(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動系にベルト式変速機（ＴＭ）と遠心クラッチ（ＣＬ）とを有する車両用エンジンの点火制御装置において、
エンジン（Ｅ）のクランクシャフト（１）のクランク角速度（ω１，ω２）の変動量（Δω）に基づいて、前記エンジン（Ｅ）の負荷率（ＬＲ）を推定するエンジン負荷率推定手段（３０）と、
前記負荷率（ＬＲ）に応じて前記エンジン（Ｅ）の点火時期を算出する点火時期算出手段（６０）と、
前記遠心クラッチ（ＣＬ）の接続状態を判定する遠心クラッチ接続状態判定手段（４０）と、
前記遠心クラッチ（ＣＬ）が未接続状態であると判定されると、前記負荷率（ＬＲ）に応じた点火時期にかかわらず、点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段（５２）とを具備し、
前記点火時期算出手段（６０）は、前記負荷率（ＬＲ）に応じて選択された進角側テーブル（６１）または遅角側テーブル（６２）に基づいて点火時期を算出し、
前記点火時期補正手段（５２）は、前記遠心クラッチ（ＣＬ）が未接続状態と判定されると、前記負荷率（ＬＲ）に応じて遅角側テーブル（６２）が選択されている場合であっても、前記進角側テーブル（６１）を適用することで点火時期を進角側に補正し、
前記点火時期算出手段（６０）は、前記負荷率（ＬＲ）とエンジン回転数（Ｎｅ）と点火時期テーブルの適用範囲との関係を予め規定したＮｅ−ＬＲマップ（５１）に基づいて、前記進角側テーブル（６１）または遅角側テーブル（６２）のいずれかを適用して点火時期を算出するものであり、
前記Ｎｅ−ＬＲマップ（５１）には、前記進角側テーブル（６１）の適用範囲と遅角側テーブル（６２）の適用範囲との間にヒステリシス領域（Ｈ）が設定されていることを特徴とする車両用エンジンの点火制御装置。
【請求項２】
前記遠心クラッチ接続状態判定手段（４０）は、前記負荷率（ＬＲ）およびエンジン回転数（Ｎｅ）に基づいて前記遠心クラッチ（ＣＬ）の接続状態を判断することを特徴とする請求項１に記載の車両用エンジンの点火制御装置。
【請求項３】
前記ヒステリシス領域（Ｈ）が、前記進角側テーブル（６１）の適用範囲側の境界を示す高側閾値（ＬＲ＿Ｈｉ）と、前記遅角側テーブル（６２）の適用範囲側の境界を示す低側閾値（ＬＲ＿Ｌｏｗ）とによって囲まれた領域として設定されており、
前記点火時期算出手段（６０）は、前記Ｎｅ−ＬＲマップ（５１）上において、エンジン回転数（Ｎｅ）および負荷率（ＬＲ）よって表されるエンジン（Ｅ）の運転状態が、前記進角側テーブル（６１）の適用範囲から高側閾値（ＬＲ＿Ｈｉ）による境界線をまたぐ場合の遅角側テーブル（６１）への移行条件を、前記遅角側テーブル（６２）の適用範囲から前記低側閾値（ＬＲ＿Ｌｏｗ）による境界線をまたぐ場合の進角側テーブル（６１）への移行条件よりも緩和するように構成されていることを特徴する請求項１または２に記載の車両用エンジンの点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両用エンジンの点火制御装置に係り、特に、２つの点火時期マップを相互に切り替えて点火時期を決定する車両用エンジンの点火制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、進角寄り（進角側）および遅角寄り（遅角側）の２つの点火時期テーブルを有し、エンジン負荷に応じて点火時期テーブルを切り替えるようにした車両用エンジンの点火制御装置が知られている。
【０００３】
特許文献１には、駆動系にＶベルト式の動力伝達装置（無段変速機）と遠心クラッチを有するスクータ型の自動二輪車において、進角側と遅角側の２つの点火時期テーブルを有し、通常運転時にはエンジン負荷に応じて点火時期テーブルを切り替える一方、遠心クラッチの接続後に車速が所定値に達するまでの間は、エンジン負荷の大きさに関わらず進角側のテーブルを用いることで燃費を向上させるようにした制御技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−２８５９４４号公報
【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、特許文献１に記載された技術では、遠心クラッチが接続された後の所定車速まで進角側テーブルを用いるため、遠心クラッチが接続されて低回転高負荷の運転状態となった時にノッキングが発生する可能性があった。また、クランクシャフトの１サイクル中の回転速度（角速度ω）の変動量Δωに基づいてエンジン負荷を推測検知する構成においては、無段変速機の変速動作および遠心クラッチの断接動作によって角速度ωの変動量Δωが変化してエンジン負荷の検知精度が低下すると、点火時期テーブルの適切な切り換えが難しくなるという課題があった。
【０００６】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、ノッキングの発生を防ぎつつ点火時期制テーブルを適切に切り替えることが可能な車両用エンジンの点火制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記目的を達成するために、本発明は、駆動系にベルト式変速機（ＴＭ）と遠心クラッチ（ＣＬ）とを有する車両用エンジンの点火制御装置において、エンジン（Ｅ）のクランクシャフト（１）のクランク角速度（ω１，ω２）の変動量（Δω）に基づいて、前記エンジン（Ｅ）の負荷率（ＬＲ）を推定するエンジン負荷率推定手段（３０）と、前記負荷率（ＬＲ）に応じて前記エンジン（Ｅ）の点火時期を算出する点火時期算出手段（６０）と、前記遠心クラッチ（ＣＬ）の接続状態を判定する遠心クラッチ接続状態判定手段（４０）と、前記遠心クラッチ（ＣＬ）が未接続状態であると判定されると、前記負荷率（ＬＲ）に応じた点火時期にかかわらず、点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段（５２）とを具備する点に第１の特徴がある。
【０００８】
また、前記点火時期算出手段（６０）は、前記負荷率（ＬＲ）に応じて選択された進角側テーブル（６１）または遅角側テーブル（６２）に基づいて点火時期を算出し、前記点火時期補正手段（５２）は、前記遠心クラッチ（ＣＬ）が未接続状態と判定されると、前記負荷率（ＬＲ）に応じて遅角側テーブル（６２）が選択されている場合であっても、前記進角側テーブル（６１）を適用することで点火時期を進角側に補正する点に第２の特徴がある。
【０００９】
また、前記遠心クラッチ接続状態判定手段（４０）は、前記負荷率（ＬＲ）およびエンジン回転数（Ｎｅ）に基づいて前記遠心クラッチ（ＣＬ）の接続状態を判断する点に第３の特徴がある。
【００１０】
また、前記点火時期算出手段（６０）は、前記負荷率（ＬＲ）とエンジン回転数（Ｎｅ）と点火時期テーブルの適用範囲との関係を予め規定したＮｅ−ＬＲマップ（５１）に基づいて、前記進角側テーブル（６１）または遅角側テーブル（６２）のいずれかを適用して点火時期を算出するものであり、前記Ｎｅ−ＬＲマップ（５１）には、前記進角側テーブル（６１）の適用範囲と遅角側テーブル（６２）の適用範囲との間にヒステリシス領域（Ｈ）が設定されている点に第４の特徴がある。
【００１１】
さらに、前記ヒステリシス領域（Ｈ）が、前記進角側テーブル（６１）の適用範囲側の境界を示す高側閾値（ＬＲ＿Ｈｉ）と、前記遅角側テーブル（６２）の適用範囲側の境界を示す低側閾値（ＬＲ＿Ｌｏｗ）とによって囲まれた領域として設定されており、
前記点火時期算出手段（６０）は、前記Ｎｅ−ＬＲマップ（５１）上において、エンジン回転数（Ｎｅ）および負荷率（ＬＲ）よって表されるエンジン（Ｅ）の運転状態が、前記進角側テーブル（６１）の適用範囲から高側閾値（ＬＲ＿Ｈｉ）による境界線をまたぐ場合の遅角側テーブル（６１）への移行条件を、前記遅角側テーブル（６２）の適用範囲から前記低側閾値（ＬＲ＿Ｌｏｗ）による境界線をまたぐ場合の進角側テーブル（６１）への移行条件よりも緩和するように構成されている点に第５の特徴がある。
【発明の効果】
【００１２】
第１の特徴によれば、エンジンのクランクシャフトのクランク角速度の変動量に基づいてエンジンの負荷率を推定するエンジン負荷率推定手段と、負荷率に応じてエンジンの点火時期を算出する点火時期算出手段と、遠心クラッチの接続状態を判定する遠心クラッチ接続状態判定手段と、遠心クラッチが未接続状態であると判定されると、負荷率に応じた点火時期にかかわらず点火時期を進角側に補正する点火時期補正手段とを具備するので、エンジンの負荷率が高く、通常の点火時期判断では遅角側が選択されるような運転状態であっても、遠心クラッチが接続されるまでの間では進角側の点火時期を適用することができる。これにより、低速クルーズ走行時に相当する低回転低負荷域でノッキングを回避しつつ燃費向上を図ると共に、遠心クラッチが接続された後は即座にエンジン負荷に応じた点火時期を適用してノッキングを回避することが可能となる。
【００１３】
また、クランク角速度の変動量をクランクパルスおよびタイマで計測された時間に基づいて検知する場合には、クランクパルス生成器およびタイマ以外に特別なセンサ等を用いる必要がなく、Ｖベルト式の無段変速機および遠心クラッチを備えたスクータ型車両であって低回転域でエンジン負荷率の検知精度が低下する場合でも、吸気負圧センサやノックセンサ等を追加することなく、簡単な構成で適切な点火時期を得ることが可能となる。
【００１４】
第２の特徴によれば、点火時期算出手段は、負荷率に応じて選択された進角側テーブルまたは遅角側テーブルに基づいて点火時期を算出し、点火時期補正手段は、遠心クラッチが未接続状態と判定されると、負荷率に応じて遅角側テーブルが選択されている場合であっても、進角側テーブルを適用することで点火時期を進角側に補正するので、遠心クラッチの接続状態に応じて２つの点火時期テーブルの選択に補正を加えるのみで、演算負荷を増すことなく適切な点火時期を得ることが可能となる。
【００１５】
第３の特徴によれば、遠心クラッチ接続状態判定手段は、負荷率およびエンジン回転数に基づいて遠心クラッチの接続状態を判断するので、遠心クラッチの入力側と出力側の回転数を検知するセンサ等を用いることなく、簡単な構成で遠心クラッチの接続状態を判定することが可能となる。
【００１６】
第４の特徴によれば、点火時期算出手段は、負荷率とエンジン回転数と点火時期テーブルの適用範囲との関係を予め規定したＮｅ−ＬＲマップに基づいて、進角側テーブルまたは遅角側テーブルのいずれかを適用して点火時期を算出するものであり、Ｎｅ−ＬＲマップには、進角側テーブルの適用範囲と遅角側テーブルの適用範囲との間にヒステリシス領域が設定されているので、波状路に代表される路面状態に起因するエンジン負荷率の変化に応じて点火時期テーブルが頻繁に切り替わることを防ぐことができる。これにより、点火時期テーブルの切り替わりによる無用なトルク変動を抑えて、上質な運転フィーリングを保持することが可能となる。
【００１７】
第５の特徴によれば、ヒステリシス領域が、進角側テーブルの適用範囲側の境界を示す高側閾値と、遅角側テーブルの適用範囲側の境界を示す低側閾値とによって囲まれた領域として設定されており、点火時期算出手段は、Ｎｅ−ＬＲマップ上において、エンジン回転数および負荷率よって表されるエンジンの運転状態が、進角側テーブルの適用範囲から高側閾値による境界線をまたぐ場合の遅角側テーブルへの移行条件を、遅角側テーブルの適用範囲から低側閾値による境界線をまたぐ場合の進角側テーブルへの移行条件よりも緩和するように構成されているので、波状路に代表される、クランク角速度の変動量に大きな影響を与える路面において、Ｎｅ−ＬＲマップにヒステリシス領域を設けていても点火時期テーブルの切り替えにハンチングを生じるような場合に、進角側から遅角側への切り換えは早め（短い所定時間）に行ってノッキング防止を最優先とした制御を実行する一方、遅角側から進角側への切り換え条件を厳しくしてハンチングの発生をも防ぐことが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用エンジンの点火時期制御装置が用いられるパワーユニットの断面図である。
【図２】発電機の正面図である。
【図３】クランク角速度の変動量Δωの算出方法を示す説明図である。
【図４】制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】点火時期決定制御の手順を示すフローチャートである。
【図６】点火時期テーブル判定手段に含まれるＮｅ−ＬＲマップである。
【図７】遠心クラッチ接続状態判定処理の手順を示すサブフローである。
【図８】点火時期テーブルを移行する制御の手順を示すフローチャートである。
【図９】点火時期テーブルを移行する制御の流れを示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る車両用エンジンの点火時期制御装置が用いられる変速機一体式のパワーユニットＰの断面図である。パワーユニットＰは、主にスクータ型の自動二輪車に用いられるスイングアームユニットであり、４サイクル単気筒のエンジンＥとＶベルト式の無段変速機ＴＭとを一体に形成してなる。無段変速機ＴＭは、不図示の駆動輪を支持する片持ち式のアーム部４３の内部に収納されている。
【００２０】
エンジンＥのシリンダ３２には、コンロッド３３に連結されたピストン２４が摺動自在に収納されている。コンロッド３３の他端は、クランクシャフト１に対して回転自在に軸支されている。シリンダ３２の上部にはシリンダヘッド２５が固定され、シリンダヘッド２５とピストン２４との間に燃焼室２３が形成される。燃焼室２３の天井面には、点火装置としての点火プラグ１６の電極部分が突出している。
【００２１】
シリンダヘッドカバー１７で覆われるシリンダヘッド２５の内部空間には、吸排気バルブを駆動するカムシャフト１８が収納されている。カムシャフト１８は、クランクシャフト１に設けられたスプロケット部分４５から、無端状のカムチェーン２２およびカムスプロケット１９を経由して伝達される駆動力によって被動回転する。
【００２２】
クランクケース４２に回転自在に軸支されるクランクシャフト１の図示右端部には、アウタロータ型のＡＣジェネレータ（発電機）Ｇが配設されている。発電機Ｇは、クランク軸と同期回転する有底円筒状のロータ３と、クランクケース４２のクランクケースカバー４２ａに固定されたステータ２とからなる。ロータ３の外周面には、周方向に所定の長さを有するリラクタ４が設けられており、このリラクタ４の通過状態をピックアップコイル５で検知することでクランクパルスが生成される。
【００２３】
クランクシャフト１の図示左端部には、無段変速機ＴＭの駆動側プーリ３６が取り付けられている。駆動側プーリ３６は、クランクシャフト１に固定される固定半体３８と、ベルトＶの巻き掛け径を変えるために軸方向に摺動可能な可動半体３７とからなる。本実施形態では、可動半体３７が、アクチュエータとしての変速モータ２８で駆動されるように構成されており、高速寄りおよび低速寄りの位置をそれぞれ（Ｈ），（Ｌ）で示している。変速モータ２８の回転動力は、回転軸に固定されたピニオンギヤ２７から中間ギヤ２６，３４を介して、可動半体３７を摺動させるネジ機構に伝達される。可動半体３７の摺動量は変速比センサ３５によって検知される。
【００２４】
ベルトＶに伝達された駆動力は、固定半体４７および可動半体５４からなる従動側プーリ５５に伝達される。従動側プーリ５５を構成する可動半体５４は、コイルばね４８によって固定半体４７側に常時付勢されている。そして、駆動側プーリ３６の巻き掛け径が大きくなると、コイルばね４８の付勢力に反して固定半体４７から離間する方向に摺動し、相対的に従動側プーリ５５の巻き掛け径が小さくなる。この図では、可動半体５４が高速寄りのギヤ比にある状態（Ｈ）と低速寄りのギヤ比にある状態（Ｌ）とを示している。
【００２５】
このように、駆動側プーリ３６および従動側プーリ５５とＶベルトとの間の摩擦力によって駆動力を伝達すると共に、各プーリの巻き掛け径を変化させることで変速比を変更するＶベルト式の無段変速機においては、変速時にプーリとベルトとの間に若干の滑りが発生する。そして、この滑りによる駆動力の変動は、駆動輪側に伝達されると共に、路面からの反作用によってクランクシャフト１の回転状態にも影響を与えることとなる。
【００２６】
従動側プーリ５５に伝達された駆動力は、遠心クラッチＣＬを介して出力軸４４に伝達される。可動半体５４は、軸方向に摺動可能かつ周方向に回転不能に円筒軸４９に取り付けられている。円筒軸４９の図示左端部には、クラッチシュー５３を支持する円盤状のクラッチプレートに固定されている。遠心クラッチＣＬは、従動側プーリ５５の回転速度が高まることで遠心錘がクラッチシュー５３を径方向外側に押し出し、このクラッチシュー５３とクラッチアウタ５２の内周壁との間に摩擦力が発生することで接続状態に切り替わる。遠心クラッチＣＬが接続状態になると、クラッチアウタ５２に伝達された駆動力は、出力軸４４から減速機構を介して駆動輪の車軸４６に出力される。
【００２７】
なお、本実施形態では、駆動側プーリ３６の巻き掛け径を、エンジン回転数Ｎｅと車速と変速比との関係を実験等で定められた変速マップに応じて変速モータ２８で自動的に変更する構造とされているが、変速モータ２８を具備せず、エンジン回転数Ｎｅに応じて自動的に変速比を変える構造であってもよい。
【００２８】
図２は、発電機Ｇの正面図である。前記したように、アウタロータ３の外周部分には、周方向に角度θの範囲で単一のリラクタ４が配設されている。ピックアップコイル５は、リラクタ４の通過開始をパルス信号の立ち上がりで検知すると共に、リラクタ４の通過終了をパルス信号の立ち下がりで検知する。このように生成されたパルス信号は、クランクパルスとして制御部１０（図４参照）に出力される。
【００２９】
図３は、クランクパルス信号に基づいて、クランク角速度の変動量Δωを算出する方法を示す説明図である。本実施形態に係る車両用エンジンの点火制御装置は、クランク角速度の変動量Δωに基づいてエンジン負荷としての負荷率ＬＲ（図４参照）を算出し、この負荷率ＬＲに応じて２種類の点火時期テーブル、すなわち、進角寄りまたは遅角寄りの点火時期テーブルを切り替えて、選択された点火時期テーブルを用いて点火時期の算出を行うように構成されている。
【００３０】
ここで、クランクシャフト１のクランク角速度ωは、エンジン回転速度Ｎｅの平均値が一定である場合でも、エンジンの１サイクル、すなわち、圧縮、膨張、排気、吸気の４行程に合わせて周期的な変動を繰り返している。具体的には、圧縮行程では、シリンダ内圧の上昇による圧縮抵抗に起因するクランク角速度ωの減少が生じる。また、膨張行程の区間では、燃焼によるシリンダ内圧の上昇によってクランク回転エネルギが発生し、これに起因した増加が生じる。そして、クランク角速度ωは、膨張行程の終了間際にピークを迎え、その後、エンジン内の機械的な摩擦抵抗、排気行程における既燃ガスの排出抵抗、吸入行程における吸入抵抗等のポンプ仕事による低下を続けて、再び吸気・圧縮行程に至るという変動を繰り返すこととなる。
【００３１】
クランク角速度ωの変動ピークは、エンジンの発生トルクに応じて大きくなり、その後の低下量は、吸入空気量が多いほど大きくなる。したがって、発生トルクが大きく、かつ吸入空気量が多いエンジンであるほど、クランク角速度ωの変動は大きくなる。さらに、この変動は、クランクシャフトの慣性力が小さい低回転域であるほど大きく、また、気筒数が少なく爆発間隔が大きいほど大きくなる。したがって、自動二輪車の単気筒エンジンのように、クランク軸の慣性モーメントが比較的小さいエンジンでは、クランク角速度ωの変動が大きくなりやすい。
【００３２】
図３では、エンジン回転速度Ｎｅが約３０００ｒｐｍ時のクランク角速度の波形と、リラクタ位置およびリラクタパルスの対応関係を示している。リラクタ４は上死点近くの圧縮行程終わり近傍に位置し、立ち上がりパルスＰ１と立ち下がりパルスＰ２の２つのパルスを発生する。ここで、リラクタ４の位相角度をθ、エンジン回転中にリラクタ４が移動する時間をτとすると、リラクタ４の角速度ω１，ω２はそれぞれθ÷τの式で計算できる。本実施形態では、この角速度ω２とω１との差（ω２−ω１）をクランク角速度の変動量Δωとして用いる。
【００３３】
一般的に、エンジンのノッキング対策は、ノッキングが発生しやすい低回転域で遅角寄りの点火時期を適用することで行われるが、その一方で、低速クルーズ領域にあたる低回転低負荷時において燃費の改善を図るためには、低回転域で進角寄りの点火時期を適用したいという要求もある。さらに、低車速からスロットルを徐々に開いて加速する場合には、遠心クラッチの接続後も進角寄りの点火時期テーブルを適用するのが好ましい。このような理由から、点火時期の選択は、低回転域ほど緻密に行われる必要性が高くなる。すなわち、エンジン負荷に基づいて点火時期を決定する場合には、低回転低車速域でエンジン負荷が高い精度で検知されることが求められるといえる。
【００３４】
ところが、Ｖベルト式無段変速機および遠心クラッチを用いたスクータ車両においては、その構造上、低回転低車速域でエンジン負荷率の検知精度の低下が避けられないという課題を有している。
【００３５】
その理由は、前記したように、無段変速機のベルトとプーリとの摩擦伝達部分で減衰されるクランクの変動トルクが、変速機の減速比変動に応じて変化するためである。このような変化があると、エンジン回転数や出力トルクが同一であっても変動量Δωの変化が大きくなる。さらに、変動量Δωの変化は、遠心クラッチの接続状態に起因してトルク伝達状態が変化することによっても大きくなってしまう。本願発明は、このようなスクータ型車両の構造上避けられない変動量Δωの変化を考慮したうえで、特別なセンサ等を導入することなく点火時期テーブルの選択の最適化を図るものである。
【００３６】
図４は、本実施形態に係る車両用エンジンの点火時期制御装置を構成する制御部１０の構成を示すブロック図である。また、図５は、点火時期決定制御の手順を示すフローチャートである。制御部１０は、外部からクランクパルス信号を入力するのみで、その他は実験等で予め定められた複数のデータマップ／データテーブルに基づいて、現在適用すべき点火時期テーブルが進角側（テーブル１）または遅角側（テーブル２）のいずれであるかを選択し、この選択された点火時期テーブルから最適な点火時期を決定する。本実施形態では、遠心クラッチＣＬが接続される前の状態では進角側テーブル１を用いることが好ましいことに着目して、点火時期テーブルの選択を補正する手段を有する点に特徴がある。
【００３７】
以下では、図５のフローチャートに示す手順とリンクさせて、図４のブロック図の構成を説明する。ピックアップコイル５から出力されたクランクパルスは、制御部１０のクランクパルス入力部１１に入力される。エンジン回転数算出手段１３は、クランクパルス情報とタイマ１２で計測された所定時間とに基づいて、エンジン回転数Ｎｅを算出する（図５のステップＳ１に対応）。
【００３８】
Δω算出手段１４は、図２を用いて説明した算出方法でクランク角速度の変動量Δωを算出する（図５のステップＳ２に対応）。また、ΔωＷＯＴ算出手段２０は、予め実験等で定められたＮｅ−ΔωＷＯＴマップ２１に基づいて、現在のエンジン回転数Ｎｅに対して、スロットル開度が全開（ＷОＴ：ワイド・オープン・スロットル）であった場合の角速度の変動量ΔωＷＯＴを導き出す（図５のステップＳ３に対応）。変動量ΔωＷＯＴは、エンジン回転数Ｎｅの増加に伴って徐々に減少する値とされる。
【００３９】
エンジン負荷率推定手段３０は、「ＬＲ（％）＝Δω÷ΔωＷＯＴ×１００」の算出式３１によってエンジン負荷率ＬＲ（％）を算出する（図５のステップＳ４に対応）。
【００４０】
遠心クラッチ接続状態判定手段４０は、エンジン回転数Ｎｅおよび負荷率ＬＲに基づいて、遠心クラッチＣＬが接続状態にあるか否かを推測検知する（図５のステップＳ５に対応）。遠心クラッチ接続状態判定手段４０は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷率ＬＲが所定の範囲内にあるとき（条件４１）、すなわち、後述する図６の領域Ｃにある場合は、遠心クラッチＣＬが未接続状態（ＣＬ＝１）と判定する。一方、条件４１が満たされない場合は、遠心クラッチＣＬが接続状態（ＣＬ＝０）であると判定する。
【００４１】
そして、点火時期テーブル判定手段５０は、予め実験等で定められたＮｅ−ＬＲマップ５１に基づいて、進角側または遅角側のいずれの点火時期テーブルを用いるかを判定する（図５のステップＳ６に対応）。このとき、遠心クラッチＣＬが未接続状態（ＣＬ＝１）にあると判定されている場合には、点火時期テーブル判定手段５０に含まれる点火時期テーブル補正手段５２により、Ｎｅ−ＬＲマップ５１を用いた判定結果に関わらず、進角側の点火時期テーブルを選択する補正が行われる（図５のステップＳ７に対応）。
【００４２】
点火時期算出手段６０には、予め実験等で定められた進角側の点火時期テーブル６１（テーブル１）および遅角側の点火時期テーブル６２（テーブル２）が格納されている。点火時期算出手段６０は、現在のエンジン回転数Ｎｅを、点火時期テーブル判定手段５０によって選択されたいずれか一方の点火時期テーブルに適用して点火時期を導出する（図５のステップＳ８に対応）。そして、点火装置駆動手段１５は、点火時期算出手段６０によって算出された点火時期（θｉｇ）を用いて、点火装置１６を駆動制御する。
【００４３】
図６は、図４に示した点火時期テーブル判定手段５０に含まれるＮｅ−ＬＲマップ５１である。Ｎｅ−ＬＲマップ５１は、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷率ＬＲと関係において、基本的には、高Ｎｅ高ＬＲの運転領域では遅角側のテーブル２を適用すると共に、低Ｎｅ定ＬＲの運転領域では進角側のテーブル１が適用されるように規定されている。なお、エンジン停止状態から始動する際の点火時期は、点火時期テーブル１，２とは別に設定される固定値を適用することができる。
【００４４】
進角側と遅角側のふたつの運転領域の間は、ヒステリシス領域Ｈを設けるため、高側の閾値ＬＲ＿Ｈｉおよび低側の閾値ＬＲ＿Ｌｏによる２本の境界線で仕切られている。すなわち、進角側から遅角側に切り替わるには、高側の閾値ＬＲ＿Ｈｉをまたぐ必要があり、遅角側から進角側に切り替わるには、低高側の閾値ＬＲ＿Ｌｏをまたぐ必要がある。
【００４５】
このヒステリシス領域Ｈの設定により、Ｖベルト式の無段変速機ＴＭの駆動や遠心クラッチＣＬの接続に起因して、エンジン負荷率ＬＲが振幅する等の不安定な状態が作出されても、これにより点火時期テーブルが頻繁に切り替わることを防ぐことが可能となる。
【００４６】
そして、本実施形態に係るＮｅ−ＬＲマップ５１には、遠心クラッチＣＬの未接続状態が検知された場合に、Ｎｅ−ＬＲマップ５１による判定に関わらず進角側のテーブル１を適用するという補正を行うため、遠心クラッチＣＬが未接続と判定される「遠心クラッチ未接続領域Ｃ」が設定されている。
【００４７】
一般的に、遠心クラッチＣＬは、負荷率ＬＲによって接続回転数が変化する特性を有する。この図の例では、Ａ点で示すアイドル運転からスロットルをわずかに開けてＮｅを上昇させた場合にはＮｅ１で遠心クラッチＣＬが接続されるのに対し、Ａ点からスロットルを急開したような場合には、遠心錘に連動するクラッチシューに作動遅れが生じ、遠心クラッチＣＬの接続回転数は最大でＮｅ２まで上昇することとなる。
【００４８】
本願の発明者は、このようなスロットル急開状態は、検知される負荷率ＬＲの値は高くても、遠心クラッチＣＬが接続されていないためにエンジン回転数Ｎｅが急上昇し、実際にはノッキングが生じる可能性が低いことを実験により知見している。そこで、本実施形態では、遠心クラッチＣＬが接続されていない場合には、Ｎｅ−ＬＲマップ５１による判定に関わらず、進角側のテーブル１を適用するようにしたものである。
【００４９】
例えば、Ａ点からスロットルを急開してＢ点を通過して遠心クラッチＣＬが接続されるような操作がなされた場合、Ｂ点においては、Ｎｅ−ＬＲマップ５１の判断では遅角側の点火時期テーブル２が適用されるところ、進角側の点火時期テーブル１の適用を維持することが可能となる。これにより、低回転高負荷状態であっても、ノッキングを発生させることなく点火時期テーブルを進角側として燃費向上を果たすことが可能となる。
【００５０】
図７は、遠心クラッチ接続状態判定処理の手順を示すサブフローである。このフローチャートは、図４に示した遠心クラッチ接続状態判定手段４０の動作に対応する。ステップＳ１０では、エンジン回転数Ｎｅとエンジン負荷率ＬＲが領域Ｃにあるか否かが判定される。
【００５１】
これは、エンジン回転数が低いにもかかわらず負荷率ＬＲが高い状態であることを検知するためであり、ステップＳ１０で肯定判定される、すなわち、遠心クラッチＣＬが未接続状態にあると判定されると、ステップＳ１１で判定パラメータＣＬを１として一連の制御を終了する。一方、遠心クラッチＣＬが接続状態であると判定されると、ステップＳ１２で判定パラメータＣＬをゼロとして一連の制御を終了する。
【００５２】
図８は、進角側または遅角側の点火時期テーブルの適用が開始された後に、負荷率ＬＲおよびエンジン回転数Ｎｅの変動に応じて点火時期テーブルを移行する制御の手順を示すフローチャートである。また、図９は、この手順に対応する具体例を示すタイムチャートである。負荷率ＬＲの推移を示すラインは、ＣＰＵの演算速度等に伴う同じ周期で負荷率ＬＲが演算・更新されることに対応して階段状となっている。
【００５３】
ステップＳ３０では、遠心クラッチＣＬが接続状態であるか否かが判定され、肯定判定されるとステップＳ３１に進み、現在使用中の点火時期テーブル（１または２）の判定が行われる。ステップＳ３１で進角側テーブル１であると判定されると、ステップＳ３２において負荷率が高側の閾値ＬＲ＿Ｈｉ以上か否かが判定される。
【００５４】
ステップＳ３２で肯定判定されると、ステップＳ３５に進んで点火時期テーブル２に移行する。これは、図９の時刻ｔ１において、負荷率ＬＲが閾値ＬＲ＿Ｈｉに達したことに応じて点火時期テーブルを遅角側に切り替える処理Ｄ（移行成立）に対応する。
【００５５】
ステップＳ３１の判定に戻って、現在使用中の点火時期テーブルが遅角側のテーブル２であると判定されると、ステップＳ３６に進む。ステップＳ３６では、負荷率ＬＲが低側の閾値ＬＲ＿Ｌｏｗ以下になったか否かが判定される。ステップＳ３６で肯定判定されると、ステップＳ３７に進んで、カウンタＣＮＴがインクリメントされる。これは、図９のタイムチャートの時刻ｔ２における処理Ｅ（移行不成立）に対応する。この時刻ｔ２では、負荷率ＬＲが低側の閾値ＬＲ＿Ｌｏｗ以下となったにもかかわらず、点火時期テーブルの移行は行われない。これは、点火時期テーブルの移行条件を進角側と遅角側とで異ならせて設定しているからである。
【００５６】
図８のステップＳ３８では、カウンタＣＮＴが所定値ＣＮＴ＿Ｌｏｗ以上となったか否かが判定される。本実施形態では、所定値ＣＮＴ＿Ｌｏｗが「２」に設定されているため、否定判定されてステップＳ３６の判定に戻る。
【００５７】
なお、ステップＳ３２で肯定判定されてステップＳ３５に進む流れは、進角側から遅角側への移行時にもカウンタＣＮＴ（ＣＮＴ＿Ｈｉ）を設け、その所定値を「１」に設定したものと実質的に同義である。所定値ＣＮＴ＿Ｈｉを設けた場合には、例えば、所定値ＣＮＴ＿Ｌｏｗを「４」、所定値ＣＮＴ＿Ｈｉを「２」等に設定することで、点火時期テーブルの移行条件に差を設けるようにしてもよい。
【００５８】
フローチャートに戻って、ステップＳ３６で否定判定された場合は、カウンタＣＮＴがリセットされると共に、ステップＳ３５に進んで点火時期テーブル２に移行する。これは、遅角側から進角側に移行するためには、連続した２回の演算で負荷率ＬＲが低側の閾値ＬＲ＿Ｌｏｗ以下となる必要がある、換言すれば、エンジンの状態が低側閾値ＬＲ＿Ｌｏｗからなる境界線をまたいだ状態が所定時間の間継続される必要があることを意味する。
【００５９】
上記したように、ステップＳ３８の判定が肯定判定されてステップＳ３９で進角側の点火時期テーブル１に移行するためには、ステップＳ３６の判定が２回連続で肯定判定される必要がある。これは、図９において、処理Ｆ中の時刻ｔ３の移行不成立に続く時刻ｔ４で、負荷率ＬＲが低側の閾値ＬＲ＿Ｌｏｗ以下となり、これに伴って進角側の点火時期テーブル１への移行が成立する流れに対応する。
【００６０】
このような設定は、燃費向上の面からは可能な限り広い範囲で進角側テーブルを適用したいところ、遅角側テーブルを適用したい走行状態になっても進角側テーブルの適用が継続されるとノッキングが発生する可能性がある一方、進角側テーブルを適用したい走行状態で遅角側テーブルが適用されてもノッキング発生のおそれはなく、かつ波状路の走行時等には、ヒステリシス領域Ｈを設定していても点火時期テーブルの選択制御にハンチングが生じやすくなることを想定したものである。すなわち、進角側テーブルの適用範囲から高側閾値ＬＲ＿Ｈｉによる境界線をまたぐ場合の遅角側テーブルへの移行条件を、遅角側テーブルの適用範囲から低側閾値ＬＲ＿Ｌｏｗによる境界線をまたぐ場合の進角側テーブルへの移行条件よりも緩和することで、進角側から遅角側への切り換えは早め（短い所定時間）に行ってノッキング防止を最優先とした制御を実行する一方、遅角側から進角側への切り換え条件を厳しくすることでハンチングの発生をも防ぐものである。
【００６１】
上記したように、本発明に係る車両用エンジンの点火制御装置によれば、クランク角速度の変動量Δωに基づいて推定検知されたエンジン負荷率ＬＲとエンジン回転数Ｎｅに基づいて点火時期を決定することができるので、点火時期制御のために吸気負圧センサやノックセンサ等の特別の機器を追加することなく、簡単な構成で適切な点火時期を得ることが可能となる。特に、Ｖベルト式無段変速機および遠心クラッチを用いたスクータ型車両は低回転域でエンジン負荷率ＬＲの検知精度が低下するという特性があるところ、遠心クラッチＣＬが接続される前の低回転領域では進角側テーブルが好適であることを知見し、エンジン負荷率ＬＲおよびエンジン回転数Ｎｅに基づいて遠心クラッチＣＬの接続状態を判定する手段を設けると共に、遠心クラッチＣＬが未接続状態では強制的に進角側テーブルを適用するという手法を用いることで、Ｖベルト式無段変速機および遠心クラッチを用いたスクータ型車両においても、簡単な構成で適切な点火時期を得ることができる。
【００６２】
なお、パワーユニットの構造、エンジンや無段変速機の形状や構造、遠心クラッチの形状や構造、クランクパルスを検出するためのリラクタやピックアップの形状や構造、変動量Δωの算出方法、Ｎｅ−ＬＲマップ、進角側テーブルおよび遅角側テーブルの設定等は、上記実施形態に限られず、種々の変更が可能である。例えば、遠心クラッチ接続状態判定手段は、遠心クラッチの入力軸および出力軸の回転速度差に基づいて遠心クラッチの接続状態を判定する構成としてもよい。本発明に係る車両用エンジンの点火制御装置は、スクータ型自動二輪車のほか、３輪のＡＴＶ車両等、遠心クラッチおよび無段変速機を用いた種々の車両に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００６３】
１…クランクシャフト、１０…制御部、１１…クランクパルス入力部、１２…タイマ、１３…エンジン回転数算出手段、１４…Δω算出手段、１５…点火装置駆動手段、１６…点火プラグ（点火装置）、２０…ΔωＷＯＴ算出手段、３０…エンジン負荷率推定手段、４０…遠心クラッチ接続状態判定手段、５０…点火時期テーブル判定手段、５１…Ｎｅ−ＬＲマップ、５２…点火時期テーブル補正手段、６０…点火時期算出手段、６１…進角側テーブル、６２…遅角側テーブル、Ｃ…遠心クラッチ未接続領域、Ｅ…エンジン、ＣＬ…遠心クラッチ、ＴＭ…無段変速機、Ｖ…Ｖベルト、Ｎｅ…エンジン回転数、ＬＲ…エンジン負荷率、Ｈ…ヒステリシス領域、ＬＲ＿Ｈｉ…高側閾値、ＬＲ＿Ｌｏｗ…低側閾値、ω１，ω２…クランク角速度、Δω…クランク角速度の変動量
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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