(57)【要約】【課題】スロットル操作機構が凍結した際にエンジンを停止することなく暴走を防止することができるようにしたスノーモビルの暴走防止制御装置を提供する。【解決手段】スロットルレバーから手を離したときにオン状態になるスイッチＳＷとスロットルセンサ５とを設け、スイッチＳＷがオン状態になっている状態でスロットルセンサにより検出されたスロットル開度が設定値以上である状態が設定時間経過したときにスロットル操作機構が凍結していると判定して、エンジンの回転速度をアイドリング速度まで徐々に低下させる制御を行わせる。【選択図】    図１
2005201212.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンにより駆動されるスノーモビルのスロットル操作機構の凍結によりスロットルバルブが開いた状態に保持されたときにスノーモビルが暴走するのを防止する制御を行うスノーモビルの暴走防止制御装置において、
前記スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、
前記エンジンを減速する側に前記スロットル操作機構の操作部を変位させるための操作が行われたことを検出する減速操作検出手段と、
前記減速操作検出手段により前記エンジンを減速する側に前記操作部を変位させるための操作が行われたことが検出されている状態で前記スロットルセンサにより検出されているスロットルバルブの開度が設定値以上である状態が設定時間継続したか否かを判定するスロットル開度判定手段と、
前記スロットル開度判定手段によりスロットルバルブ開度が設定値以上である状態が設定時間の間継続したと判定されたときに前記エンジンの現在の回転速度を制限値の初期値として、該制限値を時間の経過に伴って徐々に小さくしていく制限値設定手段と、
前記エンジンの回転速度を前記制限値設定手段により設定された制限値以下に制限する回転速度制限制御を行うことにより前記エンジンの回転速度を徐々に低下させ、前記エンジンの回転速度が前記制限値の下限値に達したときに前記回転速度制限制御を停止させて前記エンジンの回転速度を下限値に保つ制御を行う回転速度制御手段とを具備し、
前記回転速度の制限値の下限値は、前記エンジンのアイドリング速度以上で、かつ前記スノーモビルの走行速度を安全な範囲に保つことができる範囲の上限値以下に設定されていること、
を特徴とするスノーモビルの暴走防止制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スノーモビルのスロットル操作機構が凍結により正常に機能しなくなったときに、運転者の意に反する速度でスノーモビルが暴走するのを防止する制御を行うスノーモビルの暴走防止制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
スノーモビルにおいては、他の車両等と同様に、スロットルレバーやアクセルグリップ等の操作部と、該操作部とエンジンのスロットルバルブとの間を連結する連結機構（ワイヤやリンクなどからなる）とからなるスロットル操作機構を設けて、該スロットル操作機構の操作部を操作することにより、エンジンの回転速度を調節して走行速度を調整するようにしている。スノーモビルは寒冷地で使用されるため、走行中にスロットル操作機構が凍結することがある。スロットル操作機構が凍結した状態としては、スロットルレバー等の操作部が凍結して動かなくなる状態や、連結機構が凍結して、操作部を動かしてもスロットルバルブが動かなくなる状態がある。いずれにしてもスロットル操作機構が凍結すると、エンジンを減速する側に操作部を変位させるための操作を行っても、スロットルバルブが閉じないため、エンジンが減速されず、スノーモビルが暴走するおそれがある。
【０００３】
上記のような事態が生じるのを防ぐため、従来は、特許文献１に示されているように、スロットル操作機構の凍結を検出する機構を設けて、スロットル操作機構の凍結が検出された際にエンジンの点火装置への電力の供給を遮断することにより、エンジンを失火させて停止させるようにしていた。
【特許文献１】実公昭５５−８６６０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に示されているように、スロットル操作機構が凍結した際にエンジンを失火させて停止させるようにした場合には、エンジンが突然停止して車体が急停止するため、運転者に急激なショックを与え、好ましくなかった。またスロットル操作機構が凍結した際にエンジンを失火させて停止させるようにした場合には、エンジンを再度始動する際に、点火プラグがかぶってエンジンを始動することができなくなることがあった。更に再始動時にスロットル操作機構が依然として凍結したままであると、スロットル操作を正常に行うことができないため、エンジンを始動させることができなくなるが、スロットル操作機構の凍結時にエンジンを停止させると、車体の温度が低下するため、周囲温度によっては、スロットル操作機構の凍結を解消することができなくなり、エンジンの再始動が不可能になることもあった。
【０００５】
本発明の目的は、スロットル操作機構が凍結した際にエンジンを停止することなく暴走を防止することができるようにしたスノーモビルの暴走防止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】
【０００６】
本発明は、エンジンにより駆動されるスノーモビルのスロットル操作機構の凍結によりスロットルバルブが開いた状態に保持されたときにスノーモビルが暴走するのを防止する制御を行うスノーモビルの暴走防止制御装置に係わるものである。
【０００７】
本発明においては、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサと、エンジンを減速する側にスロットル操作機構の操作部を変位させるための操作が行われたことを検出する減速操作検出手段と、減速操作検出手段によりエンジンを減速する側に上記操作部を変位させるための操作が行われたことが検出されている状態でスロットルセンサにより検出されているスロットルバルブの開度が設定値以上である状態が設定時間継続したか否かを判定するスロットル開度判定手段と、このスロットル開度判定手段によりスロットルバルブ開度が設定値以上である状態が設定時間の間継続したと判定されたときにエンジンの現在の回転速度を制限値の初期値として、該制限値を時間の経過に伴って徐々に小さくしていく制限値設定手段と、エンジンの回転速度を制限値設定手段により設定された制限値以下に制限する回転速度制限制御を行うことによりエンジンの回転速度を徐々に低下させ、エンジンの回転速度が制限値の下限値に達したときに回転速度制限制御を停止させてエンジンの回転速度を下限値に保つ制御を行う回転速度制御手段とが設けられる。上記回転速度の制限値の下限値は、エンジンのアイドリング速度以上で、かつスノーモビルの走行速度を安全な範囲に保つことができる範囲の上限値以下に設定される。
【０００８】
上記のように構成すると、スロットル操作機構が凍結して、スロットルバルブが戻らなくなったことが検出されたときにエンジンの回転速度を安全な回転速度まで徐々に低下させることができるため、運転者に急激なショックを与えることなく暴走を防止することができる。
【０００９】
また上記のようにスロットル操作機構の凍結時にエンジンを停止させないようにすると、エンジンの再始動時に点火プラグがかぶってエンジンを始動することができなくなったり、スロットル操作機構の凍結によりエンジンの始動操作を行うことがでくなくなったりするといった問題が生じるのを防ぐことができる。
【００１０】
更にスロットル操作機構の凍結時にエンジンを停止させないようにすると、車体の温度が低下するのを防ぐことができるため、スロットル操作機構の凍結の解消を早期に図ることができる。
【００１１】
エンジンとスノーモビルのキャタピラとの間に自動クラッチを備えた変速機が設けられている場合には、上記制限値の下限値を、エンジンのアイドリング回転速度以上でかつ自動クラッチがつながるときの回転速度（クラッチイン回転速度）未満に設定するのが好ましい。
【００１２】
自動クラッチが用いられている場合に上記のように回転速度の制限値の下限値を設定すると、スロットル操作機構が凍結した際にエンジンの回転速度を自動クラッチがつながらない回転速度まで低下させることができるため、最終的に車体を停止させて安全を確保することができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上のように、本発明によれば、スロットル操作機構が凍結して戻らなくなったことが検出されたときにエンジンの回転速度を安全な回転速度まで徐々に低下させるようにしたので、運転者に急激なショックを与えることなく暴走を防止することができる。
【００１４】
更に本発明によれば、スロットル操作機構が凍結した際にエンジンを停止させないので、再始動時に点火プラグがかぶってエンジンを始動することができなかったり、スロットル操作機構の凍結によりエンジンの始動操作を行うことができなくなったりするといった問題が生じるのを防ぐことができる。
【００１５】
また本発明によれば、スロットル操作機構の凍結時にエンジンを停止させないので、車体の温度が低下するのを防いで、スロットル操作機構の凍結の解消を早期に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下図面を参照して本発明の好ましい実施形態を詳細に説明する。
図１は本発明の一実施形態のハードウェアの構成を示したもので、同図において１はエンジンのクランク軸に回転子が取り付けられた磁石発電機、２は点火コイル、３は点火コイル１とともにコンデンサ放電式の点火回路（ＣＤＩ）を構成する一次電流制御回路３Ａと、エンジンの点火時期の制御等を行うマイクロコンピュータ３Ｂとを備えたＣＤＩユニットである。
【００１７】
磁石発電機１は、カップ状のフライホイールの周壁部の内周に永久磁石を取り付けて磁石界磁を構成した磁石回転子１Ａと、磁石回転子１Ａの磁極に対向する磁極部を有する電機子鉄心に、点火回路を駆動する発電コイルであるエキサイタコイルＷeと、点火回路以外の負荷を駆動する発電コイルＷaとを巻回して構成した固定子１Ｂとを備えたもので、磁石回転子１Ａがエンジンのクランク軸に取り付けられている。エキサイタコイルＷe及び発電コイルＷaには、エンジンの回転に同期して交流電圧が誘起する。
【００１８】
磁石発電機１のフライホイールの外周にはリラクタｒが設けられ、このリラクタｒの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジをそれぞれ検出してパルス信号を発生するパルサ４が磁石回転子１Ａの近傍に配置されている。パルサ４が発生するパルス信号は、エンジンのクランク角情報及び回転速度情報を得るために用いられる。
【００１９】
点火コイル２は、一次コイル２ａと二次コイル２ｂとを有する昇圧トランスで、その一次コイル２ａはＣＤＩユニット３内に設けられたコンデンサ放電式の一次電流制御回路３Ａに接続されている。コンデンサ放電式の一次電流制御回路は、点火コイルの一次コイルに一端が接続されてエキサイタコイルＷeの半波の出力でダイオードＤ1を通して充電される点火用コンデンサＣiと、点火信号Ｖiが与えられたときに導通して点火用コンデンサＣiの電荷を点火コイルの一次コイル２ａを通して放電させるサイリスタＴhiとを備えた周知のものである。この例ではエンジンが２サイクル機関で２つの気筒を有しているため、点火コイル２が同時発火コイルとして用いられて、その二次コイル２ｂの両端が、エンジンの２つの気筒にそれぞれ取り付けられた点火プラグＰL1及びＰL2の非接地側端子に接続されている。
【００２０】
ＣＤＩユニット３内には発電コイルＷaの出力を整流して一定（この例では５Ｖ）の直流電圧を出力する電源回路３Ｃが設けられ、この電源回路から得られる電圧がマイクロコンピュータ３Ｂの電源端子に与えられている。マイクロコンピュータ３Ｂにはパルサ４の出力が波形整形回路３Ｄを通して入力されている。
【００２１】
５はポテンショメータからなるスロットルセンサで、このスロットルセンサの一端は接地され、他端はＣＤＩユニット３内に設けられた抵抗器Ｒ1を通して電源回路３Ｃの出力端子に接続されている。スロットルセンサ５の摺動子はエンジンのスロットルバルブの回転軸に連結されていて、該スロットルセンサ５からスロットル開度に比例したスロットル開度検出信号Ｖthが得られる。この検出信号は、マイクロコンピュータ３ＢのＡ／Ｄ入力端子に与えられてデジタル信号に変換された後、マイクロコンピュータのＣＰＵにより認識される。
【００２２】
６は減速操作検出手段で、この検出手段は、エンジンを減速する側にスロットル操作機構の操作部を変位させるための操作が行われたときに検出動作を行うように構成される。      
【００２３】
本実施形態では、スロットル操作機構の操作部がスロットルレバーからなっていて、該スロットルレバーを手で握ってその位置を保持しているときにはスロットルバルブを所定の開度位置に保持することができるが、スロットルレバーから手を離したときには、該スロットルレバーが自動的にアイドリング位置まで戻って、スロットルバルブの開度がアイドリング時の開度に戻るようになっている。
【００２４】
本実施形態で用いる減速操作検出手段６は、スロットルレバーを手で握っているときにオフ状態にあり、スロットルレバーから手を離したときにオン状態になるスイッチＳＷにより構成されている。スイッチＳＷから得られる検出信号はマイクロコンピュータ３Ｂに入力されている。
【００２５】
マイクロコンピュータ３Ｂは、所定のプログラムを実行することにより、図２に示したように、減速操作検出手段６によりエンジンを減速する側に操作部を変位させるための操作が行われたことが検出されている状態でスロットルセンサ５により検出されているスロットルバルブの開度が設定値以上である状態が設定時間継続したか否かを判定するスロットル開度判定手段２１と、スロットル開度判定手段２１によりスロットルバルブ開度が設定値以上である状態が設定時間の間継続したと判定されたときにエンジンの現在の回転速度を制限値の初期値として、該制限値を時間の経過に伴って徐々に小さくしていく制限値設定手段２２と、回転速度検出手段２３により検出された回転速度を制限値設定手段２２により設定された制限値以下に制限する回転速度制限制御を行うことによりエンジンの回転速度を徐々に低下させ、エンジンの回転速度が制限値の下限値に達したときに回転速度制限制御を停止させてエンジンの回転速度を下限値に保つ制御を行う回転速度制御手段２４とを構成する。
【００２６】
上記回転速度制限制御は、回転速度検出手段２３により検出されたエンジンの回転速度が制限値設定手段２２により設定された制限値を超えているときに、エンジンの点火時期を遅らせるか、及び（または）点火火花を間引くように、図１に示した一次電流制御回路３Ａと点火コイル２とにより構成される点火回路２５への点火信号の供給を制御する（本実施形態では一次電流制御回路３ＡのサイリスタＴhiへの点火信号の供給を制御する）ことにより行うことができる。
【００２７】
回転速度検出手段２４は、パルサ４が出力するパルスの発生間隔からエンジンの回転速度を演算することによりエンジンを検出するように構成される。また制限値設定手段２２は、スロットル開度判定手段２１によりスロットルバルブ開度が設定値以上である状態が設定時間の間継続したと判定されたときにエンジンの現在の回転速度を制限値の初期値として、以後該制限値を時間の経過に伴って下限値まで徐々に小さくしていくように構成される。
【００２８】
上記回転速度の制限値の下限値は、エンジンのアイドリング速度以上で、かつスノーモビルの走行速度を安全な範囲に保つことができる範囲の上限値以下に設定される。
【００２９】
図１に示した点火装置においては、エキサイタコイルＷeの正の半波の出力電圧により、ダイオードＤ1を通して点火用コンデンサＣiが図示の極性に充電される。マイクロコンピュータ３Ｂは、パルサ４から波形整形回路３Ｄを通して与えられるパルス信号の発生間隔からエンジンの回転速度を検出して、検出した回転速度に対してエンジンの点火時期を演算する。マイクロコンピュータ３Ｂはまた、パルサ４がリラクタｒの回転方向の前端側エッジを検出したときに発生するパルスを認識したときに、演算した点火時期の計測を開始して、その計測が完了したとき（点火時期が検出されたとき）にサイリスタＴhiのゲートに点火信号Ｖiを与える。
【００３０】
サイリスタＴhiに点火信号が与えられると、サイリスタＴhiが導通するため、点火用コンデンサＣiに蓄積された電荷がサイリスタＴhiと点火コイルの一次コイル２ａとを通して放電する。これにより点火コイルの二次コイル２ｂに高電圧が誘起し、この高電圧が点火プラグＰL1及びＰL2に同時に印加されるため、点火プラグＰL1及びＰL2で同時に火花が生じ、点火時期にある方のシリンダで点火が行われる。
【００３１】
スロットル操作機構が凍結していない状態で、スロットルレバーから手を離すと、スロットルレバーがアイドリング位置に戻り、スロットルバルブの開度がアイドリング時の開度に戻るため、エンジンの回転速度が低下させられる。スロットルレバーから手を離すと、スイッチＳＷがオン状態になり、減速操作検出手段６により減速操作が行われたことが検出されるが、スロットル操作機構が凍結しておらず、スロットルバルブの開度が直ちにアイドリング時の開度に戻った場合には、スロットル開度判定手段２１により、スロットルバルブの開度が設定値以上である状態が設定時間継続したと判定されることがないため、回転速度を低下させる制御は行われない。
【００３２】
これに対し、スロットル操作機構が凍結している場合には、スロットルレバーから手を離してもスロットルバルブの開度がアイドリング時の開度に戻らないため、この状態を放置すると、スノーモビルが暴走するおそれがあるが、本発明においては、このときスロットル開度判定手段２１が、減速操作が行われたことが検出されている状態でスロットルバルブの開度が設定値以上である状態が設定時間継続したと判定するため、回転速度制御手段２４がエンジンの回転速度を制限値設定手段２２により設定された制限値以下に制限する回転速度制限制御を行う。制限値設定手段２２により設定される制限値は、エンジンの現在の回転速度を制限値の初期値として時間の経過に伴って小さくなっていくため、エンジンの回転速度は時間の経過に伴って低くなっていく。このように、本発明では、スロットルレバーを減速側に変位させるための操作が行われた状態で、スロットル開度が設定値以上である状態が設定時間継続したときに、エンジンの回転速度を徐々に低下させていくようにしたので、スロットル操作機構が凍結して、スロットルバルブが戻らなくなったときにスノーモビルが暴走するのを防止することができる。
【００３３】
上記スロットル開度判定手段２１と、制限値設定手段２２と、回転速度制御手段２４とを構成するために微小時間間隔でマイクロコンピュータに実行させるタスクのアルゴリズムを示すフローチャートを図３に示した。
【００３４】
図３に示したタスクでは、先ずステップ１においてスイッチＳＷがオン状態にあるか否かを判定し、オン状態にない場合には、何もしないでこのタスクを終了する。ステップ１でスイッチＳＷがオン状態にあると判定されたときには、ステップ２でスロットルバルブ開度が設定値Ａ［％］以上であるか否かを判定する。その結果、スロットルバルブ開度が設定値未満であると判定されたときには以後何もしないでこのタスクを終了する。ステップ２でスロットル開度が設定値以上であると判定されたときには、ステップ３で設定時間Ｃ秒が経過するのを待ち、設定時間Ｃ秒が経過したときにスロットル操作機構が凍結していると判定して、ステップ４で回転速度制限制御を開始させる。この回転速度制限制御では、ステップ５で先ず現在の回転速度Ｅ［r/min］を制限値の初期値として設定して、エンジンの回転速度を制限値まで低下させるべくエンジンの点火時期を遅らせる。次いでステップ６で、速度の低下割合をＢ、現在の時刻からの経過時間をＴ（初期値は０）として、演算式Ｅ−（Ｂ×Ｔ）により、時間Ｔの経過に伴って小さくなっていく回転速度の制限値を演算する。最初はＴ＝０であるため、回転速度の制限値は、スロットル操作機構が凍結していると判定されたときの回転速度の現在値に等しい。
【００３５】
回転速度の制限値を求めた後、ステップ７でエンジンの点火時期を所定角度だけ遅角させることにより、エンジンの回転速度を低下させ、ステップ８でエンジンの回転速度が演算された制限値の下限値以下であるか否かを判定する。その結果、回転速度が下限値を超えていると判定されたときにはステップ６に戻って回転速度の制限値をＥ−（Ｂ×Ｔ）の式により演算して、その値を低下させ、以後ステップ７及び８を繰り返す。ステップ８でエンジンの回転速度が下限値以下になったと判定されたときにステップ９に移行してエンジンの回転速度の制限値を下限値に固定し、エンジンの回転速度を下限値に保つように点火時期を制御する。
【００３６】
図３に示したアルゴリズムによる場合には、ステップ１ないし３により、減速操作検出手段がエンジンを減速する側に操作部を変位させるための操作が行われたことを検出している状態でスロットルセンサにより検出されているスロットルバルブの開度が設定値（Ａ％）以上である状態が設定時間（Ｃ秒）継続したか否かを判定するスロットル開度判定手段２１が構成される。またステップ５及び６により、スロットル開度判定手段２１によってスロットルバルブ開度が設定値以上である状態が設定時間の間継続したと判定されたときにエンジンの現在の回転速度を制限値の初期値として、該制限値を時間の経過に伴って徐々に小さくしていく制限値設定手段が構成される。更にステップ７ないし９により、回転速度制御手段２４が構成される。
【００３７】
上記のように、本発明では、スロットル操作機構が凍結して戻らなくなったことが検出されたときにエンジンの回転速度を安全な回転速度（上記の例ではアイドリング速度）まで徐々に低下させる制御を行うので、運転者に急激なショックを与えることなく暴走を防止することができる。
【００３８】
また上記のように構成すると、スロットル操作機構が凍結した際にエンジンを停止させないので、再始動時に点火プラグがかぶってエンジンを始動することができなくなったり、スロットル操作機構の凍結によりエンジンの始動操作を行うことができなくなったりするといった問題が生じるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本発明の実施形態のハードウェアの構成を示した回路図である。
【図２】本発明の実施形態において、マイクロコンピュータにより構成される機能実現手段の構成を、点火装置の他の構成要素の要部とともに示したブロック図である。
【図３】図１の実施形態においてマイクロコンピュータが実行するタスクのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【符号の説明】
【００４０】
１  磁石発電機
２  点火コイル
３  ＣＤＩユニット
４  パルサ
５  スロットルセンサ
６  減速操作検出手段
【図１】
2005201212.tif 000003
【図２】
2005201212.tif 000004
【図３】
2005201212.tif 000005