(57)【要約】【課題】排気温度が低い場合ほど点火タイミングを遅れ側に修正する制御を行う車両駆動用内燃機関の制御装置に、機関を始動した後速やかに排気温度を機関の出力が十分に得られる目標排気温度まで上昇させる機能を持たせること。【解決手段】排気温制御モードと定常運転時制御モードとを選択するモード選択スイッチ６と、モード選択スイッチにより排気温制御モードが選択されているときに内燃機関１０の排気温度を車両走行時に適した値に設定された目標排気温度まで上昇させるように内燃機関の点火タイミングを制御する排気温上昇用点火制御手段１５Ｂとを設けた。【選択図】    図２
2005016430.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両を駆動する内燃機関の排気温度を検出する排気温度センサと、各種の制御条件に対して前記内燃機関の点火タイミングを制御する点火制御手段とを備え、前記点火制御手段は、前記排気温度センサにより検出された排気温度が低いときに前記内燃機関の点火タイミングを遅れ側に補正するように構成されている車両駆動用内燃機関の制御装置において、
排気温制御モードと定常運転時制御モードとを選択するモード選択手段と、
前記排気温度センサにより検出される排気温度を一定の時間間隔でサンプリングする排気温度サンプリング手段と、
前記排気温度サンプリング手段により新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと車両走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎと、一定時間前にサンプリングされた排気温度Ｔｘｎ−１と前記目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ−１と、定数α１及びα２（α２＞α１）とから判定値Ｘ＝α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−ΔＴｘｎ−１）の値を演算する判定値演算手段と、
前記排気温制御モードが選択されている状態で前記判定値Ｘが負であるときに前記点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、前記判定値Ｘの値が正のときに前記点火タイミングを前記第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするように前記判定値に応じて前記内燃機関の点火タイミングを制御する排気温上昇用点火制御手段とを備えたこと、
を特徴とする車両駆動用内燃機関の点火制御装置。
【請求項２】
車両を駆動する内燃機関の排気温度を検出する排気温度センサと、各種の制御条件に対して前記内燃機関の点火タイミングを制御する点火制御手段とを備え、前記点火制御手段は、前記排気温度センサにより検出された排気温度が低いときに前記内燃機関の点火タイミングを遅れ側に補正するように構成されている車両駆動用内燃機関の制御装置において、
排気温制御モードと定常運転時制御モードとを選択するモード選択手段と、
前記排気温度センサにより検出される排気温度を一定の時間間隔でサンプリングする排気温度サンプリング手段と、
前記排気温度サンプリング手段により新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと車両走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎと、一定時間前にサンプリングされた排気温度Ｔｘｎ−１と前記目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ−１と、定数α１及びα２（α２＞α１）とから判定値Ｘ＝−α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−１−ΔＴｘｎ）の値を演算する判定値演算手段と、
前記排気温制御モードが選択されている状態で前記判定値Ｘが正であるときに前記点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、前記判定値Ｘの値が負のときに前記点火タイミングを前記第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするように前記判定値に応じて前記内燃機関の点火タイミングを制御する排気温上昇用点火制御手段とを備えたこと、
を特徴とする車両駆動用内燃機関の点火制御装置。
【請求項３】
車両を自動クラッチを介して駆動する内燃機関の排気温度を検出する排気温度センサと、各種の制御条件に対して前記内燃機関の点火タイミングを制御する点火制御手段とを備え、前記点火制御手段は、前記排気温度センサにより検出された排気温度が低いときに前記内燃機関の点火タイミングを遅れ側に補正するように構成されている車両駆動用内燃機関の制御装置において、
排気温制御モードと定常運転時制御モードとを選択するモード選択手段と、
前記モード選択手段により排気温制御モードが選択されているときに前記排気温度を車両走行時に適した値に設定された目標排気温度まで上昇させて、前記排気温度を該目標排気温度付近に保つように前記内燃機関の点火タイミングを制御する排気温上昇用点火制御手段と、
前記モード選択手段により排気温制御モードが選択されている状態で前記内燃機関の回転速度が前記自動クラッチの動力伝達開始回転速度付近に設定された設定速度に達したときに前記内燃機関を失火させるかまたは前記内燃機関の点火タイミングを遅らせることにより、前記内燃機関の回転速度を前記設定速度以下に制限する過回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両駆動用内燃機関の点火制御装置。
【請求項４】
車両を自動クラッチを介して駆動する内燃機関の排気温度を検出する排気温度センサと、各種の制御条件に対して前記内燃機関の点火タイミングを制御する点火制御手段とを備え、前記点火制御手段は、前記排気温度センサにより検出された排気温度が低いときに前記内燃機関の点火タイミングを遅れ側に補正するように構成されている車両駆動用内燃機関の制御装置において、
排気温制御モードと定常運転時制御モードとを選択するモード選択手段と、
前記排気温度センサにより検出される排気温度を一定の時間間隔でサンプリングする排気温度サンプリング手段と、
前記排気温度サンプリング手段により新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと車両走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎと、一定時間前にサンプリングされた排気温度Ｔｘｎ−１と前記目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ−１と、定数α１及びα２（α２＞α１）とから判定値Ｘ＝α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−ΔＴｘｎ−１）の値を演算する判定値演算手段と、
前記排気温制御モードが選択されている状態で前記判定値Ｘの値が負のときに前記点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、前記判定値Ｘの値が正のときに前記点火タイミングを前記第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするように前記判定値に応じて前記内燃機関の点火タイミングを制御する排気温上昇用点火制御手段と、
前記モード選択手段により排気温制御モードが選択されている状態で前記内燃機関の回転速度が前記自動クラッチの動力伝達開始回転速度付近に設定された設定速度に達したときに前記内燃機関を失火させるかまたは前記内燃機関の点火タイミングを遅らせることにより、前記内燃機関の回転速度を前記設定速度以下に制限する過回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両駆動用内燃機関の点火制御装置。
【請求項５】
車両を駆動する内燃機関の排気温度を検出する排気温度センサと、各種の制御条件に対して前記内燃機関の点火タイミングを制御する点火制御手段とを備え、前記点火制御手段は、前記排気温度センサにより検出された排気温度が低いときに前記内燃機関の点火タイミングを遅れ側に補正するように構成されている車両駆動用内燃機関の制御装置において、
排気温制御モードと定常運転時制御モードとを選択するモード選択手段と、
前記排気温度センサにより検出される排気温度を一定の時間間隔でサンプリングする排気温度サンプリング手段と、
前記排気温度サンプリング手段により新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと車両走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎと、一定時間前にサンプリングされた排気温度Ｔｘｎ−１と前記目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ−１と、定数α１及びα２（α２＞α１）とから判定値Ｘ＝−α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−１−ΔＴｘｎ）の値を演算する判定値演算手段と、
前記排気温制御モードが選択されている状態で前記判定値Ｘが正であるときに前記点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、前記判定値Ｘの値が負のときに前記点火タイミングを前記第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするように前記判定値に応じて前記内燃機関の点火タイミングを制御する排気温上昇用点火制御手段と、
前記モード選択手段により排気温制御モードが選択されている状態で前記内燃機関の回転速度が前記自動クラッチの動力伝達開始回転速度付近に設定された設定速度に達したときに前記内燃機関を失火させるかまたは前記内燃機関の点火タイミングを遅らせることにより、前記内燃機関の回転速度を前記設定速度以下に制限する過回転制御手段と、
を備えたことを特徴とする車両駆動用内燃機関の点火制御装置。
【請求項６】
前記排気温上昇用点火制御手段は、前記排気温度センサにより検出される排気温度が前記目標排気温度よりも低いときに前記点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、前記排気温度が前記目標排気温度を超えたときに前記点火タイミングを前記第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするように検出される排気温度に応じて前記点火タイミングを切り換えるように構成されている請求項１ないし５のいずれか１つに記載の車両駆動用内燃機関の点火制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、機関の点火タイミングを排気温度に応じて制御する手段を備えた車両駆動用内燃機関の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
内燃機関においては、その出力を向上させるために、所定の回転速度領域で、回転速度の上昇に伴って機関の点火タイミングを進角させる必要がある。
【０００３】
また内燃機関においては、排気管内のガス流の慣性効果を利用して充填効率を高め、出力の向上を図ることが行われている。排気管内のガス流の慣性効果は、排気温度の影響を受けるため、機関の出力の向上を図るためには、慣性効果を効果的に利用することができるように、排気温度に応じて点火タイミングを制御するのが好ましい。
【０００４】
そのため、特許文献１や特許文献２に示されているように、機関の点火タイミングを回転速度に対して制御するとともに、排気温度に対しても制御することが行われている。
【０００５】
特許文献１に記載された制御装置では、機関の回転速度の上昇に伴って点火タイミングを進角させる制御を行うとともに、排気温度の低下に伴って点火タイミングを遅れ側に補正するようにし、排気温度が低い場合ほど点火タイミングの遅れ側への補正量を大きくするようにしている。
【０００６】
また特許文献２に記載された制御装置においては、機関の回転速度と点火タイミングとの間の関係を与える点火パターンを複数用意しておいて、検出された排気温度に応じて所定の点火パターンを選択することにより、機関の性能を向上させるようにしている。
【０００７】
【特許文献１】
特公平７−３７７６７号公報
【０００８】
【特許文献２】
米国特許第６，２３７，５６６号明細書
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１や特許文献２に示されているように、排気温度の低下に伴って点火タイミングを制御する内燃機関においては、車両を発進させる前に排気温度が低い状態にあると、点火タイミングが遅れ側に補正されるため、発進直後に機関の出力を十分に得ることができず、車両の加速性能が悪くなるのを避けられなかった。
【００１０】
特に車両が寒冷地で使用されるスノーモービル等である場合には、機関を始動した後しばらくの間排気温度が低いため、車両発進時に加速性能が無視できない程度に低下し、運転フィーリングが悪くなることが指摘されていた。
【００１１】
本発明の目的は、車両を発進させる前に排気温度を定常運転時に適した目標排気温度まで上昇させておくことができるようにして、車両の加速性能を向上させることができるようにした車両駆動用内燃機関の制御装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、車両を駆動する内燃機関の排気温度を検出する排気温度センサと、各種の制御条件に対して内燃機関の点火タイミングを制御する点火制御手段とを備えた車両駆動用内燃機関の制御装置を対象とするもので、点火制御手段は、排気温度センサにより検出された排気温度が低いときに内燃機関の点火タイミングを遅れ側に補正するように構成されているものとする。
【００１３】
本発明においては、排気温制御モードと定常運転時制御モードとを選択するモード選択手段と、モード選択手段により排気温制御モードが選択されているときに排気温度を車両走行時に適した値に設定された目標排気温度まで上昇させて、排気温度を該目標排気温度付近に保つように内燃機関の点火タイミングを制御する排気温上昇用点火制御手段とが設けられる。
【００１４】
上記のように構成すると、車両を発進させる前に、モード選択手段により排気温制御モードを選択することにより、機関の排気温度を定常運転時に適した目標排気温度（例えば５００℃）まで上昇させることができるため、車両発進時の機関の加速性能を向上させることができる。
【００１５】
内燃機関においては、点火タイミングを遅らせると排気温度が上昇し、点火タイミングを進ませると排気温度が低下する。従って、排気温度を目標排気温度に保つように制御するためには、排気温度に応じて点火タイミングを遅らせたり進ませたりすればよいが、点火タイミングを変化させた後、その変化が排気温度の変化として現れるまでの間には遅れがあるため、排気温度の現在値に応じて点火タイミングを遅角または進角させるように制御したのでは、排気温度を目標排気温度付近に安定に保つことが難しい。
【００１６】
そこで本発明においては、排気温度センサにより検出される排気温度を一定の時間間隔でサンプリングする排気温度サンプリング手段と、この排気温度サンプリング手段により新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと車両走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎと、一定時間前にサンプリングされた排気温度Ｔｘｎ−１と目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ−１と、定数α１及びα２（α２＞α１）とから判定値Ｘ＝α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−ΔＴｘｎ−１）の値を演算する判定値演算手段とを設けて、判定値Ｘに応じて内燃機関の点火タイミングを制御するように排気温上昇用点火制御手段を構成する。
【００１７】
この場合、排気温上昇用点火制御手段は、モード選択手段により排気温制御モードが選択されている状態で判定値Ｘが負であるときに点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、判定値Ｘの値が正のときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするように、判定値に応じて内燃機関の点火タイミングを制御する。
【００１８】
上記判定値Ｘは、排気温度を目標排気温度に向けて変化させる際に排気温度がどの程度目標排気温度に近づいたかを示す指標となる数値で、排気温度が目標排気温度よりも低い状態から目標排気温度に近づいていく過程で排気温度と目標排気温度との差が小さくなるにつれてその絶対値が小さくなっていき、排気温度が目標排気温度に達する前に負の値から正の値にその符号が反転する。
【００１９】
従って、上記のように、判定値Ｘが負の値のときに点火タイミングを第１の点火タイミングとし、判定値Ｘが正の値になったときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングに切り替えるようにすると、排気温度が低いときには点火タイミングを大幅に遅角させて排気温度を目標排気温度に向けて急速に上昇させることができ、排気温度が目標排気温度に近づいたときには、該排気温度が目標排気温度に達するのを待つことなく、判定値Ｘの符号の反転から排気温度がまもなく目標排気温度以上になることを予測して点火タイミングを進角させることにより、排気温度が目標排気温度を大きく超えるのを防ぐことができる。点火タイミングを第２の点火タイミングに切り換えるとやがて排気温度が低下していくが、排気温度が低下していく過程では、排気温度が目標排気温度をある程度下回った時点で判定値の符号が正から負に変化するため、排気温度が大幅に低下する前に点火タイミングを第１の点火タイミングまで遅らせて、排気温度の低下を抑えることができる。
【００２０】
従って、本発明によれば、目標排気温度付近での温度の変動範囲を小さい範囲に抑制しつつ、排気温度を目標排気温度付近に保つ制御を行わせることができる。
【００２１】
上記定数α１及びα２の値は、排気温度の制御結果を見て実験的に決める。また第１の点火タイミングは、例えば機関の上死点位置（ピストンが圧縮行程において上死点に達した時のクランク角位置）よりも３０°遅れたクランク角位置に相応するタイミングが適当であり、第２の点火タイミングは、機関の上死点位置よりも５°遅れたクランク角位置に相応するタイミングが適当である。
【００２２】
上記の構成では、演算式Ｘ＝α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−ΔＴｘｎ−１）を用いて判定値Ｘを演算するように判定値演算手段を構成し、判定値Ｘが負であるときに点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、判定値Ｘの値が正のときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするようにしたが、排気温度サンプリング手段により新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと車両走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎと、一定時間前にサンプリングされた排気温度Ｔｘｎ−１と目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ−１と、定数α１及びα２（α２＞α１）とから判定値Ｘ＝−α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−１−ΔＴｘｎ）の値を演算するように判定値演算手段を構成し、排気温制御モードが選択されている状態で判定値Ｘが正であるときに点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、判定値Ｘの値が負のときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするように排気温上昇用点火制御手段を構成してもよい。
【００２３】
上記のようにして演算した判定値Ｘは、排気温度が目標排気温度よりも低い状態から目標排気温度に近づいていく過程で排気温度と目標排気温度との差が小さくなるにつれてその値が小さくなっていき、排気温度が目標排気温度に達する前に正の値から負の値にその符号が反転する。
【００２４】
従って、判定値Ｘが正の値のときに点火タイミングを第１の点火タイミングとし、判定値Ｘが負の値になったときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングに切り替えることにより、前記と同様に、目標排気温度付近での温度の変動範囲を小さい範囲に抑制しつつ、排気温度を目標排気温度に保つ制御を行わせることができる。
【００２５】
内燃機関が自動クラッチを介して車両を駆動するように設けられている場合には、排気温度を上昇させる制御を行っている過程で、排気温度が目標排気温度に達したときに、機関の出力が大きくなってその回転速度が自動クラッチの動力伝達開始回転速度を超え、車両が発進するおそれがある。
【００２６】
このような事態が生じるのを防ぐため、内燃機関により自動クラッチを介して車両を駆動する場合には、モード選択手段により排気温制御モードが選択されている状態で内燃機関の回転速度が自動クラッチの動力伝達開始回転速度付近に設定された設定速度に達したときに内燃機関を失火させるかまたは内燃機関の点火タイミングを遅らせることにより、内燃機関の回転速度を設定速度以下に制限する過回転制御手段を更に設けるのが好ましい。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００２８】
図１は、本発明に係わる制御装置により点火タイミングが制御される内燃機関用点火装置のハードウェアの構成例を示したものである。本発明は、内燃機関の気筒数の如何に係わりなく適用できるが、この例では、内燃機関の気筒数が２であるとしている。また本発明は、２サイクル機関にも４サイクル機関にも適用することができるが、本実施形態では内燃機関が２サイクル機関であるとする。
【００２９】
図１において、１は同時発火式の点火コイルで、一次コイルＷ１と二次コイルＷ２とを有し、二次コイルＷ２の一端及び他端はそれぞれ機関の第１気筒及び第２気筒に取り付けられた点火プラグ２Ａ及び２Ｂの非接地側端子に接続されている。
【００３０】
３は内燃機関に取り付けられたフライホイール磁石発電機で、その固定子側には点火装置に点火エネルギを供給するエキサイタコイルＬｅと、他の発電コイルＬａとが設けられている。
【００３１】
４は内燃機関の所定のクランク角位置でパルス信号を発生する信号発生器で、この信号発生器は、フライホイール磁石発電機３のフライホイールの外周に機関の２つの気筒に対応させて１８０度間隔で形成された突起（または凹部）からなる２つのリラクタのそれぞれの回転方向の前端側エッジ及び後端側エッジを検出して、極性が異なる第１パルスＶｓ１及び第２パルスＶｓ２からなる１対のパルス信号をクランク軸が１回転する間に２回発生する。各１対のパルス信号のうち、位相が進んだ方の第１パルスＶｓ１は、機関の対応する各気筒の上死点位置（ピストンが上死点に達したときのクランク角位置）に対して十分に進角したクランク角位置に設定された基準位置で発生し、第２パルスＶｓ２は、機関の上死点位置付近に設定された機関の各気筒の低速時の点火位置で発生する。
【００３２】
また５は共通の回路基板に部品を取り付けて構成した点火制御ユニット、６は運転者により操作されるモード選択スイッチ、７は感温抵抗素子（サーミスタ）からなる排気温度センサであり、排気温度センサ７は内燃機関の排気管に取り付けられている。
【００３３】
点火制御ユニット５には、一端が点火コイル１の一次コイルＷ１の一端に接続された点火用コンデンサＣｉと、点火用コンデンサＣｉの他端にアノードが接続されたサイリスタＴｈｉと、点火用コンデンサＣｉの他端にカソードが接続されたコンデンサ充電用ダイオードＤｉとが設けられ、ダイオードＤｉのアノードはエキサイタコイルＬｅの一端に接続されている。サイリスタＴｈｉのカソード、エキサイタコイルＬｅの他端及び点火コイルの一次コイルの他端は、ユニット内のアース回路に接続されている。
【００３４】
この例では、エキサイタコイルＬｅと、点火用コンデンサＣｉと、サイリスタＴｈｉと、ダイオードＤｉと、点火コイル１とにより、周知のコンデンサ放電式の点火回路ＣＤＩが構成されている。
【００３５】
点火制御ユニット５はまた、マイクロプロセッサ５Ａと、波形整形回路５Ｂ及び５Ｃと、電源回路５Ｄと、点火信号出力回路５Ｅと、排気温度センサ７に電圧を印加する抵抗Ｒ１と、信号発生器４の出力を波形整形回路５Ｂ及び５Ｃに入力するダイオードＤ１及びＤ２と、点火信号出力回路５Ｅに電源電圧を印加する抵抗Ｒ２とを備えている。
【００３６】
電源回路５Ｄはマイクロプロセッサ５Ａ等に与える電源電圧（５Ｖ）を発生する回路で、この電源回路は、発電コイルＬａの出力を整流する整流回路と、該整流回路の出力を一定に保つように制御するレギュレータとにより構成されている。
【００３７】
波形整形回路５Ａ及び５Ｂは信号発生器４の出力パルスをマイクロプロセッサ５Ａが認識し得る波形の信号に変換する回路で、波形整形回路５Ａ及び５Ｂにはそれぞれ信号発生器４が発生する第１パルスＶｓ１及び第２パルスＶｓ２がダイオードＤ１及びＤ２を通して入力され、波形整形回路５Ａ及び５Ｂの出力はマイクロプロセッサ５Ａの所定のポートに入力されている。
【００３８】
点火信号出力回路５Ｅは、マイクロプロセッサ５Ａが点火指令を発生したときにサイリスタＴｈｉのゲートに点火信号Ｖｉを与える回路で、この点火信号出力回路には、電源回路５Ｄから抵抗Ｒ２を通して電源電圧が印加されている。
【００３９】
モード選択スイッチ６はモード選択手段を構成するスイッチで、排気温制御モードを選択する際にオン状態にされ、定常運転時制御モードを選択する際にオフ状態にされる。モード選択スイッチ６のオンオフにより得られる信号はマイクロプロセッサ５Ａの所定のポートに入力されている。
【００４０】
運転者は、機関を始動した後、発進加速を良好にすることを希望するときに、モード選択スイッチ６をオン状態にし、機関の排気温度が目標排気温度に達するのに十分な時間が経過した後に該モード選択スイッチ６をオフ状態にして車両を発進させる。
【００４１】
排気温度センサ７は、抵抗Ｒ１を通して電源回路５Ｄの出力端子に接続され、排気温度センサ７の両端に得られる排気温検出信号がマイクロプロセッサ５Ａのアナログ入力端子に入力されている。
【００４２】
図１に示した点火装置において、内燃機関のクランク軸が回転すると、磁石発電機３内のエキサイタコイルＬｅ及び発電コイルＬａに交流電圧が誘起する。エキサイタコイルＬｅが発生する正の半波の電圧でダイオードＤｉと点火コイルの一次コイルＷ１と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。
【００４３】
マイクロプロセッサ５Ａから点火信号出力回路５Ｅを通してサイリスタＴｈｉに点火信号Ｖｉが与えられると、該サイリスタＴｈｉがオン状態になるため、点火用コンデンサＣｉに蓄積されていた電荷がサイリスタＴｈｉと点火コイル１の一次コイルとを通して放電し、点火コイルの二次コイルＷ２に点火用高電圧が誘起する。この高電圧は、点火プラグ２Ａ及び２Ｂに印加されるため、これらの点火プラグで火花放電が生じ、機関の２つの気筒のうち、点火タイミングにある方の気筒で点火動作が行われる。
【００４４】
マイクロプロセッサ５Ａは、所定のプログラムを実行することにより、サイリスタＴｈｉに点火信号を与えるタイミング（点火タイミング）を制御するために必要な各種の制御手段を構成する。
【００４５】
図２は、本発明に係わる制御装置を備えた車両の構成を、マイクロプロセッサ５Ａにより実現される制御手段とともに示したものである。同図において１０は２サイクル２気筒内燃機関で、この内燃機関のクランク軸の回転は、遠心クラッチなどの自動クラッチ（機関の回転速度が所定の動力伝達開始回転速度に達したときにつながって動力の伝達を開始するクラッチ）を備えた変速機１１を介して駆動輪１２に伝達されるようになっている。１０ａは内燃機関の排気管で、排気管１０ａには感温抵抗素子からなる排気温度センサ７が取り付けられている。
【００４６】
マイクロプロセッサ５Ａは、そのＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、排気温度センサ７により検出される排気温度を一定の時間間隔（例えば０．１ｓｅｃ間隔）でサンプリングする排気温度サンプリング手段１３と、サンプリングした排気温度から判定値Ｘを演算する判定値演算手段１４と、定常時点火制御手段１５Ａ及び排気温上昇用点火制御手段１５Ｂを備えた点火制御手段１５と、過回転制御手段１６とを構成する。
【００４７】
判定値演算手段１４は、排気温度サンプリング手段１３により新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと、車両の走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ（＝Ｔｘｎ−Ｔｓ）と、一定時間前にサンプリングされた排気温度Ｔｘｎ−１と目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ−１（＝Ｔｘｎ−１−Ｔｓ）と、定数α１及びα２（α２＞α１）とから判定値Ｘ＝α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−ΔＴｘｎ−１）の値を演算する。
【００４８】
前述のように、判定値Ｘは、排気温度を目標排気温度に向けて変化させる際に排気温度がどの程度目標排気温度に近づいたかを示す指標となる数値で、排気温度が目標排気温度よりも低い状態から目標排気温度に近づいていく過程で排気温度と目標排気温度との差が小さくなるにつれてその絶対値が小さくなっていき、排気温度が目標排気温度に達する前に負の値から正の値にその符号が反転する。定数α１及びα２の値は、排気温度の制御結果を見て実験的に決めるが、実験では、α１＝１、α２＝５としたときに好結果が得られることが確認されている。
【００４９】
定常時点火制御手段１５Ａは、モード選択スイッチ６により定常運転時制御モードが選択されているときに、信号発生器４が発生するパルスの発生間隔から得た機関の回転速度情報と、排気温度サンプリング手段１３によりサンプリングされる機関の排気温度とに対して内燃機関の点火タイミングを演算する点火タイミング演算手段と、演算した点火タイミングを検出する点火タイミング検出手段とを備えている。
【００５０】
点火タイミング演算手段は、機関の回転速度と排気温度とに対して点火タイミングを演算する手段で、例えば、回転速度に対して演算した基本点火タイミングを演算する基本点火タイミング演算手段と、この基本点火タイミング演算手段により演算された基本点火タイミングを排気温度が低い場合ほど遅れ側に修正するように補正する点火タイミング補正手段とにより構成される。
【００５１】
点火タイミング検出手段は、信号発生器４が基準位置で第１パルスＶｓ１を発生したときに、該基準位置から点火タイミングに相当するクランク角位置まで機関が回転するのに要する時間をタイマにセットして、該タイマに計測動作を行わせ、該タイマが計測動作を完了した時（点火タイミを検出した時）に点火信号出力回路５Ｅに点火指令を与えて、該点火信号出力回路から点火信号Ｖｉを出力させる。
【００５２】
排気温上昇用点火制御手段１５Ｂは、モード選択スイッチ６により排気温制御モードが選択されている状態で（この例ではスイッチ６がオン状態にあるときに）、判定値Ｘの値が負のときに点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとして最大遅角制御点火制御を行わせ、判定値Ｘの値が正のときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとして最小遅角点火制御を行わせるように、判定値Ｘの符号に応じて内燃機関の点火タイミングを制御する。
【００５３】
車両の走行時に適した目標排気温度は例えば５００℃であり、この場合、第１の点火タイミングは、例えば、機関の上死点位置より３０°遅れたクランク角位置に相当するタイミングが適当である。また第２の点火タイミングは、例えば、機関の上死点位置よりも５°遅れたクランク角位置に相当するタイミングが適当である。
【００５４】
判定値Ｘが負の値のときに点火タイミングを第１の点火タイミングとし、判定値Ｘが正の値になったときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングに切り替えるようにすると、排気温度が低いときには点火タイミングの大幅な遅角により排気温度を目標排気温度に向けて急速に上昇させることができる。また排気温度が目標排気温度に近づくと、排気温度が目標排気温度に達するのを待つことなく、判定値Ｘの符号が負から正に反転するため、排気温度が目標排気温度を大きく超える前に点火タイミングの遅角量を減少させて排気温度を低下させることができる。
【００５５】
このように、判定値Ｘの符号に応じて点火タイミングの遅角量を制御すると、排気温度の変化を予測してその制御を行うことができるため、目標排気温度付近での温度の変動範囲を小さい範囲に抑制しつつ、排気温度を目標排気温度に保つ制御を行わせることができる。
【００５６】
上記の構成では、演算式Ｘ＝α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−ΔＴｘｎ−１）を用いて判定値Ｘを演算して、判定値Ｘが負であるときに点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、判定値Ｘの値が正のときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするようにしたが、判定値Ｘを演算式Ｘ＝−α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−１−ΔＴｘｎ）により演算して、判定値Ｘが正であるときに点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、判定値Ｘの値が負のときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするようにしてもよい。
【００５７】
この場合、判定値演算手段１４は、排気温度サンプリング手段１３により新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと車両走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ（＝Ｔｘｎ−Ｔｓ）と、一定時間前にサンプリングされた排気温度Ｔｘｎ−１と目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎ−１（＝Ｔｘｎ−１−Ｔｓ）と、定数α１及びα２（α２＞α１）とから判定値Ｘ＝−α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−１−ΔＴｘｎ）の値を演算するように構成される。
【００５８】
また排気温上昇用点火制御手段１５Ｂは、排気温制御モードが選択されている状態で判定値Ｘが正であるときに点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとし、判定値Ｘの値が負のときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとするように、判定値に応じて点火タイミングを制御する。
【００５９】
上記判定値Ｘ＝−α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−１−ΔＴｘｎ）は、排気温度が目標排気温度よりも低い状態から目標排気温度に近づいていく過程で排気温度と目標排気温度との差が小さくなるにつれてその値が小さくなっていき、排気温度が目標排気温度に達する前にその符号が正から負に反転する。
【００６０】
従って、判定値Ｘが正の値のときに点火タイミングを第１の点火タイミングとし、判定値Ｘが負の値になったときに点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングに切り替える制御を行うことにより、前記と同様に、目標排気温度付近での温度の変動範囲を小さい範囲に抑制しつつ、排気温度を目標排気温度に保つ制御を行わせることができる。
【００６１】
過回転制御手段１６は、モード選択スイッチ６により排気温制御モードが選択されている状態で内燃機関の回転速度が、変速機１１に設けられている自動クラッチの動力伝達開始回転速度付近に設定された設定速度（例えば４０００ｒ／ｍｉｎ）に達したときに、内燃機関を失火させるか、または点火タイミングを遅らせることにより、機関の回転速度を設定速度以下に制限する制御を行わせる。
【００６２】
内燃機関の回転速度が設定速度に達したときに機関を失火させるには、例えば排気温上昇用点火制御手段１５Ｂから点火回路に点火信号が与えられるのを禁止すればよい。
【００６３】
上記設定速度は、自動クラッチの動力伝達開始回転速度以下の回転速度、好ましくは動力伝達開始回転速度よりも僅かに低い回転速度に設定しておく。
【００６４】
図２に示した各制御手段を実現するために、キースイッチがオン状態になっているときにマイクロプロセッサに実行させるプログラムのアルゴリズムの一例を示すフローチャートを図３に示した。図３のアルゴリズムによる場合には、ステップ１においてモード選択スイッチ６がオン状態にあるか否かを判定し、モード選択スイッチ６がオン状態にあるときには、ステップ２に移行して定常運転時の点火制御を行わせる。このステップ２により、定常時点火制御手段１５Ａが構成される。
【００６５】
ステップ１でモード選択スイッチがオン状態にあると判定されたときには、ステップ３に移行して一定のサンプリング時間毎に（例えば０．１ｓｅｃ間隔で）排気温度センサが検出している排気温度をサンプリングし、新たにサンプリングされた排気温度Ｔｘｎと、車両の走行時に適した値に設定された目標排気温度Ｔｓとの差ΔＴｘｎを演算する。次いで、ステップ４で、一定時間前のサンプリング時に演算されたΔＴｘｎをΔＴｘｎ−１として、Ｘ＝α１・ΔＴｘｎ＋α２・（ΔＴｘｎ−ΔＴｘｎ−１）の演算を行うことにより、判定値Ｘを求める。ステップ３の排気温度をサンプリングする過程により排気温度サンプリング手段が構成され、ステップ３のΔＴｘｎを演算する過程とステップ４とにより判定値演算手段１４が構成される。
【００６６】
ステップ４で判定値Ｘを演算した後、ステップ５で判定値Ｘが正であるか否かを判定する。この判定の結果、判定値Ｘが負であると判定されたときには、ステップ６に移行して点火タイミングを定常運転時の最も遅れた点火タイミングである定常運転時最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングとする最大遅角点火制御を行わせる。
【００６７】
またステップ５で判定値Ｘが正（Ｘ＝０を含む）であると判定された場合には、ステップ７に移行して、点火タイミングを第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとする最小遅角点火制御を行わせる。この例では、ステップ５ないし７により、排気温上昇用点火制御手段１５Ｂが構成される。
【００６８】
ステップ６またはステップ７を実行した後、ステップ８を実行して機関の回転速度Ｎが設定速度Ｎｓ以上であるか否かを判定し、回転速度が設定速度以上でないと判定されたときにはステップ１に戻る。またステップ８で回転速度Ｎが設定速度以上であると判定されたときには、ステップ９を実行して機関を失火させる制御を行わせて機関の回転速度を低下させる。
【００６９】
上記のような制御を行うと、機関を始動した後、モード選択スイッチがオン状態にすることにより、車両が発進するのを防止しつつ、機関の排気温度を目標排気温度まで上昇させて、機関の状態を十分な出力が得られる状態にすることができ、モード選択スイッチをオフ状態にして車両を発進させることにより、良好な加速性能を得ることができる。
【００７０】
機関を始動した後、排気温度を目標排気温度まで上昇させるのに要する時間は例えば、２０秒程度である。
【００７１】
上記の実施形態では、過回転制御手段を設けているが、排気温上昇制御を行う際に機関の回転速度が自動クラッチの動力伝達開始回転速度以上になるおそれがない場合や、運転者により操作されるクラッチが用いられる場合には、過回転制御手段を省略することができる。
【００７２】
上記の実施形態では、モード選択手段として運転者により操作されるモード選択スイッチ６を用いたが、機関の始動時に排気温上昇用点火制御モードを選択し、車両を発進する運転操作が行われたときに制御モードを自動的に定常運転時点火制御モードに切り替えるように、モード選択手段を構成してもよい。
【００７３】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、排気温制御モードと定常運転時制御モードとを選択するモード選択手段と、該モード選択手段により排気温制御モードが選択されているときに排気温度を車両走行時に適した値に設定された目標排気温度まで上昇させて、該排気温度を目標排気温度付近に保つように内燃機関の点火タイミングを制御する排気温上昇用点火制御手段とを設けたので、車両を発進させる前に、モード選択手段により排気温制御モードを選択することにより、機関の点火タイミングを遅角させてその排気温度を定常運転時に適した目標排気温度まで上昇させることができ、車両発進時の機関の加速性能を向上させることができる。
【００７４】
特に本発明においては、排気温度が目標排気温度に向けて上昇していく過程で排気温度が目標排気温度に近づいたときに符号が反転する判定値Ｘを演算する判定値演算手段を設けて、この判定値の符号に応じて点火タイミングを、定常運転時の最小進角点火タイミングよりも更に設定角度だけ遅れた第１の点火タイミングと、該第１の点火タイミングよりも進角した第２の点火タイミングとに切り換える制御を行うことにより、排気温度を目標排気温度付近に保つようにしたので、目標排気温度付近での排気温度の変動範囲を小さい範囲に抑制しつつ、排気温度を目標排気温度に保つ制御を行わせることができる利点がある。
【００７５】
また本発明において、モード選択手段により排気温制御モードが選択されている状態で内燃機関の回転速度が自動クラッチの動力伝達開始回転速度付近に設定された設定速度に達したときに内燃機関を失火させることにより、内燃機関の回転速度を設定速度以下に制限する過回転制御手段を設けた場合には、自動クラッチを有する変速機が用いられている車両において、排気温制御モードでの制御を行っている際に、機関の回転速度が動力伝達開始回転速度を超えて車両が発進するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態のハードウェアの構成を概略的に示した構成図である。
【図２】本発明に係わる制御装置を備えた車両の構成を、マイクロプロセッサ５Ａにより実現される制御手段とともに示したブロック図である。
【図３】図２に示した制御手段を実現するためにマイクロプロセッサに実行させるプログラム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】
１  点火コイル
２Ａ，２Ｂ  点火プラグ
３  フライホイール磁石発電機
４  信号発生器
５  点火制御ユニット
５Ａ  マイクロプロセッサ
６  モード選択スイッチ
７  排気温度センサ
ＣＤＩ  コンデンサ放電式点火回路
【図１】
2005016430.tif 000003
【図２】
2005016430.tif 000004
【図３】
2005016430.tif 000005