JP5323754B2 - エンジン制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、ドライブワイヤシステムを有する自動二輪車のエンジンを制御するエンジン制御装置に関する。
従来から、車両のエンジンにおいては、モータによって電気的に制御するドライブバイワイヤ方式によってスロットル弁の開度を制御することが知られている。下記に示す特許文献1には、電子アクセル系統や電子スロットル系統に故障が発生した場合に、リターンスプリングによってスロットル弁が全閉位置に移動することでエンジンの運転が不可能となるのを防止すべく、アクセルペダルを踏んだ場合に、機械的にスロットル弁を所定量だけ開放側に移動させる構成が記載されている。これにより、電子スロットル系に異常が発生しても所定の吸気空気量をエンジンに流入させることができ、エンジンを始動させることができるというものである。
特開平5−79354号公報
しかしながら、前記した特許文献1に示した異常発生時にスロットル弁を低開度に保持する機械式の構成は、電子スロットル系を採用したにもかかわらずスロットルボディ周りを含めてその機構が複雑になり、大型化してしまうため、部品を収納するスペースに余裕が少ない自動二輪車においては前記した特許文献1に示した構成を採用することは難しい。
また、前記した特許文献1に示した構成を採用しない場合は、異常が発生した場合に、リターンスプリングによってスロットル弁が全閉位置に移動してしまうため、異常が発生している状態のままでエンジンが停止した後、再度始動しようとしても、スロットル弁が全閉位置にあるため必要な吸気空気量がエンジンに流入せず、オーバーリッチとなってエンジンの始動性が低下する可能性がある。特に、エンジン運転状態で後退駆動が可能となるリバースシステムを備える比較的大型の自動二輪車において、エンジン始動ができない場合は、リバース駆動が行えないので、好ましくはない。
そこで、本発明は、係る従来の問題点に鑑みてなされたものであり、異常が発生して、スロットル弁が全閉位置に戻された状態でのエンジンの始動性の低下を防止するエンジン制御装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために、請求項1に係る発明は、エンジン(22)の運転状態において自動二輪車の後退駆動が可能な駆動システム(80)と、リターンスプリングによって全閉位置に付勢されるスロットル弁(162)と、アクセル操作の操作量をアクセル開度センサ(152、154)で検知し、操作量に応じてスロットルモータ(166)で前記スロットル弁(162)を駆動して、前記スロットル弁(162)の開度を制御するとともに、当該開度をスロットル弁開度センサ(168、170)で検知するドライブバイワイヤシステム(150)と、を備えるエンジン制御装置において、前記エンジン制御装置は、前記スロットル弁開度センサ(168、170)の出力に基づき、前記スロットル弁開度センサ(168、170)の異常を判別する異常判別部(204)と、前記スロットルモータ(166)の駆動を制御するスロットルモータ駆動部(206)と、始動時燃料噴射マップを用いてエンジン(22)の始動時における燃料の噴射量を制御する燃料噴射制御部(210)と、を備え、前記スロットルモータ駆動部(206)は、前記異常判別部(204)によって前記スロットル弁開度センサ(168、170)が異常と判断されると、前記スロットルモータ(166)の駆動を停止させることで、前記スロットル弁(162)を前記リターンスプリングによって全閉位置に戻し、前記燃料噴射制御部(210)は、前記スロットル弁開度センサ(168、170)が正常時の前記始動時燃料噴射マップと、前記正常時の始動時燃料噴射マップよりも噴射量が減量となるように設定されている異常時の前記始動時燃料噴射マップとを有し、前記異常判別部(204)によって前記スロットル弁開度センサ(168、170)が異常と判断された状態で前記エンジン(22)を停止した後、再度前記エンジン(22)の始動を行う際に、前記正常時の始動時燃料噴射マップから前記異常時の始動時燃料噴射マップに切り替え、エンジン始動を可能とするとともに、前記駆動システム(80)により自動二輪車の後退駆動の制御の実施を許可することを特徴とする。
請求項2に係る発明は、請求項1に記載のエンジン制御装置において、前記燃料噴射制御部(210)は、前記エンジン(22)の始動後はエンジン負圧及びエンジン回転数から噴射量を決定し、前記エンジン(22)の始動時には、前記エンジン(22)の水温から噴射量を決定し、前記異常時の始動時燃料噴射マップは、前記エンジン(22)の水温が高くなるにつれて噴射量を減量するように設定されていることを特徴とする。
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載のエンジン制御装置において、前記燃料噴射制御部(210)は、前記エンジン(22)の始動後に前記エンジン負圧及び前記エンジン回転数から基本噴射量を算出するとともに、温度補正マップを用いて、前記基本噴射量を前記エンジン(22)の水温に応じて温度補正して、エンジン(22)の始動後における燃料の噴射量を決定するものであり、前記燃料噴射制御部(210)は、更に、前記スロットル弁開度センサ(168、170)が正常時の前記温度補正マップと、前記正常時の温度補正マップよりも補正量が小さく設定されている異常時の前記温度補正マップとを更に有し、前記異常判別部(204)によって異常と判断された状態で、エンジン(22)の再始動を行った場合は、前記正常時の温度補正マップから前記異常時の温度補正マップに切り替えることを特徴とする。
請求項4に係る発明は、請求項3に記載のエンジン制御装置において、前記異常時の温度補正マップは、前記エンジン(22)の水温が高くなるに連れて補正量が小さくなるように設定されていることを特徴とする。
請求項5に係る発明は、請求項1〜4の何れか1項に記載のエンジン制御装置において、前記異常判別部(204)は、前記アクセル開度センサ(152、154)の出力に基づき、前記アクセル開度センサ(152、154)の異常を判別し、前記スロットルモータ駆動部(206)は、前記異常判別部(204)により前記アクセル開度センサ(152、154)のみが異常と判別された場合は、前記スロットルモータ(166)を駆動させて前記スロットル弁(162)の開度をアイドル開度にすることを特徴とする。
請求項6に係る発明は、請求項1〜5の何れか1項に記載のエンジン制御装置において、始動時点火時期マップを用いて始動時における点火時期を制御する点火時期制御部(212)を更に備え、前記点火時期制御部(212)は、前記スロットル弁開度センサ(168、170)が正常時の前記始動時点火時期マップと、前記スロットル弁開度センサ(168、170)が異常時の前記始動時点火時期マップとを有し、異常判別部によって異常と判断された状態でエンジン(22)を停止した後、再度エンジンの始動を行う際に、前記正常時の始動時点火時期マップから前記異常時の始動時点火時期マップに切り替えることで、点火時期を進角させることを特徴とする。
請求項1に記載の発明によれば、スロットル弁開度センサに異常がある状態で、エンジンを停止した後、再度エンジンを始動する場合に、燃料の噴射量の制御に用いる始動時燃料噴射マップを、スロットル開度センサが正常時の始動時燃料噴射マップから、正常時よりも噴射量が減量となる異常時の始動時燃料噴射マップに切り替えるので、スロットル弁が全閉状態にされた場合であっても、燃料の噴射量が低減されるので、空燃比のオーバーリッチを防いでエンジンの始動性を向上させることができる上、異常時に機械的にスロットル弁を開方向に移動させる必要がなくなるので、スロットルボディ周りの小型化を図ることもできる。また、スロットル弁開度センサの異常によりスロットル弁が全閉状態となった場合でも、エンジンを容易に始動させることができるので、後退駆動システムを使って自動二輪車を後退させることが可能となり、利便性が向上する。
請求項2に記載の発明によれば、水温と燃料噴射量との関係を示した燃料噴射マップを用いるので、エンジン負圧等の正確な値を検出できないエンジン始動時においても、適切に燃料の噴射量を決定することができる。始動時燃料噴射マップは、エンジンの水温が高くなるにつれて噴射量を減量するように設定されているので、エンジンの水温が低い場合は、噴射量を増量させることでき、異常時のエンジンの始動性の低下を防止することができる。
請求項3に記載の発明によれば、スロットル弁開度センサが異常状態でエンジンが再始動された後は、エンジン負圧及びエンジン回転数から基本噴射量を算出するとともに、基本噴射量の温度補正に用いる温度補正マップを、スロットル弁開度センサが正常時の温度補正マップから異常時の温度補正マップに切り替えるので、スロットル弁が全閉状態となっている場合でも、全閉状態に合わせた温度補正を行って燃料噴射を行うことができ、エンジンの始動後のエンジン回転数を安定させることができ、エンジンの始動性の低下を防止することができる。
請求項4に記載の発明によれば、温度補正マップは、エンジンの水温が高くなるに連れて補正量が小さくなるように設定されているので、エンジンの水温が低い場合は、噴射量を増量させることができ、異常時のエンジンの始動性の低下を防止することができる。
請求項5に記載に発明によれば、アクセル開度センサのみが異常と判断された場合は、スロットル弁をアイドル開度にするので、必要以上に燃料噴射マップの切替を行う必要がなくなり、制御を簡素化することができる。
請求項6に記載の発明によれば、スロットル弁開度センサが異常状態でエンジンを再始動する場合は、スロットル弁開度センサが異常時の始動時点火時期マップに切り替えて点火時期を進角させるので、エンジン回転数を素早く上昇させることができ、エンジンの始動性の低下を防止することができる。
実施の形態のエンジン制御装置が搭載された自動二輪車の側面図である。 図1に示す自動二輪車の外観後方斜視図である。 図2に示す右側のハンドルの一部拡大図である。 エンジン制御装置のリバース機能を有する駆動システムを示すブロック図である。 図4に示すシフタギアスライド機構の構造を示す図である。 エンジン制御装置のドライブバイワイヤシステムの構成を示す図である。 図6に示す制御部の機能ブロック図である。 エンジンの運転中における図6に示すスロットル制御部の制御動作を示すフローチャートである。 スロットル系センサが異常と判断された状態でエンジンが停止した後、再度エンジンが始動する場合におけるエンジンの制御動作を示すフローチャートである。 始動時燃料噴射マップを示す図である。 始動時点火時期マップを示す図である。 温度補正マップを示す図である。
本発明に係るエンジン制御装置について、好適な実施の形態を掲げ、添付の図面を参照しながら以下、詳細に説明する。
図1は、エンジン制御装置が搭載された自動二輪車10の側面図であり、図2は、図1に示す自動二輪車10の外観後方斜視図である。自動二輪車10は、車体フレーム12と、車体フレーム12の前端部に設けられたヘッドパイプ14と、該ヘッドパイプ14に回動自在に支持される左右一対のフロントフォーク16と、フロントフォーク16の上端部を支持するトップブリッジ18に取付けられたハンドル20と、フロントフォーク16に取付けられた前輪WFと、車体フレーム12に支持されたエンジン22と、エンジン22の図示しない排気管を介して連結された排気マフラー24と、車体フレーム12の後下部のピボット軸26に揺動可能に支持されたスイングアーム28と、このスイングアーム28の後端部に取付けられた後輪WRとを備える。
車体フレーム12は、ヘッドパイプ14から左右に分岐して後斜め下方に延びる左右の一対のメインフレーム30と、メインフレーム30の後部に接続される左右一対のピボットプレート32と、ピボットプレート32の前部及び後部から後方斜め上方に延びる左右一対のシートフレーム34とを有する。メインフレーム30の上方に燃料タンク36が設けられ、シートフレーム34の上部には、運転者シート38、同乗者シート40が取付けられ、同乗者シート40の後方には、グラブレール42及びトランクボックス44が取付けられている。
車体フレーム12のピボットプレート32には、運転者シート38に着座した運転者用の左右一対のステップ46と、同乗者シート40に着座した同乗者用の左右一対のステップ48とが取付けられている。
車体フレーム12には、車体カウリング50が取付けられ、車体カウリング50は、車体前方を覆うフロントカバー52と、車体側部を覆う左右一対のサイドカバー54と、車体下部を覆うアンダーカバー56と、車体後部を覆うリアシートカウル58とを備えており、リアシートカウル58には、左右一対のサドルバック60が一体に形成されている。また、前輪WFを覆うフロントフェンダ62がフロントフォーク16に取付けられ、後輪WRを覆うリアフェンダ64がリアシートカウル58に取付けられている。フロントカバー52の前面には、ヘッドライト66が取付けられ、その上部には風防68が取付けられ、左右端には、サイドミラー70が取付けられている。
図3は、図2に示す右側のハンドル20の一部拡大図である。右側のハンドル20は、アクセルグリップ72とスイッチボックス74とを有し、スイッチボックス74には、エンジン始動又は車両後退を行うスタータモータを始動させるためのスタータ/リバーススイッチ76と、スタータモータを始動用と後退用とに切り替えるためのリバースシフタスイッチ78とが設けられている。
図4は、エンジン制御装置のリバース機能を有する駆動システム80を示すブロック図である。エンジン22は、クラッチ82を介して多段歯車式の変速装置84に結合され、変速装置84の最終段シャフト86は、スプロケットやチェーンからなる動力伝達装置88を介して後輪WRに接続されている。エンジン22が運転状態にあり、クラッチ82が接続状態であるときは、変速装置84のギアの切替位置に応じた回転方向及び減速比に従って後輪WRが回転する。
エンジン22の図示しないクランク軸には、ワンウェイクラッチ90を介してスタータモータ92が結合され、且つ、スタータモータ92はシフタギアスライド機構94を介して変速装置84の最終段シャフト86に結合される。ワンウェイクラッチ90は、スタータモータ92からエンジン22へのみ始動力を伝達するために介装されたものである。
シフタギアスライド機構94は、変速装置84の最終段シャフト86に対するスタータモータ92の接続の切替を行うためのであり、このシフタギアスライド機構94を制御するアクチュエータとしてシフタモータ96が設けられている。スタータモータ92は、スタータモータ92を始動させるためのスタータ/リバーススイッチ76を介してバッテリ98に接続され、シフタモータ96は、スタータモータ92を始動用と後退用に切り替えるためのリバースシフタスイッチ78を介してバッテリ98に接続されている。この例では、後退のための駆動力として始動用のスタータモータ92を利用するので、エンジン22により後退を行う場合に比較して、より一層低速で車両を後退させることができる。
図5、シフタギアスライド機構94の構造を示す図である。シフタギアスライド機構94は、エンジン22の始動用のスタータモータ92によって回転するリバースドライブギア100の回転を、車両を後退させるための後退ギア102に伝達させるためにリバースシャフト104に装着されたシフタギア108を有する。後退ギア102は、変速装置84の最終段シャフト86に固定されたドリブンギアである。
シフタモータ96は、回転軸110を正逆方向に回転させ、回転軸110は、リバースシャフト104に対して同軸に配置されている。シフタギアスライド機構94は、リバースシャフト104と、回転軸110とを連結させるロストモーション機構112を有する。なお、スタータモータ92は、エンジン22の始動時及び車両の後退時の駆動用として兼用され、一方向のみに回転するモータである。
シフタギア108は、リバースシャフト104に対して、周方向に回転可能、且つ、軸方向にリバースシャフト104上を移動可能に装着されている。シフタギア108は、リバースドライブギア100及び後退ギア102に噛合可能に構成されている。
シフタギアスライド機構94は、軸方向の位置が固定されたリバースシャフト104に対してシフタギア108をシフタモータ96の回転により軸方向にスライド動作させるものであり、リバースシャフト104の一端には、軸方向にのみ揺動自在に設けられたカム114が装着されている。カム114には、カム面の円周に対して右上がりに傾斜した弧状のカム孔114aが設けられ、このカム孔114aにはリバースシャフト104に対して突出して固定されるピン116が遊合している。シフタモータ96は、シフタモータ96の回転軸110がスタータモータ92の回転軸92a及び変速装置84の最終段シャフト86に対して平行となるように取付けられている。
ロストモーション機構112は、リバースシャフト104端に固定された円板状のプレート118と、リバースシャフト104に対して同軸に配置され、シフタモータ96の回転軸110端に固定された円板状のプレート120と、プレート118、120との間に、端部が架設されて固定されたコイル状スプリング122とを有する。リバースシャフト104、シフタモータ96の回転軸110、コイル状スプリング122とが同軸上に配置される。ロストモーション機構112は、シフタモータ96の回転軸110及びプレート120が一方向に回動した場合、それに応じてプレート118を同一方向に回動させるものであるが、何らかの抵抗が生じて、プレート118が回動しない場合は、回転方向への付勢をコイル状スプリング122に蓄積するように作用する。
例えば、シフタモータ96の回転軸110及びプレート120が反時計方向に回動した場合、カム114とピン116との動きにより、カム114及びシフタギア108がリバースドライブギア100及び後退ギア102に噛合する方向(図5における右方向)に移動するが、シフタギア108とリバースドライブギア100又は後退ギア102とのギア位置により右方向へスムーズに移動できない場合(ギア面同士が当接するような場合)がある。このような場合に、滑らかに移動できない原因がなくなった時点で、プレート118へのコイル状スプリング122の反時計方向への付勢によりカム114及びシフタギア108を速やかに右方向へ移動させてギア同士を噛合させることができる。
また、プレート118の周面には突起部124が形成され、位置センサ126は、前記突起部124の位置を検知する。プレート118が所定の位置まで回転すると、位置センサ126が突起部124を検知し、制御部128にギアスライド検出信号を送ることで、リバースシャフト104に対するカム114のスライド動作によりシフタギア108のリバース位置への移動(後退ギア102に噛合)が完了したことを検出できるようになっている。シフタギア108のリバース位置への移動が完了したことを検出した場合、制御部128は、車速及びエンジン回転数を運転手に表示する図示しない表示部に設けられたLEDを点灯させることで、ユーザに後退可能であることを報知する。なお、制御部128は、スタータモータ92、シフタモータ96の駆動も制御する。
プレート120の周面には突起部130が形成され、この突起部130を挟む位置にピン132、134が設けられ、ピン132、134は、シフタモータ96の回転軸110の回転によるプレート120の回動動作を規制する。
シフタモータ96には、駆動電流を常時検出するモータ軸ロック検出部136が接続され、プレート120の回動動作が規制された際のロック電流を検出し、モータロック検出信号を制御部128に出力する。制御部128は、位置センサ126からのギアスライド検出信号及びモータ軸ロック検出部136からのモータロック検出信号に基づいてシフタモータ96の回転停止、正逆方向の回転始動等の駆動を制御する。
次に、シフタギアスライド機構94の動作について説明する。シフタモータ96が駆動されると、シフタモータ96の回転軸110が矢印A1又はB1方向に回転する。回転軸110及びプレート120の回転は、ロストモーション機構112のコイル状スプリング122を介してプレート118に伝達され、リバースシャフト104が矢印A2又はB2方向に回転する。リバースシャフト104が回転すると、ピン116がカム孔114aに沿って案内されるのに従って、リバースシャフト104に対してカム114が矢印A3又はB3の方向に直線運動し、それに応じてシフタギア108がスライド動作する。
図5は、車両を後退させるリバース位置へのシフタギア108の移動途中を示しており、詳しくは、シフタモータ96の回転軸110が矢印A1方向に回動し、リバースシャフト104に対してカム114が矢印A3方向に変位することによって、シフタギア108が変速装置84の後退ギア102に噛合する直前を示している。
この後、シフタギア108がリバース位置に移動すると、シフタギア108は、変速装置84の後退ギア102及びリバースドライブギア100に噛合する。このシフタギア108がリバース位置に存在する状態で、スタータ/リバーススイッチ76を押して、スタータモータ92を駆動させると、その回転は、リバースドライブギア100及びシフタギア108を介して後退ギア102に伝達され、車両は後退する。
一方、スタータモータ92を後退ギア102から切り離すときは、つまり、ニュートラル位置に切り替えるときは、シフタモータ96の回転軸110を矢印B1方向に回転させて、カム114を矢印B3方向に変位させ、シフタギア108と、リバースドライブギア100及び後退ギア102との噛合を解除させる。
次に自動二輪車10を後退させる手順について説明する。なお、初期状態では、シフタギア108はニュートラルにあるものとする。エンジン22を運転状態にした後、運転手はスタータ/リバーススイッチ76を押してスタータモータ92を回転させてエンジン22を始動させる。エンジン22によって発電された電力は、バッテリ98に充電される。ここで、自動二輪車10を後退させる前に、エンジン22を運転状態にしている理由としては、スタータモータ92の回転によるバッテリ98の電池残量の減少、強いては、バッテリ98があがってしまうのを防止するためである。特に、大型の自動二輪車10をスタータモータ92で後退させる場合は、バッテリ98の電池残量が無くなるのが速い。
エンジン22の始動後、運転手がリバースシフタスイッチ78を押すと、シフタモータ96が駆動することでシフタギア108が矢印A3方向に移動し、シフタギア108とリバースドライブギア100及び後退ギア102とが噛合する。
続いて、運転手は、スタータ/リバーススイッチ76を押してスタータモータ92を回転させると、この回転が後退ギア102に伝達されて自動二輪車10が後退する。スタータ/リバーススイッチ76が押されている間は、自動二輪車10は後退する。スタータ/リバーススイッチ76を押すのを止めて自動二輪車10を停止させてから、リバーススイッチ76を押すと、シフタモータ96が駆動し、シフタギア108と、リバースドライブギア100及び後退ギア102との噛合が解除され、シフタギア108は、ニュートラルの状態に戻る。
なお、上記例では、回転軸92aに連結された始動用のスタータモータ92を後退装置の駆動力として用いる例を説明したが、エンジン22の出力によって回転する回転軸にリバースドライブギア100を連結させることで、エンジン22の駆動力がリバースドライブギア100に付与される構造であってもよい。この場合、図4において、シフタギアスライド機構94によりエンジン22と変速装置84とが接続されることで、エンジン22による駆動力が変速装置84の最終段シャフト86及び動力伝達装置88を介して、自動二輪車10が後退するように後輪WRを駆動させる。
図6は、エンジン制御装置のドライブバイワイヤシステム150の構成を示す図である。右側のハンドル20のスイッチボックス74内には、アクセルグリップ72の開度(運転手によるアクセル操作の操作量)を検出する第1アクセル開度センサ152、第2アクセル開度センサ154が設けられている。第1アクセル開度センサ152及び第2アクセル開度センサ154が検出した開度値は制御部(ECU)156に送られる。第1、第2アクセル開度センサ152、154が正常の場合は、検出される開度値は略一致する。なお、第1アクセル開度センサ152及び第2アクセル開度センサ154は、スイッチボックス74内に設けるようにしたが、他の場所(例えば、車体フレーム等)に設けられてもよい。
インジェクション(燃料噴射装置)158は、吸気管160に設けられたスロットル弁162を介して吸入された空気に燃料を噴射して混合気を生成する。スロットル弁162は、エンジン22の図示しない燃焼室に流入させる空気の量を調整するバルブである。また、スロットル弁162には、全閉位置に戻す図示しないリターンスプリングが設けられている。このリターンスプリングによってスロットル弁162は、全閉位置に付勢される。インジェクション158によって生成された混合気がエンジン22の図示しない燃料室に流入されて、点火プラグ164によって混合気に点火されると、混合気が爆発する。エンジン22は、この爆発したエネルギーを動力に変換する。
スロットルモータ166は、制御部156の制御に従って、スロットル弁162の開度を調整する。第1スロットル弁開度センサ168、第2スロットル弁開度センサ170は、スロットル弁162の回転角を検出することで、スロットル弁162の開度を検出するものであり、第1スロットル弁開度センサ168及び第2スロットル弁開度センサ170が検出した開度値は、制御部156に送られる。第1、第2スロットル弁開度センサ168、170が正常の場合は、検出される開度値は略一致する。エンジン22には、燃料した混合気(排気ガス)を排気するための排気管172が設けられている。
制御部156は、第1、第2アクセル開度センサ152、154、第1、第2スロットル弁開度センサ168、170に異常がない場合は、第1アクセル開度センサ152及び第2アクセル開度センサ154の少なくとも一方のアクセル開度センサによって検出された開度値に基づいて、スロットルモータ166を駆動してスロットル弁162の開度を調整する。本実施の形態では、理解を容易にするため、第1、第2アクセル開度センサ152、154が検出したアクセルグリップ72の開度が大きいほど、スロットル弁162の開度が大きくなるようにスロットル弁162を制御し、スロットル弁162の開度が大きい程、エンジン22の出力は大きくなるものとする。
ここで、第1アクセル開度センサ152及び第2アクセル開度センサ154(以下、アクセル系センサ呼ぶ)に異常がある場合としては、第1アクセル開度センサ152によって検出された開度値と第2アクセル開度センサ154によって検出された開度値との差の絶対値が所定範囲より大きい場合、第1アクセル開度センサ152及び第2アクセル開度センサ154間でショートしている場合、第1アクセル開度センサ152又は(及び)第2アクセル開度センサ154の開度値が一定時間以上変化しない場合である。このような場合は、第1、第2アクセル開度センサ152、154の少なくとも一方が故障していると考えられるかである。
また、第1スロットル弁開度センサ168及び第2スロットル弁開度センサ170(以下、スロットル系センサと呼ぶ)に異常がある場合としては、第1スロットル弁開度センサ168によって検出された開度値と第2スロットル弁開度センサ170によって検出された開度値との差の絶対値が所定範囲より大きい場合、第1スロットル弁開度センサ168及び第2スロットル弁開度センサ170間でショートしている場合、第1スロットル弁開度センサ168又は(及び)第2スロットル弁開度センサ170の開度値が目標開度に一定時間以上追従しない場合である。このような場合は、第1、第2スロットル弁開度センサ168、170の少なくとも一方が故障していると考えられるからである。
図7は、制御部156の機能ブロック図である。制御部156は、スロットル弁制御部200と、エンジン制御部202とを備える。スロットル弁制御部200は、異常判別部204、スロットルモータ駆動部206とを有する。エンジン制御部202は、燃料噴射制御部210と、点火時期制御部212とを有する。燃料噴射制御部210は、始動時燃料噴射マップが記録された第1記録部214、温度補正マップが記録された第2記録部216を有し、点火時期制御部212は、始動時点火時期マップを記録した第3記録部218を有する。
第1記録部214には、スロットル系センサが正常時の場合に用いる正常時の始動時燃料噴射マップと、スロットル系センサが異常時の場合に用いる異常時の始動時燃料噴射マップとが記録されている。第2記録部216には、スロットル系センサが正常時の場合に用いる正常時の温度補正マップと、スロットル系センサが異常時の場合に用いる異常時の温度補正マップとが記録されている。第3記録部218には、スロットル系センサが正常時の場合に用いる正常時の始動時点火時期マップと、スロットル系センサが異常時の場合に用いる異常時の始動時点火時期マップとが記録されている。
異常判別部204には、第1アクセル開度センサ152及び第2アクセル開度センサ154が検出した開度値に基づいて、アクセル系センサの異常を判別する。また、異常判別部204は、第1スロットル弁開度センサ168及び第2スロットル弁開度センサ170が検出した開度値に基づいて、スロットル系センサの異常を判別する。
スロットルモータ駆動部206は、異常判別部204の判定結果に基づいて、スロットル弁162の目標開度を設定する。スロットルモータ駆動部206は、必要に応じて、第1、第2アクセル開度センサ152、154が検出した開度値を用いて目標開度値を設定する。スロットルモータ駆動部206は、設定した開度値に基づいてスロットルモータ166を駆動させる。
燃料噴射制御部210は、異常判別部204の判別結果に基づいて、インジェクション158が燃料を噴射する噴射量を制御する。点火時期制御部212は、異常判別部204の判別結果に基づいて、点火プラグ164が点火する時期(タイミング)を制御する。
図8は、エンジン22の駆動中におけるスロットル弁162の制御動作を示すフローチャートである。まず、制御部156は、第1、第2アクセル開度センサ152、154が検出したアクセルグリップ72の開度値、及び、第1、第2スロットル弁開度センサ168、170が検出したスロットル弁162の開度値を取得する(ステップS1、ステップS2)。
次いで、異常判別部204は、第1、第2アクセル開度センサ152、154及び第1、第2スロットル弁開度センサ168、170に異常があるか否かを判別する(ステップS3)。詳しくは、異常判別部204は、第1アクセル開度センサ152によって検出された開度値と第2アクセル開度センサ154によって検出された開度値との差の絶対値が所定範囲より大きい場合、第1アクセル開度センサ152及び第2アクセル開度センサ154間でショートしている場合、第1アクセル開度センサ152又は(及び)第2アクセル開度センサ154の開度値が一定時間以上変化しない場合、アクセル系センサに異常があると判別する。
また、異常判別部204は、第1スロットル弁開度センサ168によって検出された開度値と第2スロットル弁開度センサ170によって検出された開度値との差の絶対値が所定範囲より大きい場合、第1スロットル弁開度センサ168及び第2スロットル弁開度センサ170間でショートしている場合、第1スロットル弁開度センサ168又は(及び)第2スロットル弁開度センサ170の開度値が一定時間以上変化しない場合は、スロットル系センサに異常があると判別する。
次いで、スロットルモータ駆動部206は、ステップS3でスロットル系センサが異常と判別されたか否かを判断する(ステップS4)。ステップS4で、スロットル系センサが異常と判別されたと判断すると、スロットルモータ駆動部206は、スロットルモータ166の駆動を停止させる(ステップS5)。これにより、スロットル弁162は前記したスプリングによって全閉位置に戻る(全閉状態に戻る)。
全閉位置とは、スロットル弁162を介して吸気管160からエンジン22の燃料室に流入する空気を全て遮断する位置ではないことに留意されたい。つまり、スロットル弁162が全閉状態に戻されても、スロットル弁162を介して吸気管160からエンジン22の燃料室に微量の空気が流入する。スロットル弁162が全閉状態に戻されると、エンジン22の前記燃料室に流入される空気が少なくなるので、前記燃料室の空燃比が小さくなり、オーバーリッチとなる。これにより、エンストが発生しやすくなる。図8に示すフローチャートでは、スロットルモータ166の駆動を停止させると、オーバーリッチになりエンストするものとする。
一方、ステップS4で、スロットル系センサに異常がないと判別されると、スロットルモータ駆動部206は、ステップS3でアクセル系センサに異常があると判別されたか否かを判断する(ステップS6)。ステップS6で、アクセル系センサに異常があると判別されたと判断されると、スロットルモータ駆動部206は、スロットル弁162の目標開度値をアイドル開度値に設定する(ステップS7)。アイドル開度値は、全閉状態よりもスロットル弁162が開いており、エンジン22が最低回転数で駆動することができる開度値である。最低回転数とは、エンジン22がエンストしない回転数であり、且つ、予め決められた回転数である。
次いで、スロットルモータ駆動部206は、設定した目標開度値となるようにスロットルモータ166を制御して、スロットル弁162を駆動して(ステップS8)、ステップS10に進む。このとき、スロットルモータ駆動部206は、第1、第2スロットル弁開度センサ168、170が検出したスロットル弁162の開度値を見ながら、スロットル弁162の開度値が目標開度値となるように、スロットルモータ166を制御する。
一方、ステップS6で、第1、第2アクセル開度センサ152、154に異常がないと判別されると、スロットルモータ駆動部206は、通常走行制御を行って(ステップS9)、ステップS10に進む。通常走行制御とは、スロットルモータ駆動部206は、第1、第2アクセル開度センサ152、154が検出したアクセルグリップ72の開度値に対応した、スロットル弁162の目標開度値を設定する。そして、スロットルモータ駆動部206は、スロットル弁162の開度値が設定された目標開度値となるようにスロットルモータ166を制御する。このとき、スロットルモータ駆動部206は、第1、第2スロットル弁開度センサ168、170が検出したスロットル弁162の開度値を見ながら、スロットルモータ166を制御する。
ステップS10に進むと、制御部156は、エンジン22が停止したか否かを判断する。エンジン22の停止は、運転手が図示しないインジェクションキーをオフにすることで停止させることもできるし、エンストによって停止する場合もある。ステップS10でエンジン22が停止していないと判断するとステップS1に戻る。
図9は、スロットル系センサが異常と判断された状態でエンジン22が停止した後、再度エンジン22が始動する場合におけるエンジン22の制御動作を示すフローチャートである。
まず、シフタギア108がニュートラルの状態で、スタータ/リバーススイッチ76が押されてスタータモータ92の回転力が、エンジン22の前記クランク軸に伝達されると(エンジン22の始動が開始されると)、燃料噴射制御部210は、エンジン22の始動時に用いる始動時燃料噴射マップを、正常時の始動時燃料噴射マップから異常時の始動時燃料噴射マップに切り替える(ステップS21)。
次いで、燃料噴射制御部210は、水温センサ220が検出したエンジン22の水温を取得し(ステップS22)、該取得したエンジン22の水温と異常時の燃料噴射マップとから燃料の噴射量を決定する(ステップS23)。
図10は、始動時燃料噴射マップを示す図である。線300は、正常時の始動時燃料噴射マップを示しており、線302は、異常時の始動時燃料噴射マップを示している。横軸はエンジン22の水温を示しており、縦軸は、噴射時間を示している。インジェクション158は、一定の圧力で燃料を噴射するので、噴射時間に比例して噴射量も多くなる。従って、噴射時間は噴射量を間接的に表している。
図10を見るとわかるように、異常時の始動時燃料噴射マップは、正常時の始動時燃料噴射マップより噴射量が減量となるように設定されている。第1、第2スロットル弁開度センサ168、170に異常があると判断された場合は、スロットル弁162は、全閉状態に戻されているので、吸気管160からエンジン22に流入される空気の量は、正常時に比べ非常に少ない。このような場合に、正常時と同じ噴射量で燃料を噴射してしまうと、空燃比がオーバーリッチとなり、エンストしてしまう可能性が高い。したがって、異常時の始動時の噴射量を正常時の場合に比べ減量することで、適正な空燃比に調整することができる。
また、正確なエンジン22の負圧等を検出できない始動時においては、噴射量を算出することができないが、始動時燃料噴射マップを用いることでエンジン22の水温のみで適正な噴射量を決定することができる。
また、エンジン22の水温が低いほど、噴射量を多くしている。エンジン22の水温が低い場合、エンジンオイルの温度も低くなり、エンジンオイルは、温度が低いと粘度が高くなる。そのため、エンジン22の水温が低いと、エンジンオイルの抵抗力が大きくなり、エンジン22の図示しないクランクシャフトが回転し難くなる。そこで、エンジン22の水温が低い程、噴射量を多くして、前記クランクシャフトのトルクを大きくする。
このように、スロットル系センサに異常がある場合は、異常時の始動時燃料噴射マップに切り替えることで、エンジン22の始動性の低下を防止することができる。
ステップS23で、噴射量を決定すると、燃料噴射制御部210は、該決定した噴射量で燃料を噴射するようにインジェクション158を制御する(ステップS24)。
次いで、点火時期制御部212は、エンジン22の始動時に用いる始動時点火時期マップを、正常時の始動時点火時期マップから異常時の始動時点火時期マップに切り替える(ステップS25)。
次いで、点火時期制御部212は、回転数センサ222が検出したエンジン22の回転数を取得し(ステップS26)、該取得したエンジン22の回転数と異常時の始動時点火時期マップとから点火時期を決定する(ステップS27)。
図11は、始動時点火時期マップを示す図である。線304は、正常時の始動時点火時期マップを示しており、点線306は、異常時の始動時点火時期マップを示している。横軸は、エンジン回転数を示しており、縦軸は、点火時期を示しており、詳しくは、エンジン22の前記クランクシャフトの角度で点火時期を示している。点火時期が0度の場合は、進角及び遅角していない点火時期(上死点での点火時期)を示し、点火時期の角度が大きくなるほど進角している。
図11を見るとわかるように、異常時の始動時点火時期マップは、正常時の始動時点火時期マップより、点火時期が進角している。点火してから火炎が伝播するまでや、バルブを開いてから空気が流入するまでには僅かに時間がかかるため、点火時期を進角させた方がエンジン22は大きいパワーを出力することができる。
上述したように、異常時は、スロットル弁162が全閉状態に戻されているので、吸気管160からエンジン22に流入される空気が非常に少なく、それに従って噴射される燃料の噴射量も少ない。そのため、エンジン22の出力も小さくなり、エンジン22が停止してしまう虞がある。そこで、異常時の始動時点火時期を、正常時の始動時点火時期により進角させることで、エンジン22の出力を大きくさせ、エンジン回転数を素早く上昇させることができ、エンジン22の停止を防止することができる。これにより、エンジン22の始動性の低下を防止することができる。
また、エンジン22の回転数が低い時は、回転数が高い場合に比べ、進角させる角度を大きくする理由としては、エンジン22の回転数が低い時は、エンストが発生し易いからである。なお、ステップS26で、エンジン22の回転数を取得するようにしたが、エンジン22の回転数を取得しなくてもよい。この場合は、ステップS27では、予め定められた回転数と始動時点火マップとから始動時の点火時期を決定するようにしてもよい。
次いで、ステップS27で点火時期を決定すると、点火時期制御部212は、該決定した点火時期で点火するように点火プラグを制御する(ステップS28)。
次いで、制御部156は、エンジン22の回転数が予め設定された所定回転数に達したか否かを判断する(ステップS29)。所定回転数は、ユーザが任意に設定変更できるようにしてもよい。本実施の形態では、所定回転数として、例えば、500rpmに設定されているものとする。制御部156は、回転数センサ222から取得した回転数に基づいて判断することは言うまでもない。ステップS29で、所定回転数に達していないと判断すると、ステップS22に戻り上記した動作を繰り返す。このステップS29で、所定回転数に達したと判断されるまでは、エンジン22の始動時とする。
一方、ステップS29で、エンジン22の回転数が所定回転数に達したと判断すると、エンジン22の始動後であると判断して、燃料噴射制御部210は、エンジン22の始動後における基本噴射量の温度補正に用いる温度補正マップを、正常時の温度補正マップから異常時の温度補正マップに切り替える(ステップS30)。
次いで、燃料噴射制御部210は、負圧センサ224が検出したエンジン22の負圧、及び、回転数センサ222が検出したエンジン22の回転数を取得し(ステップS31)、該取得したエンジン22の負圧及び回転数から基本噴射量を算出する(ステップS32)。
次いで、燃料噴射制御部210は、水温センサ220が検出したエンジン22の水温を取得し(ステップS33)、異常時の温度補正マップを用いて、エンジン22の水温に応じてステップS32で算出した基本噴射量を温度補正する(ステップS34)。
図12は、温度補正マップを示す図である。線308は、正常時の温度補正マップを示しており、線310は、異常時の温度補正マップを示している。横軸は、水温を示しており、縦軸は、増量補正係数を示している。基本噴射量に増量補正係数を乗算することで、基本噴射量の温度補正が行われる。正常時の温度補正マップ及び異常時の温度補正マップが示す増量補正係数は1以上の値とする。
図12を見るとわかるように、異常時の温度補正マップが示す増量補正係数は、正常時の温度補正マップが示す増量補正係数より補正量が小さく設定されている。この理由としては、上述したように、第1、第2スロットル弁開度センサ168、170に異常があると判断された場合は、スロットル弁162は、全閉状態に戻されているので、燃料の噴射量を少なくすることで、適切な空燃比を保つためである。また、エンジン22の水温が低いほど、エンジンオイルの抵抗力が大きくなるために、増量補正係数を高く設定している。
ステップS34で、基本噴射量の温度補正を行うと、燃料噴射制御部210は、温度補正された基本噴射量で燃料を噴射するようにインジェクション158を制御する(ステップS35)。
次いで、制御部156は、エンジン22が停止したか否かを判断し(ステップS36)、エンジン22が停止していないと判断した場合は、ステップS31に戻る。
なお、エンジン22の始動後における点火時期は、ステップS27及びステップS28の動作を行うことで、つまり、始動時の点火時期マップを用いて点火プラグ164の点火時期を制御してもよいし、他の方法によって点火プラグ164の点火時期を制御してもよい。
また、スロットル系センサが異常と判断された状態でエンジン22が停止した後、エンジン22が始動する場合におけるインジェクション158及び点火プラグ164の制御動作を説明したが、アクセル系センサ及びスロットル系センサが正常と判断された状態、又は、アクセル系センサが異常と判断され、スロットル系センサが正常と判断された状態で、エンジン22が停止した後、エンジン22の始動する場合は、正常時の始動時燃料噴射マップ、正常時の始動時点火時期マップ、正常時の温度補正マップを用いて、燃料の噴射量、点火時期を制御してもよい。つまり、エンジン22の始動時には、エンジン22の始動時に用いる始動時燃料噴射マップの切り替えを行うことなく、正常時の始動時燃料噴射マップを用いて噴射量を決定して燃料の噴射制御を行う。また、エンジン22の始動時に用いる始動時点火時期マップの切り替えを行うことなく、正常時の始動時点火時期マップを用いて点火時期を決定して点火制御を行う。また、エンジン22の始動後は、基本噴射量の温度補正に用いる温度補正マップの切り替えを行うことなく、正常時の温度補正マップを用いて基本噴射量の温度補正を行う。
このように、リバース(後退)機能を有する自動二輪車10において、スロットル系センサに異常がある状態で、エンジン22を停止した後、再度エンジン22を始動する場合に、燃料の噴射量の制御に用いる始動時燃料噴射マップを、正常時の始動時燃料噴射マップから、正常時よりも噴射量が減量となる異常時の始動時燃料噴射マップに切り替えるので、スロットル弁162が全閉状態にされた場合であっても、燃料の噴射量が低減されるので、空燃比がオーバーリッチとなることによるエンジン22の始動性が低下することを防止することができる。また、異常時に機械的にスロットル弁162を開方向に移動させる必要がなくなるので、スロットルボディ周りの小型化を図ることができる。また、スロットル系センサの異常によりスロットル弁162が全閉状態となった場合でも、エンジン22を容易に始動させることができ、スタータモータ92を用いて自動二輪車を後退させることができ、利便性が向上する。
なお、上記実施の形態では、第1アクセル開度センサ152及び第2アクセル開度センサ154の2つのアクセル開度センサを設けるようにしたが、アクセル開度センサは1つであってもよい。また、第1スロットル弁開度センサ168及び第2スロットル弁開度センサ170の2つのスロットル弁開度センサを設けるようにしたが、スロットル弁開度センサは1つであってもよい。
以上、本発明について好適な実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更又は改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更又は改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。また、特許請求の範囲に記載された括弧書きの符号は、本発明の理解の容易化のために添付図面中の符号に倣って付したものであり、本発明がその符号をつけた要素に限定して解釈されるものではない。
10…自動二輪車 20…ハンドル
72…アクセルグリップ 76…スタータ/リバーススイッチ
78…リバースシフタスイッチ 80…駆動システム
150…ドライブバイワイヤシステム 152…第1アクセル開度センサ
154…第2アクセル開度センサ 158…インジェクション
162…スロットル弁 164…点火プラグ
166…スロットルモータ 168…第1スロットル弁開度センサ
170…第2スロットル弁開度センサ 200…スロットル弁制御部
202…エンジン制御部 204…異常判別部
206…スロットルモータ駆動部 210…燃料噴射制御部
212…点火時期制御部 214…第1記録部
216…第2記録部 218…第3記録部
220…水温センサ 222…回転数センサ
224…負圧センサ

Claims (6)

  1. エンジン(22)の運転状態において自動二輪車の後退駆動が可能な駆動システム(80)と、
    リターンスプリングによって全閉位置に付勢されるスロットル弁(162)と、
    アクセル操作の操作量をアクセル開度センサ(152、154)で検知し、操作量に応じてスロットルモータ(166)で前記スロットル弁(162)を駆動して、前記スロットル弁(162)の開度を制御するとともに、当該開度をスロットル弁開度センサ(168、170)で検知するドライブバイワイヤシステム(150)と、
    を備えるエンジン制御装置において、
    前記エンジン制御装置は、前記スロットル弁開度センサ(168、170)の出力に基づき、前記スロットル弁開度センサ(168、170)の異常を判別する異常判別部(204)と、前記スロットルモータ(166)の駆動を制御するスロットルモータ駆動部(206)と、始動時燃料噴射マップを用いてエンジン(22)の始動時における燃料の噴射量を制御する燃料噴射制御部(210)と、を備え、
    前記スロットルモータ駆動部(206)は、前記異常判別部(204)によって前記スロットル弁開度センサ(168、170)が異常と判断されると、前記スロットルモータ(166)の駆動を停止させることで、前記スロットル弁(162)を前記リターンスプリングによって全閉位置に戻し、
    前記燃料噴射制御部(210)は、前記スロットル弁開度センサ(168、170)が正常時の前記始動時燃料噴射マップと、前記正常時の始動時燃料噴射マップよりも噴射量が減量となるように設定されている異常時の前記始動時燃料噴射マップとを有し、前記異常判別部(204)によって前記スロットル弁開度センサ(168、170)が異常と判断された状態で前記エンジン(22)を停止した後、再度前記エンジン(22)の始動を行う際に、前記正常時の始動時燃料噴射マップから前記異常時の始動時燃料噴射マップに切り替え、エンジン始動を可能とするとともに、前記駆動システム(80)により自動二輪車の後退駆動の制御の実施を許可することを特徴とするエンジン制御装置。
  2. 請求項1に記載のエンジン制御装置において、
    前記燃料噴射制御部(210)は、前記エンジン(22)の始動後はエンジン負圧及びエンジン回転数から噴射量を決定し、前記エンジン(22)の始動時には、前記エンジン(22)の水温から噴射量を決定し、
    前記異常時の始動時燃料噴射マップは、前記エンジン(22)の水温が高くなるにつれて噴射量を減量するように設定されていることを特徴とするエンジン制御装置。
  3. 請求項1又は2に記載のエンジン制御装置において、
    前記燃料噴射制御部(210)は、前記エンジン(22)の始動後に前記エンジン負圧及び前記エンジン回転数から基本噴射量を算出するとともに、温度補正マップを用いて、前記基本噴射量を前記エンジン(22)の水温に応じて温度補正して、エンジン(22)の始動後における燃料の噴射量を決定するものであり、
    前記燃料噴射制御部(210)は、更に、前記スロットル弁開度センサ(168、170)が正常時の前記温度補正マップと、前記正常時の温度補正マップよりも補正量が小さく設定されている異常時の前記温度補正マップとを更に有し、前記異常判別部(204)によって異常と判断された状態で、エンジン(22)の再始動を行った場合は、前記正常時の温度補正マップから前記異常時の温度補正マップに切り替えることを特徴とするエンジン制御装置。
  4. 請求項3に記載のエンジン制御装置において、
    前記異常時の温度補正マップは、前記エンジン(22)の水温が高くなるに連れて補正量が小さくなるように設定されていることを特徴とするエンジン制御装置。
  5. 請求項1〜4の何れか1項に記載のエンジン制御装置において、
    前記異常判別部(204)は、前記アクセル開度センサ(152、154)の出力に基づき、前記アクセル開度センサ(152、154)の異常を判別し、
    前記スロットルモータ駆動部(206)は、前記異常判別部(204)により前記アクセル開度センサ(152、154)のみが異常と判別された場合は、前記スロットルモータ(166)を駆動させて前記スロットル弁(162)の開度をアイドル開度にすることを特徴とするエンジン制御装置。
  6. 請求項1〜5の何れか1項に記載のエンジン制御装置において、
    始動時点火時期マップを用いて始動時における点火時期を制御する点火時期制御部(212)を更に備え、
    前記点火時期制御部(212)は、前記スロットル弁開度センサ(168、170)が正常時の前記始動時点火時期マップと、前記スロットル弁開度センサ(168、170)が異常時の前記始動時点火時期マップとを有し、異常判別部によって異常と判断された状態でエンジン(22)を停止した後、再度エンジンの始動を行う際に、前記正常時の始動時点火時期マップから前記異常時の始動時点火時期マップに切り替えることで、点火時期を進角させることを特徴とするエンジン制御装置。
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