(57)【要約】【課題】  簡単な構成で、エンジンの排気ガス特性を向上させることを目的とする。【解決手段】  エンジン１５の混合気を供給するスロットルボディ３２に設けたスロットル弁４１のスロットル開度θｔｈをスロットル開度センサ４３で検出し、エンジン１５を循環する冷却水の水温Ｔｗを水温センサ５１で検出する。燃料噴射制御ユニット６０は、水温センサ５１の出力から冷却水の温度が所定温度以下であると判定し、かつ、スロットル弁４１が全閉であると判定した場合に、基本となる燃料噴射量にリーン化係数を掛け合わして燃料噴射量を決定し、混合気をリーン化する。【選択図】    図２
2005090386.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両用のエンジンに燃料を供給するにあたり、燃料の噴射量を前記エンジンの運転状態に応じて電子的制御手段により制御する燃料噴射制御装置において、
エンジンの吸気系のスロットルの開度を検出するスロットル開度センサと、
前記エンジンの水温を検出する水温センサとを有し、
前記スロットル開度センサの出力が前記スロットルの全閉を示し、かつ前記水温センサの出力が低水温であることを示した場合には、前記エンジンに供給される混合気がリーン化するように燃料噴射量を制御することを特徴とする燃料噴射制御装置。
【請求項２】
前記スロットル開度センサの出力が前記スロットルの全閉を示し、かつ前記水温センサの出力が低水温であることを示した場合には、燃料噴射量にリーン化係数を掛け合わせることを特徴とする請求項１に記載の燃料噴射制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、車両用のエンジンに供給する燃料の噴射量を制御する燃料噴射制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用のエンジンの排気ガス特性を向上させる装置としては、エンジンが高回転のときにはエンジン回転数に応じてフューエルカットを行い、排出ガス量の増大に伴う触媒の焼損を防止しているものがある（例えば、特許文献１参照）。ここで、エンジンが高回転であるか否かの判定には吸気管内圧などが用いられる。また、エンジンが低回転のときにはスロットル弁の弁開度に応じてフューエルカットの要否を決定する。
さらに、エンジンの負荷と、エンジン回転数と、車速とで運転領域を区画し、エンジン負荷の高い運転領域で混合気をリーン化するものがある（例えば、特許文献２参照）。ここで、エンジンの負荷は、吸気管の内圧から演算している。この構成によれば排気ガス特性の向上に加えて燃費が改善される。
【特許文献１】特公平２−５１０６１号公報（第３頁、第６頁、第４図）
【特許文献２】特公平４−４８９３２号公報（第３頁、第５頁、第４図）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、燃料の噴射量を制御するパラメータとして吸気管内圧を使用するためには、圧力センサを吸気管に取り付けなければならないが、圧力センサのセッティングには工数がかかるという問題を有する。また、吸気管内圧は、温度条件などによっても変化するために、吸気管内圧をパラメータとして燃料噴射量を制御すると排気ガスの成分にばらつきが発生することがある。さらに、多数のパラメータを勘案し、燃料の噴射量を決定するには複雑な制御が必要となる。
この発明は、このような課題を鑑みてなされたものであり、簡単な構成で、エンジンの温度によらずに排気ガス特性を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記の課題を解決する本発明の請求項１に係る発明は、車両用のエンジン（例えば、実施形態のエンジン１５）に燃料を供給するにあたり、燃料の噴射量を前記エンジンの運転状態に応じて電子的制御手段（例えば、実施形態の燃料噴射制御ユニット６０）により制御する燃料噴射制御装置において、エンジンの吸気系（例えば、実施形態のスロットルボディ３２）のスロットル（例えば、実施形態のスロットル弁４１）の開度（例えば、実施形態のスロットル開度θｔｈ）を検出するスロットル開度センサ（例えば、実施形態のスロットル開度センサ４３）と、前記エンジンの水温を検出する水温センサ（例えば、実施形態の水温センサ５１）とを有し、前記スロットル開度センサの出力が前記スロットルの全閉を示し、かつ前記水温センサの出力が低水温であることを示した場合には、前記エンジンに供給される混合気がリーン化するように燃料噴射量を制御することを特徴とする燃料噴射制御装置とした。
【０００５】
この燃料噴射制御装置は、エンジン内部を循環する冷却水の水温を水温センサで検出し、エンジンが低温であると判定した場合に、スロットル開度を調べる。スロットル開度が全閉である場合には、燃料噴射量を減少させ、混合気をリーン化する。燃料噴射量を減少させることで、混合気中の酸素量が相対的に増加し、排気ガス特性が向上する。
【０００６】
請求項２に係る発明は、請求項１に記載の燃料噴射制御装置において、前記スロットル開度センサの出力が前記スロットルの全閉を示し、かつ前記水温センサの出力が低水温であることを示した場合には、燃料噴射量にリーン化係数（例えば、実施形態のリーン化係数Ｋｒ）を掛け合わせることを特徴とする。
【０００７】
この燃料噴射制御装置は、混合気をリーン化する際には、基準となる燃料噴射量に所定のリーン化係数を掛け合わす。リーン化係数は、例えば、電子的制御手段に記憶されているテーブルを水温センサの出力で検索して得る。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載した発明によれば、車両の走行中に、低温時で、かつスロットル弁の全閉のときに燃料噴射量を減少させるように制御するので、このような状態のエンジンにおける排気ガス特性を向上させることができる。スロットル角度センサを用いて燃料噴射量の制御を行うので、低コスト化が可能になる。また、スロットル角度センサはスロットル弁が全閉であることを検出すれば足りるので、高価なセンサが不要で、制御も簡単になる。
請求項２に記載した発明によれば、上記の効果に加えて、基準となる燃料噴射量に所定のリーン化係数を掛け合わせるだけで、混合気をリーン化するような燃料噴射量を設定することができるので、簡単な制御で排気ガス特性を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
発明を実施するための最良の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
図１に示すように、自動二輪車１の前輪２は、フロントフォーク３に軸支されており、フロントフォーク３はトップブリッジ４を介して車体フレーム５の前端部に設けられたヘッドパイプ６に操舵可能に枢支される。自動二輪車１の後輪７はリアフォーク８に軸支されており、リアフォーク８は車体フレーム５の中間部に設けられたピボット部９及びエンジン１５に揺動可能に枢支される。リアフォーク８のピボット軸近傍には、リアクッションユニット１０の上端が取り付けられる。リアクッションユニット１０の下端は車体側の下部にリンク機構１１を介して取り付けられている。
ヘッドパイプ６の上部からは車体フレーム５のメインフレーム１２が左右に分かれて後方下側に延び、その後端部が下方に屈曲してピポット部９に連なる。メインフレーム１２の後方には車体フレーム５のシートレール１３が連結される。メインフレーム１２の上方には燃料タンク１４が配設され、メインフレーム１２の下方にはエンジン１５が配設される。
【００１０】
燃料タンク１４の後方には運転者用のシート１６及び後部搭乗者用のピリオンシート１７が各々シートレール１３に支持される。また、メインフレーム１２のピボット部９の後部には運転者用のステップ１８が取り付けられ、シートレール１３の下部には後部搭乗者用のステップ１９が取り付けられる。さらに、フロントフォーク３の上端部には左右一対のハンドル２０が取り付けられる。
フロントフォーク３の下端部にはブレーキキャリパ２１が取り付けられ、前輪２にはブレーキキャリパ２１に対応するブレーキロータ２２が取り付けられてフロントブレーキ装置２３が構成される。なお、後輪７の右側には、前輪２のフロントブレーキ装置２３と同様の構成を有するリアブレーキ装置（図示略）が設けられる。
【００１１】
自動二輪車１の車体前部はフロントカウル２４により覆われ、シートレール１３周辺はリアカウル２５により覆われる。後輪７の左側にはリアスプロケット２６が取り付けられ、このリアスプロケット２６とエンジン１５の後部左側に配設されるドライブスプロケット２７とにドライブチェーン２８が掛け回されてエンジンの駆動力を後輪７に伝達可能である。車体フレーム５の左側下部には格納可能なサイドスタンド２９が配設され、自動二輪車１をその車体が左側に傾斜した起立状態で支持可能である。
【００１２】
エンジン１５の前方にはラジエータ３６がシリンダ本体３０を同様やや前傾した姿勢で配設される。ラジエータ３６はその前面側が凹状に湾曲したラウンド型であると共に、上下方向でシリンダ本体３０の上部からクランクケース３１の下部に渡るように設けられる。ラジエータ３６の上部背面側には左右一対のラジエータファン３９が取り付けられる。
【００１３】
本実施形態のエンジン１５は、水冷式の直列四気筒型のエンジンであり、シリンダ本体３０をクランクケース３１上にやや前傾した状態で配設される。シリンダ本体３０の後部には各気筒に対応するスロットルボディ３２が接続され、各スロットルボディ３２はメインフレーム１２と燃料タンク１４との間に配置されたエアクリーナケース３３に接続される。図２に示すように、スロットルボディ３２には、エンジン１５の吸気ポート（不図示）に連通する吸気通路４０が形成されている。吸気通路４０にはスロットル弁４１が回動自在に設けられ、吸気通路４０を通流する空気量を制御する。ここで、スロットル弁４１の回動範囲は、吸気通路４０の長手方向（空気が通流する方向）と略直角で、空気を全く通流させないか、ごく少量の空気のみを通流させる全閉姿勢から、吸気通路の長手方向と略並行で空気を最も多く通流させる全開姿勢までである。
【００１４】
スロットルボディ３２の外周面には、スロットル弁４１を駆動させるモータなどのアクチュエータ４２と、スロットル弁４１のスロットル開度θｔｈを検出するスロットル開度センサ４３を有する。さらに、スロットル弁４１よりもエンジン１５側には燃料タンク１４（図１参照）から供給される燃料を噴射するインジェクタ４４が装着される。インジェクタ４４は、不図示のソレノイドコイルに通電して弁体を移動させて、燃料の噴射口を開閉する構成を有する。
【００１５】
インジェクタ４４から噴出される燃料は、空気と混合されつつエンジン１５に吸引される。エンジン１５には燃焼後の混合気を排気ガスとして排出する排気管３４が気筒毎に接続されている。図１に示すように、排気管３４は、シリンダ本体３０の前壁から下方に向かって湾曲し、クランクケース３１下方を通過した後にピボット部９後方で上方に向かって屈曲してシートレール１３に支持されたサイレンサ３５に接続される。
【００１６】
図３に示すように、このエンジン１５には、冷却水の温度を検出する水温センサ５１と、エンジン１５の回転数をクランクシャフト３８（図１参照）の回転角度で検出するクランク角センサ５２が取り付けられている。水温センサ５１の出力（水温Ｔｗ）と、クランク角センサ５２のパルス出力Ｐｃｒは、エンジン１５の制御を行う電子制御ユニットであるエンジン制御ユニット５０に受け渡される。
【００１７】
エンジン制御ユニット５０は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）、メモリ、電気回路などから構成される。エンジン制御ユニット５０にはスロットル開度θｔｈ及び水温Ｔｗの情報、パルス出力Ｐｃｒ、スロットルグリップ３７の開度情報Ｓｓが入力される。スロットルグリップ３７の操作情報Ｓｓからはスロットル弁４１の目標開度θｔが設定され、目標開度θｔとスロットル開度θｔｈとの偏差に応じてスロットル弁４１のアクチュエータ４２に制御信号が出力される。水温Ｔｗからはエンジン１５の温度が推定される。パルス出力Ｐｃｒからはエンジン１５のクランクシャフト３８（図１参照）の回転角度と、エンジン回転数Ｎｅが演算される。さらに、クランクシャフト３８の回転角度に基づいて混合気の点火タイミングが演算され、点火回路５３に制御信号Ｓｉが出力される。そして、スロットル開度θｔｈ及び水温Ｔｗ並びにエンジン回転数Ｎｅについての情報は、エンジン制御ユニット５０から燃料噴射制御ユニット６０に出力される。
【００１８】
燃料噴射制御ユニット６０は、ＣＰＵ（中央演算装置）、メモリ、電気回路などから構成され、インジェクタ４４の燃料噴射量をエンジン１５の運転状態に応じて電子的に制御する。この燃料噴射制御ユニット６０は、エンジン回転数Ｎｅとメモリに登録されている所定の設定回転数Ｎ１（例えば、２０００ｒｐｍから３０００ｒｐｍ）とを比較し、その大小を判定する手段（回転数判定手段）と、エンジン１５の水温Ｔｗとメモリに登録されている所定の設定水温Ｔ１（例えば、６０℃から８０℃）とを比較し、その大小を判定する手段（水温判定手段）と、スロットル弁４１のスロットル開度θｔｈの大きさを判定する手段（開度判定手段）と、エンジン１５の運転状態に応じてリーン化係数Ｋｒをテーブル検索する手段（検索手段）と、燃料噴射量を演算する手段（噴射量演算手段）とを備える。燃料噴射制御ユニット６０からは、インジェクタ４４を制御する制御信号Ｓｆが出力される。
【００１９】
ここで、リーン化とは、空燃比が理論混合比よりも大きくなるように燃料噴射量を制御することである。このときの燃料噴射量は、通常の燃料噴射量（基本噴射量）にリーン化係数Ｋｒを掛け合わせた値である。基本噴射量は、空燃比が理論混合比に近くなるような燃料の噴射量など、車両毎に設定される空燃比を実現する燃料噴射量である。リーン化係数Ｋｒは、リーン化係数テーブル６１から検索することができる。
図３にリーン化係数テーブル６１の一例を示す。図３において、横軸は水温Ｔｗを示し、縦軸はリーン化係数Ｋｒを示す。このリーン化係数テーブル６１は、リーン化係数Ｋｒと水温Ｔｗとを対応付けた構成を有する。リーン化係数Ｋｒは、低温側ではミスファイヤが生じない限度において１．０未満の値をとり、水温が上昇するにつれて、漸増し、設定温度Ｔ１以上で１．０に達する。
【００２０】
次に、この実施の形態の作用について説明する。
図１に示すように、エンジン１５が始動すると、空気と燃料の混合気がエンジン１５に供給され、燃焼室内で燃料し、ピストン（不図示）に連結されたクランクシャフト３８が回転する。クランクシャフト３８の回転に伴って発生する動力は、ドライブスプロケット２７、ドライブチェーン２８を介して後輪７に伝達される。
図２に示すように、エンジン制御ユニット５０は、スロットルグリップ３７の操作量に応じて目標開度θｔを設定し、スロットル開度センサ４３で検出する現在のスロットル開度θｔｈとの差がゼロになるようにフィードバック制御をする。また、エンジン制御ユニット５０はエンジン１５の冷却水の水温Ｔｗを水温センサ５１から取得し、クランク角センサ５２の出力からエンジン回転数Ｎｅを演算する。
【００２１】
図２及び図４のフローチャートを参照するように、燃料噴射制御ユニット６０は、車両が走行中（インギア）である場合（ステップＳ１でＹｅｓ）、エンジン制御ユニット５０からエンジン回転数Ｎｅを取得し、エンジン回転数Ｎｅと、メモリに登録されている設定回転数Ｎ１との大小を判定する。エンジン回転数Ｎｅが設定回転数Ｎ１（例えば、２０００〜３０００ｒｐｍ）以上であれば（ステップＳ２でＹｅｓ）、水温センサ５１で検出した水温Ｔｗが低水温（例えば、８０℃以下）であるか否かを判定し（ステップＳ３）、水温Ｔｗが設定水温Ｔ１以上であれば（ステップＳ３でＹｅｓ）、ステップＳ４に進む。
【００２２】
ステップＳ４ではスロットル開度センサ４３から取得したスロットル開度θｔｈを調べ、スロットル弁４１が全閉であるか否か判定する。全閉であれば（ステップＳ４でＹｅｓ）、水温Ｔｗでリーン化係数テーブル６１を検索してリーン化係数Ｋｒを取得する（ステップＳ５）。さらに、スロットル開度θｔｈとエンジン回転数Ｎｅで定まる基本噴射量にリーン化係数Ｋｒを掛け合わして、得られた値を燃料噴射量とする（ステップＳ６）。そして、インジェクタ４４のソレノイドコイルに通電制御を行い（ステップＳ８）、燃料噴射量に相当する量の燃料を噴射させる。そして、リーン化係数Ｋｒに応じて減量された燃料と空気の混合気が形成され、この混合気がエンジン１５に供給され、燃焼させられる。
【００２３】
一方、車両が走行中でない場合、つまり停車中である場合（ステップＳ１でＮｏ）、エンジン回転数Ｎｅが設定回転数Ｎ１未満の場合（ステップＳ２でＮｏ）、水温Ｔｗが設定水温Ｔ１未満の場合（ステップＳ３でＮｏ）、スロットル開度θｔｈが開いている場合（ステップＳ４でのＮｏ）は、リーン化を行わず、エンジン回転数θｔｈとエンジン回転数Ｎｅで定まる基本噴射量を燃料噴射量とし（ステップＳ７）、この燃料噴射量でインジェクタ４４を制御する（ステップＳ８）。
【００２４】
図２に示すように、この燃料噴射制御装置は、スロットル開度センサ４３と、水温センサ５１と、エンジン制御ユニット５０と、燃料噴射制御ユニット６０を有し、冷却水の温度が低く、かつエンジン１５の負荷が小さいときには、高温時に比べて減少した燃料噴射量を設定し、混合気がリーン化するようにインジェクタ４４を制御するので、混合気が相対的に酸素リッチになり、排気ガス中のＨＣ（炭化水素）含有量や、ＣＯ（一酸化炭素）含有量を低減させることができる。したがって、エンジン１５が低温であるときの排気ガス特性を向上させることができる。この際に、水温Ｔｗで検索するリーン化係数Ｋｒを基本噴射量に掛け合わせて燃料噴射量を決定するので、簡単な処理で混合気をリーン化することができる。さらに、水温Ｔｗに応じてリーン化係数Ｋｒを変化させるようにしたので、車両の走行中に広い温度範囲において排気ガス特性を向上できる。
また、スロットル開度θｔｈを混合気のリーン化の判定に用いるパラメータとしたので、吸気通路４０の内圧を検出するセンサなどを別途に設ける必要がなくなり、コストアップにもならない。さらに、スロットル開度センサ４３は、スロットル開度θｔｈが全閉であることを検出すれば良いので、精度の高いセンサを用いる必要がない。さらに、スロットル開度θｔｈの判定処理も容易になる。
【００２５】
なお、本発明は上記の実施の形態に限定されずに応用することができる。例えば、エンジン制御ユニット５０と燃料噴射制御ユニット６０は１つの電子制御ユニットであっても良い。
水温Ｔｗを複数の領域に分割し、この領域毎にリーン化係数Ｋｒを設定したテーブルを予め作成し、このテーブルを図３に示すようなリーン化係数テーブル６１の替わりに用いても良い。また、テーブルの代わりにマップを用いたり、リーン化係数Ｋｒの代わりに補正値を用いたりしても良い。
燃料噴射制御装置が搭載される車両は二輪車に限定されずに、三輪車や、四輪車でも良い。また、船舶に燃料噴射制御装置を搭載することもできる。さらに、エンジン１５の気筒数や形状は上記のものに限定されない。
【図面の簡単な説明】
【００２６】
【図１】本発明の実施形態における二輪車の側面図である。
【図２】燃料噴射制御を説明するブロック図である。
【図３】リーン化係数テーブルを示す図である。
【図４】燃料噴射制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【００２７】
１５      エンジン
３２      スロットルボディ（吸気系）
４１      スロットル弁
４３      スロットル開度センサ
５１      水温センサ
６０      燃料噴射制御ユニット（電子的制御手段）
θｔｈ    スロットル開度（スロットルの開度）
Ｋｒ      リーン化係数
【図１】
2005090386.tif 000003
【図２】
2005090386.tif 000004
【図３】
2005090386.tif 000005
【図４】
2005090386.tif 000006