JPH0237155A - 内燃エンジンの出力制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

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空燃比が薄くなり且つエンジ
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Ｊ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、あるいはアクセル開度が
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。

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、エンジンに供給され
る混合気の空燃比が薄くなったことを検出する空燃比検
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空燃比検出手段の出力に応
じてエンジンの出力を低減する出力低減手段とを備えた
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ｌ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、以下筒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ｌＯ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ｌＯ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、即ち点火時期θｉ
ｇ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ＩＩ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１
３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
に連通する掃気ボート１５、及び排気管１６に連通する
排気ボート１７が開口し、これらのボート１５．１７は
前記ピストン６の周壁によって開閉される。

排気ボート１７には、該ボート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１
９．１９は、前記排気ボート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
挾むように配設されている。また、該フラップ１９．１
９の基端は、前記補強壁２０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、前記排気ボート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、排気ボート１７のシリンダ孔５側開口部
上縁に規定量露出する全開位置（第２図の状ａ）との間
で移動することができる。

前記：＃１ｌｌ１２１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
ワイヤ２５を介して、正転・逆転可能なサーボモータ２
６（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θ林、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ｒｃＰＵＪ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Ｔｒｌのベース
に接続されている。該コンデンサＣ１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Ｔｒｓ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ｒ
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ル弁開度センサ３９及び前記ＣＰＵ
３２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θＴ１１に応じて抵抗が変化する可変抵抗から
成るとともに、定電圧ＶＢ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がらの信号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Ｐ
３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ｌ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３
７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Ｔｒｘのベース電圧が低く該トランジスタＴｒｒが
オフ状態に維持されることにより燃料量検出回路３ｏが
らＣＰＵ３２への出力信号Ｐｌはハイレベルとなる。

次に、エンジンｌ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Ｔｒｘ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がら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、ＣＰＵ３２への出力信号Ｐ２はエンジンｌ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ｆ９Ｔ１＋、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θｊｇ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５
０１では燃料量検出回路３０からの出力信号Ｐｌ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Ｎｌ（例えば１０
、　ＯＯＯｒｐｍ）以上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Ｎｓは後述の第２
の所定回転数Ｎ２とともに、エンジンｌ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≧
Ｎｌ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１２．００Ｏｒｐｍ）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Ｎ＋≦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Ｏｉｇ’　　（実線）に対して所定角度Δθ
ｉｇ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Ｏｉｇ’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
Ｉ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減させ、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、エンジン出力の低減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
料量が前記第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
（Ｎｔ若しくはＮｅ）Ｎ２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Ｏ１ｇ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　ｌ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θＴ１１及びエンジン回転数Ｎｅに応じて点火時期
Ｏ１ｇ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Δ／Ｄコンバータ３８からの
スロットル弁開度θＴｌ＋に応じた出力信号Ｐ３が所定
開度Ｏｒ＋＋ｏ（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Ｐ　３＞
　ＯＴｌｌ０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（Ｙｅｓ）、即ちスロットル弁開度θ
ＴＩ＋が極めてｌドさいときには、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θＴ１１が極めて小
さいときには吸入ガス量が小さくなることにより混合気
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Ｏｅｘ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５
０１と同様に出力信号Ｐ＋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０．８００ｒｐ
ｍ）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Ｎ３は、これ以上エンジン回転数
Ｎｅが増加するとエンジンｌの出力が極めて太きくなる
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上
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Ｏｅｘは通常時に設定される開度Ｏｅ
Ｘ′（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θａｘ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ｌ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Ｏ１ｇ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θ
ｅｘ’　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ブｒ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４゜ 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、混合気の空燃比が
薄い場合、例えば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ＨＩ−ｒｌｌ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Ｎ
ｅ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０１ｇ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Ｎ
ｅに応じて点火時期Ｏ１ｇを制御するサブルーチンのフ
ローチャート、第８図は制御ブｒ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。 ｌ・・・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（Ｎ
ｅ）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）。 出願人　　本田技研工業株式会社

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、エンジンに供給される混合気の空燃比が薄くなった
   ことを検出する空燃比検出手段と、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空
   燃比検出手段の出力に応じてエンジンの出力を低減する
   出力低減手段とを備えたことを特徴とする内燃エンジン
   の出力制御装置。 ２、前記空燃比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であることを特徴とする請求項
   １記載の内燃エンジンの出力制御装置。