JP2010209739A - 鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】エンジンの暖機程度に応じて適正な点火時期をＶ型エンジンの前後のバンク毎に設定する。
【解決手段】前方バンク１５１および後方バンク１５２とからなるＶ型エンジン１５の点火時期制御装置である。エンジン冷却水温を検出する水温センサ１７で検出されたエンジン冷却水温が上昇中か否かによって暖機中か否かを判断するとともに、エンジン冷却水温が予定値に上昇したことをもって暖機完了と判断する暖機判断部３０を備える。暖機中と判断された場合は、前方バンク１５１および後方バンク１５２の点火時期をエンジン冷却水温の上昇に応じて徐々に進角側に変化させる手段を有する。点火時期の進角値は、前方バンク側を後方バンク側より大きく設定している。
【選択図】図１

Description

本発明は、鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置に関し、特に、Ｖ型エンジンの前後のバンク毎に点火時期を設定可能な、鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置に関する。

特許文献１には、Ｖ型エンジンの、前後の気筒のうち一方に関して点火時期を遅らせることによって該気筒の燃焼圧力を低下させてエンジン振動を抑えるように構成したＶ型エンジンの燃焼制御装置が開示されている。また、特許文献２には、エンジン始動時の冷却水温に基づいて触媒暖機用の基準点火遅角量を演算し、エンジン始動後の経過時間に基づいてバンク別の点火遅角量を演算し、基本点火時期とバンク別の点火遅角量とを基にバンク別の気筒の点火時期を制御する手段を有するエンジンの点火時期制御装置が開示されている。

特開平６−１９３５３８号公報 特開平８−２８４７８６号公報

特許文献１、２に開示された装置によれば、Ｖ型エンジンの前後のバンク別に点火時期を異ならせることが知られているが、エンジンの始動から暖機完了までの間の不安定期に前後のバンクの点火時期が大きく離れてしまうと、一層不安定な状態となってしまうことがある。特に、自動二輪車の前後Ｖ型バンクエンジンでは、周囲を囲われていない前方バンクと、後方バンクとの違いなどに配慮することが望まれる。

本発明の目的は、前後Ｖ型エンジンのバンク毎に点火時期を異ならせることで、エンジン音に違いを持たせてリズム感を演出するとともに、暖機中や各バンクの特性に配慮して回転を安定させられる鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置を提供することにある。

前記目的を達成するための本発明は、車体前方側に配置される前方バンクと車体後方側に配置される後方バンクとからなるＶ型エンジンを有し、前記前方バンクおよび前記後方バンクの点火時期を互いに異ならせることができる鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置において、エンジン冷却水温を検出する水温センサと、前記水温センサで検出されたエンジン冷却水温が上昇中か否かによって暖機中か否かを判断するとともに、エンジン冷却水温が予定値に上昇したことをもって暖機完了と判断する暖機判断手段とを具備し、前記暖機判断手段によって暖機中と判断された場合は、前記前方バンクの点火時期をエンジン冷却水温の上昇に応じて徐々に進角側に変化させるように構成し、前記前方バンクおよび前記後方バンクの点火時期は、前記前方バンク側を前記後方バンク側より進角側に設定している点に第１の特徴がある。

また、本発明は、前記暖機判断手段で暖機完了と判断され、アイドル運転に移行した場合は、アイドル運転用に予め設定した点火時期で前記前方バンクおよび前記後方バンクの進角値が、前記前方バンク側を前記後方バンク側より大きくしてアイドル点火時期に固定される点に第２の特徴がある。

また、本発明は、前記後方バンク側の点火時期は一定の進角値に固定したままとされている点に第３の特徴がある。

また、本発明は、前記Ｖ型エンジンは前記前方バンクおよび前記後方バンク毎に１〜６つの気筒を備えている点に第４の特徴がある。

また、本発明は、前記前バンクの点火時期は、エンジン冷却水温の上昇に応じて段階的に進角側に変化させる点に第５の特徴がある。

また、本発明は、所定時間毎のエンジン冷却水温の変化量によって該エンジン冷却水温の上昇が検出された場合に、前記前バンクの点火時期を予定された進角値だけ移行させる点に第６の特徴がある。

また、本発明は、前記予定された進角値が、エンジン冷却水温の前記変化量に対応して予めマップに設定されている点に第７の特徴がある。

さらに、本発明は、前記前バンクの進角値が、前記後方バンクの点火時期に対する増加分で設定される点に第８の特徴がある。

第１〜８の特徴を有する本発明によれば、エンジン始動後から暖機中は、エンジン冷却水温に応じて徐々に前後のバンクの点火時期が離れていくので、暖機中のエンジンの回転が不安定になることはなくなる。また、周囲が露出していて、後方バンクよりも冷却されやすい前方バンクが進角されていくので、前後バンクの暖機具合も平準化され、一層安定的な暖機運転が達成される。したがって、暖機中および暖機後のアイドル中のエンジン回転数を違和感なく安定させることができる。また、バンク毎の点火時期を違えているので、シリンダ内圧がバンク毎に異なり、その結果、排気音にも違いが出て、独特のリズム感が得られる。

本発明の一実施形態に係る点火時期制御装置の要部機能を示すブロッ 本発明の一実施形態に係る点火時期制御装置を備えたＶ型エンジンを搭載した自動二輪車の左側面図である。 自動二輪車１のエンジン冷却水の循環経路を示す図である。 バンク毎の点火時期の推移を示すタイミングチャートである。 点火時期制御の処理例を示すフローチャートである。 点火時期マップの一例を示す図である。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を説明する。図２は、本発明の一実施形態に係る点火時期制御装置を備えたＶ型エンジンを搭載した自動二輪車の左側面図である。

図２において、自動二輪車１は、いわゆるダブルクレードル形式の車体フレーム２を具備している。車体フレーム２は、図示しないヘッドパイプと、このヘッドパイプの後方に前端を溶接されたブラケット３と、ブラケット３に前端が溶接された左右一対のメインフレーム４と、ブラケット３の下方に上端が溶接された左右一対のダウンチューブ５と、このダウンチューブ５をメインフレーム４に連結するセンターフレーム６とから構成されている。

ヘッドパイプには、フロントフォーク７が回動自在に連結されている。フロントフォーク７の下端部には前輪８が回転自在に支持されており、さらに、前輪８の上方にはフロントフェンダ９が配置され、フロントフォーク７で支持されている。

ヘッドパイプの前部には、ヘッドライト１０が取り付けられ、フロントフォーク７中間部には左右一対のフロントウィンカ１１が取り付けられ、フロントフォーク７の上部には、ステアリングハンドル１２が取り付けられている。ステアリングハンドル１２には左右一対のバックミラー１３が取り付けられる。

メインフレーム４の上には燃料タンク１４が配置され、メインフレーム４とダウンチューブ５とで囲まれたスペースには、水冷式のＶ型２気筒のエンジン１５が搭載されている。エンジン１５は車体前方側に配置される前方バンク（前気筒）１５１と、車体後方側に配置される後方バンク（後気筒）１５２とからなる。エンジン１５はダウンチューブ５に支持されている。エンジン１５の前方には、ラジエータ１６がダウンチューブ５の前面に貼り付いて設置されており、ラジエータ１６とエンジン１５との間で冷却水を循環させることにより、エンジン１５を冷却することができる。ラジエータ１６の冷却水入口付近には、エンジンの冷却水温を検出する水温センサ１７（図３参照）が設けられる。

エンジン１５の上方に設けられた燃料タンク１４の後方にはフロントシート１８が装着されている。フロントシート１８の後方にはリヤシート１９が装着されており、リヤシート１９の下側にはリアフェンダ２０が取り付けられている。リアフェンダ２０にはストップランプ２１、左右一対のリアウィンカ２２、ライセンスライト２３が取り付けられている。

また、車体フレーム２のセンターフレーム６の後方下部には、ピボットシャフト２４が左右（水平方向）に挿通されている。ピボットシャフト２４には、中空のスイングアーム（リアフォーク）２５が揺動自在に支持されており、スイングアーム２５の上方にはリアクッション２６が、車体フレーム２とスイングアーム２５の後端部とを連結する形で取り付けられている。そして、スイングアーム２５の後端部には後輪２６が、リアフェンダ４２の下方で回転自在に支持されており、スイングアーム２５内には、エンジン１５の動力を後輪２６に伝えるプロペラシャフトが回転自在に設けられる。

図３は、自動二輪車１のエンジン冷却水の循環経路を示す図である。図３において、ラジエータ１６は、その外形が略直方体であり、最も大きい面積を有して互いに対向している２面の一方が、走行風を受けるように車体前方に指向されている。ラジエータ１６には上部の入口１６１から冷却水が導入され、下部の出口１６２から冷却水が導出される。ラジエータ１６から導出された冷却水は、水ポンプ３７に導入され、水ポンプ３７で加圧されて吐出され、後方バンク１５２の冷却ジャケット（図示せず）を経由して、前方バンク１５１の冷却ジャケット（図示せず）に供給される。そして、後方バンク１５２および前方バンク１５１を冷却した冷却水は、入口１６１からラジエータ１６に戻される。

前方バンク１５１とラジエータ１６の入口１６１とをつなぐ管路３８には、水温センサ１７およびサーモスタット３９が設けられている。ラジエータ１６の入口１６１と出口１６２とをつなぐバイパス管路４０が設けられており、サーモスタット３９は、水温センサ１７で検知された冷却水温が所定温度よりも低い場合に、冷却水をバイパス管路４０に案内して、冷却水の過冷却を回避する。

冷却水の循環路は図３のように構成されているので、後方バンク１５２を冷却した後の冷却水が前方バンク１５１に循環される。したがって、エンジン始動後、前方バンク１５１は、後方バンク１５２よりも早く暖機される。

図１は、点火時期制御装置の要部機能を示すブロック図であり、この機能はマイクロコンピュータによって実現される。図１において、前バンク点火時期設定部２８には、前方バンク専用の点火時期が所定時間毎のエンジン水温変化量の関数として記憶されたマップ（図６参照）が格納されている。後バンク点火時期設定部２９には、同様に、後方バンク専用の点火時期が、所定時間毎のエンジン水温変化量の関数として記憶されたマップが格納されている。

前バンク点火時期設定部２８および後バンク点火時期設定部２９に記憶されているマップはエンジン冷却水温差に応じて徐々に進角させた点火時期を設定してある。なお、前バンク点火時期設定部２８は冷却水温差に応じて徐々に進角する点火時期を設定しておくのがよいが、後バンク点火時期設定部２８には、冷却水温差にかかわらず固定値として点火時期を設定してあってもよい。また、前バンクの点火時期は、冷却水温が暖機運転完了を示す温度に上昇した後は、所定の進角値を有する点火時期に固定される。

いずれにしても、前方バンク１５１の方を後方バンク１５２の方より点火時期の進角量を大きくして前方バンク１５１の点火時期を後方バンクの点火時期より早くする。前方バンク１５１は後方バンク１４２と比べて走行風が当たり易いので、進角により燃焼圧力を高めて暖機をしやすくするためである。なお、図３に示したような冷却水の循環経路を設けているので、点火進角によって暖機されるのと相まって、前方バンクは良好に暖機することができる。

暖機判断部３０は、水温センサ１７から入力される検出水温が上昇中であるか否かによって暖機中か暖機が終了したかを判断する。なお、暖機中であることの判断の要素としてエンジン回転数を加えても良い。例えば、ファーストアイドル状態では暖機中エンジン回転数が所定のファーストアイドル回転数に設定されるので、この回転数と検出水温とを併せて暖機中か否かの判断をすることができる。

暖機中は、前バンク点火時期設定部２８と後バンク点火時期設定部２９から冷却水温に応じて読み出される点火時期に従って、前方バンク１５１、後方バンク１５２毎に点火を行う。暖機が完了したと判断されれば、アイドル期間に入り、アイドル期間用に予め設定した点火時期マップに切り換える。暖機後点火時期マップは、前方バンク用と後方バンク用とに別個に設けられる（前方バンク暖機後マップ３２、後方バンク暖機後マップ３３）。

エンジン１５のクランク軸と同期に回転されるクランク角リラクタ（等間隔で配置された複数の突起と突起が不在の歯欠け部とからなる）に対向配置されたクランク角センサ３１が設けられる。クランク角センサ３１から出力されるクランク角信号によって点火時期判断部３４で点火時期が判断される。点火時期判断部３４は、クランク角信号が前方バンク点火時期設定部２８と後方バンク点火時期設定部２９とから入力される点火時期を示したときに、それぞれ、前方バンク１５１、後方バンク１５２の点火装置３５に点火指示を入力する。

図４はバンク毎の点火時期の推移を示すタイミングチャートである。図４において、横軸は時間軸、縦軸は冷却水温ＴＷ、エンジン回転数ＮＥ、点火時期ＩＧ０１（前方バンク）、およびＩＧ０２（後方バンク）を示す。

エンジン始動直後は、前方バンク１５１および後方バンク１５２のそれぞれの点火時期は同じである。エンジン始動直後はエンジン水温が低いので、点火時期を互いに異ならせると、エンジン回転数が不安定になるからである。そして、暖機が進んで、冷却水温ＴＷが徐々に上昇していき、例えば、冷却水温ＴＷが７５°Ｃになったときに、点火時期ＩＧ０１と点火時期ＩＧ０２のうち、点火時期ＩＧ０１を、冷却水温ＴＷに応じて進角側にずらせている。このとき、エンジンはまだ暖機途中であるので、点火時期のずれの大きさは、一気に大きくせずに、冷却水温ＴＷが上昇するにつれて、点火時期のずれの大きさを段階的に大きくしていく。

そして、暖機終了時点（冷却水温８０°Ｃ）に至ったときは、暖機後マップ３２、３３に従って、点火時期を設定する。図４の例では、前方バンク暖機後マップ３２から進角度１３°が読み出され、後方バンク暖機マップ３３から進角度５°が読み出され、このタイミングで、前方バンク１５１側、および後方バンク１５２側の、暖機終了後のそれぞれの点火時期が決定され、アイドル中はこの点火時期が維持される。

暖機完了後のアイドル回転中は、前方バンク１５１および後方バンク１５２の点火時期の差が最も大きくなっているので、エンジンシリンダ内圧（指圧）の差は大きくなり、結果的に排気圧力も大きく異なる。したがって、この排気圧力の相違によって前後のバンクに対応する排気管から排出される排気音が互いに異なるものとなり、アイドル中に一定のリズム感を有する排気音を発生させることができる。

なお、暖機中は点火時期の差を、徐々に広げていき、暖機完了後の、安定した運転状態で点火時期の差を最大にするようにしているので、エンジン回転数ＮＥを安定した状態に維持できる。図４の例では１０００ｒｐｍで安定している。

図５は、点火時期制御の処理例を示すフローチャートである。図５において、ステップＳ１では、始動アイドル制御を開始する。ステップＳ２では、水温センサ１７の検知出力を読み取り、エンジン冷却水温ＴＷとして記憶する。ステップＳ３では、冷却水温ＴＷが、暖機終了を判断するための第１の設定温度ＴＷ１（図４の例では８０°Ｃ）以上か否かを判断する。冷却水温ＴＷが第１の設定温度ＴＷ１以上であれば、ステップＳ４に移行して通常制御を行う。

冷却水温ＴＷが第１の設定温度ＴＷ１未満であれば、ステップＳ５に進んで、冷却水温ＴＷが、点火時期進角判断のための第２の設定温度ＴＷ２（図４の例では７５°Ｃ）未満か否かを判断する。冷却水温ＴＷが第２の設定温度ＴＷ２未満であれば、ステップＳ６に進んで、前方バンク１５１および後方バンク１５２の点火時期θｉｇとして共通の進角値（暖機開始進角値）を設定する。暖機開始進角値は、例えば、「８°」とする。

冷却水温ＴＷが第２の設定温度ＴＷ２以上であれば、ステップＳ５は否定となって、ステップＳ７に進み、点火時期の暖機初期値を設定する。暖機初期値は図４の例では「５°」としている。

ステップＳ８では、水温センサ１７の検知出力を読み取り、エンジン冷却水温ＴＷｎとして記憶する。ステップＳ９では、ステップＳ８で記憶したエンジン冷却水温ＴＷとステップＳ２で記憶した冷却水温ＴＷｎ（ＴＷｎ-１）との差ΔＴＷ（ΔＴＷ＝ＴＷｎ−ＴＷｎ-1）を算出し、冷却水温差（所定時間毎の冷却水温変化量）ΔＴＷが「０」でないか否かを判断する。冷却水温差ΔＴＷが「０」でなければ、ステップＳ１０に進んで、前バンク点火時期設定部２８と後バンク点火時期設定部２９とを参照して、冷却水温差 ΔＴＷに基づいて前方バンク１５１および後方バンク１５２それぞれの点火時期（進角変化量）Δθｉｇを検索する。なお、後バンク点火時期設定部２９には冷却水温差ΔＴＷにかかわらず、固定値を設定しておいてもよいのは上述したとおりである。

ステップＳ１１では、前方バンク１５１の点火時期がアイドル用の点火時期（アイドル点火時期）か否かを判断する。点火時期がアイドル点火時期に収束していれば、暖機完了であり、この処理を終える。点火時期がアイドル点火時期に収束していない場合は、ステップＳ１１からステップＳ２に進む。

冷却水温差ΔＴＷが「０」であれば、つまり前回検出時から冷却水温が上昇していなければ、現状の点火時期が維持され（ステップＳ１２）、ステップＳ１１に進む。

図６は、前バンク点火時期設定部２８に設定されたマップの例を示す図である。図６において、横軸は冷却水温差ΔＴＷであり、縦軸は点火時期の進角変化量Δθｉｇである。図６において、特性Ａは、冷却水温差ΔＴＷが大きいほど、進角変化量Δθｉｇは直線的に大きく設定されている。また、特性Ｂは、冷却水温差ΔＴＷが、所定量変動する毎に階段状に進角変化量Δθｉｇが変化している。いずれにしても、冷却水温が大きく変化した場合には点火時期の進角量を大きく変化させて追随するようにしている。

上述のように、本実施形態によれば、Ｖ型エンジンにおいて、暖機後の前方バンクの点火時期を後方バンクの点火時期より進角させて、前方バンクと後方バンクとのシリンダ内圧に差を設け、アイドル中の排気音に一定のリズムを持たせるようにした。特に、暖機中は冷却水温差に応じて前後バンクの点火時期の差を段階的に変えていったので、エンジン回転数に影響を与えることなく点火時期に差を設けることができる。

また、前方バンクは後方バンクより冷却されやすいので、点火時期を進めることによって、迅速な暖機を可能にすることができる。

なお、本実施形態では、本発明をＶ型２気筒のエンジンに適用した例を示したが、２気筒に限らず、各バンクに複数（２〜６）の気筒を含む、Ｖ４型乃至Ｖ１２型等、多気筒エンジンにも適用できる。

１…自動二輪車、 １５…エンジン、 １７…水温センサ、 ２８…前バンク点火時期設定部、 ２９…後バンク点火時期設定部、 ３０…暖機判断部

Claims (8)

1. 車体前方側に配置される前方バンクと車体後方側に配置される後方バンクとからなるＶ型エンジンを有し、前記前方バンクおよび前記後方バンクの点火時期を互いに異ならせることができる鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置において、
   エンジン冷却水温を検出する水温センサと、
   前記水温センサで検出されたエンジン冷却水温が上昇中か否かによって暖機中か否かを判断するとともに、エンジン冷却水温が予定値に上昇したことをもって暖機完了と判断する暖機判断手段とを具備し、
   前記暖機判断手段によって暖機中と判断された場合は、前記前方バンクの点火時期をエンジン冷却水温の上昇に応じて徐々に進角側に変化させるように構成し、
   前記前方バンクおよび前記後方バンクの点火時期は、前記前方バンク側を前記後方バンク側より進角側に設定していることを特徴とする鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置。
2. 前記暖機判断手段で暖機完了と判断され、アイドル運転に移行した場合は、アイドル運転用に予め設定した点火時期で前記前方バンクおよび前記後方バンクの進角値が、前記前方バンク側を前記後方バンク側より大きくしてアイドル点火時期に固定されることを特徴とする請求項１記載の鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置。
3. 前記後方バンク側の点火時期は一定の進角値に固定したままとされていることを特徴とする請求項１または２記載の鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置。
4. 前記Ｖ型エンジンは前記前方バンクおよび前記後方バンク毎に１〜６つの気筒を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置。
5. 前記前バンクの点火時期は、エンジン冷却水温の上昇に応じて段階的に進角側に変化させることを特徴とする請求項１記載の鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置。
6. 所定時間毎のエンジン冷却水温の変化量によって該エンジン冷却水温の上昇が検出された場合に、前記前バンクの点火時期を予定された進角値だけ移行させることを特徴とする請求項１記載の鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置。
7. 前記予定された進角値が、エンジン冷却水温の前記変化量に対応して予めマップに設定されていることを特徴とする請求項６記載の鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置。
8. 前記前バンクの進角値が、前記後方バンクの点火時期に対する増加分で設定されることを特徴とする請求項７記載の鞍乗り型車両のエンジン点火時期制御装置。

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