(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、
前記複数の気筒のそれぞれについて失火状態を検出する失火検出部と、
前記複数の気筒のそれぞれに対応する吸気管に設けられ、スロットル開度により各気筒への吸入空気量を調節する複数の電子スロットルと、
前記複数の電子スロットルのそれぞれについて、前記スロットル開度を制御するスロットル開度制御部と、を備え、
前記スロットル開度制御部は、前記失火検出部が前記複数の気筒の何れかについて失火状態を検出した場合に、当該気筒における前記スロットル開度の制限値を、時間の経過とともに低減させる
内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記複数の気筒のそれぞれまたは前記複数の気筒のそれぞれに対応する吸気管に設けられ、各気筒または各吸気管に燃料を噴射する複数のインジェクタと、
前記複数のインジェクタのそれぞれについて、燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部と、をさらに備え、
前記燃料噴射制御部は、失火状態が検出された気筒における前記スロットル開度があらかじめ設定された値まで低減された後に、当該気筒に対する燃料カットを実行する
請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記スロットル開度制御部および前記燃料噴射制御部は、前記内燃機関が停止するまで、前記スロットル開度の制限値の低減および前記燃料カットを継続する
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記スロットル開度制御部は、失火状態が検出された気筒における前記スロットル開度の制限値を低減させ始めてから、前記燃料噴射制御部による前記燃料カットが実行されるまでの間に、前記失火検出部により失火状態が未検出となった場合に、前記スロットル開度の制限値を、時間の経過とともに増加させる
請求項２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項５】
複数の気筒と、
前記複数の気筒のそれぞれについて失火状態を検出する失火検出部と、
前記複数の気筒のそれぞれに対応する吸気管に設けられ、スロットル開度により各気筒への吸入空気量を調節する複数の電子スロットルと、を備えた内燃機関の制御方法であって、
前記失火検出部が前記複数の気筒の何れかについて失火状態を検出した場合に、当該気筒における前記スロットル開度の制限値を、時間の経過とともに低減させるスロットル開度制御ステップ
を有する内燃機関の制御方法。
【請求項６】
前記内燃機関は、前記複数の気筒のそれぞれまたは前記複数の気筒のそれぞれに対応する吸気管に設けられ、各気筒または各吸気管に燃料を噴射する複数のインジェクタをさらに備え、
失火状態が検出された気筒における前記スロットル開度があらかじめ設定された値まで低減された後に、当該気筒に対する燃料カットを実行する燃料カットステップ
をさらに有する請求項５に記載の内燃機関の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の気筒を有し、気筒毎に失火状態を検出することができる内燃機関（エンジン）の制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、二輪車等においても、環境対策のために排気ガスの悪化を防止したり、内燃機関の排気系に設けられた触媒を保護したりすることを目的として、失火状態を検出することが求められている。
【０００３】
ここで、失火状態の検出について、触媒にダメージを与えるような失火率が検出された場合に、燃料カットを実行したり、車輌の速度を制限するために、スロットル開度を失火状態検出時の制限開度に移行させたりする多気筒エンジンの失火検出装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第４４２４１７８号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
従来の失火検出装置を、二輪車のような重量の軽い車輌に適用した場合に、燃料カットを即座に実行したり、スロットル開度を失火状態検出時の制限開度に即座に移行させたりすると、急激なトルクの減衰によって、車輌のショックが発生し、ドライバビリティが悪化する恐れがある。
【０００６】
また、燃料カットやスロットル制限開度から復帰した場合に、急激なトルクの上昇によって、ドライバビリティが悪化する恐れもある。さらに、外乱等によって失火状態の検出に誤検出が発生した場合には、通常走行時に突然燃料カットが実行されたり、スロットル制限開度に移行したりすることになり、急激なトルクの変化が生じることで、ドライバビリティが悪化する恐れがある。
【０００７】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、失火状態が検出された場合に、触媒を適切に保護するとともに、ドライバビリティの悪化を防止することができる内燃機関の制御装置および制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この発明に係る内燃機関の制御装置および制御方法は、複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、複数の気筒のそれぞれについて失火状態を検出する失火検出部と、複数の気筒のそれぞれに対応する吸気管に設けられ、スロットル開度により各気筒への吸入空気量を調節する複数の電子スロットルと、複数の電子スロットルのそれぞれについて、スロットル開度を制御するスロットル開度制御部と、を備え、スロットル開度制御部は、失火検出部が複数の気筒の何れかについて失火状態を検出した場合に、当該気筒におけるスロットル開度の制限値を、時間の経過とともに低減させるものである。
【０００９】
また、この発明に係る内燃機関の制御方法は、複数の気筒と、複数の気筒のそれぞれについて失火状態を検出する失火検出部と、複数の気筒のそれぞれに対応する吸気管に設けられ、スロットル開度により各気筒への吸入空気量を調節する複数の電子スロットルと、を備えた内燃機関の制御方法であって、失火検出部が複数の気筒の何れかについて失火状態を検出した場合に、当該気筒におけるスロットル開度の制限値を、時間の経過とともに低減させるスロットル開度制御ステップを有するものである。
【発明の効果】
【００１０】
この発明に係る内燃機関の制御装置および制御方法によれば、スロットル開度制御部（ステップ）は、失火検出部が複数の気筒の何れかについて失火状態を検出した場合に、当該気筒におけるスロットル開度の制限値を、時間の経過とともに低減させる。
このように、失火状態が検出された気筒におけるスロットル開度の制限値を徐々に低減することにより、急激なトルクの変化を抑制し、車輌のショックを緩和することができる。
そのため、失火状態が検出された場合に、触媒を適切に保護するとともに、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における失火率の検出処理を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における電子スロットルのスロットル開度の制限および燃料カットの処理を示すフローチャートである。
【図４】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における電子スロットルのスロットル開度の制限および燃料カットを示すタイミングチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における電子スロットルのスロットル開度の制限および制限からの復帰を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、この発明に係る内燃機関の制御装置および制御方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。なお、以下の実施の形態では、二輪車用の内燃機関を例に挙げて説明する。
【００１３】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置を含むシステム全体を示す構成図である。図１では、この発明の実施の形態１に係る内燃機関（以下、「エンジン」とも称する）として、Ｖ型２気筒エンジンのシステム構成を示している。
【００１４】
図１において、このシステムは、エンジン全体の動作を制御するためのプログラムやマップを格納したメモリとＣＰＵとを有するマイクロプロセッサ（図示せず）で構成されたコントロールユニット（燃料噴射制御部、点火制御部、失火検出部、スロットル開度制御部）１を備えている。
【００１５】
コントロールユニット１には、アクセル開度の位置を計測するアクセルポジションセンサ２が接続されている。エンジンの吸気側に設けられたエアクリーナボックス３には、エンジンへの吸入空気を浄化するエアフィルタ４および吸入空気の温度を計測する吸気温センサ５が取り付けられている。
【００１６】
エアクリーナボックス３の下流側には、ａ気筒６およびｂ気筒７が設けられている。ａ気筒６およびｂ気筒７には、各吸気管に、スロットル開度により吸入空気量を調節する独立制御可能なａ気筒用電子スロットル８およびｂ気筒用電子スロットル９が設けられている。
【００１７】
ａ気筒用電子スロットル８およびｂ気筒用電子スロットル９には、それぞれスロットル開度を制御するａ気筒用電子スロットル制御モータ１０およびｂ気筒用電子スロットル制御モータ１１、並びにそれぞれスロットル開度を計測するａ気筒用スロットルポジションセンサ１２およびｂ気筒用スロットルポジションセンサ１３が設けられている。
【００１８】
また、ａ気筒用電子スロットル８およびｂ気筒用電子スロットル９の下流側には、それぞれ電子スロットルの下流側の吸入空気圧を計測するａ気筒用吸気圧センサ１４およびｂ気筒用吸気圧センサ１５、並びに各気筒または各吸気管に燃料を噴射するａ気筒用インジェクタ１６およびｂ気筒用インジェクタ１７が設けられている。
【００１９】
ａ気筒６およびｂ気筒７には、火花を発生させることで、気筒内に導入された吸入空気と燃料との混合気を燃焼させるａ気筒用点火プラグ１８およびｂ気筒用点火プラグ１９が設けられている。また、ａ気筒６およびｂ気筒７には、各排気管に、排気ガス中のＯ２濃度を計測するａ気筒用Ｏ２センサ２０およびｂ気筒用Ｏ２センサ２１が設けられている。
【００２０】
また、ｂ気筒７には、エンジンの壁面温度を計測することにより、エンジンの冷却水温度を計測する水温センサ２２が設けられている。また、気筒内での混合気の燃焼により押し出されるピストンと連動して回転するエンジンのクランクシャフト（図示せず）には、クランクシャフトの位置を計測するクランク角センサ２３が設けられている。
【００２１】
ここで、コントロールユニット１には、上記各センサからの計測信号が入力され、コントロールユニット１は、燃料噴射制御部、点火制御部、失火検出部、スロットル開度制御部として機能する。
【００２２】
燃料噴射制御部は、各センサからの計測信号に基づいて、適切な燃料噴射時期や燃料噴射量を演算し、燃料噴射装置であるａ気筒用インジェクタ１６およびｂ気筒用インジェクタ１７のそれぞれに駆動信号を出力する。また、点火制御部は、各センサからの計測信号に基づいて、適切な点火タイミングを演算し、点火信号を点火コイルに出力することで、ａ気筒用点火プラグ１８およびｂ気筒用点火プラグ１９で火花を発生させる。
【００２３】
また、失火検出部は、ａ気筒６およびｂ気筒７のそれぞれについて、例えば特許文献１に示された方法で失火状態を検出する。スロットル開度制御部は、ａ気筒用電子スロットル８およびｂ気筒用電子スロットル９のそれぞれについて、スロットル開度を制御することができ、失火検出部がａ気筒６およびｂ気筒７の何れかについて失火状態を検出した場合に、当該気筒におけるスロットル開度の制限値を、時間の経過とともに徐々に低減させる。
【００２４】
このとき、燃料噴射制御部は、失火状態が検出された気筒におけるスロットル開度の制限値があらかじめ設定された値まで低減された後に、当該気筒に対する燃料カットを実行する。また、スロットル開度制御部および燃料噴射制御部は、エンジンが停止するまで、スロットル開度の制限値の低減および燃料カットを継続する。
【００２５】
さらに、スロットル開度制御部は、失火状態が検出された気筒におけるスロットル開度の制限値を低減させ始めてから、燃料噴射制御部による燃料カットが実行されるまでの間に、失火検出部により失火状態が未検出となった場合に、スロットル開度の制限値を、時間の経過とともに徐々に増加させ、通常制御に戻す。
【００２６】
以下、図２および図３のフローチャート、並びに図４および図５のタイミングチャートを参照しながら、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置の動作について説明する。ここでは、ａ気筒６のみにおいて失火が発生した場合について説明する。なお、図２および図３のフローチャートは、任意に設定される周期で繰り返し実行される。
【００２７】
図２は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における失火率の検出処理を示すフローチャートであり、図３は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における電子スロットルのスロットル開度の制限および燃料カットの処理を示すフローチャートである。
【００２８】
また、図４は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における電子スロットルのスロットル開度の制限および燃料カットを示すタイミングチャートであり、図５は、この発明の実施の形態１に係る内燃機関の制御装置における電子スロットルのスロットル開度の制限および制限からの復帰を示すタイミングチャートである。
【００２９】
図２において、まず、エンジンで失火が発生すると、失火検出部によりａ気筒６の失火状態が検出され、併せて失火率が演算される（ステップＳ１）。
続いて、ａ気筒６での失火率があらかじめ設定された一定値Ｘ［％］を超えたか否かが判定される（ステップＳ２）。
【００３０】
ステップＳ２において、ａ気筒６での失火率があらかじめ設定された一定値Ｘ［％］を超えた（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ａ気筒６の失火検出フラグがセットされて（ステップＳ３）、図２の処理が終了する。
【００３１】
一方、ステップＳ２において、ａ気筒６での失火率があらかじめ設定された一定値Ｘ［％］以下である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、ａ気筒６の失火検出フラグがクリアされて（ステップＳ４）、図２の処理が終了する。
【００３２】
図３において、まず、ａ気筒６が燃料カット実行中であることを示すａ気筒失火フェールフラグがセットされていないか否かが判定される（ステップＳ１１）。
ステップＳ１１において、ａ気筒失火フェールフラグがセットされている（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、そのまま図３の処理を終了する。
【００３３】
一方、ステップＳ１１において、ａ気筒失火フェールフラグがセットされていない（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、ａ気筒６の失火検出フラグがセットされているか否かが判定される（ステップＳ１２）。
【００３４】
ステップＳ１２において、ａ気筒６の失火検出フラグがセットされている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、スロットル開度制御部により、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値が、時間の経過とともに徐々に低減される（ステップＳ１３）。
【００３５】
具体的には、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値は、初期値から時間毎に一定開度で低減される。なお、低減の方法については、サイクル毎や、エンジン回転数によって低減率が変更されてもよい。また、初期値は、ａ気筒用電子スロットル８の現在のスロットル開度＋α［％］とし、αはそのエンジンの特性に応じて、車輌のショックを緩和できるような値に設定される。
【００３６】
ここで、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値を初期値から徐々に低減させることにより、ライダーがアクセルを開いて加速しようとした場合でも、スロットル開度の制限値以上にａ気筒用電子スロットル８が開かない。これに対して、ｂ気筒用電子スロットル９のスロットル開度は、ライダーの要求に応じて開くことができる。
【００３７】
続いて、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度が、あらかじめ設定された燃料カット判定開度制限値Ｙ［％］よりも小さいか否かが判定される（ステップＳ１４）。
ステップＳ１４において、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度が、燃料カット判定開度制限値Ｙ［％］以上である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、そのまま図３の処理を終了する。
【００３８】
一方、ステップＳ１４において、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度が、燃料カット判定開度制限値Ｙ［％］よりも小さい（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、燃料噴射制御部により、失火状態が検出されたａ気筒６の燃料カットが実行され（ステップＳ１５）、ａ気筒失火フェールフラグがセットされて（ステップＳ１６）、図３の処理が終了する。なお、ａ気筒失火フェールフラグはエンジンが停止するとクリアされるが、それまではクリアされない。
【００３９】
また一方、ステップＳ１２において、ａ気筒６の失火検出フラグがセットされていない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、スロットル開度制御部により、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値が、時間の経過とともに初期値まで徐々に増加され（ステップＳ１７）、図３の処理が終了する。
【００４０】
ここで、上記ステップＳ１２においてＹｅｓと判定され、ステップＳ１３〜１６へと進んだ場合の処理に対応するタイミングチャートが図４に示される。図４において、ａ気筒６の失火率がＸ［％］を超えると、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値が、初期値（現在のスロットル開度＋α）から時間毎に一定開度で低減される。
【００４１】
続いて、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値が、燃料カット判定開度制限値Ｙ［％］よりも小さくなると、ａ気筒６の燃料カットが実行されて、エンジンが停止するまで、スロットル開度の制限値の低減および燃料カットが継続される。
【００４２】
また、上記ステップＳ１２においてＮｏと判定され、ステップＳ１７へと進んだ場合の処理に対応するタイミングチャートが図５に示される。図５において、ａ気筒６の失火率がＸ［％］を超えると、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値が、初期値（現在のスロットル開度＋α）から時間毎に一定開度で低減される。
【００４３】
続いて、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値が、燃料カット判定開度制限値Ｙ［％］まで低減される前に、ａ気筒６の失火率がＸ［％］以下になると、ａ気筒用電子スロットル８のスロットル開度の制限値が、ａ気筒用電子スロットル８の現在のスロットル開度＋α［％］に収束するように、時間の経過とともに徐々に増加される。なお、増加の方法については、時間毎に一定開度で増加されても、サイクル毎や、エンジン回転数によって増加率が変更されてもよい。
【００４４】
以上のように、実施の形態１によれば、スロットル開度制御部は、失火検出部が複数の気筒の何れかについて失火状態を検出した場合に、当該気筒におけるスロットル開度の制限値を、時間の経過とともに低減させる。
このように、失火状態が検出された気筒におけるスロットル開度の制限値を徐々に低減することにより、急激なトルクの変化を抑制し、車輌のショックを緩和することができる。
そのため、失火状態が検出された場合に、触媒を適切に保護するとともに、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
また、正常判定されている気筒を用いて、待避走行を行うこともできる。
【００４５】
また、燃料噴射制御部は、失火状態が検出された気筒におけるスロットル開度があらかじめ設定された値まで低減された後に、当該気筒に対する燃料カットを実行する。
そのため、触媒をより適切に保護するとともに、ドライバビリティの悪化をより防止することができる。
【００４６】
また、スロットル開度制御部および燃料噴射制御部は、内燃機関が停止するまで、スロットル開度の制限値の低減および燃料カットを継続する。
そのため、より確実に触媒を保護するとともに、ドライバビリティの悪化を防止することができる。
【００４７】
また、スロットル開度制御部は、失火状態が検出された気筒におけるスロットル開度の制限値を低減させ始めてから、燃料噴射制御部による燃料カットが実行されるまでの間に、失火検出部により失火状態が未検出となった場合に、スロットル開度の制限値を、時間の経過とともに増加させる。
そのため、失火状態から復帰した場合には、通常制御に戻すことにより、触媒を適切に保護しつつ、ドライバビリティを向上させることができる。
【００４８】
なお、上記実施の形態１では、ａ気筒６において失火が発生した場合について説明したが、これに限定されず、ｂ気筒７において失火発生した場合についても、同様の処理を適用することができる。
【００４９】
また、上記実施の形態１では、Ｖ型２気筒エンジンを例に挙げて説明したが、これに限定されず、２気筒以上有するエンジンにおいて、各気筒で独立に制御可能な電子スロットルを有したエンジンであれば、この発明を適用することができる。
【００５０】
また、失火状態が検出された場合に、急激なトルクの変化を生じさせないという観点から、複数気筒の電子スロットルがリンク機構等で接続されているような内燃機関においても、電子スロットルのスロットル開度の制限値を低減させ、ある制限値で失火状態が発生した気筒の燃料カットを実行することは可能である。
【符号の説明】
【００５１】
１  コントロールユニット、２  アクセルポジションセンサ、３  エアクリーナボックス、４  エアフィルタ、５  吸気温センサ、６  ａ気筒、７  ｂ気筒、８  ａ気筒用電子スロットル、９  ｂ気筒用電子スロットル、１０  ａ気筒用電子スロットル制御モータ、１１  ｂ気筒用電子スロットル制御モータ、１２  ａ気筒用スロットルポジションセンサ、１３  ｂ気筒用スロットルポジションセンサ、１４  ａ気筒用吸気圧センサ、１５  ｂ気筒用吸気圧センサ、１６  ａ気筒用インジェクタ、１７  ｂ気筒用インジェクタ、１８  ａ気筒用点火プラグ、１９  ｂ気筒用点火プラグ、２０  ａ気筒用Ｏ２センサ、２１  ｂ気筒用Ｏ２センサ、２２  水温センサ、２３  クランク角センサ。
【要約】
【課題】失火状態が検出された場合に、触媒を適切に保護するとともに、ドライバビリティの悪化を防止することができる内燃機関の制御装置および制御方法を得る。
【解決手段】複数の気筒を有する内燃機関の制御装置であって、複数の気筒のそれぞれについて失火状態を検出する失火検出部と、複数の気筒のそれぞれに対応する吸気管に設けられ、スロットル開度により各気筒への吸入空気量を調節する複数の電子スロットルと、複数の電子スロットルのそれぞれについて、スロットル開度を制御するスロットル開度制御部と、を備え、スロットル開度制御部は、失火検出部が複数の気筒の何れかについて失火状態を検出した場合に、当該気筒におけるスロットル開度の制限値を、時間の経過とともに低減させる。
【選択図】図３【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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