TW201608114A - 引擎系統及跨坐型車輛 - Google Patents

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Abstract

本發明係於引擎之啟動前進行使曲柄軸向正方向旋轉之正向旋轉位置對準動作，且於引擎之啟動時進行使曲柄軸向反方向旋轉之反向旋轉啟動動作。於正向旋轉位置對準動作中，旋轉驅動部以使曲柄角到達預先規定之反轉開始範圍之方式驅動曲柄軸。於反向旋轉啟動動作中，旋轉驅動部以使曲柄角自反轉開始範圍超過預先規定之啟動進氣範圍而到達預先規定之啟動點火範圍之方式驅動曲柄軸，燃料噴射裝置係以於曲柄角處於啟動進氣範圍時將混合氣自進氣通路通過進氣口導入至燃燒室之方式噴射燃料，點火裝置係於曲柄角處於啟動點火範圍時點火。於正向旋轉位置對準動作時，禁止利用點火裝置之點火。

Description

引擎系統及跨坐型車輛
本發明係關於一種引擎系統及具備其之跨坐型車輛。
於機車等跨坐型車輛中，在引擎之啟動動作時，必需較大之轉矩以使曲柄角超過最初之壓縮上死點所對應之角度。因此，為了提高引擎之啟動性，有使曲柄軸向反方向旋轉之技術。
於專利文獻1所記載之引擎系統中，在引擎之啟動時，一面使曲柄軸向反方向旋轉一面向燃燒室內導入混合氣。於藉由曲柄軸之反向旋轉而壓縮燃燒室內之混合氣之狀態下，對燃燒室內之混合氣點火。藉由混合氣燃燒之能量，曲柄軸被正向旋轉驅動，曲柄軸向正向之轉矩提高。
又，於引擎之啟動前，以曲柄角成為預先規定之角度之方式使曲柄軸正向或反向旋轉。藉此，於引擎之啟動時，可使曲柄軸自固位置對準置反向旋轉。
[專利文獻1]日本專利特開2014-77405號公報
發明者等人發現如下問題：於在引擎之啟動前進行如上所述之曲柄軸位置對準之情形時，於該位置對準動作中響應於曲柄角感測器之輸出而引擎進行意外動作，從而無法適當地調整曲柄角。
本發明之目的在於提供一種可於引擎之啟動前適當地調整曲柄角之引擎系統及跨坐型車輛。
(1)本發明之一態樣之引擎系統包括：引擎單元，其包含引擎及旋轉驅動部；及控制部，其控制引擎單元；且引擎包含：燃料噴射裝置，其以對用以將空氣導入至燃燒室之進氣通路內噴射燃料之方式配置；點火裝置，其以對燃燒室內之混合氣點火之方式構成；及閥驅動部，其以分別驅動開閉進氣口之進氣閥及開閉排氣口之排氣閥之方式構成；且旋轉驅動部係以向正方向或反方向旋轉驅動曲柄軸之方式構成，控制部係以如下方式控制引擎單元：於引擎之啟動前進行使曲柄軸向正方向旋轉之正向旋轉位置對準動作，且於引擎之啟動時進行使曲柄軸向反方向旋轉之反向旋轉啟動動作；旋轉驅動部於正向旋轉位置對準動作中，以曲柄角到達預先規定之反向旋轉開始範圍之方式驅動曲柄軸，於反向旋轉啟動動作中，以曲柄角自反向旋轉開始範圍超過預先規定之啟動進氣範圍而到達預先規定之啟動點火範圍之方式驅動曲柄軸，閥驅動部於反向旋轉啟動動作中，以於曲柄角處於啟動進氣範圍時將進氣口打開之方式驅動進氣閥，燃料噴射裝置於反向旋轉啟動動作中，以於曲柄角處於啟動進氣範圍時將混合氣自進氣通路通過進氣口導入至燃燒室之方式噴射燃料，點火裝置於反向旋轉啟動動作中，於曲柄角處於啟動點火範圍時點火，控制部於正向旋轉位置對準動作時禁止利用點火裝置之點火。
於該引擎系統中，在引擎之啟動前引擎單元進行正向旋轉位置對準動作。於正向旋轉位置對準動作中，以曲柄角到達反向旋轉開始範圍之方式使曲柄軸向正方向旋轉。於此情形時，禁止利用點火裝置之點火，因此防止響應於曲柄角感測器之輸出而於引擎產生意外之混合氣之燃燒。藉此，可將曲柄角適當地調整為反向旋轉開始範圍。
其後，於引擎之啟動時引擎單元進行反向旋轉啟動動作。於此情形時，由於自曲柄角處於反向旋轉開始範圍之狀態使曲柄軸向反方向旋轉，因此曲柄角確實地經由啟動進氣範圍。因此，可適當地對燃燒室內導入混合氣，於燃燒室內適當地產生混合氣之燃燒。藉此，可實現曲柄軸之正向之轉矩提高，曲柄角易超過最初之壓縮上死點所對應之角度。
(2)亦可為，控制部於正向旋轉位置對準動作時禁止藉由燃料噴射裝置噴射燃料。
於此情形時，可防止於正向旋轉位置對準動作時產生混合氣之燃燒，並且防止因未燃燒之混合氣自燃燒室排出而對觸媒造成之不良影響。
(3)亦可為，引擎系統還包括由駕駛人操作之主開關，控制部以於接通主開關時進行正向旋轉位置對準動作之方式控制引擎單元。
於此情形時，可於引擎之啟動前適當地進行正向旋轉位置對準動作。
(4)亦可為，引擎系統還包括由駕駛人操作之啟動器開關，控制部以於接通啟動器開關時進行正向旋轉位置對準動作之方式控制引擎單元。
於此情形時，可於引擎之啟動前適當地進行正向旋轉位置對準動作。
(5)亦可為，控制部於滿足預先規定之怠速停止條件之情形時，以停止燃料噴射裝置及點火裝置之動作且於曲柄軸之旋轉停止後進行正向旋轉位置對準動作之方式控制引擎單元，並且於滿足預先規定之怠速停止解除條件之情形時，以進行反向旋轉啟動動作之方式控制引擎單元。
於此情形時，引擎自動地停止及再啟動，並且於引擎之再啟動 前適當地進行正向旋轉位置對準動作。
(6)亦可為，控制部於引擎之啟動前，於未藉由旋轉驅動部驅動曲柄軸而曲柄軸向正方向旋轉之情形時，不禁止利用點火裝置之點火，於引擎之啟動前，於藉由利用旋轉驅動部驅動曲柄軸而曲柄軸向正方向旋轉之情形時，禁止利用點火裝置之點火。
於藉由推車啟動或腳踏啟動等啟動操作而使曲柄軸向正方向旋轉之情形時，未藉由旋轉驅動部驅動曲柄軸。另一方面，於在正向旋轉啟動動作中使曲柄軸向正方向旋轉之情形時，藉由旋轉驅動部驅動曲柄軸。因此，可基於有無藉由旋轉驅動部驅動曲柄軸，而適當地控制有無利用點火裝置之點火。因此，無需複雜之構成及複雜之控制，便能夠防止於正向旋轉位置對準動作時產生混合氣之燃燒，並且於已產生推車啟動或腳踏啟動等啟動操作時適當地使混合氣燃燒而使引擎啟動。
(7)亦可為，引擎系統還包括為使曲柄軸向正方向旋轉而由駕駛人用腳操作之腳踏啟動部，控制部於藉由駕駛人操作腳踏啟動部而使曲柄軸向正方向旋轉之情形時，不禁止利用點火裝置之點火。
於此情形時，可防止於正向旋轉位置對準動作時產生混合氣之燃燒，並且於腳踏啟動部之操作時適當地使混合氣燃燒而使引擎啟動。
(8)本發明之另一態樣之跨坐型車輛包括：本體部，其具有驅動輪；及上述引擎系統，其產生用以使驅動輪旋轉之動力。
於該跨坐型車輛中，由於使用上述引擎系統，因此可於引擎之啟動前將曲柄角適當地調整為反向旋轉開始範圍。
根據本發明，可於引擎之啟動前適當地調整曲柄角。
1‧‧‧車體
2‧‧‧前叉
3‧‧‧前輪
4‧‧‧把手
5‧‧‧座部
6‧‧‧ECU
7‧‧‧後輪
10‧‧‧引擎
11‧‧‧活塞
12‧‧‧連桿
13‧‧‧曲柄軸
14‧‧‧啟動兼發電機
15‧‧‧進氣閥
16‧‧‧排氣閥
17‧‧‧閥驅動部
18‧‧‧火星塞
19‧‧‧噴射器
21‧‧‧進氣口
22‧‧‧進氣通路
23‧‧‧排氣口
24‧‧‧排氣通路
31‧‧‧氣缸
31a‧‧‧燃燒室
40‧‧‧主開關
41‧‧‧啟動器開關
42‧‧‧進氣壓力感測器
43‧‧‧曲柄角感測器
44‧‧‧電流感測器
100‧‧‧機車
200‧‧‧引擎系統
A0‧‧‧角度
A1‧‧‧角度
A2‧‧‧角度
A3‧‧‧角度
A11‧‧‧角度
A12‧‧‧角度
A13‧‧‧角度
A14‧‧‧角度
A15‧‧‧角度
A16‧‧‧角度
A21‧‧‧角度
A22‧‧‧角度
A23‧‧‧角度
A30a‧‧‧角度
A30b‧‧‧角度
A31‧‧‧角度
A31a‧‧‧角度
EU‧‧‧引擎單元
KP‧‧‧踏板
P1~P4‧‧‧箭頭
P5~P8‧‧‧箭頭
R1‧‧‧箭頭
R2‧‧‧箭頭
S1~S17‧‧‧步驟
S21~S27‧‧‧步驟
S31~S39‧‧‧步驟
S41~S51‧‧‧步驟
TV‧‧‧節流閥
圖1係表示本發明之一實施形態之機車之概略構成的模式性側視圖。
圖2係用以對引擎系統之構成進行說明之模式圖。
圖3係用以對引擎單元之通常動作進行說明之圖。
圖4係用以對引擎單元之正向旋轉位置對準動作及反向旋轉啟動動作進行說明之圖。
圖5係模式更新處理之流程圖。
圖6係用以對引擎啟動處理進行說明之流程圖。
圖7係用以對引擎啟動處理進行說明之流程圖。
圖8係用以對引擎啟動處理進行說明之流程圖。
圖9係用以對引擎啟動處理進行說明之流程圖。
以下，使用圖式對作為本發明之實施形態之跨坐型車輛之一例的機車進行說明。
(1)機車
圖1係表示本發明之一實施形態之機車之概略構成之模式性側視圖。圖1之機車100中，於車體1之前部可向左右方向擺動地設置有前叉2。於前叉2之上端安裝有把手4，於前叉2之下端可旋轉地安裝有前輪3。
於車體1之大致中央上部設置有座部5。於座部5之下方設置有ECU(Engine Control Unit，引擎控制單元)(引擎控制裝置)6及引擎單元EU。引擎單元EU包含例如單氣缸之引擎10。又，於引擎單元EU設置用以使引擎10啟動之踏板KP。由ECU6、引擎單元EU及踏板KP構成引擎系統200。於車體1之後端下部可旋轉地安裝有後輪7。藉由引擎10產生之動力而旋轉驅動後輪7。
(2)引擎系統
圖2係用以對引擎系統200之構成進行說明之模式圖。如圖2所示，引擎單元EU包含引擎10及啟動兼發電機14。引擎10包括活塞11、連桿12、曲柄軸13、進氣閥15、排氣閥16、閥驅動部17、火星塞18及噴射器19。
活塞11可於氣缸31內往復移動地設置，並經由連桿12連接於曲柄軸13。活塞11之往復移動被轉換為曲柄軸13之旋轉運動。於曲柄軸13設置有啟動兼發電機14。啟動兼發電機14為具有啟動馬達功能之發電機，將曲柄軸13向正方向及反方向旋轉驅動且藉由曲柄軸13之旋轉而產生電力。正方向為引擎10之通常動作時之曲柄軸13之旋轉方向，反方向為其相反方向。啟動兼發電機14不經由減速機而直接將轉矩傳遞至曲柄軸13。曲柄軸13之正向旋轉被傳遞至後輪7，藉此旋轉驅動後輪7。
踏板KP連接於曲柄軸13。藉由駕駛人用腳操作踏板KP而使曲柄軸13正向旋轉。以下，將藉由操作踏板KP來啟動引擎10稱為腳踏啟動。
於活塞11上形成燃燒室31a。燃燒室31a經由進氣口21連通於進氣通路22，經由排氣口23連通於排氣通路24。以開閉進氣口21之方式設置有進氣閥15，以開閉排氣口23之方式設置有排氣閥16。進氣閥15及排氣閥16藉由閥驅動部17驅動。於進氣通路22設置有用以調整自外部流入之空氣之流量之節流閥TV。火星塞18以對燃燒室31a內之混合氣點火之方式構成。噴射器19以對進氣通路22噴射燃料之方式構成。
ECU6包含例如CPU(Central Processing Unit，中央處理單元)(中央運算處理裝置)及記憶體。亦可使用微電腦代替CPU及記憶體。對ECU6電性連接主開關40、啟動器開關41、進氣壓力感測器42、曲柄角感測器43及電流感測器44。主開關40設置於例如圖1之把手4之下方，啟動器開關41設置於例如圖1之把手4。主開關40及啟動器開關41 由駕駛人操作。進氣壓力感測器42檢測進氣通路22內之壓力。曲柄角感測器43檢測曲柄軸13之旋轉位置(以下稱為曲柄角)。電流感測器44檢測於啟動兼發電機14中流動之電流(以下稱為馬達電流)。
將主開關40及啟動器開關41之操作作為操作信號賦予至ECU6，且將進氣壓力感測器42、曲柄角感測器43及電流感測器44之檢測結果作為檢測信號賦予至ECU6。ECU6基於被賦予之操作信號及檢測信號而控制啟動兼發電機14、火星塞18及噴射器19。
(3)引擎之動作
例如，藉由於接通圖2之主開關40後接通啟動器開關41而啟動引擎10，藉由斷開主開關40而使引擎10停止。又，亦可藉由推車啟動或腳踏啟動等啟動操作而使引擎10啟動。
又，亦可藉由滿足預先規定之怠速停止條件而使引擎10自動停止，其後藉由滿足預先規定之怠速停止解除條件而使引擎10自動地再啟動。怠速停止條件例如包含與節流開度(節流閥TV之開度)、車速及引擎10之旋轉速度中之至少一者相關之條件。怠速停止解除條件係例如操作加速握把使節流開度大於0。以下，將藉由滿足怠速停止條件而使引擎10自動停止之狀態稱為怠速停止狀態。
引擎單元EU於引擎10之啟動前進行正向旋轉位置對準動作，於引擎10之啟動時進行反向旋轉啟動動作。但是，於藉由推車啟動或腳踏啟動等啟動引擎10之情形時，引擎單元EU不進行反向旋轉啟動動作。其後，引擎單元EU進行通常動作。圖3係用以對引擎單元EU之通常動作進行說明之圖。圖4係用以對引擎單元EU之正向旋轉位置對準動作及反向旋轉啟動動作進行說明之圖。
於以下之說明中，將自壓縮衝程向膨脹衝程移行時活塞11經由之上死點稱為壓縮上死點，將自排氣衝程向進氣衝程移行時活塞11經由之上死點稱為排氣上死點。將自進氣衝程向壓縮衝程移行時活塞11經 由之下死點稱為進氣下死點，將自膨脹衝程向排氣衝程移行時活塞11經由之下死點稱為膨脹下死點。
於圖3及圖4中，曲柄軸13旋轉2圈(720度)之範圍之旋轉角度以1個圓表示。曲柄軸13旋轉2圈相當於引擎10之1循環。圖2之曲柄角感測器43檢測曲柄軸13之於旋轉1圈(360度)之範圍之旋轉位置。ECU6基於藉由進氣壓力感測器42檢測出之進氣通路22內之壓力，而判定藉由曲柄角感測器43檢測出之旋轉位置與相當於引擎10之1循環之曲柄軸13旋轉2圈中之哪一圈對應。藉此，ECU6可獲得曲柄軸13之於旋轉2圈(720度)之範圍之旋轉位置。
於圖3及圖4中，角度A0為活塞11(圖2)位於排氣上死點時之曲柄角，角度A2為活塞11位於壓縮上死點時之曲柄角，角度A1為活塞11位於進氣下死點時之曲柄角，角度A3為活塞11位於膨脹下死點時之曲柄角。箭頭R1表示曲柄軸13之正向旋轉時之曲柄角變化之方向，箭頭R2表示曲柄軸13之反向旋轉時之曲柄角變化之方向。箭頭P1~P4表示曲柄軸13之正向旋轉時之活塞11之移動方向，箭頭P5~P8表示曲柄軸13之反向旋轉時之活塞11之移動方向。
(3-1)通常動作
一面參照圖3一面對引擎單元EU之通常動作進行說明。於通常動作中，曲柄軸13(圖2)向正方向旋轉。因此，曲柄角向箭頭R1之方向變化。於此情形時，如箭頭P1~P4所示，於自角度A0至角度A1之範圍活塞11(圖2)下降，於自角度A1至角度A2之範圍活塞11上升，於自角度A2至角度A3之範圍活塞11下降，於自角度A3至角度A0之範圍活塞11上升。
於角度A11，藉由噴射器19(圖2)對進氣通路22(圖2)噴射燃料。於正方向上，角度A11位於較角度A0更靠提前角側。繼而，於自角度A12至角度A13之範圍，藉由進氣閥15(圖2)打開進氣口21(圖2)。於正 方向上，角度A12位於較角度A11更靠延遲角側且較角度A0更靠提前角側，角度A13位於較角度A1更靠延遲角側。自角度A12至角度A13之範圍為通常進氣範圍之例。藉此，包含空氣及燃料之混合氣通過進氣口21被導入至燃燒室31a(圖2)內。
繼而，於角度A14，藉由火星塞18(圖2)對燃燒室31a(圖2)內之混合氣點火。於正方向上，角度A14位於較角度A2更靠提前角側。藉由對混合氣點火而於燃燒室31a內產生爆炸(混合氣之燃燒)。混合氣之燃燒之能量成為活塞11之驅動力。其後，於自角度A15至角度A16之範圍，藉由排氣閥16(圖2)打開排氣口23(圖2)。於正方向上，角度A15位於較角度A3更靠提前角側，角度A16位於較角度A0更靠延遲角側。自角度A15至角度A16之範圍為通常排氣範圍之例。藉此，燃燒後之氣體自燃燒室31a通過排氣口23排出。
(3-2)正向旋轉位置對準動作及反向旋轉啟動動作
一面參照圖4一面對引擎單元EU之正向旋轉位置對準動作及反向旋轉啟動動作進行說明。於正向旋轉位置對準動作中，藉由使曲柄軸13(圖2)向正方向旋轉而將曲柄角調整為反向旋轉開始範圍。反向旋轉開始範圍於正向上處於例如自角度A0至角度A2之範圍，較佳為處於自角度A13至角度A2之範圍。於本例中，反向旋轉開始範圍為自角度A30a至角度A30b之範圍。自角度A30a至角度A30b之範圍包含於自角度A13至角度A2之範圍內。再者，於在曲柄角處於反向旋轉開始範圍之狀態停止引擎10之情形時，不進行正向旋轉位置對準動作。
於正向旋轉位置對準動作時，禁止藉由噴射器19噴射燃料及藉由火星塞18點火。藉此，即便曲柄角到達圖3之角度A11，亦不會藉由噴射器19噴射燃料，且即便曲柄角到達圖3之角度A14，亦不會進行利用火星塞18之點火。因此，於正向旋轉位置對準動作時，不存在混合氣於燃燒室31a內燃燒之情形。
於反向旋轉啟動動作中，自曲柄角處於反向旋轉開始範圍之狀態起使曲柄軸13反向旋轉。藉此，曲柄角向箭頭R2之方向變化。於此情形時，如箭頭P5~P8所示，於自角度A2至角度A1之範圍活塞11下降，於自角度A1至角度A0之範圍活塞11上升，於自角度A0至角度A3之範圍活塞11下降，於自角度A3至角度A2之範圍活塞11上升。曲柄軸13之反向旋轉時之活塞11之移動方向與曲柄軸13之正向旋轉時之活塞11之移動方向相反。
於本例中，於曲柄軸13之反向旋轉時，亦與正向旋轉時同樣地在自角度A13至角度A12之範圍打開進氣口21，且在自角度A16至A15之範圍打開排氣口23，但本發明並不限定於此。亦可於曲柄軸13之反向旋轉時，在自角度A13至角度A12之範圍不打開進氣口21，且在自角度A16至角度A15之範圍不打開排氣口23。
於角度A23，藉由噴射器19(圖2)對進氣通路22(圖2)噴射燃料。 於反方向上，角度A23位於較角度A0更靠提前角側。又，於自角度A21至角度A22之範圍，藉由進氣閥15(圖2)打開進氣口21(圖2)。自角度A21至角度A22之範圍為啟動進氣範圍之例。於反方向上，角度A21、A22處於自角度A0至角度A3之範圍。由於在自角度A1至角度A0之範圍活塞11上升，因此即便於自角度A13至角度A12之範圍打開進氣口21，空氣及燃料亦幾乎不會導入至燃燒室31a。另一方面，由於在自角度A0至角度A3之範圍內活塞11下降，因此藉由在自角度A21至角度A22之範圍打開進氣口21，包含空氣及燃料之混合氣自進氣通路22通過進氣口21被導入至燃燒室31a內。
繼而，於角度A31a，開始對連接於火星塞18(圖2)之點火線圈通電，於角度A31，藉由火星塞18(圖2)對燃燒室31a內之混合氣點火。 於反方向上，角度A31a位於較角度A31更靠提前角側，角度A31位於較角度A2更靠提前角側。角度A31為啟動點火範圍之例。
又，於角度A31，將曲柄軸13之旋轉方向自反向切換為正向。於此情形時，可藉由混合氣之燃燒而提高曲柄軸13之正向之轉矩。其後，引擎10移行至圖3之通常動作。
於本實施形態中，在停止曲柄軸13之向反方向旋轉之後，藉由火星塞18對燃燒室31a內之混合氣點火。藉此，可確實地向正方向驅動曲柄軸13。只要可藉由調整點火之時序等而向正方向驅動曲柄軸13，則亦可於停止曲柄軸13之反向旋轉之前藉由火星塞18對燃燒室31a內之混合氣點火。
如此，於本實施形態中，於引擎10之啟動時，一面藉由啟動兼發電機14使曲柄軸13反向旋轉一面對燃燒室31a內導入混合氣，其後，於活塞11接近壓縮上死點之狀態下對燃燒室31a內之混合氣點火。藉此，以曲柄軸13向正方向旋轉之方式驅動活塞11，獲得向正方向之充分之轉矩。其結果，曲柄角超過最初之壓縮上死點所對應之角度A2。
(3-3)曲柄角之調整
於引擎10之停止時，存在因以下理由而於曲柄角處於角度A0至角度A2之範圍之狀態下停止曲柄軸13之旋轉之情形。
於圖2之閥驅動部17包含凸輪軸之情形時，閥驅動部17與曲柄軸13之旋轉連動地旋轉。於閥驅動部17使進氣閥15提昇之情形時，未圖示之閥彈簧之賦能力作為反作用力自進氣閥15施加至閥驅動部17。同樣地，於閥驅動部17使排氣閥16提昇之情形時，未圖示之閥彈簧之賦能力作為反作用力自排氣閥16施加至閥驅動部17。
於引擎10之停止時，於燃燒室31a內不進行混合氣之燃燒，因此曲柄軸13及閥驅動部17之旋轉力慢慢降低。於此情形時，藉由來自進氣閥15或排氣閥16之反作用力使閥驅動部17之旋轉停止，隨之曲柄軸13之旋轉停止。
於曲柄角處於角度A15附近時，來自排氣閥16之反作用力施加至閥驅動部17。藉此，於曲柄角處於角度A15附近時，曲柄軸13之旋轉易停止。又，於曲柄角處於角度A0附近時，來自進氣閥15之反作用力及來自排氣閥16之反作用力分別施加至閥驅動部17。藉此，於曲柄角處於角度A0附近時，曲柄軸13之旋轉亦易停止。
如上所述，於引擎10之啟動時藉由反向旋轉啟動動作使曲柄軸13反向旋轉。此時，若自於反方向上曲柄角處於自角度A0至角度A31之範圍之狀態後開始反向旋轉啟動動作，則無法適當地進行引擎10之啟動。
具體而言，若自曲柄角處於自角度A15至角度A31之範圍之狀態後開始曲柄軸13之反向旋轉，則曲柄角不經由角度A21至角度A22之範圍而到達至角度A31。於此情形時，不向燃燒室31a內導入混合氣。因此，於角度A31，燃燒室31a內不會產生混合氣之燃燒，而無法獲得用以使曲柄軸13向正方向旋轉之驅動力。
又，曲柄角越接近角度A31，燃燒室31a內之壓力變得越高。因此，於曲柄軸13不具有固定以上之旋轉速度之情形時，曲柄角難以到達至角度A31。若自接近角度A31之曲柄角開始曲柄軸13之反向旋轉，則有曲柄軸13之旋轉速度不會上升，曲柄角不會到達至角度A31之可能性。
若自曲柄角位於自角度A0至角度A21之範圍之狀態後開始曲柄軸13之反向旋轉，則於曲柄軸13之旋轉速度較低之狀態下曲柄角於自角度A21至角度A22之範圍變化。於此情形時，於自角度A21至角度A22之範圍，難以對燃燒室31a內導入混合氣。因此，於角度A31，即便對燃燒室31a內之混合氣點火，亦無法獲得足以使曲柄軸13向正方向旋轉之驅動力。又，與上述同樣地，亦有曲柄軸13之旋轉速度不會充分上升，曲柄角不會到達至角度A31之可能性。
因此，於本實施形態中，於反向旋轉啟動動作之前，藉由正向旋轉位置對準動作將曲柄角調整為反向旋轉開始範圍(本例中為自角度A30a至角度A30b之範圍)。藉由自曲柄角處於反向旋轉開始範圍之狀態後開始曲柄軸13之反向旋轉，而於曲柄角到達至角度A21之時間點曲柄軸13之旋轉速度充分上升。因此，於自角度A21至角度A22之範圍，對燃燒室31a內充分地導入混合氣。又，由於曲柄軸13之旋轉速度充分上升，因此曲柄角確實地到達至角度A31。因此，於角度A31，可使燃燒室31a內適當地產生混合氣之燃燒。藉此，獲得足以使曲柄軸13向正方向旋轉之驅動力。其結果，可適當地進行引擎10之啟動。
(4)燃料噴射及點火之控制
於曲柄軸13之正向旋轉時，ECU6以允許模式及禁止模式中之任一種控制模式控制火星塞18及噴射器19。於允許模式下，於曲柄角為圖3之角度A11時藉由噴射器19噴射燃料，於曲柄角為圖3之角度A14時藉由火星塞18點火混合氣。另一方面，於禁止模式下，禁止藉由噴射器19噴射燃料及藉由火星塞18點火。藉此，無論曲柄角為何種角度，均不會進行利用噴射器19之燃料噴射及利用火星塞18之點火。
ECU6基於預先記憶於記憶體之控制程式而進行模式更新處理。藉此，適當地更新ECU6之控制模式。圖5係模式更新處理之流程圖。模式更新處理於主開關40被接通之期間，以固定之週期連續進行。
如圖5所示，ECU6基於曲柄角感測器43(圖2)之檢測結果判定曲柄軸13是否正向旋轉(步驟S1)。於曲柄軸13未向正方向旋轉之情形時，ECU6不更新控制模式而結束模式更新處理。於曲柄軸13向正方向旋轉之情形時，ECU6判定引擎單元EU是否為通常動作中(步驟S2)。
於引擎單元EU為通常動作中之情形時，ECU6將控制模式更新為 允許模式(步驟S3)，並結束模式更新處理。藉此，如上所述，一面使曲柄軸13正向旋轉，一面於角度A11(圖3)藉由噴射器19噴射燃料，並於角度A14(圖3)藉由火星塞18對燃燒室31a內之混合氣點火。
另一方面，於引擎單元EU並非通常動作中之情形時，ECU6基於電流感測器44之檢測結果判定啟動兼發電機14是否驅動曲柄軸13(步驟S4)。於啟動兼發電機14驅動曲柄軸13之情形時，引擎單元EU為正向旋轉位置對準動作中。於此情形時，ECU6將控制模式更新為禁止模式(步驟S5)，並結束模式更新處理。藉此，禁止藉由噴射器19噴射燃料及藉由火星塞18點火。
另一方面，於啟動兼發電機14未驅動曲柄軸13之情形時，藉由推車啟動或腳踏啟動等啟動操作使曲柄軸13向正方向旋轉之可能性較高。於此情形時，ECU6將控制模式更新為允許模式(步驟S3)，並結束模式更新處理。藉此，藉由推車啟動或腳踏啟動等啟動操作啟動引擎10。
以此方式於藉由通常動作使曲柄軸13正向旋轉時或藉由推車啟動或腳踏啟動等使曲柄軸13正向旋轉時，基於曲柄角之變化而進行利用噴射器19之燃料噴射及利用火星塞18之點火。另一方面，於藉由正向旋轉位置對準動作使曲柄軸13正向旋轉時，禁止藉由噴射器19噴射燃料及藉由火星塞18點火。
(5)引擎啟動處理
ECU6基於預先記憶於記憶體之控制程式而進行引擎啟動處理。圖6~圖9係用以對引擎啟動處理進行說明之流程圖。引擎啟動處理於接通圖2之主開關40或啟動器開關41、或者引擎10已移行至怠速停止狀態時進行。
(5-1)第1例
圖6~圖8係引擎啟動處理之第1例之流程圖。於第1例中，首 先，ECU6判定當前之曲柄角是否已記憶於記憶體(步驟S11)。當前之曲柄角例如於前次之引擎10之停止時記憶於記憶體。例如，並未於接通主開關40後立即記憶當前之曲柄角，而於怠速停止狀態下記憶當前之曲柄角。
於未記憶當前之曲柄角之情形時，ECU6以曲柄軸13向正方向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S12)。於此情形時，基於來自電流感測器44(圖2)之檢測信號而調整啟動兼發電機14之轉矩，以使曲柄角不會到達至壓縮上死點所對應之角度A2(圖3及圖4)。
如上所述，於正向旋轉位置對準動作時，火星塞18及噴射器19之控制模式維持為禁止模式。因此，於步驟S12及下述步驟S16中之曲柄軸13之正向旋轉時，禁止藉由噴射器19噴射燃料及藉由火星塞18點火。
繼而，ECU6判定步驟S12中曲柄軸13開始旋轉後是否已經過規定時間(步驟S13)。於未經過規定時間之情形時，ECU6以繼續進行曲柄軸13之向正方向旋轉之方式控制啟動兼發電機14。若經過規定時間，則ECU6以停止曲柄軸13之旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S14)。藉此，將曲柄角調整為反向旋轉開始範圍。
再者，於步驟S12中，亦可於曲柄軸13正向旋轉時檢測曲柄角，並基於其檢測值將曲柄角調整為反向旋轉開始範圍。
另一方面，於步驟S11中，於記憶有當前之曲柄角之情形時，ECU6判定當前之曲柄角是否處於反向旋轉開始範圍內(步驟S15)。於當前之曲柄角不處於反向旋轉開始範圍之情形時，ECU6以曲柄軸13向正方向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S16)。於此情形時，基於來自電流感測器44(圖2)之檢測信號而調整啟動兼發電機14之轉矩，以使曲柄角不會到達至壓縮上死點所對應之角度A2(圖3及圖4)。
繼而，ECU6基於來自進氣壓力感測器42及曲柄角感測器43之檢 測信號，判定當前之曲柄角是否已達到反向旋轉開始範圍(步驟S17)。於當前之曲柄角未達到反向旋轉開始範圍之情形時，ECU6以繼續曲柄軸13之向正方向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S16)。於當前之曲柄角已達到反向旋轉開始範圍之情形時，ECU6以停止曲柄軸13之旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S14)。藉此，將曲柄角調整為反向旋轉開始範圍。
於步驟S16、S17之處理中，與上述步驟S12、S13之處理相比，能夠精度良好地進行曲柄角之調整，並且抑制啟動兼發電機14產生之消耗電力。
於藉由使曲柄軸13正向旋轉而將曲柄角調整為反向旋轉開始範圍之後，進行圖7之步驟S21之處理。又，於步驟S15中，在當前之曲柄角處於反向旋轉開始範圍時直接進行圖7之步驟S21之處理。
如圖7所示，於步驟S21中，ECU6判定預先規定之引擎10之啟動條件是否成立。引擎10之啟動條件例如係接通啟動器開關41(圖2)或滿足怠速停止解除條件。
再者，於藉由接通啟動器開關41而開始引擎啟動處理之情形時，亦可不進行步驟S21之處理。於此情形時，連續進行正向旋轉位置對準動作及反向旋轉啟動動作。
於引擎10之啟動條件成立之情形時，ECU6進行引擎啟動處理之逾時設定(步驟S22)。具體而言，自該時間點起計測經過時間。若經過時間達到預先規定之結束時間，則強制結束引擎啟動處理(下述步驟S38)。
繼而，ECU6以使曲柄軸13向反方向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S23)。繼而，ECU6基於來自進氣壓力感測器42(圖2)及曲柄角感測器43(圖2)之檢測信號，判定當前之曲柄角是否已達到圖4之角度A23(步驟S24)。於當前之曲柄角到達角度A23之前，ECU6反覆進行 步驟S24之處理。若當前之曲柄角到達角度A23，則ECU6以開始對進氣通路22(圖2)噴射燃料之方式控制噴射器19(步驟S25)。於此情形時，當曲柄角到達角度A23時自曲柄角感測器43對ECU6賦予脈衝信號，ECU6亦能以響應該脈衝信號而噴射燃料之方式控制噴射器19。
繼而，ECU6判定步驟S10中開始噴射燃料後是否已經過預先規定之噴射時間(步驟S26)。在經過預先規定之噴射時間之前，ECU6以繼續噴射燃料之方式控制噴射器19。若經過預先規定之噴射時間，則ECU6以停止噴射燃料之方式控制噴射器19(步驟S27)。
繼而，如圖8所示，ECU6基於來自電流感測器44之檢測信號，判定馬達電流是否已達到預先規定之閾值(步驟S31)。於此情形時，曲柄角越接近圖4之角度A2，馬達電流變得越大。於本例中，當曲柄角已達到圖4之角度A31a時，馬達電流達到閾值。
於流動於啟動兼發電機14之電流已達到預先規定之閾值之情形時，ECU6以停止曲柄軸13之反向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S32)，並且開始對點火線圈通電(步驟S33)。繼而，ECU6判定步驟S33中開始通電後是否已經過預先規定之通電時間(步驟S34)。於經過預先規定之通電時間之前，ECU6繼續對點火線圈通電。若經過預先規定之通電時間，則ECU6停止對點火線圈通電(步驟S35)。藉此，藉由火星塞18對燃燒室31a內之混合氣點火。又，ECU6以曲柄軸13向正方向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S36)。藉此，ECU6結束引擎啟動處理，引擎單元EU移行至圖3之通常動作。再者，啟動兼發電機14對曲柄軸13之驅動於例如步驟S36之處理後已經過固定時間之後停止。
於步驟S31中，在馬達電流未達閾值之情形時，ECU6判定自圖7之步驟S22之逾時設定是否已經過預先規定之結束時間(步驟S37)。有如下情形：因引擎單元EU之異常，在流動於啟動兼發電機14之電流 未達到閾值的情況下自逾時設定經過預先規定之結束時間。作為引擎單元EU之異常，有啟動兼發電機14之動作不良或閥驅動部17之動作不良等。於未經過結束時間之情形時，ECU6返回至步驟S31之處理。 若經過結束時間，則ECU6以停止曲柄軸13之反向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S38)，並且警告駕駛人引擎單元EU已產生異常(步驟S39)。具體而言，例如點亮未圖示之警告燈。藉此，ECU6結束引擎啟動處理。
(5-2)第2例
圖9係引擎啟動處理之第2例之流程圖。ECU6亦可不進行圖8之步驟S31~S39之處理，而進行圖9之步驟S41~S51之處理。
於圖9之例中，ECU6基於來自曲柄角感測器43(圖2)之檢測信號，判定圖7之步驟S23中開始曲柄軸13之向反方向旋轉之後曲柄軸13是否已旋轉預先規定之反向旋轉角度(步驟S41)。反向旋轉角度例如相當於圖4之角度A30a至角度A31a之角度。例如，若於開始曲柄軸13之向反方向旋轉之後，自曲柄角感測器43賦予與反向旋轉角度對應之規定數量之脈衝作為檢測信號，則ECU6判定為曲柄軸13已旋轉反向旋轉角度。
於曲柄軸13已旋轉反向旋轉角度之情形時，ECU6以停止曲柄軸13之反向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S42)，並開始對點火線圈通電(步驟S43)。
繼而，ECU6判定於步驟S43中開始通電之後，曲柄軸13是否已旋轉預先規定之通電角度(步驟S44)。通電角度相當於圖8之步驟S34之通電時間中曲柄軸13旋轉之角度。例如，若於開始通電後，自曲柄角感測器43賦予與通電角度對應之規定數量之脈衝作為檢測信號，則ECU6判定為曲柄軸13已旋轉通電角度。
於曲柄軸13已旋轉通電角度之情形時，ECU6停止對點火線圈通 電(步驟S45)，並且以曲柄軸13向正方向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S46)，結束引擎啟動處理。
另一方面，於步驟S41中，在曲柄軸13未旋轉反向旋轉角度之情形時，ECU6判定自步驟S22之逾時設定是否已經過預先規定之第1結束時間(步驟S47)。於未經過第1結束時間之情形時，ECU6返回至步驟S41之處理。若經過第1結束時間，則ECU6以停止曲柄軸13之反向旋轉之方式控制啟動兼發電機14(步驟S48)，並且警告駕駛人引擎單元EU已產生異常(步驟S51)，結束引擎啟動處理。
又，於步驟S44中，在曲柄軸13未旋轉通電角度之情形時，ECU6判定自圖7之步驟S22之逾時設定是否已經過預先規定之第2結束時間(步驟S49)。第2結束時間設定為較上述第1結束時間長。於未經過第2結束時間之情形時，ECU6返回至步驟S44之處理。若經過第2結束時間，則ECU6停止對點火線圈通電(步驟S50)，並且警告駕駛人引擎單元EU已產生異常(步驟S51)，結束引擎啟動處理。
如此，於第2例中，基於來自曲柄角感測器43之檢測信號，停止曲柄軸13之反向旋轉(步驟S41，S42)。又，基於來自曲柄角感測器43之檢測信號，停止對點火線圈通電(步驟S44，S45)。藉此，能夠以適當之時序停止曲柄軸13之反向旋轉及對點火線圈通電。
又，於在步驟S43中開始對點火線圈通電之後且在步驟S49中已經過第2結束時間之情形時，於步驟S50中停止對點火線圈通電。藉此，防止持續長時間地連接對點火線圈通電。
(6)效果
於本實施形態之引擎系統200中，於正向旋轉位置對準動作時禁止噴射器19噴射燃料火星塞18點火。藉此，防止響應來自曲柄角感測器43之檢測信號(例如脈衝信號)而於引擎10產生意外之混合氣之燃燒。藉此，可於引擎10之啟動前將曲柄角適當地調整為反向旋轉開始 範圍。
其後，於引擎10之啟動時引擎單元EU進行反向旋轉啟動動作。 於此情形時，曲柄角確實地經由啟動進氣範圍。因此，可對燃燒室31a內適當地導入混合氣，而使燃燒室31a內適當地產生混合氣之燃燒。藉此，曲柄軸13之正向之轉矩提高，曲柄角易超過與最初之壓縮上死點對應之角度A2。
又，於本實施形態中，於在引擎10之啟動前未藉由啟動兼發電機14驅動曲柄軸13而使曲柄軸13向正方向旋轉之情形時，不禁止噴射器19之燃料噴射及火星塞18之點火。藉此，於藉由推車啟動或腳踏啟動等使曲柄軸13向正方向旋轉之情形時，可適當地使混合氣燃燒而使引擎10啟動。又，由於基於啟動兼發電機14之動作而控制有無禁止燃料噴射及點火，因此無需複雜之構成及複雜之控制便可防止正向旋轉位置對準動作時之混合氣之燃燒。
(7)其他實施形態 (7-1)
於上述實施形態中，在正向旋轉位置對準動作時禁止藉由噴射器19噴射燃料及藉由火星塞18點火之兩者，但本發明並不限定於此。藉由禁止火星塞18點火，而防止於燃燒室31a內混合氣燃燒。因此，亦可於正向旋轉位置對準動作時不禁止噴射器19噴射燃料。但是，為了於反向旋轉啟動動作中適當地調整燃燒室31a內之空燃比、及為了防止未燃燒之混合氣自燃燒室31a通過排氣通路24排出至外部，較佳為禁止火星塞18點火並且亦禁止噴射器19噴射燃料。
(7-2)
上述實施形態係於具有踏板KP之機車100中應用本發明之例，但亦可於不具有踏板KP之機車100中應用本發明。又，不限定於機車，亦可於自動三輪車或ATV(All Terrain Vehicle，全地形車輛)等其他跨 坐型車輛中應用本發明。
(8)請求項之各構成要素與實施形態之各要素之對應
以下，對請求項之各構成要素與實施形態之各要素之對應例進行說明，但本發明並不限定於下述例。
於上述實施形態中，引擎單元EU為引擎單元之例，引擎10為引擎之例，啟動兼發電機14為旋轉驅動部之例，ECU6為控制部之例，噴射器19為燃料噴射裝置之例，火星塞18為點火裝置之例，閥驅動部17為閥驅動部之例，進氣閥15為進氣閥之例，排氣閥16為排氣閥之例，主開關40為主開關之例，啟動器開關41為啟動器開關之例，踏板KP為腳踏啟動部之例。又，機車100為跨坐型車輛之例，後輪7為驅動輪之例，車體1為本體部之例。
作為請求項之各構成要素，亦可使用具有請求項所記載之構成或功能之其他各種要素。
[產業上之可利用性]
本發明可有效地利用於各種引擎系統及跨坐型車輛。
S1~S5‧‧‧步驟

Claims (8)

  1. 一種引擎系統，其包括：引擎單元，其包含引擎及旋轉驅動部；及控制部，其控制上述引擎單元；且上述引擎包含：燃料噴射裝置，其以對用以將空氣導入至燃燒室之進氣通路內噴射燃料之方式配置；點火裝置，其以對上述燃燒室內之混合氣點火之方式構成；及閥驅動部，其以分別驅動開閉進氣口之進氣閥及開閉排氣口之排氣閥之方式構成；且上述旋轉驅動部係以向正方向或反方向旋轉驅動上述曲柄軸之方式構成；上述控制部係以如下方式控制上述引擎單元：於上述引擎之啟動前進行使上述曲柄軸向正方向旋轉之正向旋轉位置對準動作，於上述引擎之啟動時進行使上述曲柄軸反向旋轉之反向旋轉啟動動作；上述旋轉驅動部於上述正向旋轉位置對準動作中，以曲柄角到達預先規定之反向旋轉開始範圍之方式驅動上述曲柄軸，於上述反向旋轉啟動動作中，以曲柄角自上述反向旋轉開始範圍超過預先規定之啟動進氣範圍而到達預先規定之啟動點火範圍之方式驅動上述曲柄軸；上述閥驅動部於上述反向旋轉啟動動作中，以於曲柄角處於上述啟動進氣範圍時將上述進氣口打開之方式驅動上述進氣閥； 上述燃料噴射裝置於上述反向旋轉啟動動作中，以於曲柄角處於上述啟動進氣範圍時將混合氣自上述進氣通路通過上述進氣口導入至上述燃燒室之方式噴射燃料；上述點火裝置於上述反向旋轉啟動動作中，於曲柄角處於上述啟動點火範圍時點火；上述控制部於上述正向旋轉位置對準動作時禁止藉由上述點火裝置之點火。
  2. 如請求項1之引擎系統，其中上述控制部於上述正向旋轉位置對準動作時禁止藉由上述燃料噴射裝置噴射燃料。
  3. 如請求項1或2之引擎系統，其還包括由駕駛人操作之主開關，且上述控制部係以當上述主開關被接通時進行上述正向旋轉位置對準動作之方式控制上述引擎單元。
  4. 如請求項1或2之引擎系統，其還包括由駕駛人操作之啟動器開關，且上述控制部係以當上述啟動器開關被接通時進行上述正向旋轉位置對準動作之方式控制上述引擎單元。
  5. 如請求項1或2之引擎系統，其中上述控制部於滿足預先規定之怠速停止條件之情形時，以停止上述燃料噴射裝置及上述點火裝置之動作且於上述曲柄軸之旋轉停止後進行上述正向旋轉位置對準動作之方式控制上述引擎單元，於滿足預先規定之怠速停止解除條件之情形時，以進行上述反向旋轉啟動動作之方式控制上述引擎單元。
  6. 如請求項1或2之引擎系統，其中上述控制部於上述引擎之啟動前，於未藉由上述旋轉驅動部驅動上述曲柄軸而使上述曲柄軸向正方向旋轉之情形時，不禁止藉由上述點火裝置之點火，於 上述引擎之啟動前，於藉由利用上述旋轉驅動部驅動上述曲柄軸而使上述曲柄軸向正方向旋轉之情形時，禁止藉由上述點火裝置之點火。
  7. 如請求項1或2之引擎系統，其還包括為使上述曲柄軸向正方向旋轉而由駕駛人用腳操作之腳踏啟動部；且上述控制部於藉由駕駛人對上述腳踏啟動部之操作而使上述曲柄軸向正方向旋轉之情形時，不禁止藉由上述點火裝置之點火。
  8. 一種跨坐型車輛，其包括：本體部，其具有驅動輪；及如請求項1或2之引擎系統，其產生用以使上述驅動輪旋轉之動力。
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