(57)【要約】【課題】異常発生時においても、車両の挙動変化を抑制するように異常検出ができる自動二輪車用エンジン制御装置を提供することにある。【解決手段】エンジン制御装置１０は、エンジンの噴射・点火制御、及びスロットル弁の制御を行なう制御ＣＰＵ１１と、エンジン制御装置１０の異常を検出する監視ＣＰＵ１２を備える。制御ＣＰＵ１１は、エンジン制御に必要な燃料噴射量、点火時期、スロットル弁の開度等の演算を行い、所定のエンジン制御を実行する。監視ＣＰＵ１２は、エンジン制御装置１０の異常を検出する。監視ＣＰＵ１２が行なう異常検出のための制御値の比較は、１０ｍｓ以下の検出間隔で実行される。【選択図】図１
2007092747.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
燃料噴射・点火制御、及びスロットル弁制御を電子制御で行なう自動二輪車用のエンジン制御装置であって、
前記燃料噴射・点火制御、及びスロットル弁制御を実行する制御ＣＰＵと、
前記制御ＣＰＵの異常を検出する監視ＣＰＵとを備え、
前記監視ＣＰＵは、少なくともスロットル弁制御に関する制御値を算出するとともに、該制御値を、前記制御ＣＰＵで算出されたスロットル弁制御に関する制御値と、１０ｍｓ以下の検出間隔で比較することにより、前記制御ＣＰＵの異常を検出することを特徴とする、自動二輪車用エンジン制御装置。
【請求項２】
前記監視ＣＰＵにおける検出間隔は、前記制御ＣＰＵにおけるスロットル弁制御に関する制御値の算出間隔と同程度の長さであることを特徴とする、請求項１に記載の自動二輪車用エンジン制御装置。
【請求項３】
前記制御ＣＰＵで算出されたスロットル弁制御に関する制御値は、１０ｍｓ以下の通信間隔で、前記監視ＣＰＵに伝送されることを特徴する、請求項１に記載の自動二輪車用エンジン制御装置。
【請求項４】
スロットル弁の位置を検出するスロットル位置センサの信号、及びライダーが操作するアクセル操作子の位置を検出するアクセル位置センサの信号は、前記制御ＣＰＵ及び前記監視ＣＰＵに分岐されて入力されていることを特徴する、請求項１に記載の自動二輪車用エンジン制御装置。
【請求項５】
前記制御ＣＰＵは、前記燃料噴射・点火制御を実行する第１の制御ＣＰＵと、前記スロットル弁制御を実行する第２の制御ＣＰＵで構成されていることを特徴とする、請求項１に記載の自動二輪車用エンジン制御装置。
【請求項６】
燃料噴射・点火制御、及びスロットル弁制御を電子制御で行なう自動二輪車用のエンジン制御装置であって、
前記燃料噴射・点火制御を実行する第１の制御ＣＰＵと、
前記スロットル弁制御を実行する第２の制御ＣＰＵと
を備え、
前記第１の制御ＣＰＵは、スロットル弁制御の異常を検出する異常検出プログラムを含み、
前記異常検出プログラムは、スロットル弁制御に関する制御値を算出するとともに、該制御値を、前記第２の制御ＣＰＵで算出されたスロットル弁制御に関する制御値と、１０ｍｓ以下の検出間隔で比較することにより、スロットル弁制御の異常を検出することを特徴とする、自動二輪車用エンジン制御装置。
【請求項７】
スロットル弁の位置を検出するスロットル位置センサの信号、及びライダーが操作するアクセル操作子の位置を検出するアクセル位置センサの信号は、前記第１の制御ＣＰＵ及び前記第２の制御ＣＰＵに分岐されて入力されていることを特徴する、請求項６に記載の自動二輪車用エンジン制御装置。
【請求項８】
請求項１から７の何れか一つに記載の自動二輪車用エンジン制御装置が搭載された自動二輪車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車用エンジン制御装置に関し、特に、制御装置の異常を検出できる自動二輪車用エンジン制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子スロットル弁は、電子制御によってスロットル弁の開度を制御し、エンジン（内燃機関）の吸気量を調整するため、低排気ガス、低燃費が実現でき、一部の乗用車では既に採用され始めている。
【０００３】
これに対し、電子スロットル弁を自動二輪車に採用するに当たっては、スロットル弁の開度を制御する駆動モータを、吸気通路に配設された燃料噴射弁との干渉を回避しつつ、コンパクトに配置しなければならない。自動二輪車に搭載可能なコンパクトな電子スロットル制御装置が、特許文献１等に提案されているが、このような自動二輪車に固有の制約があるため、未だ採用には至っていない。
【０００４】
一方、自動車に搭載された電子スロットル制御は、エンジンの駆動制御（点火制御や燃料噴射制御など）と合わせ、ＣＰＵ（Central Processing Unit（中央演算装置））でシステム制御を行うとともに、システムの異常を検出するように構成されている。
【０００５】
一般に、システムの異常検出は、ＣＰＵを二重系で構成し、同じデータを用いて演算された制御値を比較することによって行なわれるが、特許文献２には、このようなＣＰＵでの相互監視を行なう種々の構成が提案されている。
【特許文献１】特開２００２−２５６８９５号公報
【特許文献２】特開２００２−３７１８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献２に開示されているような自動車用エンジン制御装置を自動二輪車に適用しても、システムの異常時に大きな挙動の変化が車両に発生する可能性があるということを見出した。
【０００７】
本発明はかかる点に鑑みてなされたもので、自動二輪車用エンジン制御装置に異常が発生しても、車両の挙動変化を抑制できる自動二輪車用エンジン制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明の自動二輪車用エンジン制御装置は、燃料噴射・点火制御、及びスロットル弁制御を電子制御で行なう自動二輪車用のエンジン制御装置であって、燃料噴射・点火制御、及びスロットル弁制御を実行する制御ＣＰＵと、制御ＣＰＵの異常を検出する監視ＣＰＵとを備え、監視ＣＰＵは、少なくともスロットル弁制御に関する制御値を算出するとともに、該制御値を、制御ＣＰＵで算出されたスロットル弁制御に関する制御値と、１０ｍｓ以下の検出間隔で比較することにより、制御ＣＰＵの異常を検出することを特徴とする。
【０００９】
ある好適な実施形態において、監視ＣＰＵにおける検出間隔は、制御ＣＰＵにおけるスロットル弁制御に関する制御値の算出間隔と同程度の長さである。
【００１０】
ある好適な実施形態において、制御ＣＰＵで算出されたスロットル弁制御に関する制御値は、１０ｍｓ以下の通信間隔で、監視ＣＰＵに伝送される。
【００１１】
ある好適な実施形態において、スロットル弁の位置を検出するスロットル位置センサの信号、及びライダーが操作するアクセル操作子の位置を検出するアクセル位置センサの信号は、制御ＣＰＵ及び監視ＣＰＵに分岐されて入力されている。
【００１２】
ある好適な実施形態において、制御ＣＰＵは、噴射・点火制御を実行する第１の制御ＣＰＵと、スロットル弁制御を実行する第２の制御ＣＰＵで構成されている。
【００１３】
本発明の自動二輪車用エンジン制御装置は、燃料噴射・点火制御、及びスロットル弁制御を電子制御で行なう自動二輪車用のエンジン制御装置であって、燃料噴射・点火制御を実行する第１の制御ＣＰＵと、スロットル弁制御を実行する第２の制御ＣＰＵとを備え、第１の制御ＣＰＵは、スロットル弁制御の異常を検出する異常検出プログラムを含み、異常検出プログラムは、スロットル弁制御に関する制御値を算出するとともに、該制御値を、第２の制御ＣＰＵで算出されたスロットル弁制御に関する制御値と、１０ｍｓ以下の検出間隔で比較することにより、スロットル弁制御の異常を検出することを特徴とする。
【００１４】
ある好適な実施形態において、スロットル弁の位置を検出するスロットル位置センサの信号、及びライダーが操作するアクセル操作子の位置を検出するアクセル位置センサの信号は、第１の制御ＣＰＵ及び第２の制御ＣＰＵに分岐されて入力されている。
【００１５】
本発明の自動二輪車は、上記自動二輪車用エンジン制御装置が搭載されたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明に係る自動二輪車用エンジン制御装置は、監視ＣＰＵで算出されたスロットル弁制御に関する制御値を、制御ＣＰＵで算出されたスロットル弁制御に関する制御値と、１０ｍｓ以下の検出間隔で比較することにより、エンジン制御装置の異常を検出するので、エンジン制御装置の異常による車両の挙動変化を抑制することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
本願発明者は、自動車用エンジン制御装置を自動二輪車に適用した場合、システムの異常時、挙動の変化が車両に発生する可能性があるということに気がついた。すなわち、自動二輪車は、自動車と比較して、車両重量が軽い上に高回転型のエンジンを搭載しているからである。このような車両特性の違いによる自動二輪車特有の課題を見出した。そして、本願発明者は、実際の異常発生から異常検出までの時間を短くすることが、自動二輪車の挙動変化の抑制に効果があることを知見した。具体的には、監視ＣＰＵで算出された制御値と制御ＣＰＵで算出された制御値の比較を１０ｍｓ以下で行うことで、異常検出までの時間を短くできる制御装置を考え出した。なお、少なくとも必要とされる一部の運転領域において制御値の比較を１０ｍｓ以下で行えば良い。もちろん全運転領域において実行しても良い。運転領域とは、エンジン負荷やエンジン回転数などで適宜区分して設定すれば良い。
【００１８】
以下に、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。以下の図面においては、説明の簡略化のため、実質的に同一の機能を有する構成要素を同一の参照符号で示す。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
(実施の形態１）
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態１における自動二輪車用エンジン制御装置１０の基本的な構成を示すブロック図である。
【００２０】
図１に示すように、エンジン制御装置１０は、エンジンの燃料噴射・点火制御、及びスロットル弁の制御を行なう制御ＣＰＵ１１と、エンジン制御装置１０の異常を検出する監視ＣＰＵ１２を備えている。
【００２１】
制御ＣＰＵ１１には、エンジン回転数センサ２１、速度センサ２２、水温センサ２３、スロットル位置センサ２４、及びアクセル位置センサ２５等のセンサ信号が入力され、エンジン制御に必要な燃料噴射量、点火時期、スロットル弁の開度等の演算が行われ、これらの制御信号が出力される。制御信号は、燃料噴射弁１５と点火プラグ１６を駆動する駆動回路１３、及びスロットル弁の駆動モータ１７を駆動する駆動回路１４にそれぞれ入力され、所定のエンジン制御が実行される。
【００２２】
監視ＣＰＵ１２は、少なくともスロットル弁制御に関する制御値（例えば、スロットル開度）を算出するとともに、該制御値を、制御ＣＰＵ１１で同一のデータを用いて算出されたスロットル弁制御に関する制御値と比較することにより、制御ＣＰＵ１１の異常を検出する。そして、異常が検出された場合は、監視ＣＰＵ１２から駆動回路１４にフェール信号が出力され、例えば、スロットル弁の駆動の遮断等が実行される。
【００２３】
ここで、監視ＣＰＵ１２で算出されたスロットル弁制御に関する制御値を、制御ＣＰＵ１１で算出されたスロットル弁制御に関する制御値と、１０ｍｓ以下の検出間隔で比較することが、本発明の特徴とするところである。
【００２４】
すなわち、このような短い検出間隔で制御ＣＰＵ１１の異常を検出することにより、エンジン制御装置１０の異常による車両の挙動変化を抑制することができる。
【００２５】
そのためには、スロットル弁制御に関する制御値の算出に必要な、スロット弁の位置を検出するスロットル位置センサの信号、及びライダーが操作するアクセル操作子の位置を検出するアクセル位置センサの信号を分岐して、直接、制御ＣＰＵ１１及び監視ＣＰＵ１２に入力することが好ましい。
【００２６】
なお、監視ＣＰＵ１２における検出間隔は、制御ＣＰＵ１１におけるスロットル弁制御に関する制御値の算出間隔と同程度の長さにすることにより、エンジン制御装置１０の異常による車両の挙動変化をより抑制することができる。
【００２７】
また、制御ＣＰＵ１１で算出されたスロットル弁制御に関する制御値は、１０ｍｓ以下の通信間隔で、監視ＣＰＵ１２に伝送されることが好ましい。制御ＣＰＵ１１での制御値の算出間隔に合わせて、演算値を監視ＣＰＵ１２に伝送すれば、異常検出が１０ｍｓ以下の速さで行なうことができ、エンジン制御装置１０の異常による車両の挙動変化をさらに抑制することができるからである。
（実施の形態２）
【００２８】
図２は、本発明の実施の形態２における自動二輪車用エンジン制御装置１０の構成を示すブロック図である。基本的な構成は、図１に示したものと同じであるが、制御ＣＰＵ１１を、燃料噴射・点火制御を実行する第１の制御ＣＰＵ１１ａと、スロットル弁制御を実行する第２の制御ＣＰＵ１１ｂで構成するようにした点が異なる。
【００２９】
本実施形態において、監視ＣＰＵ１２は、スロットル弁制御に関する制御値（例えば、スロットル開度）を算出するとともに、該制御値を、第２の制御ＣＰＵ１１ｂで同一のデータを用いて算出されたスロットル弁制御に関する制御値と比較することにより、第２の制御ＣＰＵ１１ｂの異常を検出する。そして、異常が検出された場合は、監視ＣＰＵ１２から駆動回路１４にフェール信号が出力され、例えば、スロットル弁の駆動の遮断等が実行される。
【００３０】
ここで、監視ＣＰＵ１２で算出されたスロットル弁制御に関する制御値を、制御ＣＰＵ１１で算出されたスロットル弁制御に関する制御値と、１０ｍｓ以下の検出間隔で比較する点は、図１に示した実施の形態１の場合と同じである。
【００３１】
図３は、図２に示した監視ＣＰＵ１２の機能を、燃料噴射・点火制御を実行する第１の制御ＣＰＵ１１ａ中に持たせた構成を示すブロック図である。
【００３２】
すなわち、第１の制御ＣＰＵ１１ａは、スロットル弁制御の異常を検出する異常検出プログラムを含み、この異常検出プログラムは、スロットル弁制御に関する制御値を算出するとともに、該制御値を、第２の制御ＣＰＵ１１ｂで算出されたスロットル弁制御に関する制御値と比較することにより、スロットル弁制御の異常を検出する。そして、異常が検出された場合は、第１の制御ＣＰＵ１１ａから駆動回路１４にフェール信号が出力され、例えば、スロットル弁の駆動の遮断等が実行される。
【００３３】
この場合も、第１の制御ＣＰＵ１１ａ中の異常検出プログラムの実行により算出されたスロットル弁制御に関する制御値は、第２の制御ＣＰＵ１１ｂで算出されたスロットル弁制御に関する制御値と、１０ｍｓ以下の検出間隔で比較される。
【００３４】
また、スロットル弁制御に関する制御値の算出に必要な、スロット弁の位置を検出するスロットル位置センサの信号、及びライダーが操作するアクセル操作子の位置を検出するアクセル位置センサの信号は、第２の制御ＣＰＵ１２だけでなく、第１の制御ＣＰＵ１１ａにも直接入力される。
【００３５】
図４は、自動二輪車に搭載される電子スロットル機構の構成を示した図である。スロットルボディ３０は円筒状をなしており、スロットル弁３１は、全てのスロットルボディ３０を貫通するように配置された１本の共通の弁軸３２に固定されている。駆動モータ３３は、その回転軸が弁軸３２と並行になるように配置され、駆動モータ３３の回転を複数のギア３４を介して、弁軸３２を回転駆動するように構成されている。
【００３６】
図４に示すように、自動二輪車に搭載されるスロットル弁３１は、各気筒毎にある（一般的な自動車は、スロットル弁は一つ）ことから、スロットル弁３１の開度調整に対して、エンジンのレスポンスが自動車に比べ早い。その故、異常検出が遅いと、異常検出する前に、エンジン制御装置の異常による車両の挙動変化が発生するおそれがあるが、本発明のエンジン制御装置１０を用いれば、ライダに車両の大きな挙動変化を感じさせることはない。
【００３７】
なお、エンジンの燃焼室に設けられた吸気バルブが、スロットル弁の機能を兼ねるものもあるが、このようなタイプの電子スロットル機構においても、本発明の効果を奏することは言うまでもない。
【００３８】
図５は、本発明の自動二輪車用エンジン制御装置１０を搭載した自動二輪車１００の構成を示した図である。タンクレール１０１の上部に燃料タンク１０２が設けられ、下部にはエンジンユニット１０３が配設されている。エンジンユニット１０３は、水冷式４サイクル並列４気筒の動力源として機能するものであり、エンジン制御装置（不図示）は、シート１０５下に装着されている。
【００３９】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。なお、上記実施形態における自動二輪車とは、モーターサイクルの意味であり、原動機付自転車（モーターバイク）、スクータを含み、具体的には、車体を傾動させて旋回可能な車両のことをいう。したがって、前輪および後輪の少なくとも一方を２輪以上にして、タイヤの数のカウントで三輪車・四輪車（またはそれ以上）としても、それは「自動二輪車」に含まれ得る。
【００４０】
また、自動二輪車に限らず、本発明の効果を利用できる他の車両にも適用でき、例えば、自動二輪車以外に、四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））やスノーモービルを含む、いわゆる鞍乗型車両に適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００４１】
本発明によれば、自動二輪車用エンジン制御装置に異常が発生しても、車両の挙動変化を抑制できる自動二輪車用エンジン制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４２】
【図１】本発明の実施の形態１における自動二輪車用エンジン制御装置の基本的な構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の実施の形態２における自動二輪車用エンジン制御装置の構成を示すブロック図である。
【図３】本発明の実施の形態２における他の自動二輪車用エンジン制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明における自動二輪車に搭載される電子スロットル機構の構成を示した図である。
【図５】本発明における自動二輪車用エンジン制御装置を搭載した自動二輪車の構成を示した図である。
【符号の説明】
【００４３】
１０    エンジン制御装置
１１    制御ＣＰＵ
１１ａ  第１の制御ＣＰＵ
１１ｂ  第２の制御ＣＰＵ
１２    監視ＣＰＵ
１３、１４  駆動回路
１５    燃料噴射弁
１６    点火プラグ
１７    駆動モータ
２１    エンジン回転数センサ
２２    速度センサ
２３    水温センサ
２４    スロットル位置センサ
２５    アクセル位置センサ
３０    スロットルボディ
３１    スロットル弁
３２    弁軸
３３    駆動モータ
１００    自動二輪車
１０１    タンクレール
１０２    燃料タンク
１０３    エンジンユニット
【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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