排出され、排気通路１７を流通しながら三元触媒１８及び消音器を経て外部に排出される。

以上のエンジン１の燃焼サイクルは、ＥＣＵ３１（エンジン制御ユニット）の制御に基づき実行される。そのためにＥＣＵ３１の入力側には、上記フライホイール７に対向配置されてリラクタ突起７ａに同期した検出信号を出力する電磁ピックアップ３２、スロットルバルブ１３の開度を検出するスロットルセンサ３３、排気通路１７に配設されてストイキ（理論空燃比）を中心とした排気空燃比の変動に応じて出力ＶＳをステップ状に変動させるＯ₂センサ３４、エンジン１の冷却水温Ｔwを検出する水温センサ３５等の各種センサ類が接続されている。また、ＥＣＵ３１の出力側には、上記ＩＳＣＶ１４、インジェクタ１６（制御機器）、燃料ポンプ２６、点火プラグ１０（制御機器）を駆動するイグナイタ３６等の各種デバイス類が接続されている。

これらのセンサ情報に基づきＥＣＵ３１は、点火プラグ１０を駆動するための点火制御、インジェクタ１６を駆動するための燃料噴射制御等の各種制御を実行してエンジン１を運転する（点火制御手段、燃料噴射制御手段）。
例えばＥＣＵ３１は点火制御として、電磁ピックアップ３２の検出信号から算出したエンジン回転速度Ｎe（回転速度検出手段）及びスロットルセンサ３３により検出されたスロットル開度θth等に基づき目標点火時期を決定する。これと並行してＥＣＵ３１は、電磁ピックアップ３２の検出信号を波形整形してリラクタ７ａ（換言するとクランク角）に同期した矩形波状のクランク角信号を生成し、そのクランク角信号に基づき目標点火時期に対応するタイミングを特定した上で、イグナイタ３６を駆動して点火プラグ１０を点火させる。

またＥＣＵ３１は燃料噴射制御として、エンジン回転速度Ｎe及びスロットル開度θth等に基づき燃料噴射量（実際にはインジェクタ１６の開弁時間）を決定し、吸気行程の所定タイミングでインジェクタ１６を駆動して燃料噴射を実行する。

一方、ＥＣＵ３１はエンジン１の過回転を防止する過回転防止機能を備えている。エンジン１の過回転を防止する対策としては特許文献１の技術が提案されているが、エンジン回転速度Ｎeが上限回転速度に到達した時点でエンジン１の点火を間引くだけのため、エンジン１の過回転を確実に防止できないばかりかトルクショックが発生するという問題がある。

このような問題点を鑑みて本実施形態では、エンジン１の過回転の防止のために、エンジン１の各燃焼サイクルで連続的に点火を中止する従来からの過回転防止機能（特許文献以前の技術）を備えた上で、エンジン回転速度Ｎeが上限回転速度に到達する以前において、エンジン１の回転上昇に応じて点火を実行する燃焼サイクルを段階的に間引く新たな対策を講じている。加えて、このような点火の段階的な間引きと同じく燃料噴射についても段階的な間引きを実行しており、以下、この対策のためにＥＣＵ３１が実行する処理を説明する。

図２は燃料噴射及び点火を実行する燃焼サイクルを間引くための間引き率を設定する制御マップを示す模式図であり、この制御マップが予めＥＣＵ３１に記憶されている（記憶手段）。以下の説明では、燃料噴射の間引き率を噴射間引き率Ｒfiと称し、点火の間引き率を点火間引き率Ｒigと称する。

噴射間引き率Ｒfiに関しては、エンジン回転速度Ｎe＝７０００rpm未満の回転域で燃料噴射の完全実行を（間引きの中止）を意味する０が設定され、７０００〜７５００rpmの回転域で１/３が設定され、７５００〜８０００rpmの回転域で１/２が設定され、８０００rpm以上の回転域で燃料噴射の完全中止を意味する１が設定されている。例えば噴射間引き率Ｒfi＝１/３とは、エンジン１の回転に伴って繰り返される各燃焼サイクルの中で３回に１回の燃料噴射が間引きの対象となって中止されることを意味し、この点は点火間引き率Ｒigに関しても同様である。

従って、７０００rpm未満の回転域では、エンジン１の各燃焼サイクルで通常通りに燃料噴射が連続的に実行され、７０００〜８０００rpmの回転域では、２段階に増加する噴射間引き率Ｒfiにそれぞれ従って各燃焼サイクルで間欠的に燃料噴射が実行され（第２の回転抑制手段）、８０００rpm以上の回転域では、各燃焼サイクルで燃料噴射が連続的に中止される（第１の回転抑制手段）。以下、このような燃料噴射の間引きによりエンジン出力が抑制される７０００rpm以上の各回転域を噴射間引き回転域と称する。

また、点火間引き率Ｒigに関しては、エンジン回転速度Ｎe＝７２５０rpm未満の回転域で点火の完全実行（間引きの中止）を意味する０が設定され、７２５０〜７７５０rpmの回転域で１/３が設定され、７７５０〜８２５０rpmの回転域で１/２が設定され、８２５０rpm以上の回転域で点火の完全中止を意味する１が設定されている。

従って、７２５０rpm未満の回転域では、エンジン１の各燃焼サイクルで通常通りに点火が連続的に実行され、７２５０〜８２５０rpmの回転域では、２段階に増加する点火間引き率Ｒigにそれぞれ従って各燃焼サイクルで間欠的に点火噴射が実行され（第２の回転抑制手段）、８２５０rpm以上の回転域では、各燃焼サイクルで点火が連続的に中止される（第１の回転抑制手段）。以下、このような点火の間引きによりエンジン出力が抑制される７２５０rpm以上の各回転域を点火間引き回転域と称する。

そして本実施形態では、燃料噴射が連続的に中止される８０００rpm、及び点火が連続的に中止される８２５０rpmがエンジン１の上限回転速度（制限回転速度）として機能する。

以上の説明から明らかなように、噴射間引き回転域と点火間引き回転域とは異なる回転域として設定されている。詳しくは、隣接する噴射間引き回転域の境界に対し点火間引き回転域の中央が一致し、同様に、隣接する点火間引き回転域の境界に対し噴射間引き回転域の中央が一致するように設定されている。
そして詳細は後述するが、エンジン１の回転上昇に伴うエンジン出力の抑制は、１/３の噴射間引き率Ｒfiが適用される７０００rpmから開始されるが、この回転速度はエンジン１の最大出力回転速度を含む常用回転域よりも高回転側である。

即ち、周知のようにエンジン出力は回転上昇と共に増加してピークの最大出力回転速度を経た後に低下に転じることから、最大出力回転速度をある程度超えた回転域を上限としてエンジン１の常用回転域が定まり、通常はこの常用回転域内でエンジン１が運転される。このような常用回転域に対して高回転側に、噴射間引き率Ｒfi＝１/３の噴射間引き回転域（詳しくは、その下限の７０００rpm）が設定されている。

次に、以上のように設定された制御マップに基づきＥＣＵ３１により実行されるエンジン過回転防止ルーチンを図３のフローチャート、及び図４のタイムチャートに従って説明する。
ＥＣＵ３１は図３の過回転防止ルーチンをエンジン１の運転中に所定の制御インターバルで実行する。以下、図４に示すように、エンジン１がアイドル運転からアクセル全開により回転上昇した場合の過回転の抑制状況を説明する。なお、このときのエンジン１の回転上昇は、車両の加速を伴うものであっても停車中のエンジン１の空吹かしによるものであっても相違なく、同様の手順を追ってエンジン１の過回転が抑制される。

まず、ステップＳ２でエンジン回転速度Ｎeが７０００rpm未満であるか否かを判定し、判定がＹes（肯定）のときにはステップＳ４に移行して、図２の制御マップから噴射間引き率Ｒfi及び点火間引き率Ｒigとして０を読み出す。従って、燃料噴射制御及び点火制御では、それぞれの間引き率Ｒfi,Ｒig＝０に従ってエンジン１の各燃焼サイクルで燃料噴射及び点火が連続的に実行され、エンジン１は出力を抑制されることなく通常通りに運転される。エンジン１の常用回転域が７０００rpm未満であることから、このように通常時には燃料噴射や点火の間引きによる出力抑制を受けずにエンジン１が運転され、エンジン出力の抑制に起因する走行フィーリングの悪化を防止することができる。

アイドル運転よりエンジン回転速度Ｎeが上昇して７０００rpm以上になると、ＥＣＵ３１はステップＳ２でＮo（否定）の判定を下してステップＳ６に移行し、エンジン回転速度Ｎeが８２５０rpm以上であるか否かを判定する。判定がＮoのときにはステップＳ８に移行し、エンジン１の行程判別処理が正常に行われているか否かを判定する。

行程判別処理とは、エンジン１の燃焼サイクルを構成する各行程（吸気、圧縮、膨張、排気）をＥＣＵ３１が認識する処理である（行程判別手段）。即ち、エンジン１の燃焼サイクルが７２０°CAを１周期としているのに対し、クランク角信号は３６０°CAを１周期としているため、例えば現在のクランク角信号のON期間が圧縮上死点の直前のものか排気上死点の直前のものかをＥＣＵ３１は判別できない。
そこで、エンジン１を始動する際に、クランク角信号に基づき燃料噴射及び点火を３６０°CA毎にそれぞれ実行して暫定的にエンジン１を運転させた上で、３６０°CA間隔で発生するクランク角信号のON期間の所要時間を計測し、行程判別処理として相前後する２つのON期間の計測値を比較する。排気行程に比較して圧縮行程ではピストン４の上昇が妨げられてクランク軸６の角速度が低下するため、ON期間が長い側を圧縮行程と見なし、ON期間が短い側を排気行程と見なす。

以降のエンジン１の運転中には、行程判別処理の結果に従って７２０°CA毎に吸気行程で燃料噴射を実行し、圧縮上死点の直前で点火を実行するのであるが、電磁ピックアップ３２の故障等の要因でＥＣＵ３１が行程判別できなくなる場合がある。上記ステップＳ８は、このような事態を想定した処理であり、ＥＣＵ３１は正常に行程判別処理を実行しているときにはステップＳ８でＹesの判定を下し、ステップＳ１０以降の処理によりエンジン回転速度Ｎeに応じて燃料噴射及び点火を間引きながらエンジン１を運転させる。

まずステップＳ１０では、エンジン回転速度Ｎeが７２５０rpm未満であるか否かを判定する。判定がＹesのとき（エンジン回転速度Ｎeが７０００〜７２５０rpmの回転域に突入したことを意味し、以下の他の回転域でも同様である）にはステップＳ１２に移行して、制御マップから噴射間引き率Ｒfiとして１/３を読み出し、点火間引き率Ｒigとして０を読み出す。従って燃料噴射制御では、噴射間引き率Ｒfi＝１/３に従って燃料噴射が間引かれてエンジン１の各燃焼サイクルで間欠的に燃料噴射が実行され（第２の回転抑制手段）、点火制御では、点火間引き率Ｒig＝０に従って各燃焼サイクルで点火が連続的に実行される。

さらにエンジン回転速度Ｎeが上昇して７２５０rpm以上になると、ＥＣＵ３１はステップＳ１０でＮoの判定を下してステップＳ１４に移行し、エンジン回転速度Ｎeが７５００rpm未満であるか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップＳ１６に移行して、制御マップから噴射間引き率Ｒfi及び点火間引き率Ｒigとして１/３を読み出す。従って燃料噴射制御及び点火制御では、それぞれの間引き率Ｒfi,Ｒig＝１/３に従って燃料噴射及び点火が間引かれてエンジン１の各燃焼サイクルで間欠的に燃料噴射や点火が実行される（第２の回転抑制手段）。
なお、本実施形態では、このときの燃料噴射及び点火に対する間引きのタイミングを同期させているが（同一燃焼サイクルで燃料噴射及び点火を共に中止する）、本発明はこれに限定されるものではなく、双方の間引きのタイミングが相違する場合も含むものとする。

さらにエンジン回転速度Ｎeが上昇して７５００rpm以上になると、ＥＣＵ３１はステップＳ１４でＮoの判定を下してステップＳ１８に移行し、エンジン回転速度Ｎeが７７５０rpm未満であるか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップＳ２０に移行して、制御マップから噴射間引き率Ｒfiとして１/２を読み出し、点火間引き率Ｒigとして１/３を読み出す。従って燃料噴射制御では、噴射間引き率Ｒfi＝１/２に従って燃料噴射が間引かれてエンジン１の各燃焼サイクルで間欠的に燃料噴射が実行され（第２の回転抑制手段）、点火制御では、点火間引き率Ｒig＝１/３に従って点火が間引かれて各燃焼サイクルで間欠的に点火が実行される（第２の回転抑制手段）。

さらにエンジン回転速度Ｎeが上昇して７７５０rpm以上になると、ＥＣＵ３１はステップＳ１８でＮoの判定を下してステップＳ２２に移行し、エンジン回転速度Ｎeが８０００rpm未満であるか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップＳ２４に移行して、制御マップから噴射間引き率Ｒfi及び点火間引き率Ｒigとして１/２を読み出す。従って燃料噴射制御及び点火制御では、それぞれの間引き率Ｒfi,Ｒig＝１/２に従って燃料噴射及び点火が間引かれてエンジン１の各燃焼サイクルで間欠的に燃料噴射や点火が実行される（第２の回転抑制手段）。

さらにエンジン回転速度Ｎeが上昇して８０００rpm以上になると、ＥＣＵ３１はステップＳ２２でＮoの判定を下してステップＳ２６に移行し、エンジン回転速度Ｎeが８２５０rpm未満であるか否かを判定する。判定がＹesのときにはステップＳ２８に移行して、制御マップから噴射間引き率Ｒfiとして１を読み出し、点火間引き率Ｒigとして１/２を読み出す。従って燃料噴射制御では、噴射間引き率Ｒfi＝１に従ってエンジン１の各燃焼サイクルで燃料噴射が連続的に中止され（第１の回転抑制手段）、点火制御では、点火間引き率Ｒig＝１/２に従って点火が間引かれて各燃焼サイクルで間欠的に点火が実行される（第２の回転抑制手段）。

さらにエンジン回転速度Ｎeが上昇して８２５０rpm以上になるとステップＳ２６でＮoの判定を下し、再度本ルーチンを開始したときにステップＳ２からステップＳ６を経てステップＳ３０に移行する。ステップＳ３０では、制御マップから噴射間引き率Ｒfi及び点火間引き率Ｒigとして１を読み出す。従って燃料噴射制御及び点火制御では、それぞれの間引き率Ｒfi,Ｒig＝１に従って各燃焼サイクルで燃料噴射及び点火が連続的に中止される（第１の回転抑制手段）。

本実施形態のエンジン１はポート噴射型であるため、筒内噴射型エンジンのように同一燃焼サイクル内で燃料噴射と点火とが実行された場合のみ筒内での燃焼が成立するわけではない。例えば吸気ポート９ａ内に噴射されたものの直後の同一燃焼サイクル内で点火が実行されなかった場合であっても、次回以降の燃焼サイクルで点火が実行されれば噴射燃料は筒内で燃焼してエンジン出力に貢献する。このため、図２の制御マップ及び図３のルーチンに基づき、７０００〜８２５０rpmの回転域では、噴射間引き率Ｒfi或いは点火間引き率Ｒigの何れかが増加する毎にエンジン出力が抑制される。

より具体的には、エンジン回転速度Ｎeが７０００rpm未満の燃料噴射及び点火を連続的に実行する通常回転域に対して、７０００rpm以上では燃料噴射が１/３間引かれ、７２５０rpm以上では点火が１/３間引かれ、７５００rpm以上では燃料噴射が１/２間引かれ、７７５０rpm以上では点火が１/２間引かれる。
そして、以上のように燃料噴射及び点火が段階的に間引かれることにより、エンジン１の回転上昇に応じてエンジン出力が段階的に抑制され、それに応じて図４に示すようにエンジン１の回転上昇が次第に鈍くなる。従って、燃料噴射及び点火の間引き運転（Ｎe＜８０００rpm）から燃料噴射及び点火の完全中止（Ｎe≧８０００rpm）に移行する時点では既にエンジン出力が十分に抑制されているため、移行する際のエンジン出力の格差が非常に少ない。

しかも、燃料噴射及び点火の完全中止もエンジン１の回転上昇に応じて段階的に行われる（８０００rpm、８２５０rpm）。このため、例えば燃料噴射及び点火が同時に完全中止された場合に比較して、エンジン出力の縮小が２回に分割されて個々のエンジン出力の格差が少なくなる。

以上の一連のＥＣＵ３１の処理により、エンジン１が回転上昇して７０００rpm以上になると燃料噴射及び点火が段階的に間引かれ、さらに８０００rpm以上になると燃料噴射及び点火が段階的に完全中止され、それに伴ってエンジン出力が段階的に抑制される。よって、エンジン１の過回転を防止する際のトルクショックを抑制でき、もって良好な走行フィーリングを継続することができる。しかも、最終的には８２５０rpm以上の回転域で燃料噴射及び点火を共に完全中止するため、良好な走行フィーリングを確保した上でエンジン１の回転上昇を的確に制限でき、これにより過回転によるエンジン破損を確実に防止することができる。

特に本実施形態では、噴射間引き回転域と点火間引き回転域とが異なる回転域として設定され、エンジン回転上昇時には燃料間引き率Ｒfiと点火間引き率Ｒigとが交互に増加される。このため燃料噴射のみ或いは点火のみを間引いた場合に比較して、より多段階でエンジン出力を抑制でき、一層良好な走行フィーリングを実現することができる。
また、例えば多気筒エンジンにおいては、回転上昇時に燃料噴射や点火を中止する気筒を徐々に増加させれば、本実施形態と同じく段階的にエンジン出力を抑制できるが、この手法は本実施形態のような単気筒エンジン１には適用できない。本実施形態は単気筒エンジン１であっても同様の作用効果が得られることから、特に単気筒エンジン１に対して好適なものと見なせる。

なお、上記のようにポート噴射型エンジン１では、吸気ポート９ａ内への噴射燃料が次回以降の燃焼サイクルで燃焼されるため、燃料噴射と点火とが相前後して完全中止されたとき（８０００rpm、８２５０rpm）の筒内燃焼の推移を詳細には断定できない。例えば図４に示すようにエンジン回転速度Ｎeは８０００rpm以上になっても燃焼の継続により上昇し続け、８２５０rpmを超えて下降に転じる場合が考えられる。その後エンジン回転速度Ｎeは、８０００rpm未満まで低下して１/２間引きの燃料噴射の再開により筒内燃焼が再開された時点で再び上昇に転じ、運転者がスロットル全開に保っている限りは以上の変動を繰り返す。

エンジン回転速度Ｎeの変動状況は図示したものに限らないが、何れにしてもエンジン回転速度Ｎeが低下から上昇に転じたときの筒内燃焼は、連続的な燃料噴射及び点火で一気に再開されることなく、１/２間引きの燃料噴射及び点火により緩やかに再開される。結果としてスロットル全開が継続されている場合のエンジン１の燃料噴射及び点火は、１/２間引きされた運転状態と連続的に中止された運転状態との間で交互に繰り返される。

このような状況において、従来からの間引き無しの過回転防止制御では燃料噴射や点火の連続的な実行と中止とが交互に繰り返されるが、これに対して本実施形態ではエンジン出力の変動が大幅に縮小される。よって、エンジン１の回転上昇を制限する際だけでなく、その後にスロットル全開が継続されている状況においても、エンジン出力の変動を縮小してトルクショックを抑制することができる。

以上がＥＣＵ３１により正常な行程判別処理が実行されているときのエンジン１の過回転防止処理である。次に、ＥＣＵ３１の行程判別処理に異常が生じた場合について図３に戻って説明を続ける。
エンジン回転速度Ｎeが８２５０rpm未満の場合、ＥＣＵ３１は図３のステップＳ２からステップＳ６を経てステップＳ８に移行する。行程判別処理が正常でないことからステップＳ８でＮoの判定を下してステップＳ４に移行し、噴射間引き率Ｒfi及び点火間引き率Ｒigとして０を読み出す。また、エンジン回転速度Ｎeが上昇して８２５０rpm以上になるとステップＳ３０に移行して、噴射間引き率Ｒfi及び点火間引き率Ｒigとして１を読み出す。

従って、エンジン回転速度Ｎeが８２５０rpm未満の回転域では、燃料噴射や点火の間引きによる出力抑制を受けずにエンジン１が運転され、８２５０rpm以上になると燃料噴射及び点火が完全中止されてエンジン１の過回転が防止される。このときのＥＣＵ３１の制御内容は、従来からの間引き無しの過回転防止制御に相当するものであり、行程判別処理の異常時にこのように制御内容を切り換えるのは、以下の知見に基づく。

ＥＣＵ３１は行程判別処理に異常が生じた場合、上記した行程判別前であるエンジン始動時と同様に、燃料噴射及び点火を３６０°CA毎にそれぞれ実行する。この制御モードは車両の走行不能を回避する所謂リンプホームを想定したものであるが、燃料噴射及び点火の頻度が２倍になるため、正常時と同一の間引き率Ｒfi,Ｒigを適用しても目的の間引きを実現できない。また、例えば排気上死点の直前で実行される点火は意味のない点火（所謂捨て火）であるにも拘わらず、ＥＣＵ３１が燃焼サイクルの各行程を認識不能な故に、捨て火の点火が間引きの対象となる場合もあり、この点も目的の間引きを実現できない要因となる。
そこで、行程判別処理の異常時には燃料噴射及び点火を適切に間引くことが不可能と見なし、従来からの間引き無しの過回転防止制御に切り換えているのである。これにより不適切な間引きの実施で肝心のエンジン１の過回転防止に支障をきたす事態を未然に防止することができる。

ところで、本実施形態ではエンジン１の上限回転速度を制限回転速度として設定してエンジン１の過回転による破損を防止したが、本発明はこれに限るものではない。例えば、二輪車等には速度制限のために上限車速が課せられることがあり、このような場合には、車両の走行中に上限車速未満に車速を制限（所謂スピードリミッタ）する必要が生じる。そこで、上限車速に対応するエンジン回転速度Ｎeを制限回転速度として設定し、車両走行中にエンジン回転速度Ｎeが上昇して制限回転速度に達した時点でエンジン１の燃料噴射や点火を中止する対策が講じられる。

そして、このような場合にも本実施形態と同じく、エンジン回転速度Ｎe（＝車速）の上昇に伴って燃料噴射や点火を実行する燃焼サイクルを段階的に間引くようにしてもよい。このときにも制限回転速度の設定が相違するだけで、噴射間引き率Ｒfiや点火間引き率Ｒig等に関しては実施形態と同様の設定を適用することができる。よって、重複する説明はしないが、車速が上限車速に接近するほどエンジン出力が段階的に抑制されることから、トルクショックを抑制しながら上限車速で二輪車を速度制限できると共に、上限車速付近でエンジン出力が急に抑制されたときの走行フィーリングの悪化を未然に防止することができる。

以上で実施形態の説明を終えるが、本発明の態様はこの実施形態に限定されるものではない。例えば上記実施形態では、二輪車に搭載された単気筒エンジン１の回転制御装置として具体化したが、これに限るものではなく多気筒エンジンに適用したり、三輪車用のエンジンに適用したりしてもよい。また上記実施形態で述べた噴射及び点火間引き回転域及び各間引き回転域の数、各間引き回転域の間引き率Ｒfi,Ｒig、上限回転速度等の諸要件は一例に過ぎず、これに限定されるものではない。当然であるが、エンジン１の仕様等が相違すればそれに応じて各要件を任意に変更することができる。

また上記実施形態では、噴射間引き回転域と点火間引き回転域とを異なる回転域として設定し、エンジン１の回転上昇に応じて燃料間引き率Ｒfiと点火間引き率Ｒigとを交互に増加させたが、これに限るものではない。例えば燃料噴射及び点火の間引き率Ｒfi,Ｒigを同一の間引き回転域で設定し、両間引き率Ｒfi,Ｒigを同一タイミングで増加させるようにしてもよい。また、エンジン１の過回転防止のために必ずしも燃料噴射及び点火の双方を中止する必要はなく、例えばエンジン１の回転上昇に応じて燃料噴射のみの間引き及び完全中止、或いは点火のみの間引き及び完全中止を実行するようにしてもよい。
また上記実施形態では、燃料噴射及び点火の完全中止を異なるエンジン回転速度Ｎe（８０００rpm、８２５０rpm）で行ったが、同一回転速度、例えば８０００rpm或いは８２５０rpmで同時に実行するようにしてもよい。

１ エンジン
３１ ＥＣＵ（回転速度検出手段、燃料噴射制御手段、点火制御手段、記憶手段、
行程判別手段）
３２ 電磁ピックアップ（回転速度検出手段）

Claims (10)

1. エンジンの燃料噴射を制御する燃料噴射制御手段と、
   上記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   上記回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が予め設定された制限回転速度に達したときに上記エンジンの回転に伴って繰り返される各燃焼サイクルで上記燃料噴射を連続的に中止する第１の回転抑制手段と、
   上記制限回転速度の低回転側を複数に区分する各噴射間引き回転域にそれぞれ対応し、上記各燃焼サイクルの中で燃料噴射を実行する燃焼サイクルを間引くために高回転側の噴射間引き回転域ほど増加するように予め設定された噴射間引き率を記憶する記憶手段と、
   上記回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が増減に伴って上記各噴射間引き回転域に突入する毎に、該噴射間引き回転域に対応する上記噴射間引き率を上記記憶手段から読み出して該噴射間引き率に従って上記各燃焼サイクルで上記燃料噴射を間欠的に実行する第２の回転抑制手段と
   を具備したことを特徴とするエンジンの回転制御装置。
2. エンジンの点火を制御する点火制御手段と、
   上記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   上記回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が予め設定された制限回転速度に達したときに上記エンジンの回転に伴って繰り返される各燃焼サイクルで上記点火を連続的に中止する第１の回転抑制手段と、
   上記制限回転速度の低回転側を複数に区分する各点火間引き回転域にそれぞれ対応し、上記各燃焼サイクルの中で点火を実行する燃焼サイクルを間引くために高回転側の点火間引き回転域ほど増加するように予め設定された点火間引き率を記憶する記憶手段と、
   上記回転速度検出手段により検出されたエンジン回転速度が増減に伴って上記各点火間引き回転域に突入する毎に、該点火間引き回転域に対応する上記点火間引き率を上記記憶手段から読み出して該点火間引き率に従って上記各燃焼サイクルで上記点火を間欠的に実行する第２の回転抑制手段と
   を具備したことを特徴とするエンジンの回転制御装置。
3. 上記エンジンの点火を制御する点火制御手段を備え、
   上記記憶手段は、上記各燃焼サイクルの中で点火を実行する燃焼サイクルを間引くために高回転側の点火間引き回転域ほど増加するように上記各点火間引き回転域に対応して予め設定された点火間引き率を上記噴射間引き率と共に記憶し、
   上記第２の回転抑制手段は、上記エンジン回転速度が増減に伴って上記各点火間引き回転域に突入する毎に、該点火間引き回転域に対応する上記点火間引き率を上記記憶手段から読み出して該点火間引き率に従って上記各燃焼サイクルで上記点火を間欠的に実行する
   ことを特徴とする請求項１に記載のエンジンの回転制御装置。
4. 上記制限回転速度は、上記エンジンの上限回転速度として予め設定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエンジンの回転制御装置。
5. 最も低回転側の上記噴射間引き回転域及び/または点火間引き回転域は、上記エンジンの最大出力回転速度を含む常用回転域よりも高回転側に設定されている
   ことを特徴とする請求項４に記載のエンジンの回転制御装置。
6. 上記エンジンは走行用動力源として二輪車に搭載されており、
   上記制限回転速度は、速度制限のために上記二輪車に課せられた上限車速に対応するエンジン回転速度として設定されている
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れかに記載のエンジンの回転制御装置。
7. 上記噴射間引き回転域と上記点火間引き回転域とが異なる回転域として設定された
   ことを特徴とする請求項３乃至６の何れかに記載のエンジンの回転制御装置。
8. 上記第１の回転抑制手段は、上記燃料噴射の連続的な中止と上記点火の連続的な中止とを異なる制限回転速度に基づき実行する
   ことを特徴とする請求項３乃至７の何れかに記載のエンジンの回転制御装置。
9. 上記エンジンの行程を判別する行程判別手段をさらに備え、
   上記第２の回転抑制手段は、上記行程判別手段が行程を判別不能になったときに作動を停止する
   ことを特徴とする請求項１乃至８の何れかに記載のエンジンの回転制御装置。
10. 上記エンジンは単気筒である
    ことを特徴とする請求項１乃至９の何れかに記載のエンジンの回転制御装置。

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