JP4412646B2 - エンジン始動制御装置 - Google Patents

Description

本発明はエンジン始動制御装置に係り、特に、吸気バルブが排気バルブの上方に位置し、エンジン停止時に排気バルブを開いて次のエンジン始動性を改善する逆転デコンプ装置を搭載したエンジンの始動制御装置に関する。

エンジンが停止する直前にクランクシャフトが慣性で回転する際に、圧縮行程において圧縮負荷を受けたピストンが上死点を乗り越えることができず、クランクシャフトが僅かに逆転してから停止することが多い。このようなエンジンの停止直前の逆転現象を利用して排気バルブを僅かに開弁し、次のエンジン始動時にクランキング荷重を軽減させて始動性を改善する逆転デコンプ装置が、特許文献１に開始されている。
特開昭６３−１６２９１１号公報

従来の逆転デコンプ装置を搭載したエンジンでは、吸気バルブと排気バルブとが共に開くオーバーラップ期間で停止する場合がある。このような逆転デコンプ装置を、ピストンが水平運動する姿勢で支持され、吸気バルブが排気バルブの上方に位置する水平エンジンに適用すると、走行後にキャブレタや吸気管内に残留していた燃料ガスが時間の経過と共に重力で下方に落下し、排気管内に蓄積されることがある。この状態でエンジンが始動されると、上死点後のピストンの下降に伴って排気管内の残留ガスがシリンダ内に吸引され、これが捨て火で着火するとアフターバーンが生じる可能性がある。

本発明の目的は、上記した従来技術の課題を解決し、逆転デコンプ装置を搭載して水平搭載されるエンジンにおいて、エンジン始動時にアフターバーンの発生を防止することにある。

上記した目的を達成するために、本発明は、吸気バルブが排気バルブの上方に位置する姿勢で使用され、キックペダルおよびスタータモータが併設されたエンジンの始動制御装置において、エンジン停止時に排気バルブを開くデコンプ装置と、エンジンを所定のタイミングで点火させる点火装置と、前記点火装置を不動化してエンジンを失火させる失火装置とを含み、前記失火装置は、スタータモータによるエンジン始動時にエンジンを所定期間だけ失火させることを特徴とする。

本発明によれば、以下のような効果が達成される。
(1)請求項１の発明によれば、十分なエンジン駆動力が期待できるスタータモータによる始動時には、所定期間だけエンジンを失火させることで、エンジンの始動性を実質的に損なうことなくアフターバーンが防止される一方、エンジン駆動力を人力に依存するキック始動時には失火制御を禁止し、全ての着火機会を活用できるようにしたので、キック始動性を損なうことなくスタータモータによる始動時にはアフターバーンを防止できる。また、スタータスイッチ投入後、最初に検知される前記点火信号による点火タイミングから失火できるため、本願の特徴が更に有効となる。
(2)請求項２の発明によれば、エンジン停止時にはスタータモータと内燃機関との連結が解除され、減速歯車機構およびスタータモータがエンジンの逆転負荷とならないので、特別な逆転手段を用いること無く、エンジンの逆転デコンプを作動状態に準備させることができる。したがって、次のエンジン始動を速やかに行うことができる。
(3)請求項２の発明によればさらに、スタータモータとエンジンとが減速機構を介して連結されるのでスタータモータの小型化が可能になる。
(4)請求項３の発明によれば、４サイクルエンジンの始動時に、そのクランク角度にかかわらず、最初の捨火およびこの捨火につづく本火による着火を禁止できるので、逆転デコンプの作動状態でのアフターバーンを確実に防止できる。

以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明のエンジン始動制御装置を適用したスクータ型自動二輪車の全体側面図である。

車体の骨格をなす車体フレーム１は、概ねダウンチューブ６とメインパイプ７とから構成される。燃料タンクおよび収納ボックス（共に図示せず）はメインパイプ７により支持され、その上方にシート８が配置されている。

車体前部では、ステアリングヘッド５に軸支されて上方にハンドル１１が設けられ、下方にフロントフォーク１２が延び、その下端に前輪ＦＷが軸支されている。ハンドル１１の上部は計器盤を兼ねたハンドルカバー１３で覆われている。メインパイプ７の立ち上がり部下端にはブラケット１５が突設され、このブラケット１５には、スイングユニット２のハンガーブラケット１８がリンク部材１６を介して揺動自在に連結支持されている。

スイングユニット２には、その前部に単気筒の４サイクルエンジンＥが水平に搭載されている。このエンジンＥから後方にかけてベルト式無段変速機１０が構成され、その後部に遠心クラッチを介して設けられた減速機構９に後輪ＲＷが軸支されている。この減速機構９の上端とメインパイプ７の上部屈曲部との間にはリヤサスペンション３が介装されている。スイングユニット２の前部にはエンジンＥから延出した吸気管１９に接続された気化器１７および同気化器１７に連結されるエアクリーナ１４が配設されている。前記エンジンＥのクランク軸にはキックペダル２が連結されている。

図２は、前記スイングユニット２の断面図であり、前記図１のＡ−Ａ面での断面構造を示している。図３は、前記図２のＢ−Ｂ線での拡大断面図であり、図４は、前記図２のＣ−Ｃ線での拡大断面図である。

前記スイングユニット２は、車両前方に位置するエンジンＥ、クランクシャフト３０の一端に連結された発電装置Ｇ、クランクシャフト３０の他端に連結された自動変速機の駆動部ＡＴ１およびその従動部ＡＴ２を主要な構成とし、図３に示したように、吸気バルブ３８が排気バルブ３９の上方に位置する水平姿勢で車体フレームに搭載される。また、図示は省略したが、前記スイングユニット２は逆転デコンプ装置を搭載し、前記排気バルブ３９はエンジン停止直前の逆転現象を利用して僅かに開弁された状態に維持される。

前記クランクシャフト３０は主軸受３３、３４により回転自在に支持され、このクランクシャフト３０にはクランクピン３５を介してコンロッド３１が連結されると共にスプロケット５９がスプライン結合されている。このスプロケット５９には、クランクシャフト３０からカムシャフト６９を駆動する動力を得るためのチェーン６０が掛けられている。クランク室３６から張り出したクランクシャフト３０の一端には発電機４４が設けられている。

シリンダ６２内に配置されているピストン６３はコンロッド３１のスモールエンド側に連結されている。シリンダヘッド３２には点火プラグ４３が螺着され、その電極部がピストン６３のヘッドとシリンダヘッド３２との間に形成された燃焼室に臨んでいる。シリンダ６２の周りは放熱フィン７１で囲まれている。シリンダヘッド３２内の、前記シリンダ６２の上方ではカムシャフト６９が回転自在に支持され、カムシャフト６９にはカムスプロケット７２が固定されている。カムスプロケット７２には前記チェーン６０が掛けられている。このチェーン６０によって、前記スプロケット５９の回転つまりクランクシャフト３０の回転がカムシャフト６９に伝達される。

カムシャフト６９の上部にはロッカアーム７３が設けられ、このロッカアーム７３はカムシャフト６９の回転に伴い、そのカム形状に応じて揺動する。カムシャフト６９のカム形状は、４サイクルエンジンの所定の行程に応じて吸排気バルブ３８、３９が開閉されるように決定されている。なお、カムシャフト６９には不図示の逆転デコンプが設けられ、この逆転デコンプにより排気バルブ３９が開かれてからカムシャフト６９が１回転すなわち次のサイクルまでの間は、排気バルブ３９が開かれた状態となる。

クランクシャフト３０上の、前記発電機４４が設けられた側とは反対側の端部には、Ｖベルト７４を巻き掛けるためのプーリ７５が設けられている。プーリ７５は、クランクシャフト３０に対して回転方向および軸方向の動きを固定された固定プーリ片７５ａ、およびクランクシャフト３０に対して軸方向への摺動自在に支持された可動プーリ片７５ｂから構成される。

前記可動プーリ片７５ｂの背面つまりＶベルト７４と当接しない面にはホルダプレート７６が取り付けられている。ホルダプレート７６はクランクシャフト３０に対して回転方向および軸方向の双方にその動きが規制されていて一体で回転する。ホルダプレート７６と可動プーリ片７５ｂとによって囲まれた空所は、ガバナウェイトとしてのローラ７７を収容するポケットを形成している。固定プーリ片７５ａの背面つまりＶベルト７４と当接しない面にはファン７５ｃが一体的に形成されており、クランクシャフト３０が正転したときに吸気口７０から外気が自動変速機室内に吸引される。

自動変速機の従動部ＡＴ２において、クラッチのメインシャフト５１にはプーリ５２の固定プーリ片５２ａが支持されている。メインシャフト５１の端部には、ナット５３によってカップ状のクラッチ板５４が固定されている。前記固定プーリ片５２ａのスリーブ５５には、プーリ５２の可動プーリ片５２ｂがメインシャフト５１の長手方向への摺動を自在に設けられている。可動プーリ片５２ｂは、メインシャフト５１の周りで一体的に回転できるようにディスク５６に係合している。ディスク５６と可動プーリ片５２ｂとの間には、両者間の距離を拡張する方向に反発力が作用する圧縮コイルばね５７が設けられている。メインシャフト５１、アイドルシャフト５８および出力シャフト４９は相互に噛合し、この出力シャフトに前記後輪ＲＷが軸支される。

図４において、スタータモータ４５の回転シャフト４６にはスタータピニオン４７の入力歯車４８が噛合している。前記スタータピニオン４７は入力歯車４８の回転速度に応じて軸方向へ伸縮し、入力歯車４８が所定速度を超えると、出力歯車４９が軸方向へ伸びて前記固定プーリ片７５ａと噛合し、前記スタータモータ４５の駆動力をクランクシャフト３０に伝達する。入力歯車４８が所定速度を下回ると、軸方向へ縮んで出力歯車４９と固定プーリ片７５ａとの噛合が解消されるので、エンジン停止時の逆転現象が前記スタータモータ４５およびスタータピニオン４７により妨げられることがない。

図５は、本発明に係るエンジン始動制御装置の主要部の構成を示したブロック図であり、前記と同一の符号は同一または同等部分を表している。なお、図３ではキャブレタ付きエンジンを例にして説明したが、ここでは燃料噴射弁を備えたエンジンを例にして説明する。

ＥＣＵ８０には、スタータリレー６４を介してバッテリ６５が接続されている。インジェクタ８５、燃料ポンプ８６および点火装置８７には、メインヒュ−ズ６６およびメインスイッチ６７を介して前記バッテリ６５から駆動電流が供給される。前記点火装置８７は、パルサーユニット４２により検出されるパルサー信号に基づいて点火タイミングを検知し、点火タイミングが訪れるごとに点火コイル４１を付勢する。前記パルサーユニット４２は、前記クランクシャフト３０に取りつけられたパルサ４２ｂおよびそれに対向配置された磁気ピックアップ４２ａから構成される。前記ＥＣＵ８０にはさらに、エンジン回転数を検知するNeセンサ８１、エンジンの冷却水温度Twを検知するTwセンサ８２、スロットル開度θthを検知するスロットル開度センサ８３、車速Vを検知する車速センサ８４および前記スタータモータ４５を起動するスタータスイッチ８８等の各種センサおよびスイッチが接続されている。

図６は、前記点火装置８７の機能ブロック図であり、前記磁気ピックアップ４２ａから出力されるパルス信号に基づいて点火タイミングを検知し、第１点火信号Ｐ１を発生する点火信号発生部８７ｂと、エンジン始動時に所定期間だけ点火禁止信号Ｐ２を出力する失火制御部８７ａと、前記各信号Ｐ１，Ｐ２の論理積を第２点火信号として出力する論理積出力部８７ｃとを含む。

次いで、フローチャートを参照して本実施形態の動作を詳細に説明する。図７は、本発明に係る「始動時失火制御」の手順を示したフローチャートであり、図８は、そのタイミングチャートである。

ステップＳ１では、スタータモータ４５によるエンジン始動を検知するために前記スタータリレー６４が監視され、図８の時刻t1で前記スタータスイッチ８８が投入され、これに応答して時刻t2でスタータリレーが導通すると、これが前記ステップＳ１で検知されてステップＳ２へ進む。すなわち、当該「始動時失火制御」はスタータモータによるエンジン始動時のみ実行され、キック始動時には実行されない。

ステップＳ２では、エンジン回転数に基づいてエンジンが完爆状態にあるか否かが判定される。エンジンが完爆状態でなければステップＳ３へ進み、前記失火制御部８７ａの失火回数カウンタNstopに失火回数の初期値「２」が設定される。ステップＳ４では、前記失火制御部７８ｂから点火禁止信号Ｐ２が出力される。ステップＳ５では、点火タイミングか否かが判定される。

図８の時刻t3において最初の点火タイミングを迎えると、点火信号発生部８７ｂから第１点火信号Ｐ１が出力される。ただし、本実施形態では前記点火禁止信号Ｐ２の出力中なので第２点火信号Ｐ３が出力されない。従って点火が禁止されてエンジンが失火する。ステップＳ６では、失火直後の点火を禁止するために所定時間だけ待機する。本実施形態では、この待機時間が５０msに設定されている。ステップＳ７では、前記失火回数カウンタNstopがデクリメントされる。ステップＳ８では、前記失火回数カウンタNstopが「０」か否かが判定され、最初は「１」なので前記ステップＳ５へ戻り、次の点火タイミングに備える。

その後、時刻t4で２回目の点火タイミングが検知されると、前記と同様にステップＳ６で所定時間待機後、ステップＳ７へ進んで前記失火回数カウンタNstopがデクリメントされる。したがって、２回目の点火タイミングもエンジンは失火する。

ステップＳ８では、前記失火回数カウンタNstopが「０」か否かが判定され、ここでは「０」と判定されるのでステップＳ９へ進む。ステップＳ９では、前記点火停止信号Ｐ２の出力が停止され、その後、当該処理を終了する。したがって、時刻t5で３回目の点火タイミングが検知されれば第２点火信号Ｐ３が出力され、エンジンが点火されることになる。

本発明のエンジン始動制御装置を適用した自動二輪車の全体側面図である。 図１のＡ−Ａ面での断面図である。 図２のＢ−Ｂ線での拡大断面図である。 図２のＣ−Ｃ線での断面図である。 エンジン始動制御装置の主要部の構成を示したブロック図である。 点火装置の機能ブロック図である。 始動時失火制御の手順を示したフローチャートである。 始動時失火制御のタイミングチャートである。

符号の説明

２…スイングユニット，３０…クランクシャフト，３８…吸気バルブ，３９…排気バルブ，４４…発電機，４５…スタータモータ，４７…スタータピニオン，６９…カムシャフト，７３…ロッカアーム，７４…Ｖベルト，７５…プーリ

Claims (4)

1. 吸気バルブ（３８）が排気バルブ（３９）の上方に位置する姿勢で搭載され、キックペダル（２）およびスタータモータ（４５）が併設された水平エンジン（Ｅ）の始動制御装置において、
   エンジン（Ｅ）停止時に排気バルブ（３９）を開くデコンプ装置と、
   エンジン（Ｅ）を所定のタイミングで点火させる点火信号（Ｐ１）を発生する点火信号発生装置（８７ｂ）と、
   前記点火信号（Ｐ１）にかかわらずエンジン（Ｅ）を失火させる点火禁止信号（Ｐ２）を発生する点火制御装置（８７ａ）とを含み、
   前記点火制御装置（８７ａ）は、スタータモータ（４５）によりエンジン（Ｅ）を始動するスタータスイッチ（８８）の操作によるスタータリレー（６４）の導通に伴って前記点火禁止信号（Ｐ２）を発生し、最初に発生される点火信号（Ｐ１）による点火タイミング（ｔ３）から所定期間だけエンジン（Ｅ）を失火させ、
   キック始動時には前記点火禁止信号（Ｐ２）による失火が禁止されることを特徴とするエンジン始動制御装置。
2. 前記スタータモータ（４５）とエンジン（Ｅ）とを連結する減速歯車機構（４７，４８，４９，７５ａ）をさらに具備し、
   前記減速歯車機構（４７，４８，４９，７５ａ）は、前記スタータモータ（４５）が所定の低回転域では前記エンジン（Ｅ）との連結を解除することを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
3. 前記点火制御装置（８７ａ）は、スタータモータ（４５）によるエンジン（Ｅ）始動時にエンジン（Ｅ）を２回続けて失火させることを特徴とする請求項１に記載のエンジン始動制御装置。
4. 前記エンジン（Ｅ）を失火させる所定期間は前記点火信号（Ｐ１）による点火タイミングのカウント回数で規定され、失火された点火タイミングから所定の待機時間以内では前記点火タイミングのカウントが行われないことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載のエンジン始動制御装置。

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