JPH0672590B2

JPH0672590B2 - 自動二輪車用２サイクルエンジンの特性選択装置

Info

Publication number: JPH0672590B2
Application number: JP60160371A
Authority: JP
Inventors: 尚子山形; 勇二津島; 博史高野
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1985-07-22
Filing date: 1985-07-22
Publication date: 1994-09-14
Anticipated expiration: 2009-09-14
Also published as: JPS6223553A

Description

【発明の詳細な説明】（技術分野）本発明は自動二輪車用２サイクルエンジンの特性選択装
置に関する。

（発明の技術的背景とその問題点）周知のように、自動車ではエンジン回転数、エンジン冷
却水温度等のエンジン運転状態や吸気温度、大気圧等の
気象条件に対応して燃費特性や出力特性を自動制御する
EFI（電子制御燃料噴射）やATAC（排気系可変装置）等
の制御技術が採用されている。また、自動二輪車では、
例えば排気ポート上縁が実質的に上げられるようにし、
これにより圧縮比を下げ早期着火による異常燃焼の発生
を防止しエンジン特性の向上を図ったものが知られてい
る（実公昭55−5711号）。

ところが、上述した措置はいずれも運転性能やエンジン
特性の向上を図ったものであり、必ずしもユーザの希望
を反映したものではない。特に自動二輪車のユーザの趣
向は、例えば静かに走行したい、音の大きさを楽しみな
がら走行したい、最も経済的に走行したい、エンジンの
長命化が図れる走行をしたい、発進・停止の繰り返しが
多い場合の運転が円滑に行えること、あるいは全体的な
エンジン特性には満足しているが、一部のエンジン特性
が不満である等多岐に亘っている。このようなユーザの
趣向に応える為にはユーザが自らの意志でエンジン特性
の変更が出来るようにすることが好ましい。

（発明の目的）本発明は上述した問題に鑑みなされたもので、ユーザが
自らの意志でエンジン特性を運転状況に応じて変更でき
る自動二輪車用２サイクルエンジンの特性選択装置を提
供することを目的とする。

（発明の構成）上記目的を達成するために、本発明に依れば、排気口又
は掃気口の少なくとも一方の開閉タイミングを制御する
開閉タイミング制御手段と、内燃エンジンの点火時期を
制御する点火時期制御手段と、前記開閉タイミング制御
手段及び前記点火時期制御手段を制御する単一の制御ユ
ニットとを備え、前記制御ユニットが、ユーザの意志に
より前記開閉タイミング制御手段及び前記点火時期制御
手段の特性を所定の運転モードに変更する変更手段を有
し、さらに、前記変更手段により変更された運転モード
を表示する表示手段を備えていることを特徴とする自動
二輪車用２サイクルエンジンの特性選択装置が提供され
る。

（実施例の説明）第１図は本発明の一実施例に係る自動二輪車用２サイク
ルエンジンの特性選択装置の構成を示すブロック図であ
る。

このエンジン特性選択装置は、ユーザが諸元Ａセレクタ
100及び諸元Ｂセレクタ200を手操作するだけで、点火時
期制御及び燃焼制御に係るエンジン特性を任意に変更し
ユーザが好むエンジン運転状態にするもので、諸元Ａセ
レクタ100及び諸元Ｂセレクタ200は例えば後述するよう
にエンジン本体に夫々取り付けられる。

諸元Ａセレクタ100の手操作により点火時期特性を例え
ば５段階に亘り遅角変化をさせることができる。この実
施例では、点火装置300の点火時期制御回路（第２図）
の抵抗R₁,R₂の各抵抗値を回路定数変更スイッチ400によ
り切換えることにより行なう。回転定数変更スイッチ40
0は、例えば第３図に示すようにスイッチＡとスイッチ
Ｂが連動するロータリスイッチからなる。スイッチA,B
は抵抗R₁,R₂の各抵抗値を夫々５段階に亘り変更設定す
るもので、諸元Ａセレクタ100を例えば番号３に設定す
るとロータが回転し、スイッチA,Bは共に対応する接続
端子３に切換るようになっている。その結果、点火装置
300は諸元Ａセレクタ100が選択設定した番号３の遅角特
性上で点火時期を制御することになる。尚、点火時期制
御回路（第２図）の詳細は後述する。

また、諸元Ｂセレクタ200の手操作により圧縮比を例え
ば５段階に亘り変更設定できる（従って排気ポート、掃
気ポートの開閉タイミングも５段階に亘り変更設定され
る）。具体的には、圧縮比変更機構500及びこれを駆動
するサーボモータ600は第６図及び第７図に示すように
配設され、諸元Ｂセレクタ200により番号の設定を行な
うと、諸元選択信号がサーボモータ600に出力され、サ
ーボモータ600が所定角度回転する。その結果、圧縮比
変更機構500が後述するように駆動され、当該エンジン
はユーザが選択した圧縮比でもって運転を継続すること
になる。

以上のように、諸元Ａセレクタ100、諸元Ｂセレクタ200
の操作により、ユーザは最大25通りのエンジン特性が選
択できるようになっている。

さらに、このエンジン特性選択装置は第11図に例示する
如きコントロールパネル700と該コントロールパネル700
への表示制御を行なうマイクロコンピュータ800を備え
る。コントロールパネル700はモード表示部7aとPSカー
ブ（出力特性）表示部7bとを備える。PSカーブ表示部7b
は、第11図に例示する如く、エンジン出力（縦軸）−エ
ンジン速度（横軸）の特性曲線を表示する。また、モー
ド表示部7aの表示内容としては、例えば「OPEN」「SPOR
TY」「ECONOMY」「SILENT」「Access」「DURABILITY」
及び「WARNING」等である。一方、マイクロコンピュー
タ800はモード表示制御プログラム8aとPSカーブ表示制
御プログラム8bとを備え、これらのプログラム8a,8bは
諸元Ａセレクタ100及び諸元Ｂセレクタ200の各諸元選択
信号の入力に応答して起動される。モード表示制御プロ
グラム8aは前記25通りのエンジン特性（モード）のうち
のいずれが選択されたか判断し、これに基づきコントロ
ールパネル700のモード表示部7aにユーザが意図した所
望のモード表示を行なうことを実行する。また、PSカー
ブ表示制御プログラム8bはユーザが選択したエンジン状
態におけるエンジン出力とエンジン回転数の関係をグラ
フ化し、これをPSカーブ表示部7bに表示することを実行
する。

以上のように、ユーザは、当該エンジン特性が自らの意
志で変更設定したものに係る特性であることを目視確認
しながら、自動二輪車の運転を楽しむことができるよう
になっている。

次に、点火時期制御回路（第２図）、及び圧縮比変更機
構（第６図、第７図）について説明する。

第２図において、図示しない交流発電機の交流出力が印
加される端子EXには整流用のダイオードD₁のアノードが
接続される。ダイオードD₁のカソードには点火用充電コ
ンデンサC₀の一方の接続端子が接続され、コンデンサC₀
の他方の接続端子は端子Igに接続される。端子Igには図
示しないイグニッションコイルの一次側コイルが接続さ
れる。

このダイオードD₁のカソードとコンデンサC₀の接続点に
はスイッチング素子、例えばサイリスタSCRのアノード
が接続され、サイリスタSCRのカソードはアースに接続
されている。また、端子PCには図示しないパルサの出力
が印加される。パルサの出力波形は非正弦波形であり、
その波高値はエンジン回転数に応じて変化する（第４図
（ａ））。この端子PCには抵抗R₀を介してダイオードD₂
のアノードが接続され、ダイオードD₂のカソードはPNP
トランジスタTrのベースに接続されている。ダイオード
D₂のカソードとトランジスタTrのベースとの接続点Ａと
アース間には抵抗R₂が接続されると共に、定電圧ダイオ
ードD₃のカソードが接続され、定電圧ダイオードD₃のア
ノードとアース間には抵抗R₁が接続されている。また、
トランジスタTrのエミッタとアース間にはコンデンサC₁
が介挿され、エミッタとコンデンサC₁との接続点と前記
接続点Ａ間には接続点Ａの電圧でコンデンサC₁を充電す
べくダイオードD₄が順方向接続されている。そして、ト
ランジスタTrのコレクタは抵抗R₃を介して前記サイリス
タSCRのゲートに接続され、抵抗R₃とサイリスタSCRのゲ
ートとの接続点とアース間には抵抗R₄が接続されてい
る。尚、端子EXとダイオードD₁のアノードの接続点には
ダイオードD₅のカソードが接続されると共に、ダイオー
ドD₆のアノードが接続され、ダイオードD₅のアノードは
アースに、またダイオードD₆のカソードは端子SWに夫々
接続されている。端子SWは図示しないイグニッションキ
ースイッチに接続され、該キースイッチをオフしたとき
端子EXをアースに接続し、コンデンサC₀が充電されない
ようにしている。

このような構成において、コンデンサC₀は端子EXに印加
される交流出力でダイオードD₁を介して充電される。一
方、コンデンサC₁は抵抗R₀、ダイオードD₂、及びD₄を介
して端子PCに印加されるパルサ出力により充電される。
トランジスタTrはコンデンサC₁の端子電圧が接続点Ａの
電圧を超えたときオン作動をし、またコンデンサC₁の端
子電圧が接続点Ａの電圧以下となったときオフ作動す
る。トランジスタTrがオン作動すると、コンデンサC₁の
放電電流がトランジスタTr、抵抗R₃,R₄及びアースと流
れ、サイリスタSCRをオン作動させる。すると、コンデ
ンサC₀がサイリスタSCRを介して急激に放電し、端子Ig
に接続される図示しないイグニッションコイルを介した
点火が行なわれる。この点火時期は一般には圧縮行程終
了前の上死点（TDC）前の所定クランク角度位置（例え
ば20゜BTDC）に設定されるが、本発明においては点火時
期がトランジスタTrがオン作動する時点であることに着
目し、接続点Ａの電圧を変えることにより、点火時期を
遅角させるのであり、この作用を行なうのが前記回路定
数変更スイッチ400（第1,3図）である。

接続点Ａの電圧は抵抗R₂の端子電圧に等しいと共に、定
電圧ダイオードD₃のツェナー電圧Vzと抵抗R₁の端子電圧
の和に等しいが、ツェナー電圧Vzは一定であるので、接
続点Ａの電圧は実質上抵抗R₁,R₂の各端子電圧に依存す
ることになる。ここで、抵抗R₁＝０とした場合に点火時
期を遅角させる様子を第４図を参照して説明する。第４
図（ａ）（ｄ）は端子PCに印加されるパルサ出力電圧の
波形を示し、その波高値はエンジン回転数の上昇と共に
増大する。今、エンジン回転数が例えば300rpmである場
合の波高値が約40V（第４図（ａ））、6000rpmである場
合の波高値が約70V（第４図（ｄ））であるとする。そ
して、接続点Ａの電圧は抵抗R₀,R₂で分圧した値に等し
いから、R₀＝R₂とすると端子PCに印加されるパルサ出力
電圧の半分の電圧が接続点Ａの電圧になる。従って、定
電圧ダイオードD₃のツェナー電圧Vzが例えば25Vである
とした場合に、接続点Ａの電圧波形を求めると第４図
（ｂ）に示すようになる。即ち、エンジン回転数が3000
rpmである場合には接続点Ａの電圧は最大20Vであるか
ら、コンデンサC₁の充電電圧も20V付近まで達し、その
時点はパルサ出力電圧の正方向波高値の時点と略一致す
る。そして、接続点Ａの電圧が最大値を過ぎその値がコ
ンデンサC₁の充電電圧以下になると、トランジスタTrは
オン作動をし、パルサ出力電圧の正方向波高値を僅かに
過ぎた時点（第４図（ｃ））で点火が行なわれる。ここ
で、パルサ出力電圧はその正方向波高値が例えば20゜BT
DCのクランク角度位置で生ずるようになされているの
で、略20゜BTDCで点火が行なわれることになる。

一方、エンジン回転数が6000rpmの場合には接続点Ａの
電圧は本来最大35Vまで上昇するはずであるが、定電圧
ダイオードD₃のツェーナ電圧Vz（25V）以上にはなり得
ないので、第４図（ｅ）に示すようにツェナー電圧以上
の電圧領域（図示破線部分）はクリップされ実線で示す
波形となる。コンデンサC₁の充電電圧はツェナー電圧Vz
（＝25V）であるから、パルサ出力電圧が正方向波高値
から所定クランク角度位置を経過したt₁時点で50V以下
になると、その時点でトランジスタTrがオン作動をし、
第４図（ｆ）に示すように点火が行なわれる。ここに、
点火時期は20゜BTDC位置からクランク角度位置θだけTD
C位置に近付く、即ち遅角される。このとき、抵抗R₁≠
０とすると、トランジスタTrがオン作動をするときの接
続点Ａの電圧は抵抗R₁の端子電圧の分だけ増加するか
ら、点火時期の遅角量は前述の場合よりも小さくなる。

以上の動作説明から明らかなように、抵抗R₁,R₂の値を
変更することにより、点火時期の遅角制御が行なえる。
第５図は第３図に示した回路定数変更スイッチ４で抵抗
R₁,R₂の値を５段階に亘り変更設定した場合の各点火時
期特性を示す。尚、点火進角値θIGはエンジン回転数Ne
が4000rpm以下では20゜BTDCに設定される。図におい
て、諸元Ａセレクタ100で例えば番号５を選択すると、
回路定数変更スイッチ400の接点は端子５に切換えられ
て、抵抗R₁,R₂は例えばR₁＝０Ω,R₂＝270Ωと夫々切換
設定される。その結果、点火進角値θIGは略８゜BTDCに
遅角される。そして、５段階に亘り行なわれる遅角制御
の開始時点と終了時点は各段階で夫々異なっており、開
始時点は抵抗R₂で、また終了時点は抵抗R₁で夫々規定さ
れる。

次いで、第６図乃至第９図を参照して圧縮比変更機構50
0の具体例を説明する。

第６図及び第７図は２サイクル内燃エンジンの要部を示
す一部破断正面図及び側断面図である。図において、こ
の内燃エンジンはシリンダヘッド１と、シリンダ２と、
クランクケース３を備える。シリンダヘッド１には点火
プラグ４が設けられている。シリンダ２内にはシリンダ
ボア５が嵌め込まれ、シリンダボア５にはピストン６が
摺動自在に嵌装されている。ピストン６のピストンピン
７にはコンロッド８の小端部が回転自在に連結されてい
る。一方、コンロッド８の大端部を回転自在に支持する
クランクピン９はクランク軸10に一体的に突設されたク
ランクアーム11に固定され、クランク軸10はベアリング
10aを介してクランクケース３の支持部分に回転自在に
支持されている。

また、第６図において、掃気通路12は上部開口端がシリ
ンダボア５の側壁を貫通してシリンダ室に連通可能とさ
れ、かつ下部開口端がクランクケース３内に画成される
クランク室13に連通している。尚、第７図中符号14は吸
気通路、符号15は排気通路である。

以上の如く構成される従来の内燃エンジンにおいて、次
のような圧縮比変更機構が付加される。即ち、クランク
ピン９にはカム部材16が回転可能に外嵌されている。こ
のカム部材16は略円筒上に形成され、その長さ方向一端
（第６図中右側）外周部にはカム部16aが形成されてい
る。前記コンロッド８の大端部はカム部材16のカム部16
aに回転自在に外嵌されており、このカム部16aを介して
クランクピン９に回転自在に軸支されていることにな
る。また、カム部材16の他端（第６図中左側）にはピニ
オン17が外嵌固定され、カム部材16と一体的に回転す
る。

ライナ18はクランクケース３に回転自在に支持され、か
つクランク軸10と同軸上に配置されている。そして、こ
のライナ18の一端面には全周に亘り内歯18′ａが形成さ
れた歯車18′が固着されており、この内歯18′ａは前記
ピニオン17に噛合するようになっている。ここで、前記
歯車18′とピニオン17との歯数の比は所定値、例えば3:
1に設定されており、ピニオン17が歯車18′の内周を一
周する間に、該ピニオン17は３回自転することになる。

また、クランクケース３の下端部には前記サーボモータ
600が固定され、該サーボモータ600の出力軸にウォーム
19が固定されている。ウォーム19は前記歯車18′の外周
の一部に形成されたウォームホイール20と噛合するよう
になっている。

さらに、クランクケース３の上端部には前記諸元Ａセレ
クタ100及び諸元Ｂセレクタ200が取り付けられている。
各セレクタ100,200の操作ツマミ表面には選択諸元を示
す番号（この実施例では１〜５）が付され、操作ツマミ
を手指で回転させ諸元番号をカーソル位置にセットする
のである。前述したように、サーボモータ600は諸元Ｂ
セレクタ２よりの諸元選択信号で駆動される。

次いで、上述のように構成される圧縮比変更機構の作用
を説明する。第８図はクランクピン９及びカム部材16の
動きを説明する図である。図中符号Ａはクランクピン９
の中心の軌跡、符号Ｂはカム部16aの中心の軌跡（従っ
て、コンロッド８の大端部中心の軌跡）、符号ｈはカム
部16aの中心の偏心量、符号Ｃはクランクピンの中心位
置を夫々示す。

図から明らかなように、カム部16a中心の動きは、クラ
ンク軸10を中心として120゜回動する毎に、クランクピ
ン９の中心の動きに対し径方向外側へ突出したり内側へ
凹んだりして、大略正三角形を描く。これは、クランク
軸10の回転に伴ない、歯車18′の内周を公転するピニオ
ン17が当該歯車18′の内歯18′ａにより強制的に回転さ
せられ、これと同時にカム部16aの中心がクランクピン
９に対して偏心させられているためである。

次に、第９図はサーボモータ600を駆動した場合のカム
部16a中心の軌跡の変化を示す。図中実線で示す軌跡は
前記第８図中の符号Ｂで示す軌跡に相当し、諸元Ｂセレ
クタ200の例えば番号１を選択した場合を示す。この場
合におけるピストン６は、上死点位置が前記偏心量ｈの
分（最大2hまで可能）だけ押し上げられる（従って、圧
縮比が高くなる）と共に、下降時期が遅くなり、かつ上
昇時期が早くなる（従って、排気口や掃気口の開閉タイ
ミングがずらされている）。従って、番号１の選択をエ
ンジンが低速回転のときに行なえば出力特性が向上す
る。また、第９図中破線で示す軌跡は例えば番号３を選
択し、サーボモータ600が所定角度回転した場合を示
し、カム部16a中心の軌跡が前記実線で示す軌跡の状態
から30゜回転した状態が示されている。これはサーボモ
ータ600により歯車18′が回転されると、カム部材16は
その位置を保持したまま所定角度（図示例では90゜）自
転することになる。この場合のピストン６は、上死点位
置が前述の場合よりも若干下がる（従って、圧縮比が前
述の場合よりも小さくなる）と共に、下降時期が早くな
り、かつ上昇時期が遅くなる（従って、排気口や掃気口
の開閉タイミングが前述とは異なるタイミングにずらさ
れる）。この番号３の選択をエンジンが高速回転のとき
に行なえばノッキングの発生を防止できる。尚、第９図
中の符号l₁,l₂は夫々ピストン７のストロークを示す。

次に、第10図（Ａ）（Ｂ）は諸元Ａセレクタ100及び諸
元Ｂセレクタ200を夫々各別に適宜に操作設定した場合
のエンジン回転数Neとエンジン出力PSの関係の一例を示
す。第10図（Ａ）は諸元Ａセレクタ100を番号３に設定
し、諸元Ｂセレクタ200を番号１から順に番号５まで変
化させた場合、第10図（Ｂ）は諸元Ｂセレクタ200を例
えば番号３に設定し、諸元Ａセレクタ100を番号1,3及び
５と変化させた場合のエンジン出力特性を夫々示す。こ
の特性曲線は前述したようにマイクロコンピュータ800
で求められ、コントロールパネル700（第11図）のPSカ
ーブ表示部7bに表示されるのである。そして、モード表
示部7aには各セレクタ100,200を操作したことによるエ
ンジン特性上の特徴が表示される。例えば諸元Ａ＝5,諸
元Ｂ＝１の場合には「SPORTY」が、諸元Ａ＝1,諸元Ｂ＝
５の場合には「ECONOMY」が、また諸元Ａ＝3,諸元Ｂ＝
３の場合には「DURABILITY」が夫々点灯する。尚、モー
ド表示部7aの各文字はLED表示によるものであり、またP
Cカーブ表示部7aは液晶表示器で構成されている。

（発明の効果）以上詳述したように、本発明の自動二輪車用２サイクル
エンジンの特性選択装置によれば、排気口又は掃気口の
少なくとも一方の開閉タイミングを制御する開閉タイミ
ング制御手段と、内燃エンジンの点火時期を制御する点
火時期制御手段と、前記開閉タイミング制御手段及び前
記点火時期制御手段を制御する単一の制御ユニットとを
備え、前記制御ユニットが、ユーザの意志により前記開
閉タイミング制御手段及び前記点火時期制御手段の特性
を所定の運転モードに変更する変更手段を有し、さら
に、前記変更手段により変更された運転モードを表示す
る表示手段を備えているので、ユーザが、当該エンジン
特性が自らの意志で変更設定したものに係る特性である
ことを目視確認しながら、自動二輪車の運転を楽しむこ
とができる。すなわち、本発明によれば、よりユーザの
ニーズに答えられるエンジン特性を容易に得ることがで
き、ユーザはその好みに応じた快適な走行を享受するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例に係る内燃エンジンの特性選
択装置の全体構成を示すブロック図、第２図は第１図中
の点火装置が備える点火時期制御回路を示す回路図、第
３図は前記点火時期制御回路の抵抗R₁,R₂の値を切換設
定する回路定数変更スイッチを示す接続図、第４図は前
記点火時期制御回路の作用を説明する波形図、第５図は
前記回路定数変更スイッチの操作により各種に遅角制御
される点火進角値θIGの変化を示す線図、第６図及び第
７図は２サイクル内燃エンジンの要部を示す一部破断正
面図及び側断面図、第８図及び第９図は圧縮比変更機構
の作用を説明する図、第10図（Ａ）（Ｂ）は諸元Ａセレ
クタ及び諸元Ｂセレクタの操作により得られる各種のエ
ンジン出力特性を示す特性図、第11図はコントロールパ
ネルを示す正面図である。 100……諸元Ａセレクタ、200……諸元Ｂセレクタ、300
……点火装置、400……回路定数変更スイッチ、500……
圧縮比変更機構、600……サーボモータ、700……コント
ロールパネル、800……マイクロコンピュータ、６……
ピストン、９……クランクピン、16……カム部材、16a
……カム部、17……ピニオン、18……ライナ、19……ウ
ォーム、20……ウォームホイール。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】排気口又は掃気口の少なくとも一方の開閉
タイミングを制御する開閉タイミング制御手段と、内燃
エンジンの点火時期を制御する点火時期制御手段と、前
記開閉タイミング制御手段及び前記点火時期制御手段を
制御する単一の制御ユニットとを備え、前記制御ユニットが、ユーザの意志により前記開閉タイ
ミング制御手段及び前記点火時期制御手段の特性を所定
の運転モードに変更する変更手段を有し、さらに、前記変更手段により変更された運転モードを表
示する表示手段を備えていることを特徴とする自動二輪
車用２サイクルエンジンの特性選択装置。