(57)【要約】加速状態判別のための特別なセンサや機構等を追加することなく、加速状態を的確に判別し、適正な加速制御を行うとともに、始動時や極低回転時の加速の誤判断を防止して始動性の向上及び極低回転時の運転性の向上を図ったエンジンの加速制御方法を提供する。４サイクルエンジンのクランク角度を検出するために、所定のクランク角毎にパルスを発生し、そのパルスを検出するとともに、前記エンジンのスロットルバルブ下流側の吸気通路内の吸気圧力を検出して前記エンジンの過渡状態の判定を行い、エンジンの状態に基づいて加速制御を行うエンジンの加速制御方法であって、前記エンジンの状態が始動状態又は極低回転状態の条件を満たすときに加速制御を禁止し、前記条件以外のときに加速制御可能とする。
2003036066.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
４サイクルエンジンのクランク角度を検出するために、所定のクランク角毎にパルスを発生し、そのパルスを検出するとともに、前記エンジンのスロットルバルブ下流側の吸気通路内の吸気圧力を検出して前記エンジンの過渡状態の判定を行い、エンジンの状態に基づいて加速制御を行うエンジンの加速制御方法であって、前記エンジンの状態が始動状態又は極低回転状態の条件を満たすときに加速制御を禁止し、前記条件以外のときに加速制御可能とすることを特徴とする４サイクルエンジンの加速制御方法。
【請求項２】
４サイクルエンジンのクランク角度を検出するために、所定のクランク角毎にパルスを発生し、そのパルスを検出するとともに、前記エンジンのスロットルバルブ下流側の吸気通路内の吸気圧力を検出して前記エンジンの過渡状態及び行程の判定を行い、判定に基づいて加速制御を行う４サイクルエンジンの加速制御方法であって、前記行程の判定が終了してから一定時間又は前記エンジンの回転速度が所定値以下の条件を満たすときに加速制御を禁止し、前記条件以外のときに加速制御可能とすることを特徴とする４サイクルエンジンの加速制御方法。
【請求項３】
４サイクルエンジンのクランク角度を検出するためのパルス信号入力を認識するステップと、前記エンジンの吸気通路内の吸気圧力を検出してそのデータを保存するステップと、始動時かどうかを判別するステップとを有し、前記エンジンの状態が始動状態又は前記エンジンの回転速度が所定値以下の条件を満たすときに加速制御を禁止し、前記条件以外のときに前記吸気圧力データから加速状態かどうかを判別し、加速状態のときに燃料噴射制御、点火時期制御及び空燃比制御のうち少なくとも１つにより加速制御を行うことを特徴とする４サイクルエンジンの加速制御方法。
【請求項４】
請求項１、２または３に記載の加速制御方法によって加速制御を行うことを特徴とする４サイクルエンジンの制御装置。
【発明の詳細な説明】
技術分野
本発明はエンジンの加速制御方法に関し、特に吸気管圧力に基づく加速時のエンジン制御方法に関するものである。
背景技術
燃料噴射エンジンを搭載した自動二輪車等において、加速時に出力向上のために加速状態に合わせて燃料噴射量や点火時期あるいは空燃比等を加速制御し、スロットル急開等に追従して円滑に通常走行から加速走行に移行できるように過渡制御が行われる。
このような加速状態を検出するために、一定のクランク角サイクルごとに吸気管圧力を測定し、前サイクルの同じクランク角のときの吸気管圧力と比較して所定の圧力以上上昇していたら加速状態と判定する。
しかしながら、エンジン始動時に、初爆があって完爆に至らないような始動不完全の場合、回転数は一瞬上昇し、すぐに下降する。この場合、回転数が上昇したときに吸気管圧力は下降し、その後回転数が下降すると吸気管圧力は上昇する。したがって、このような始動不完全の場合に、吸気管圧力によって加速状態を検出するシステムでは、エンジン回転数が落ちているにもかかわらず吸気管圧力が上昇するため、これを加速状態と判断して、非同期噴射や点火時期進角等の加速制御が行われ、始動性を低下させてしまう。
また、アイドル回転に近い極低回転時には、エンジン回転数低下とともに吸気管圧力が上昇する。したがって、このような極低回転時に、吸気管圧力によって加速状態を検出するシステムでは、回転数低下による吸気管圧力の上昇を加速状態と判断して加速増量等の加速制御が行われ、エンジンの適正な運転に支障を与えることになる。
本発明は上記従来技術を考慮したものであって、加速状態判別のための特別なセンサや機構等を追加することなく、加速状態を的確に判別し、適正な加速制御を行うとともに、始動時や極低回転時の加速の誤判断を防止して始動性の向上及び極低回転時の運転性の向上を図ったエンジンの加速制御方法の提供を目的とする。
発明の開示
前記目的を達成するため、本発明では、４サイクルエンジンのクランク角度を検出するために、所定のクランク角毎にパルスを発生し、そのパルスを検出するとともに、前記エンジンのスロットルバルブ下流側の吸気通路内の吸気圧力を検出して前記エンジンの過渡状態の判定を行い、エンジンの状態に基づいて加速制御を行うエンジンの加速制御方法であって、前記エンジンの状態が始動状態又は極低回転状態の条件を満たすときに加速制御を禁止し、前記条件以外のときに加速制御可能とすることを特徴とする４サイクルエンジンの加速制御方法を提供する。
この構成によれば、エンジン始動状態及び極低回転状態を検出し、この状態では加速制御を行わないように制御プログラムを設定することにより、始動時及び極低回転時の加速誤判断による非同期噴射や点火進角あるいは加速増量による空燃比リッチ化等が実行されず、加速制御が適正に行われるとともにエンジンの始動性及び極低回転時の運転性が向上する。
さらに説明すると、例えば加速時に加速状態に適した噴射時期、点火時期あるいは空燃比になるような加速制御プログラムを有するエンジンにおいて、クランク角度に応じたパルス信号を検出してこれに基づいてエンジンの回転状態を検出し、エンジンの吸気圧力を検出してこれに基づいてエンジンが過渡状態かどうかを判別し、これらのエンジン状態からエンジンが始動状態又は極低回転状態の条件（始動状態及び極低回転状態のうちいずれか一方の条件）が満たされたときには、前記加速制御プログラムによる加速制御が実行されず、前記条件以外のとき（エンジンが始動状態でなく且つ極低回転状態でない状態のとき）にのみ、前記加速制御が実行可能となる。これにより、始動時及び極低回転時の加速誤判断に基づく加速制御（非同期噴射や点火進角あるいは加速増量による空燃比リッチ化等）が実行されず、加速制御が適正に行われるとともにエンジンの始動性及び極低回転時の運転性が向上する。
さらに本発明では、４サイクルエンジンのクランク角度を検出するために、所定のクランク角毎にパルスを発生し、そのパルスを検出するとともに、前記エンジンのスロットルバルブ下流側の吸気通路内の吸気圧力を検出して前記エンジンの過渡状態及び行程の判定を行い、判定に基づいて加速制御を行う４サイクルエンジンの加速制御方法であって、前記行程の判定が終了してから一定時間又は前記エンジンの回転速度が所定値以下の条件を満たすときに加速制御を禁止し、前記条件以外のときに加速制御可能とすることを特徴とする４サイクルエンジンの加速制御方法を提供する。
この構成によれば、例えば加速時に加速状態に適した噴射時期、点火時期あるいは空燃比になるような加速制御プログラムを有するエンジンにおいて、クランク角度に応じたパルス信号を検出してこれに基づいてエンジンの回転状態を検出し、エンジンの吸気圧力を検出してこれに基づいてエンジンが過渡状態かどうか及び行程の判別を行い、行程判別から一定時間未満又はエンジン回転速度が所定値以下の条件（行程判別から一定時間未満及びエンジン回転速度が所定値以下の条件のうちいずれか一方の条件）が満たされたとき前記加速制御プログラムによる加速制御が実行されず、前記条件以外のとき（行程判別から一定時間経過して且つエンジン回転速度が所定値を超えた状態のとき）にのみ前記加速制御が実行可能となる。これにより、始動時及び極低回転時の加速誤判断に基づく加速制御（非同期噴射や点火進角あるいは加速増量による空燃比リッチ化等）が実行されず、加速制御が適正に行われるとともにエンジンの始動性及び極低回転時の運転性が向上する。
本発明ではさらに、４サイクルエンジンのクランク角度を検出するためのパルス信号入力を認識するステップと、前記エンジンの吸気通路内の吸気圧力を検出してそのデータを保存するステップと、始動時かどうかを判別するステップとを有し、前記エンジンの状態が始動状態又は前記エンジンの回転速度が所定値以下の条件を満たすときに加速制御を禁止し、前記条件以外のときに前記吸気圧力データから加速状態かどうかを判別し、加速状態のときに燃料噴射制御、点火時期制御及び空燃比制御のうち少なくとも１つにより加速制御を行うことを特徴とする４サイクルエンジンの加速制御方法を提供する。
この構成によれば、加速時に加速状態に適した燃料噴射制御、点火時期制御及び空燃比制御のうち少なくとも１つによる加速制御を行う加速制御プログラムを有するエンジンにおいて、クランク角度に応じたパルス信号を検出しこれに基づいてエンジン回転速度を判別し、エンジンの吸気圧力を検出してそのデータを保存し、エンジンが始動状態又は極低回転状態の条件（始動状態及び極低回転状態のうちいずれか一方の条件）が満たされたときには、前記加速制御プログラムによる加速制御が実行されず、前記条件以外のとき（エンジンが始動状態でなく且つ極低回転状態でない状態のとき）にのみ、保存した吸気管圧力データから加速状態かどうかを判別して前記加速制御が実行される。これにより、始動時及び極低回転時の加速誤判断に基づく加速制御が実行されず、加速制御が適正に行われるとともにエンジンの始動性及び極低回転時の運転性が向上する。
本発明の加速制御方法は、好ましくは４サイクルエンジンの制御装置を用いて実施される。
本発明の４サイクルエンジンの制御装置を用いることにより、前述のように、始動時及び極低回転時の加速誤判断に基づく加速制御が実行されず、加速制御が適正に行われるとともにエンジンの始動性及び極低回転時の運転性が向上する。
発明を実施するための最良の形態
以下図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。
図１は、本発明の実施形態に係る自動二輪車の制御システム全体のブロック構成図である。
一体部品としてユニット化されたエンジン制御装置（ＥＣＵ）１の制御回路ＣＰＵ（不図示）への入力として、メインスイッチ２からのオンオフ信号、クランクパルスセンサ３からのクランクパルス信号、吸気圧センサ４からの吸気圧検出信号、吸気温センサ５からの吸気温度検出信号、水温センサ６からの冷却水温検出信号、インジェクタ電圧センサ７からのインジェクタ制御のための電圧信号、複数のスイッチＳＷ１〜ＳＷ３を有するスイッチボックス８からの検査用入力信号が入力される。また、バッテリ２０が接続されバッテリ電源が入力される。
ＥＣＵ１からの出力として、燃料ポンプを駆動するポンプリレー９へのポンプリレー出力信号、インジェクタ１０の電磁コイルを駆動するインジェクタ出力信号、点火コイル１１を駆動する点火コイル出力信号、冷却水温に応じてオートチョーク１２を駆動するオートチョーク出力信号、異常状態を検出した時にメータ２２内のダイアグ警告灯１３を駆動するダイアグ警告信号、冷却水温が所定温度を越えたときに警告を表示する水温警告灯１４を駆動する水温警告信号、エンジンキー等のイモビライザ１７が異常操作されたときにイモビライザ警告灯１５を駆動するイモビライザ警告信号が出力される。また、各センサへセンサ用電源回路２１を介して又は直接電力を供給する電源電圧が出力される。
また、ＥＣＵ１は、外部の汎用通信装置１８に接続され、制御データ等を汎用通信ラインを介して入出力可能である。さらに、シリアル通信装置１９に接続されシリアル通信が可能である。
図２は本発明の実施形態に係るクランク角検出装置のシステム構成図である。
単気筒４サイクルエンジン３０は、ピストン３１の上面に燃焼室３２が形成され、この燃焼室３２に連通して吸気管３３及び排気管３４が接続される。吸気管３３にはスロットルバルブ３５が装着され端部に吸気バルブ３６が設けられる。排気管３４の端部に排気バルブ３７が設けられる。３８は点火プラグである。エンジン３０のシリンダ周囲に冷却ジャケット３９が設けられ、水温センサ６が取付けられる。ピストン３１は、コンロッド４０を介してクランク軸４１に連結される。
クランク軸４１にリングギヤ４２が一体的に固定される。リングギヤ４２には複数の歯（突起）４３が等間隔で設けられ、１ヶ所に歯欠け部４４が形成される。このリングギヤ４２の歯４３を検出するクランク角センサ（クランクパルスセンサ）３が備わる。クランク角センサ３は、各歯４３を検出して各歯の上辺長さに対応したパルス幅のパルス信号を発する。この例では、１２ヵ所に歯４３の位置があり、そのうち１ヵ所が歯欠け部４４であるため、クランク１回転の間に３０°ごとに１１個のパルス信号を発信する。
吸気管３３にはインジェクタ１０が装着される。このインジェクタ１０には、燃料タンク４５から、燃料ポンプ４６によりフィルタ４７を通して吸い上げられた燃料が、レギュレータ４８により一定圧力にされた状態で送られる。点火プラグ３８には、ＥＣＵ１（図１）により駆動制御される点火コイル１１が接続される。吸気管３３には吸気圧センサ４及び吸気温センサ５が取り付けられ、それぞれＥＣＵ１に接続される。
排気管３４には排気ガス浄化用の２次空気導入管４９が接続される。この２次空気導入管４９上にエアカットバルブ５０が設けられる。このエアカットバルブ５０は、通常走行時あるいは加速時等のスロットルが開いた高回転時に開いて２次空気を導入し、減速時等のスロットルが閉じた低回転時には閉じて２次空気をカットする。
図３は、本発明に係る加速制御のフローチャートである。
ステップＳ１：吸気管圧力のサンプリングのタイミングかどうかを判別する。これは、加速による吸気管圧力の上昇を適正に検出できるクランク角が定まっているため、このクランク角のタイミングかどうかを判別するものである。クランク角の検出は、クランク軸に取付けたリングギヤの歯をクランク角センサで検出し、そのクランクパルス信号をＥＣＵ内のＣＰＵに取り込み、その信号データからクランク角を認識する。ＣＰＵは、クランク角度信号が入力されるたびに割り込みプログラムが起動するように構成されており、吸気管圧力サンプリング時期かどうかが判断される。
ステップＳ２：吸気管圧力サンプリング時期と判断されたとき、吸気圧センサからの検出データをＡ／Ｄ変換して読み込みこれを保存する。
ステップＳ３：エンジン始動後一定時間経過したかどうかを判別する。これはクランク軸が回転開始してクランクパルス信号が最初に発信されてからの時間を計測することにより所定時間内は始動時と判別し、この始動時には暖機運転制御を行なっているため、加速制御を実行させないようにするためである。始動後所定時間経過してエンジンが暖機運転から通常運転に変わった後（又は暖機中であっても始動直後からある程度時間経過して安定状態に移った後）に次のステップＳ４に進む。
ステップＳ４：始動時ではないと判別されたとき、エンジン回転数が所定のしきい値以上かどうかを判別する。このしきい値は、エンジン性能に応じて予め実験等で分かっている、低回転時に回転数低下とともに吸気管圧力が上昇するエンジン回転領域をカバーする回転数とする。回転数がしきい値より小さい極低回転の場合には加速制御は行わない。所定の回転数以上の場合にのみ次のステップＳ５に進む。
ステップＳ５：上記ステップＳ２で取り込んだ吸気管圧力データから加速状態の判定を行う。これは、現実行中の割り込みルーチンで取り込んだ吸気管圧力データと前の割り込みルーチンで取り込んだ前サイクルの同じクランク角度での吸気管圧力データとを比較することにより行う。
ステップＳ６：今回検出した吸気管圧力データが前回検出した吸気管圧力データより所定値以上大きいかどうかにより加速状態かどうかを判別する。吸気管圧力が所定値以上高くなっていたら加速と判別し、以下のステップＳ７〜Ｓ９で加速制御を行う。
ステップＳ７：インジェクタの電磁コイルの駆動制御により、加速に適した噴射量及び噴射時期として非同期噴射制御を行う。
ステップＳ８：点火コイルの制御により点火時期を進角させて加速状態に見合う出力が得られるように点火時期制御を行う。
ステップＳ９：制御プログラムの目標空燃比をリッチ化することにより加速状態に見合う出力が得られるように空燃比制御を行う。
図４は、本発明に係る加速制御方法の別のフローチャートである。この実施例は、加速制御プログラムにおいて、前記図３のステップＳ４において回転数を判別した後、加速制御を禁止するか又は許可するかの判別ステップを設けたものである。
（Ａ）のステップＳ１〜Ｓ４は、前述の図３のステップＳ１〜Ｓ４と同じである。この図４（Ａ）の例ではステップＳ４の後に、以下のようにステップＳ１０及びステップＳ１１が設けられる。
ステップＳ１０：ステップＳ４がＹｅｓ（回転速度がしきい値以上）のとき、加速制御を行ってもよい状態と判定し、加速制御許可のフラグを立てる。すなわち、ステップＳ１，Ｓ３及びＳ４の判別ステップがすべてＹｅｓのとき、加速状態であれば加速制御ができるように、加速制御許可のフラグを立てる。
ステップＳ１１：ステップＳ４がＮｏ（回転速度がしきい値より小）のとき加速制御を行うべき状態ではないと判定し、加速制御禁止のフラグを立てる。すなわち、ステップＳ１，Ｓ３及びＳ４のいずれかがＮｏのとき、加速する状態ではないと判定して、加速制御禁止のフラグを立てる。
（Ｂ）は、（Ａ）の加速制御の許可又は禁止の判定に基づくフローである。この（Ｂ）のフローにおいて、ステップＳ５〜Ｓ９は、前述の図３のステップＳ５〜Ｓ９と同じである。この図４（Ｂ）の例ではステップＳ５の前に、以下のようにステップＳ１２が設けられる。
ステップＳ１２：前述の（Ａ）のステップＳ１０又はＳ１１での加速制御の許可フラグ又は禁止フラグにより加速制御許可状態か加速制御禁止状態かを判別する。許可状態であれば、ステップＳ５〜Ｓ９にしたがって加速制御を行う。禁止状態であれば、加速制御を行わずにフローを抜ける。
なお、図３及び図４のフローチャートで示す加速制御方法は前述の図１及び図２のＥＣＵを用いて実施される。
図５は、本発明に係る加速制御方法のさらに別の例のフローチャートである。この例は前述の図４の例でのステップＳ３に代えて以下のようにステップＳ１３及びＳ１４を設けたものである。
ステップＳ１３：４サイクルエンジンの２回転１周期での４行程（吸入→圧縮→膨張→排気）をクランクパルス信号及び吸気圧力データに基づき又はクランクパルス信号のみから判別する。
この行程判別ステップは例えば以下のように行われる。
クランクシャフトの１回転を歯抜けを含む１３ステージに分割し、行程の１周期であるクランクシャフトの２回転（２６ステージ）に、＃０〜＃２６の本ステージ番号を割り当てる。
ここでクランクシャフトとしての位相関係が同一である例えばステージ＃５と＃１０および＃１８（＃５に相当）と＃２３（＃１０に相当）における回転周期を比較すると、ステージ＃１０における回転周期はステージ＃５における回転周期を上回り、この関係は吸気管内圧力にかかわらず保持される。また、ステージ＃１８と＃２３を比較すると、上記とは逆に、ステージ＃１８における回転周期がステージ＃２３おける回転周期を上回り、この関係も吸気管内圧力にかかわらず保持される。
したがって、クランクシャフトとしての位相関係が同一であっても、回転周期に着目すれば、吸気管内圧力とは無関係に、ステージと行程との対応関係を判別することができる。
なお、このような行程判別ステップＳ１３及び時間経過判別ステップＳ１４は（Ａ）のフロー内の加速制御許可ステップＳ１０の前のいずれにおいてもよい。また、始動後一定時間経過したかどうかを判別するステップＳ３とともに設けてもよい。
また、行程判別ステップＳ１３は別のルーチンで行い、その経過時間データのみを読み取って本ルーチンで使用してもよい。
産業上の利用可能性
以上説明したように、本発明では、エンジン始動状態及び極低回転状態を検出し、この状態では加速制御を行わないように制御プログラムを設定することにより、始動時及び極低回転時の加速誤判断による非同期噴射や点火進角あるいは加速増量による空燃比リッチ化等が実行されず、加速制御が適正に行われるとともにエンジンの始動性及び極低回転時の運転性が向上する。
【図面の簡単な説明】
図１は、本発明に係る自動二輪車の制御システム全体の構成図である。
図２は、本発明に係るエンジンのクランク角検出装置の構成図である。
図３は、本発明に係る加速制御のフローチャートである。
図４は、本発明に係る加速制御の別の例のフローチャートである。
図５は、本発明に係る加速制御のさらに別の例のフローチャートである。
【図１】
2003036066.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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2003036066.tif 000009
2003036066.tif 000010
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