JP2666219B2

JP2666219B2 - 内燃エンジンの出力制御装置

Info

Publication number: JP2666219B2
Application number: JP63185131A
Authority: JP
Inventors: 雅彦池上; 正雪鳥山
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1988-07-25
Filing date: 1988-07-25
Publication date: 1997-10-22
Anticipated expiration: 2012-10-22
Also published as: JPH0237155A

Description

【発明の詳細な説明】（産業上の利用分野）本発明は内燃エンジンの出力制御装置に関し、特にエ
ンジンに供給される混合気の供給量が少なくなり且つエ
ンジンが所定の運転状態にあるときにエンジンの出力を
適切に低減する制御装置に関する。

（従来の技術及び発明が解決しようとする課題）従来の内燃エンジンにおいては、一般に燃料タンク内
の燃料（以下「残燃料」という）が少なくなって、いわ
ゆるガス欠状態近くになることにより、あるいはアクセ
ス開度が極度に小さくなって吸入ガス量が小さくなるこ
とにより、エンジンに供給される燃料が所望量より少な
くなるため、混合気の空燃比がリーン化し、燃料による
ピストンの冷却効果が著しく低下する。一方、エンジン
が高出力・高回転状態にあるような場合にはピストンの
温度が上昇し易く、特に近時の高出力・高回転エンジン
ではこの傾向が著しい。このため、エンジンが高出力・
高回転状態にあり、且つ上述のように混合気の空燃比が
リーン化している場合には上記冷却効果の低下と相まっ
てピストン温度が過上昇し易い傾向となり、これに起因
してピストンのタフネスが低下してしまう。

更に、特開昭63−159648の公報に見られるような手法
として、吸入される混合気がリーン状態であるか否かを
検出する手法として、燃料後の排気ガスの成分を酸素濃
度センサ等を用いて検出する手法等があるが、燃料後の
排気ガス状態からリーン状態を検出するものでは検出に
時間遅れがあり、２サイクルエンジンのようにクランク
回転毎に点火をするものにおいては制御に検出が間に合
わず、ピストンタフネスを低下させてしまうおそれがあ
る。

本発明は上記従来の技術の問題点を解決するためにな
されたものであり、ピストン温度の過上昇を防止して、
ピストンのタフネスを向上させることができる内燃エン
ジンの出力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）本発明は上記目的を達成するため、２サイクルの内燃
エンジンの出力制御装置であって、エンジンに供給され
る混合気の量が少なくなったことを検出する混合気量検
出手段と、エンジン回転数を検出する回転数検出手段
と、該回転数検出手段により検出されたエンジン回転数
が所定回転数以上であることを判別する回転数判別手段
と、該回転数判別手段及び前記混合気量検出手段の出力
に応じて前記エンジンの出力を低減する出力低減手段と
を備え、前記混合気量検出手段は車輌のアクセル開度を
検出するアクセル開度検出手段又は燃料タンク内の燃料
量を検出する燃料残量検出手段から構成され、前記出力
低減手段は、前記アクセル開度検出手段により検出され
た前記アクセル開度が所定開度以下のとき又は前記燃料
残量検出手段により検出された前記燃料量が所定量以下
のときに、点火時期を遅角させることにより又は前記エ
ンジンに設けられる制御弁を制御することにより前記エ
ンジンの出力を低減するように構成されるものである。

（実施例）以下、本発明の一実施例を、図面を参照しながら説明
する。

まず、第１図及び第２図において、符号１は自動二輪
車２に搭載された２サイクルのエンジンであり、クラン
クケース３から上方及び車輌前方へそれぞれ突出する第
１及び第２のシリンダブロック4₁,4₂を備えている。該
両シリンダブロック4₁,4₂系はその構造が基本的に互い
に同一であるので、以下第１のシリンダブロック4₁系の
構造についてだけ説明する。

前記シリンダブロック4₁のシリンダ孔５にはピストン
６が摺動自在に嵌装されている。該ピストン６は前記ク
ランクケース３に支承されるクランク軸７に連接されて
いる。また、前記シリンダブロック4₁の上端にはシリン
ダヘッド８が取り付けられ、前記ピストン６の上面との
間に燃焼室９を画成している。該シリンダヘッド８には
点火栓10が、前記燃焼室９に電極を望ませて螺着されて
いる。該点火栓10は後述の制御ユニット29（第４図）に
接続されて、その点火動作、即ち点火時間θig等が制御
される。

前記クランクケース３にはその内部のクランク室3aに
リード弁（図示せず）を介して気化器11が装着され、前
記ピストンの上昇行程時に気化器11からクランク室3aに
混合気が供給される。また、第１図中の符号12は燃焼を
貯留する燃料タンクで、該燃料タンク12内の底部には第
１のサーミスタ13及び燃料残量検出手段としての第２の
サーミスタ14が設けられている。該第２のサーミスタ14
の検出部は第１のサーミスタ13のそれよりも低い位置に
配されている。

また、前記シリンダ孔５の内壁には前記クランク室3a
に連通する掃気ポート15、及び排気管16に連通する排気
ポート17が開口し、これらのポート15,17は前記ピスト
ン６の周壁によって開閉される。

排気ポート17には、該ポート17の開閉時期、即ち排気
タイミングを制御するための制御弁18が設けられてい
る。該制御弁18は、第３図に示すように、板状の一対の
フラップ19,19により構成され、該フラップ19,19は、前
記排気ポート17のシリンダ孔５側開口部中央においてそ
の上下両壁間を連結する補強壁20を挟むように配設され
ている。また、該フラップ19,19の基端は、前記補強壁2
0の後方で互いに衝合されるとともに、前記シリンダブ
ロック４に回動自在に支承されている弁軸21に固着され
ている。更に、該フラップ19,19の先端面は、前記シリ
ンダ孔５の内周面に連続し得るように円弧面に形成され
ている。

そして、このように構成された制御弁18は、弁軸21の
回動により、前記排気ポート17のシリンダ孔５側開口部
上縁に連なる格納凹部22（第２図）内に格納される全開
位置と、排気ポート17のシリンダ孔５側開口部上縁に規
定量露出する全閉位置（第２図の状態）との間で移動す
ることができる。

前記弁軸21の外端には作動レバー23が固着され、該作
動レバー23は開弁用ワイヤ24及び閉弁用ヰヤ25を介し
て、正転・逆転可能なサーボモータ26（第４図）に接続
されている。したがって、該サーボモータ26を正転又は
逆転することにより、制御弁18の開度θex、即ち排気タ
イミングを制御することができる。

第４図は本発明に係る、エンジンの出力制御装置の全
体構成を示す。

前記第１のサーミスタ13は警告灯27と直列に接続さ
れ、この直列回路は前記第２のサーミスタ14と逆列にバ
ッテリ28に接続されている。該第２のサーミスタ14は制
御ユニット29の燃料量検出回路30に接続されている。

該制御ユニット29は、前記燃料量検出回路30,回転数
検出回路31,A/Dコンバータ38,中央処理装置（以下「CP
U」という）32及び駆動回路33,34等から成る。前記燃料
量検出回路30の抵抗R₁の一端は前記第２のサーミスタ14
に接続され、他端はコンデンサC₁及びスイッチングトラ
ンジスタTr₁のベースに接続されている。該コンデンサC
₁及びトランジスタTr₁のエミッタはともに接地されてい
る。また、トランジスタTr₁のコレクタはバッテリ35に
接続されるとともに、抵抗R₂を介してCPU32に接続され
ている。

一方、前記回転数検出回路31は、上記燃料量検出回路
30と全く同様に構成され、その入力側の抵抗R₃は、回転
数検出手段としてのエンジン回転数センサ（以下「Neセ
ンサ」という）36に接続されるとともに、出力側の抵抗
R₄はCPU32に接続されている。なお、上記Neセンサ36は
点火パルスを用いて構成することができる。

また、前記A/Dコンバータ38はアクセル開度検出手段
としてのスロット弁開度センサ39及び前記CPU32に接続
されている。該スロットル弁開度センサ39はアクセルに
連動するスロットル弁（いずれも図示せず）の開度θ_TH
に応じて抵抗が変化する可変抵抗から成るとともに、一
定電圧V_Bが図示しないバッテリから供給される。

CPU32は、回転数検出回路31からの信号P₂に応じてエ
ンジン回転数Neを演算するとともに、該演算されたエン
ジン回転数Ne並びに前記燃料量検出回路30からの信号P₁
及びA/Dコンバータ38からの信号P₃に応じ、後述の制御
プログラム（第５図，第７図及び第８図）に従ってエン
ジン１の出力を低減すべき条件が成立しているか否かを
判別し、該判別結果に応じて点火時期θig及び制御弁18
の開度θexを算出する。また、CPU32は、該算出結果に
基づく駆動信号を、駆動回路33,34を介して点火栓10を
含む点火装置37とサーボモータ26とにそれぞれ供給して
これらを駆動させる。即ち、CPU32は本実施例において
回転数判別手段及び出力低減手段を構成するものであ
る。

次に上記構成のエンジンの出力制御装置の作用を説明
する。

残燃料量、即ち燃料タンク12内の燃料量が多い場合に
は、第１及び第２のサーミスタ13,14はともに燃料の液
面より低い位置にあり燃料によって冷却されるため、そ
の温度は低く抵抗値が高い状態に維持される。このた
め、警告灯27を流れる電流量が小さいことにより警告灯
27は点灯しないとともに、スイッチングトランジスタTr
₁のベース電圧が低く該トランジスタTr₁がオフ状態に維
持されることにより燃料量検出回路30からCPU32への出
力信号P₁はハイレベルとなる。

次に、エンジン１の運転に伴って残燃料量が減少し、
予め設定された第１の所定量になると、第２のサーミス
タ14より高い位置に配されている第１のサーミスタ13が
まず燃料の液面上に露出し、該燃料によって冷却されな
くなるためにその温度が上昇し抵抗値が低下する。これ
に伴い警告灯27を流れる電流量が増大することにより警
告灯27が点灯され、残燃料量が少ないことを運転者に警
告する。

更に残燃料量が減少し、第２の所定量になると、第２
のサーミスタ14も燃料の液面上に露出し、その抵抗値が
小さくなることによりトランジスタTr₁がオン状態とな
るため、CPU32への出力信号P₁はローレベルとなる。

以上のように、燃料量検出回路30からCPU32への出力
信号P₁は、残燃料量が前記第２の所定量より多いときに
はハイレベルに、該所定量以下のときにはローレベルに
切り換えられる。

一方、回転数検出回路31にはNeセンサ36からエンジン
１の回転に同期したパルス信号が供給され、トランジス
タTr₂が該信号が供給される毎にオンすることにより、C
PU32への出力信号P₂はエンジン１の回転数に応じた頻度
でローレベルとなる。CPU32は、この出力信号P₂がロー
レベルとなる回数をカウントしてエンジン回転数Neを算
出する。

また、A/Dコンバータ38はスロットル弁開度センサ39
からのスロットル弁開度θ_TH、即ち車輌のアクセル開度
に応じた電圧信号をデジタル信号に変換し出力信号P₃と
してCPU32に供給する。

第５図はCPU32において実行される。残燃料量及びエ
ンジン回転数Neに応じて点火時期θigを制御するサブル
ーチンのフローチャートを示す。まずステップ501では
燃料量検出回路30からの出力信号P₁がハイ（Hi）レベル
であるか否かを判別する。この答が否定（No）、即ち出
力信号P₁がローレベルであり、したがって残燃料量が前
記第２の所定量以下のときには、エンジン回転数Neが第
１の所定回転数N₁（例えば10,000rpm）以下であるか否
かを判別する（ステップ502）。この第１の所定回転数N
₁は後述の第２の所定回転数N₂とともに、エンジン１が
両回転数まで運転された場合にその出力が最大となって
ピストン６の温度が最大値となるような値に設定され
る。

前記ステップ502の答が肯定（Yes）、即ちNe≧N₁が成
立するときには、エンジン回転数Neが第２の所定回転数
N₂（例えば12,000rpm）以下であるか否かを判別する
（ステップ503）。この答が肯定（Yes）、即ちN₁≦Ne≦
N₂が成立するときには、点火時期θigをリタードさせ
（ステップ504）、本サブルーチンを終了する。

第６図はこの点火時期θigをリタードするのに適用さ
れるテーブルの一例を示す。即ち、上記ステップ504の
実行により、点火時期θigは通常時に適用される最適点
火時期θig′（実線）に対して所定角度Δθigだけ低い
値（破線）に設定される。周知のように最適点火時期θ
ig′に対して点火時期θigを遅角させると、エンジンの
出力が低下することにより、ピストンの温度は低下す
る。従って、上述のように、残燃料量が少なく且つエン
ジン１の出力が最大となるような所定のエンジン回転数
域において点火時期を遅角側に制御することにより、こ
の時のエンジン出力を適切に低域させ、ピストン６の温
度の過上昇を防止してそのタフネスの向上を図ることが
できる。また、エンジン出力の低域により所望の運転性
が得られなくなるので、このことが運転者に感知される
ことにより燃料量が少なくなったことを知らしめて燃料
切れを確実に防止することもできる。

前記ステップ501の答が肯定（Yes）、即ち残燃料量が
前記２の所定量より多いとき、又は前記ステップ502若
しくは503の答が否定（No）、即ちNe＜N₁若しくはNe＞N
₂が成立するときには、そのまま本サブルーチンを終了
する。即ち、この場合には点火時期θigを遅角させるこ
となく、第６図の実線に示す最適点火時期θig′がその
まま適用される。

第７図はCPU32において実行される、スロットル弁開
度θ_TH及びエンジン回転数Neに応じて点火時期θigを制
御するサブルーチンのフローチャートを示す。本サブル
ーチンは第５図のサブルーチンに対し、ステップ501に
対応するステップ701の実行内容のみが異なるものであ
る。

即ち、ステップ701ではA/Dコンバータ38からのスロッ
トル弁開度θ_THに応じた出力信号P₃が所定開度θ
_TH0（例えば全開開度の５％）以下であるか否かを判別
する。この答が否定（No）、即ちP₃＞θ_TH0が成立する
ときには、本サブルーチンを終了する一方、肯定（Ye
s）、即ちスロットル弁開度θ_THが極めて小さいときに
は、前述の第５図のサブルーチンのステップ502乃至504
と全く同様にしてステップ702乃至704を実行する。

前述したように、スロットル弁開度θ_THが極めて小さ
いときには吸入ガス量が小さくなるごとにより混合気の
空燃比が薄くなり、ピストン６の温度が上昇し易いの
で、本サブルーチンの実行により、第５図のサブルーチ
ンと同様にピストン６の温度の過上昇を防止してそのタ
フネスの向上を図ることができる。

第８図はCPU32において実行される、制御弁18の開度
θexを制御するサブルーチンのフローチャートを示す。

まず、ステップ801においては、第５図のステップ501
と同様に出力信号P₁がハイレベルであるか否かを判別
し、この答が否定（No）のときにはエンジン回転数Neが
第３の所定回転数N₃（例えば9,800rpm）以上であるか否
かを判別する（ステップ802）。この第３の所定回転数N
₃は、これ以上エンジン回転数Neが増加するとエンジン
１の出力が極めて大きくなるような値に設定される。前
記ステップ802の答が肯定（Yes）、即ちNe≧N₃が成立す
るときには、制御弁18の開度θexを低開度側に設定して
（ステップ803）、本サブルーチンを終了する。

第９図はこの制御弁18の開度θexを低開度側に設定す
るのに適用されるテーブルの一例を示し、この場合の制
御弁18の開度θexは通常時に設定される開度θex′（実
線）よりも低い固定値（破線）に設定される。このよう
に制御弁18の開度θexを低開度側に制御することによ
り、周知のようにエンジン１の出力を低減できるので、
前述した第５図のサブルーチンによる点火時期θigの制
御の場合と同様に、ピストン６のタフネスを向上させる
ことができるとともに、燃料切れを確実に防止すること
も可能となる。

前記ステップ801の答が肯定（Yes）又は前記ステップ
802の答が否定（No）のときには、そのまま本サブルー
チンを終了し、第９図の実線に示される開度θex′をそ
のまま適用する。

なお、本実施例においてはエンジン出力の低減を、点
火時期のリタード及び制御弁の開度の減少の双方により
行うものを示したが、本発明はこれに限らず種々の態様
により実施できる。例えば点火動作の制御として、点火
時期をリタードさせる代わりに、点火を停止あるいは点
火の一部を停止してもよく、また点火動作の制御又は制
御弁の開度の制御のいずれか一方のみを適用してもよ
い。更に、本実施例は一般にピストンの温度が高い２サ
イクルエンジンについて説明しているが、本発明を４サ
イクルエンジンに適用することも勿論可能である。

（発明の効果）以上詳述したように本発明によれば、エンジンに供給
される混合気の供給量が少ない場合即ち残燃料量が少な
いときあるいはアクセル開度が極めて小さいときであっ
て、エンジンの出力が最大となるような所定回転数以上
のエンジン回転数域においてエンジンの出力を低減する
ことができるので、ピストン温度の過上昇を防止してピ
ストンのタフネスを向上させることができるという効果
を奏する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明の一実施例を示し、第１図は自動二輪車の
一部を切り欠いた全体側面図、第２図はエンジンの要部
を示す縦断面図、第３図は第２図のIII−III線に沿う拡
大断面図、第４図はエンジンの出力制御装置の全体構成
を示す図、第５図は残燃料量及びエンジン回転数Neに応
じて点火時期θigを制御するサブルーチンのフローチャ
ート、第６図は点火時期θigのテーブルを示す図、第７
図はスロットル弁開度及びエンジン回転数Neに応じて点
火時期θigを制御するサブルーチンのフローチャート、
第８図は制御弁の開度θexを制御するサブルーチンのフ
ローチャート、第９図は制御弁の開度θexのテーブルを
示す図である。１……内燃エンジン、12……燃料タンク、14……第２の
サーミスタ（燃料残量検出手段）、18……制御弁、32…
…中央処理装置（CPU）（回転数判別手段、出力低減手
段）、36……エンジン回転数（Ne）センサ（回転数検出
手段）、37……点火装置、39……スロットル弁開度セン
サ（アクセル開度検出手段）。

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】２サイクルの内燃エンジンの出力制御装置
であって、エンジンに供給される混合気の量が少なくな
ったことを検出する混合気量検出手段と、エンジン回転
数を検出する回転数検出手段と、該回転数検出手段によ
り検出されたエンジン回転数が所定回転数以上であるこ
とを判別する回転数判別手段と、該回転数判別手段及び
前記混合気量検出手段の出力に応じて前記エンジンの出
力を低減する出力低減手段とを備え、前記混合気量検出
手段は車輌のアクセル開度を検出するアクセル開度検出
手段又は燃料タンク内の燃料量を検出する燃料残量検出
手段から構成され、前記出力低減手段は、前記アクセル
開度検出手段により検出された前記アクセル開度が所定
開度以下のとき又は前記燃料残量検出手段により検出さ
れた前記燃料量が所定量以下のときに、点火時期を遅角
させることにより又は前記エンジンに設けられる制御弁
を制御することにより前記エンジンの出力を低減するよ
うに構成されることを特徴とする出力制御装置。