(57)【要約】【課題】変速中を検出できるようにして、変速中の制御特性を改善することである。【解決手段】内燃機関の出力を駆動輪に伝達する変速機のギア位置を検出するギア位置検出手段３３と、変速機のギア位置がニュートラル位置の時に点灯されるニュートラルランプ３４と、ギア位置検出手段３３の出力信号とニュートラルランプ３４の点灯／消灯信号に基づいて変速機が変速中であるか否かを判定する変速中判定手段３５とを備えている内燃機関の制御装置を提供する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関の出力を駆動輪に伝達する変速機のギア位置を検出するギア位置検出手段と、
前記変速機のギア位置がニュートラル位置の時に点灯されるニュートラルランプと、
前記ギア位置検出手段の出力信号と前記ニュートラルランプの点灯／消灯信号に基づいて前記変速機が変速中であるか否かを判定する変速中判定手段とを備えていることを特徴とする内燃機関の制御装置。
【請求項２】
前記内燃機関の運転状態を検出する運転状態検出手段を備え、前記変速中判定手段は、前記運転状態検出手段で検出した運転状態を考慮して前記ギア位置検出手段の出力信号と前記ニュートラルランプの点灯／消灯信号に基づいて前記変速機が変速中であるか否かを判定することを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項３】
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記ギア位置検出手段の出力信号と前記回転数検出手段の出力信号に基づいて燃料噴射量の補正係数又は点火時期の補正係数を設定する補正手段とを備え、
前記補正手段は、前記変速中判定手段によって変速中であることが検出された時にその直前のギヤ位置を用いて前記燃料噴射量の補正係数又は点火時期の補正係数を設定することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の制御装置。
【請求項４】
前記内燃機関の回転数を検出する回転数検出手段と、
前記ギア位置検出手段の出力信号と前記回転数検出手段の出力信号に基づいて車速を制限する車速制限手段とを備え、
前記車速制限手段は、前記変速中判定手段によって変速中であることが検出された時にその直前のギヤ位置を用いて車速を制限することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、変速機のギア位置を検出する機能を備えた内燃機関の制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば、二輪車において、変速機のギヤ位置をギア位置センサにより検出し、このギヤ位置センサの出力信号とエンジン回転数をパラメータとして車速制限等のエンジン制御を行うようにしたものがある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
上記構成において、ギア位置センサが故障すると、当然の事ながら、ギア位置が誤検出されるため、ギア位置に応じた適切なエンジン制御を行えない。また、ギア位置を切り換える途中（つまり変速中）の状態では、ギア位置センサの出力がギア位置を検出しない状態になるため、ギア位置に応じたエンジン制御が不可能となる。つまり、ギア位置を切り換える毎に、その変速中にギア位置をパラメータとする制御が中断される結果となり、変速中の制御特性が悪いという欠点がある。
【０００４】
そこで、本発明の目的は、変速中を検出できるようにして、変速中の制御特性を改善することである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明の目的を達成するために、請求項１では、ギア位置検出手段の出力信号とニュートラルランプの点灯／消灯信号に基づいて変速機が変速中であるか否かを変速中判定手段により判定する。例えば、ニュートラルランプの点灯時にギア位置検出手段の出力信号が変速中と同じ状態になる場合でも、ニュートラルランプの点灯／消灯信号から、変速中かニュートラル時かを判別でき、変速中の判定が可能となる。尚、変速中を示す情報として、クラッチ信号があるが、半クラッチ状態では変速中を正確に検出することができない。これに対し、上記請求項１のように、ギア位置検出手段の出力信号とニュートラルランプの点灯／消灯信号に基づいて変速中の判定を行えば、半クラッチ状態でも変速中を精度良く検出することができる。
【０００６】
この場合、請求項２のように、内燃機関の運転状態を運転状態検出手段により検出し、その運転状態も考慮して変速機が変速中であるか否かを判定するようにしても良い。このようにすれば、例えば、ギア位置検出手段の変速中の出力信号が異常時と同じになったとしても、運転状態を考慮することで、変速中か異常かを判別することが可能となり、変速中の判定精度を向上することができる。
【０００７】
更に、請求項３のように、ギア位置検出手段の出力信号と回転数検出手段の出力信号（内燃機関回転数）に基づいて燃料噴射量の補正係数又は点火時期の補正係数を設定するシステムでは、変速中判定手段によって変速中であることが検出された時にその直前のギヤ位置を用いて燃料噴射量の補正係数又は点火時期の補正係数を補正手段により設定するようにしても良い。このようにすれば、変速中でも、燃料噴射量の補正係数又は点火時期の補正係数を適正に設定でき、変速中の制御特性を向上できる。
【０００８】
また、請求項４のように、ギア位置検出手段の出力信号と回転数検出手段の出力信号（内燃機関回転数）に基づいて車速を制限するシステムでは、変速中判定手段によって変速中であることが検出された時にその直前のギヤ位置を用いて車速を車速制限手段により制限するようにしても良い。このようにすれば、変速中でも、適正な車速制限を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明を二輪車に適用した一実施形態を図面に基づいて説明する。内燃機関であるエンジン１１の各気筒の吸気ポート１０には、それぞれ吸気マニホールド１２が接続され、各気筒の吸気マニホールド１２の上流側にはエアボックス１３が接続され、このエアボックス１３内に吸入された空気が各気筒の吸気マニホールド１２に吸い込まれる。このエアボックス１３内にはエアクリーナ（図示せず）が装着され、また、このエアボックス１３には、吸気温を検出する吸気温センサ１４が取り付けられている。各気筒の吸気マニホールド１２の途中には、スロットルバルブ１５が取り付けられ、このスロットルバルブ１５の開度（スロットル開度）がスロットル開度センサ１６によって検出される。更に、吸気マニホールド１２のうちのスロットルバルブ１５の下流側には、吸気圧を検出する吸気圧センサ１７が設けられ、各気筒の吸気ポート１０の近傍には燃料噴射弁１８が取り付けられている。
【００１０】
一方、燃料タンク１９内から燃料ポンプ２０で汲み上げられた燃料は、燃料配管２１→燃料フィルタ２２→燃料配管２３→デリバリパイプ２４に送られ、各気筒の燃料噴射弁１８に分配される。デリバリパイプ２４内の余剰燃料は、プレッシャレギュレータ２５→リターン配管２６の経路で燃料タンク１９内に戻される。プレッシャレギュレータ２５は、デリバリパイプ２４内の燃料圧力と吸気圧との差圧が一定になるようにデリバリパイプ２４内の燃料圧力を調整する。
【００１１】
エンジン１１のシリンダヘッドには、気筒毎に点火プラグ２７が取り付けられ、点火タイミング毎に点火コイル２８の二次側に発生する高電圧が各気筒の点火プラグ２７に印加され、点火される。このエンジン１１には、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ２９（回転数検出手段）と、特定気筒を判別する気筒判別センサ３０と、冷却水温を検出する水温センサ３１とが取り付けられている。また、車体の所定位置には、大気圧を検出する大気圧センサ３２が取り付けられている。
【００１２】
また、エンジン１１の出力を駆動輪に伝達する変速機（図示せず）のギア位置を検出するギア位置センサ３３（ギア位置検出手段）が設けられ、更に、ニュートラル位置を表示するニュートラルランプ３４が設けられている。ギア位置センサ３３の出力信号やニュートラルランプ３４のＯＮ／ＯＦＦ信号（点灯／消灯信号）はエンジン制御回路３５に入力される。
【００１３】
次に、ギア位置センサ３３とニュートラルランプ３４の回路構成を図２に基づいて説明する。ギア位置センサ３３は、グランド端子に接続されたロータリ接点３６を有するロータリスイッチにより構成され、変速機の変速動作に連動してロータリ接点３６が回動する。このロータリ接点３６の回動軌跡上には、例えば５つのギア位置検出用の固定接点Ｓ１〜Ｓ５（５段変速の場合）とニュートラル位置検出用の固定接点Ｓｎが配列されている。上記ギア位置検出用の固定接点Ｓ１〜Ｓ５には抵抗値の異なる抵抗Ｒ１〜Ｒ５が接続され、これらの抵抗Ｒ１〜Ｒ５が信号線Ｌ１を介してエンジン制御回路３５内のＡ／Ｄ変換回路３７に接続されている。この信号線Ｌ１は、抵抗３８を介して直流電源Ｖｃｃ（例えば５Ｖ）に接続されている。
【００１４】
この場合、ロータリ接点３６がギア位置検出用の固定接点Ｓｉ（ｉ＝１〜５のいずれか）に接触すると、抵抗Ｒｉ（ｉ＝１〜５のいずれか）と抵抗３８とで直流電源電圧Ｖｃｃが分圧され、その分圧電圧がエンジン制御回路３５内のＡ／Ｄ変換回路３７に取り込まれ、その分圧電圧によってギア位置が検出される。また、変速中の場合には、ロータリ接点３６がいずれの固定接点Ｓｉ（ｉ＝１〜５）にも接触しない状態（全ての固定接点Ｓｉがオープンの状態）となる。この状態では、エンジン制御回路３５内のＡ／Ｄ変換回路３７に取り込まれる信号線Ｌ１の電位が抵抗３８によって直流電源電圧Ｖｃｃにプルアップされ、それによって変速中であることが検出される。
【００１５】
一方、ニュートラル位置検出用の固定接点Ｓｎは、ニュートラルランプ３４の一方の端子に接続され、該ニュートラルランプ３４の他方の端子は、バッテリ端子（＋Ｂ）に接続されている。また、ニュートラル位置検出用の固定接点Ｓｎ（ニュートラルランプ３４の一方の端子）は、信号線Ｌ２を介してエンジン制御回路３５内のＡ／Ｄ変換回路３７に接続され、この信号線Ｌ２を通して後述するニュートラルランプ３４の点灯／消灯信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）が取り込まれる。この信号線Ｌ２の途中には、ダイオード３９がカソードをニュートラルランプ３４側に向けて接続され、該ダイオード３９のアノード側の信号線Ｌ２は、抵抗４０を介して直流電源Ｖｃｃに接続されていると共に、コンデンサ４１を介してグランド端子に接続されている。これにより、エンジン制御回路３５内のＡ／Ｄ変換回路３７に取り込まれる信号線Ｌ２の電位はコンデンサ４１の充電電圧となり、これがニュートラルランプ３４の点灯／消灯信号として読み込まれる。
【００１６】
この場合、ロータリ接点３６がニュートラル位置検出用の固定接点Ｓｎから離れている状態では、ニュートラルランプ３４がＯＦＦ（消灯）されている。この状態では、コンデンサ４１の充電電圧が直流電源電圧Ｖｃｃに保たれるため、エンジン制御回路３５内のＡ／Ｄ変換回路３７に取り込まれる信号線Ｌ２の電位（コンデンサ４１の充電電圧）はハイレベルとなり、ギア位置がニュートラル位置ではないことが検出される。その後、ロータリ接点３６がニュートラル位置検出用の固定接点Ｓｎに接触すると、ニュートラルランプ３４がＯＮ（点灯）される。この状態では、コンデンサ４１の充電電荷がダイオード３９を介してグランド端子側に放電されるため、エンジン制御回路３５内のＡ／Ｄ変換回路３７に取り込まれる信号線Ｌ２の電位（コンデンサ４１の充電電圧）がローレベルとなり、ニュートラル位置であることが検出される。
【００１７】
エンジン制御回路３５は、マイクロコンピュータを主体として構成され、内蔵したＲＯＭ４５（記憶媒体）には、エンジン制御用の各種のプログラムや、図３乃至図５の各プログラムが記憶されている。このエンジン制御回路３５は、エンジン制御用の各種のプログラムを実行することで、スロットル開度センサ１６、吸気圧センサ１７、エンジン回転数センサ２９、気筒判別センサ３０、水温センサ３１等の各種センサの出力信号を読み込んで燃料噴射制御と点火制御を行うと共に、図３乃至図５のプログラムを実行し、ギア位置センサ３３の出力信号とニュートラルランプ３４の点灯／消灯信号を読み込んで、ギア位置判別、ギア位置センサ３３の異常検出、変速中の検出、ラム圧補正係数の算出、車速制限を行う。以下、図３乃至図５のプログラムの処理内容を説明する。
【００１８】
［ギア位置検出］
図３のギア位置検出プログラムは、エンジン制御用メインプログラムが起動される毎（例えば４ｍｓ毎）に繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ１０１で、ニュートラルランプ３４の信号がＯＮ（点灯）であるか否かを判定し、ＯＮであれば、ステップ１０９に進み、ギア位置センサ３３の出力信号ＧＰを所定の判定値β（ニュートラル時のＧＰの正常値よりも少し低い電圧値）と比較する。もし、ＧＰ＜βであれば、ギア位置センサ３３の異常と判定し、ステップ１１１に進み、ギア位置センサ異常フラグＸＧＰＦＬを異常を意味する「１」にセットする。つまり、ニュートラル時には、ギア位置センサ３３が正常であれば、ギア位置センサ３３の出力信号ＧＰの電位はハイレベルになるが、信号線Ｌ１やギア位置検出用の固定接点Ｓｉ（ｉ＝１〜５のいずれか）がグランド側とショートすると、ギア位置センサ３３の出力信号ＧＰの電位が低下する。従って、このギア位置センサ３３の出力信号ＧＰの電位が低下を検出することで、ギア位置センサ３３のショート等の異常を検出するものである。
【００１９】
上記ステップ１０９で、ＧＰ≧βと判定された場合には、ギア位置センサ３３は正常と判断され、ステップ１１１に進み、ニュートラルと判定する。
【００２０】
一方、前述したステップ１０１で、ニュートラルランプ３４の信号がＯＦＦ（消灯）と判定された場合には、ステップ１０２に進み、ギア位置センサ３３の出力信号ＧＰを所定の判定値α（変速中のＧＰの正常値より少し高い電圧値）と比較する。もし、ＧＰ≧αであれば、ギア位置センサ３３がショート等の異常と判定し、ステップ１１１に進み、ギア位置センサ異常フラグＸＧＰＦＬを異常を意味する「１」にセットする。つまり、ギア位置センサ３３の出力信号ＧＰ（信号線Ｌ１  の電位）は、変速中（ギア位置検出用の固定接点Ｓｉのオープン時）に最高電圧となるため、ギア位置センサ３３の出力信号ＧＰと比較する判定値αを変速中のＧＰの正常値より少し高い電圧値に設定することで、ギア位置センサ３３のショート等の異常を検出するものである。
【００２１】
上記ステップ１０２で、ＧＰ＜αと判定された場合には、ステップ１０３に進み、ギア位置センサ３３の出力信号ＧＰを所定の判定値β（変速中のＧＰの正常値よりも少し低い電圧値）と比較する。もし、ＧＰ＞βであれば、変速中かギア位置センサ３３の異常のいずれかである。この場合には、ステップ１０４に進み、変速中判定フラグＸＧＰＣＨを変速中を意味する「１」に仮セットし、次のステップ１０５で、変速中かギア位置センサ３３の異常のいずれであるか次のようにして判別する。すなわち、変速中は減速状態になるため、減速状態の継続時間を所定時間γ（変速動作に要する時間よりも少し長い時間）と比較し、減速状態の継続時間が所定時間γよりも短ければ、変速中と判断し、変速中判定フラグＸＧＰＣＨ＝１（変速中）を維持する。
【００２２】
これに対し、減速状態の継続時間が所定時間γを越えれば、ギア位置センサ３３の異常と判定し、ステップ１０６に進み、ギア位置センサ異常フラグＸＧＰＦＬを異常を意味する「１」にセットすると共に、変速中判定フラグＸＧＰＣＨをリセットして、ＸＧＰＣＨ＝０（変速中でない）とする。
【００２３】
また、前述したステップ１０３で、ＧＰ≧βと判定された場合には、変速中でなく、且つギア位置センサ３３が正常である。この場合には、ステップ１０７に進み、ギア位置センサ異常フラグＸＧＰＦＬを正常を意味する「０」にセットすると共に、変速中判定フラグＸＧＰＣＨを変速中でないことを意味する「０」にセットする。この後、ステップ１０８で、ギア位置センサ３３の出力信号ＧＰの電圧値からギア位置を判別する。
【００２４】
上記ステップ１０１〜１０６及びステップ１０９，１１１の処理が特許請求の範囲でいう異常判定手段としての役割を果し、ステップ１０５の処理が特許請求の範囲でいう運転状態検出手段としての役割を果たす。更に、ステップ１０３〜１０６の処理は、特許請求の範囲でいう変速中判定手段としても機能する。
【００２５】
尚、変速中の判定に際して、クラッチのＯＮ／ＯＦＦ信号も考慮し、クラッチがＯＦＦであることを、変速中であることの１つの判定条件として追加するようにしても良い。このようにすれば、変速中の判定精度を更に向上することができる。
【００２６】
［ラム圧補正係数算出］
図４のラム圧補正係数算出プログラムは、特許請求の範囲でいう補正手段としての役割を果たし、エンジン制御用メインプログラムが起動される毎（例えば４ｍｓ毎）に繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ２０１で、ギア位置センサ異常フラグＸＧＰＦＬ＝１（異常）であるか否かを判定し、ＸＧＰＦＬ＝１であれば、ステップ２０２に進み、点火カット又は燃料カットによりエンジン最高回転数をラム圧がかからない回転数に制限する。ここで、ラム圧とは、走行風によりエアボックス１３内に流入する空気の充填効果により大気圧以上に上昇する吸気圧をいう。そして、次のステップ２０３で、ラム圧補正係数ＦＲＡＭを１．０に設定し、ギア位置センサ３３の異常時にはラム圧による補正を行わないようにする。
【００２７】
前述したステップ２０１で、ギア位置センサ異常フラグＸＧＰＦＬ＝０（正常）と判定された場合には、ステップ２０４に進み、変速中判定フラグＸＧＰＣＨ＝１（変速中）であるか否かを判定し、ＸＧＰＣＨ＝１であれば、ステップ２０５に進み、変速中判定フラグＸＧＰＣＨが「０」から「１」に切り換わる直前のギア位置を読み込み、ステップ２０７に進む。
【００２８】
一方、ＸＧＰＣＨ＝０（変速中でない）であれば、ステップ２０４からステップ２０６に進み、その時のギア位置センサ３３の出力信号ＧＰに対応するギア位置を読み込み、ステップ２０７に進む。
【００２９】
このステップ２０７では、その時のエンジン回転数ＮＥを読み込み、次のステップ２０８で、ＧＰとＮＥをパラメータとする二次元マップ又は関数式を用いてラム圧補正係数ＦＲＡＭを算出する。このラム圧補正係数ＦＲＡＭは、燃料噴射量の補正係数又は点火時期の補正係数の１つとして用いられる。
【００３０】
以上説明したラム圧補正係数算出プログラムによれば、変速中（ＸＧＰＣＨ＝１）であることが検出された時にその直前のギヤ位置を用いてラム圧補正係数ＦＲＡＭを算出するので、変速中でもラム圧補正係数ＦＲＡＭを適正に設定でき、変速中の制御特性を向上できる。
【００３１】
［車速制限］
図５の車速制限プログラムは、特許請求の範囲でいう車速制限手段としての役割を果たし、エンジン制御用メインプログラムが起動される毎（例えば４ｍｓ毎）に繰り返し実行される。本プログラムが起動されると、まずステップ３０１で、ギア位置センサ異常フラグＸＧＰＦＬ＝１（異常）であるか否かを判定し、ＸＧＰＦＬ＝１であれば、ステップ３０２に進み、点火カット又は燃料カットによりエンジン最高回転数をラム圧がかからない回転数に制限する。
【００３２】
上記ステップ３０１で、ギア位置センサ異常フラグＸＧＰＦＬ＝０（正常）と判定された場合には、ステップ３０３に進み、変速中判定フラグＸＧＰＣＨ＝１（変速中）であるか否かを判定し、ＸＧＰＣＨ＝１であれば、ステップ３０４に進み、変速中判定フラグＸＧＰＣＨが「０」から「１」に切り換わる直前のギア位置を読み込み、ステップ３０６に進む。
【００３３】
一方、ＸＧＰＣＨ＝０（変速中でない）であれば、ステップ３０３からステップ３０５に進み、その時のギア位置センサ３３の出力信号ＧＰに対応するギア位置を読み込み、ステップ３０６に進む。
【００３４】
このステップ３０６では、その時のエンジン回転数ＮＥを読み込み、次のステップ３０７で、ＧＰをパラメータとするマップ又は関数式を用いて、ギア位置により制限すべきエンジン回転数ＮＥＬＩＭＩＴを算出する。この後、ステップ３０８に進み、エンジン回転数がＮＥＬＩＭＩＴに達したら、エンジン回転数がＮＥＬＩＭＩＴを越えないように点火カット又は燃料カットを実行する（車速制限処理）。
【００３５】
以上説明した車速制限プログラムによれば、変速中（ＸＧＰＣＨ＝１）であることが検出された時にその直前のギヤ位置を用いて車速制限処理を行うので、変速中でも適正な車速制限を行うことができる。
【００３６】
尚、図２に示すギア位置センサ３３の構成例では、ニュートラル位置検出用の固定接点Ｓｎはギア位置検出用の固定接点Ｓ１〜Ｓ５と分離されているが、ニュートラル位置検出用の固定接点Ｓｎに、ギア位置検出用の抵抗Ｒ１〜Ｒ５とは抵抗値の異なるニュートラル位置検出用の抵抗を接続し、この抵抗を信号線Ｌ１に接続し、ニュートラル時に、ロータリ接点３６がニュートラル位置検出用の抵抗とニュートラルランプ３４側との双方に接続される構成としても良い。この構成では、ニュートラルランプ３４の信号とニュートラル位置検出用の抵抗との双方によってニュートラル位置を検出することができる。
【００３７】
その他、本発明は、二輪車に限定されず、四輪車にも適用して実施できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態を示すエンジン制御システム全体の概略構成図
【図２】主要部の電気的構成を示す回路図
【図３】ギア位置検出プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図４】ラム圧補正係数算出プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【図５】車速制限プログラムの処理の流れを示すフローチャート
【符号の説明】
【００３９】
１１…エンジン（内燃機関）、１２…吸気マニホールド、１５…スロットルバルブ、１６…スロットル開度センサ、１７…吸気圧センサ、１８…燃料噴射弁、２９…エンジン回転数センサ（回転数検出手段）、３２…大気圧センサ、３３…ギア位置センサ（ギア位置検出手段）、３４…ニュートラルランプ、３５…エンジン制御回路（異常判定手段，変速中判定手段，運転状態検出手段，補正手段，車速制限手段）、３６…ロータリ接点、４５…ＲＯＭ、Ｓ１〜Ｓ５…ギア位置検出用の固定接点、Ｓｎ…ニュートラル位置検出用の固定接点、Ｒ１〜Ｒ５…ギア位置検出用の抵抗。
【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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