(57)【要約】【課題】  効果的に点火燃焼ケッチンを抑制できる内燃機関を提供すること【解決手段】  パルサー１５０からのパルス信号１５２にしたがって点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関１０００であって、パルサー１５０は、内燃機関の一回転に複数のパルス信号１５２を発生させ、内燃機関において点火が実行される直前の前記複数のパルス信号により、内燃機関の回転速度の落ち込み量を計算して点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定し、前記判定に基づきハード点火または当該ハード点火よりも遅角点火を実行する、点火時期制御システム１００を備えた内燃機関１０００である。【選択図】  図８
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
パルサーからのパルス信号にしたがって予め決められた点火時期を持つように点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関であって、
前記パルサーは、前記内燃機関の一回転に複数のパルス信号を発生させ、
前記内燃機関において前記予め決められた点火時期の点火が実行される直前の前記複数のパルス信号により、前記内燃機関の回転速度の落ち込み量を計算して点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定し、前記判定に基づきハード点火または当該ハード点火よりも遅角点火を実行する、点火時期制御システムを備えたことを特徴とする、内燃機関。
【請求項２】
前記点火時期制御システムは、
前記パルサーに接続され、前記回転速度の落ち込み量を計算する制御装置と、
前記制御装置に接続され、かつ、前記制御装置によって点火時期が制御される点火装置と
を備え、
前記制御装置は、前記回転速度の落ち込み量を計算するとともに、前記回転速度の落ち込み量が前記点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定する機能を有している、請求項１に記載の内燃機関。
【請求項３】
前記点火時期制御システムは、
前記回転速度の落ち込みによって前記点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定するとともに、前記点火燃焼ケッチンに至る度合いの軽重を認定し、前記度合いが軽いと認定した場合には前記ハード点火を実行し、前記度合いが重いと認定した場合には遅角点火を実行することを特徴とする、請求項１または２に記載の内燃機関。
【請求項４】
前記点火時期制御システムは、前記遅角点火でも前記点火燃焼ケッチンに至る度合いが重いと認定した場合には点火停止を実行する機能をさらに有している、請求項３に記載の内燃機関。
【請求項５】
パルサーからのパルス信号にしたがって予め決められた点火時期を持つように点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関であって、
前記パルサーは、前記内燃機関の一回転に複数のパルス信号を発生させ、
前記内燃機関において前記予め決められた点火時期の点火が実行される直前の前記複数のパルス信号により、前記内燃機関の回転速度を計算し、当該回転速度が一定値よりも低い場合に点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定し、前記判定に基づきハード点火または遅角点火を実行する、点火時期制御システムを備えたことを特徴とする、内燃機関。
【請求項６】
前記点火時期制御システムは、
前記パルサーに接続され、前記内燃機関の回転速度を算出するとともに前記回転速度の値が前記一定値よりも低いか否かを判定する制御装置と、
前記制御装置に接続され、かつ、前記制御装置によって点火時期が制御される点火装置と
を備え、
前記制御装置は、前記回転速度の値が前記一定値よりも低い場合に、前記点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定する機能を有している、請求項５に記載の内燃機関。
【請求項７】
パルサーからのパルス信号にしたがって予め決められた点火時期を持つように点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関であって、
前記パルサーは、前記内燃機関の一回転に複数のパルス信号を発生させ、
前記内燃機関において前記予め決められた点火時期の点火が実行される直前の前記複数のパルス信号により、前記内燃機関の回転速度の落ち込み量を計算して、点火燃焼ケッチンの発生を制御する点火時期制御システムを備え、
前記点火時期制御システムは、
前記回転速度の落ち込み量のレベルに応じて、前記直前の内燃機関の点火よりも遅角点火を実行することを特徴とする、内燃機関。
【請求項８】
前記遅角点火には、ハード点火、および、当該ハード点火よりも遅角点火が含まれる、請求項７に記載の内燃機関。
【請求項９】
前記点火時期制御システムは、点火停止を実行する機能をさらに有している、請求項７に記載の内燃機関。
【請求項１０】
前記点火時期制御システムは、前記内燃機関の全回転域において動作し、それによって点火燃焼ケッチンの発生を制御することを特徴とする、請求項７から９の何れか一つに記載の内燃機関。
【請求項１１】
前記内燃機関は、鞍乗型車両用の内燃機関である、請求項１から１０の何れか一つに記載の内燃機関。
【請求項１２】
前記請求項１から１０の何れか一つに記載の内燃機関を備えた車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関およびそれを備えた車両に関する。特に、鞍乗型車両（例えば、自動二輪車）の用途に用いられ、ケッチンの発生を抑制することができる内燃機関に関する。
【背景技術】
【０００２】
自動二輪車には、いわゆる「ケッチン」という現象が発生する場合がある（例えば、特許文献１、２参照）。特許文献１や２にも記載されているが、この「ケッチン」とは、エンジン（内燃機関）の始動時において、点火プラグによる点火がピストンの上死点直前に行われ、その爆発力でピストンが上死点に達する前に押し戻され、エンジンが逆回転しようとして急停止する現象である。
【０００３】
特許文献１によれば、ケッチンを防止するために、エンジンが所定の回転速度に達するまでは点火装置の動作を禁止するエンジン始動装置が提案されている。また、特許文献２では、車両走行中は所定の停車条件に応答して停止し、中断後は所定の発進操作に応答して再開するエンジン自動停止始動装置を搭載した自動二輪車に適したエンジン始動装置も提案されている。
【特許文献１】特開昭６０−２７８１５８号公報
【特許文献２】特開２００２−２２１１３８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ケッチンが生じると、クランクシャフトとスタータモータとの間の動力伝達系に大きな逆転トルクが発生する。この逆転トルクにより、スタータ系の部品（例えば、ワンウェイクラッチ、スタータモータなど）が損傷するのを防ぐために、トルクリミッターの使用等の対策が取られている。しかしながら、そのような対策は、コストアップや重量増加をもたらし、このことは自動二輪車においては特に重要な問題となる。
【０００５】
特許文献１および２では、ケッチンを防止できる始動装置が開示されているが、ケッチンは、始動時以外にも生じることが知られており、始動時以外のケッチンを確実に抑制するためにもケッチン対策を取ることが望ましい。また、特許文献１および２では、ケッチンの発生が予想されたら、点火を停止することにより、ケッチンの発生を防止しているが、点火を停止することは当然ライダーに違和感を与える結果に結びつく。ライダーとしては、出来るだけ違和感なく運転をしたいと思うのが実情である。
【０００６】
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その主な目的は、始動時のみならず全回転域において効果的にケッチンを抑制することができる内燃機関を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の内燃機関は、パルサーからのパルス信号にしたがって予め決められた点火時期を持つように点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関であり、前記パルサーは、前記内燃機関の一回転に複数のパルス信号を発生させ、前記内燃機関において前記予め決められた点火時期の点火が実行される直前の前記複数のパルス信号により、前記内燃機関の回転速度の落ち込み量を計算して点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定し、前記判定に基づきハード点火または当該ハード点火よりも遅角点火を実行する、点火時期制御システムを備えたことを特徴とする。ここで、予め決められた点火時期は、内燃機関の一回転の平均回転速度により決定され得る。なお、その決定は、内燃機関の複数回転の平均回転速度により行われてもよい。
【０００８】
ある好適な実施形態において、前記点火時期制御システムは、前記パルサーに接続され、前記回転速度の落ち込み量を計算する制御装置と、前記制御装置に接続され、かつ、前記制御装置によって点火時期が制御される点火装置とを備え、前記制御装置は、前記回転速度の落ち込み量を計算するとともに、前記回転速度の落ち込み量が前記点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定する機能を有している。
【０００９】
ある好適な実施形態において、前記点火時期制御システムは、前記回転速度の落ち込みによって前記点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定するとともに、前記点火燃焼ケッチンに至る度合いの軽重を認定し、前記度合いが軽いと認定した場合には前記ハード点火を実行し、前記度合いが重いと認定した場合には遅角点火を実行することを特徴とする。
【００１０】
前記点火時期制御システムは、前記遅角点火でも前記点火燃焼ケッチンに至る度合いが重いと認定した場合には点火停止を実行する機能をさらに有していてもよい。
【００１１】
本発明の他の内燃機関は、パルサーからのパルス信号にしたがって予め決められた点火時期を持つように点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関であり、前記パルサーは、前記内燃機関の一回転に複数のパルス信号を発生させ、前記内燃機関において前記予め決められた点火時期の点火が実行される直前の前記複数のパルス信号により、前記内燃機関の回転速度を計算し、当該回転速度が一定値よりも低い場合に点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定し、前記判定に基づきハード点火または遅角点火を実行する、点火時期制御システムを備えたことを特徴とする。
【００１２】
ある好適な実施形態において、前記点火時期制御システムは、前記パルサーに接続され、前記内燃機関の回転速度を算出するとともに前記回転速度の値が前記一定値よりも低いか否かを判定する制御装置と、前記制御装置に接続され、かつ、前記制御装置によって点火時期が制御される点火装置とを備え、前記制御装置は、前記回転速度の値が前記一定値よりも低い場合に、前記点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定する機能を有している。
【００１３】
本発明の更に他の内燃機関は、パルサーからのパルス信号にしたがって予め決められた点火時期を持つように点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関であり、前記パルサーは、前記内燃機関の一回転に複数のパルス信号を発生させ、前記内燃機関において前記予め決められた点火時期の点火が実行される直前の前記複数のパルス信号により、前記内燃機関の回転速度の落ち込み量を計算して、点火燃焼ケッチンの発生を制御する点火時期制御システムを備え、前記点火時期制御システムは、前記回転速度の落ち込み量のレベルに応じて、前記直前の内燃機関の点火よりも遅角点火を実行することを特徴とする。
【００１４】
ある好適な実施形態において、前記遅角点火には、ハード点火、および、当該ハード点火よりも遅角点火が含まれる。
【００１５】
前記点火時期制御システムは、点火停止を実行する機能をさらに有していてもよい。
【００１６】
ある好適な実施形態において、前記点火時期制御システムは、前記内燃機関の全回転域において動作し、それによって点火燃焼ケッチンの発生を制御することを特徴とする。
【００１７】
前記内燃機関は、鞍乗型車両用の内燃機関であることが好ましい。
【００１８】
本発明の車両は、上記内燃機関を備えた車両である。
【発明の効果】
【００１９】
本発明の内燃機関によれば、パルサーが内燃機関の一回転に複数のパルス信号を発生させ、点火時期制御システムが、内燃機関において点火が実行される直前の複数のパルス信号により、内燃機関の回転速度の落ち込み量を計算して点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定し、前記判定に基づきハード点火または当該ハード点火よりも遅角点火を実行するので、点火停止の手法をとらなくてもケッチンを効果的に抑制することができるとともに、始動時のみならず全回転域において効果的にケッチンを抑制することができる。その結果、ケッチンを抑制するためのケッチン対策部材（トルクリミッターなど）を省略することができ、それにより、コストダウンの達成および重量の軽量化を図ることができる。
【００２０】
点火時期制御システムは、前記パルサーに接続され、前記回転速度の落ち込み量を計算する制御装置と、前記制御装置に接続され、かつ、前記制御装置によって点火時期が制御される点火装置とから構成することができ、ここで、前記制御装置は、前記回転速度の落ち込み量を計算するとともに、前記回転速度の落ち込み量が前記点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定する機能を有している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
本願発明者は、確実にケッチンを防止して、内燃機関からケッチン防止用の部材を省略して、コストダウンおよび軽量化を図った鞍乗型車両（自動二輪車や、四輪バギーなど）を開発すべく、ケッチン発生のメカニズムを探求し、その結果、効果的なケッチンの抑制手法を見出し、本発明に至った。
【００２２】
本発明の実施形態を説明する前に、本願発明者が検討したケッチン発生のメカニズムについて簡単に説明する。
【００２３】
まず、図１に示すように、内燃機関（レシプロエンジン）は、吸入行程１１、圧縮行程１２、燃焼行程１３、排気行程１４からなる行程システム１０を繰り返して運動している。プラグに電気火花を飛ばすタイミングである点火時期１５は、通常は、上死点１７の前で（すなわち、上死点１７よりも進角で）行われる。これは、プラグに火を飛ばしてもシリンダ内の混合気は一瞬にして燃えるわけでなく十分に燃えるのにある程度時間がかかるため、十分に燃えて最大圧力を発生させるタイミングをピストンから上死点１７からわずかに過ぎた位置にあわせる上で、点火時期１５は上死点１７の前にされているからである。
【００２４】
図１中の（ａ）のエンジン回転（ＥＧ回転）では、点火時期１５で点火が行われ、正常運転２０が行われた例を示している。一方、図１中の（ｂ）のエンジン回転では、点火時期１５で点火が行われ燃焼するも、上死点１７を乗り越えることができず（符号２１参照）、逆転が起こり、点火燃焼ケッチン２２が生じる。なお、図１中の（ｃ）のエンジン回転のように、点火時期１５までいかずに、点火・燃焼なく逆転が生じる圧縮ケッチン２３も存在する。
【００２５】
上記特許文献１および２では、始動時にケッチンが生じることが述べられていたが、始動時以外にも、例えば、スナップストール時にもケッチンは発生する。図２を参照しながら、スナップレーシングと比較しながら、スナップを行ってエンジンの回転速度を上昇させようとする時にストールする例を説明する。
【００２６】
図２（Ａ）および（ａ）は、ストールのないスナップレーシング時の状態を示している。図２（Ａ）は、スロットルスナップ開度を縦軸に、時間を横軸にとったグラフであり、一方、図２（ａ）は、エンジン回転速度を縦軸に、時間を横軸にとったグラフである。
【００２７】
図２（Ａ）および（ａ）に示すように、スロットル開度を上げると、それに対応してエンジン回転速度が上がり、続いて、スロットル開度を下げると、それに対応してエンジン回転速度が下がる。
【００２８】
図２（Ｂ）および（ｂ）は、スナップストール時に圧縮ケッチンが生じた時の状態を示している。図２（Ｂ）および（ｂ）のグラフは、図２（Ａ）および（ａ）のグラフに対応する。この場合、スナップ時にエンジン回転速度を上昇させようとする際にストール２５が生じる。ここでは、これが圧縮ケッチン２３による逆回転挙動をもたらす。
【００２９】
一方、図２（Ｃ）および（ｃ）は、スナップストール時に点火燃焼ケッチンが生じた時の状態を示している。図２（Ｃ）および（ｃ）のグラフは、図２（Ａ）および（ａ）、あるいは、図２（Ｂ）および（ｂ）のグラフに対応する。この場合、スナップ時にエンジン回転速度を上昇させようとする際にストール２５が生じ、これが点火燃焼ケッチン２２による逆回転挙動をもたらす。点火燃焼ケッチン２２は、逆回転上昇２０００ｒｐｍ以上のもの（実線）と、逆回転上昇１０００ｒｐｍ近傍のもの（点線）との２パターンが観測された。
【００３０】
ここで、図２（ｂ）にて見られた圧縮ケッチンは、逆転エネルギー（逆転トルク）が小さいので実害はないものの、図２（ｃ）で見られた点火燃焼ケッチンは、逆転エネルギー（逆転トルク）が非常に大きいので、有害である。つまり、点火燃焼ケッチンの発生による影響を抑制するために、トルクリミッターの使用等の対策を取る必要がある。
【００３１】
経験上、ケッチンはアイドリングが低かったり、燃焼が不安定な時に起こりやすいことがわかっているが、ここでは、図３および図４を参照しながら、スナップストール時にケッチン（特に、点火燃焼ケッチン）が生じるメカニズムについて説明する。
【００３２】
図３は、点火波形３４及びパルサ波形３３と、エンジン回転挙動４０とを示している。図３において、ＡＣジェネレータ３０の突起３１とパルサー３２とによりパルサ波形３３が形成され、このパルサ波形３３にあわせて点火波形３４が決定される。ある時点でスロットルを急開した時（符号４１）に、エンジン回転速度が低下し、その際の点火３７により逆回転挙動（点火燃焼ケッチン）４３が生じる場合がある。
【００３３】
このことを、図４（ａ）から（ｄ）の行程図を参照しながら説明する。
【００３４】
まず、図４（ａ）に示すように、エンジン５０が吸気行程から圧縮行程を開始する段階において、低回転域でスロットルが開かれ、吸入空気量が多くなる。すなわち、スロットルを急に開けると、吸入空気が一気に増加する。
【００３５】
次に、図４（ｂ）に示すように、エンジン５０が圧縮行程中（吸気閉じ前）になると、ここでは吸入空気量が多いので、高圧縮となる。さらに説明すると、低回転時は慣性エネルギーが低いため、圧縮行程で回転速度５２の低下が大きくなる。
【００３６】
次に、図４（ｃ）に示すように、エンジン５０における回転速度５２の低下が過大になると、上死点の乗り越しに四苦八苦するようになる。つまり、これは、乗り越し慣性モーメントが小さいのに高圧縮で回転速度は小さいからである。この時点（例えば、ＢＴＤＣ１２°；ＢＴＤＣは、Before Top Dead Centerの略）で点火して燃焼すると、一気に圧力が上昇する。
【００３７】
すると、図４（ｄ）に示すように、乗り越しができず、逆転５３が開始する。すなわち、上死点乗り越しに四苦八苦するような時に点火燃焼が起こると、ピストンは押し戻され逆回転５３となり、その結果、過大なケッチントルクが発生する。また、逆転後まもなく吸気バルブ５４が開くため、燃焼ガスは吸気通路に排出される。この時に、可燃混合気に引火すると爆発的な燃焼となり、大きな炸裂音（バックファイア）５５が生じ得る。
【００３８】
点火燃焼ケッチンは、スナップストール時以外に、発進ストール時にも発生する。図５を参照しながら、これについても説明する。発進ストールは、初心者のような運転が未熟なライダーに多く発生する。なお、パルサー３２や、パルサ波形３３等の説明は図３と同様である。
【００３９】
まず、回転速度を上げて半クラッチで発進を開始する（ポイント４５）。しかし、途中でクラッチを一気に接続してしまい、エンジン回転が急降下する（ポイント４６）。ここではすでに、Ｆｒｐｍ（かなりの高回転）のデータからｔ１秒後に点火４７の信号が発生済みであり、その点火タイミングは、アイドリング状態と比べて早い点火時期（すなわち、進角状態）である。
【００４０】
この段階（ポイント４７）では、かなり低い回転速度で点火することになる。この時、失火すればエンジンストールとなるが、着火して燃焼すると、クランクの乗り越しトルクが極端に低いため、逆回転を始める（図４（ｄ）参照）。これにより、点火燃焼ケッチン４８が生じる。なお、逆回転すると、すぐに吸気バルブが開くので、上述したのと同様の理由でバックファイアが生じることもある。
【００４１】
この点火燃焼ケッチンの発生メカニズムは、本願発明者が、スナップストール操作又は発進ストール操作の時におけるエンジン回転挙動、パルサ波形、点火波形、エンジン正逆転信号などをデータ収録解析装置（または解析装置）に取り込んで、その現象を解析することにより見出すことができた。また、点火時期をどこまで遅らせれば点火燃焼ケッチンを抑えられるか、点火停止が必要であるかもこの解析により把握することができた。そして、この解析による洞察を通じて、本発明を想到するに至った。
【００４２】
なお、参考までに、図６および図７を参照しながら、上記解析を実行する前に考案されたケッチン抑止システムについて説明する。まず、図６において、パルス波形により直近の回転周期Ａｒｐｍを求め、Ａｒｐｍが２７００ｒｐｍでスロットル開度が４８％以下の時に、点火パルス３７がハード点火になるように制御する。すなわち、図７に示したエンジン回転と進角とのグラフにおいて、通常運転時の進角特性５６が、エンジン回転が落ちていくにしたがって低下し（実線）、ａ〜ｂの領域（この例では、５００〜２０００ｒｐｍ）で通常ハード点火域になるところ、上記条件が揃った時には、ｂ〜ｃの領域（すなわち、２０００〜２７００ｒｐｍ）回転域でもハード点火を実行する。
【００４３】
このようにすると、ｂ〜ｃの領域では、点火時期が遅くなるため、点火燃焼ケッチンは起こりにくくなる。しかしながら、直近のＡｒｐｍといっても、点火燃焼ケッチンが起こるか否かを判定するのにその基準では遠い場合がある。それの問題を解消するために、Ａｒｐｍをもっと上げると、すなわち、２７００ｒｐｍを超えた値のものにすると、点火燃焼ケッチンはもっと防ぐことができるものの、加速時のレスポンスは当然悪くなってしまう。一方で、加速時のレスポンスを確保するためには、点火燃焼ケッチンがある程度発生してしまう回転設定をするしかなく、それだと、点火燃焼ケッチンの抑制効果は万全とはいえない。
【００４４】
以下、図面を参照しながら、本発明による実施の形態を説明する。なお、本発明は以下の実施形態に限定されない。
【００４５】
本発明の実施形態に係る内燃機関は、図８のブロック図に示すように、パルサー１５０からのパルス信号１５２にしたがって点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関１０００である。より詳細に述べると、パルサー１５０からのパルス信号１５２にしたがって予め決められた点火時期を持つように点火時期制御を電子制御にて実行する内燃機関１００である。ここで、予め決められた点火時期は、内燃機関の一回転の平均回転速度により決定されるものである。なお、予め決められた点火時期は、内燃機関の複数回転の平均回転速度で決定されるものであってもよい。
【００４６】
本実施形態のパルサー１５０は、内燃機関の一回転に複数のパルス信号（１５２）を発生させる。そして、本実施形態の内燃機関１０００は、当該内燃機関において予め決められた点火時期の点火（後述する、図９中の「ｄ点」の点火）が実行される直前の複数のパルス信号（１５２）により、内燃機関の回転速度の落ち込み量を計算して点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定し、前記判定に基づきハード点火または当該ハード点火よりも遅角点火を実行する、点火時期制御システム１００を備えている。
【００４７】
本実施形態の点火時期制御システム１００は、パルサー１５０に接続され、回転速度の落ち込み量を計算する制御装置１１０と、制御装置１１０に接続され、かつ、制御装置１１０によって点火時期が制御される点火装置１２０とを含んでいる。制御装置１１０は、上記回転速度の落ち込み量を計算するとともに、回転速度の落ち込み量が点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定する機能を有している。
【００４８】
点火時期制御システム１００の働きについて、図９を参照しながらさらに詳述する。
【００４９】
図９では、点火燃焼ケッチンが発生し易い発進ストール時におけるエンジン回転挙動４０と、パルサ波形３３と、点火パルス３４とを併記して示している。エンジン回転挙動４０は、４サイクル単気筒のものの例を示している。
【００５０】
パルサ波形３３は、パルサー１５０からのパルス信号１５２から形成されており、パルサー１５０は、ＡＣジェネレータ１３０と組み合わせて使用される。ＡＣジェネレータ１３０には複数の突起１３１が設けられており、複数の突起１３１を備える部材はエンジンのクランク軸と同軸上に配置されていて、エンジンのクランク軸と一緒に回転する。そして、この複数の突起１３１により、パルサー１５０は、内燃機関の１回転に複数のパルス信号１５２を発生する。この例では、突起１３１は、３０°毎に設けられており、０番から１０番までの番号が付与され、１１番に相当する突起１３１は、欠歯１３２となっている。
【００５１】
ここで、点火燃焼ケッチンの防止動作が作動する前の通常動作について説明する。当該通常動作では、点火信号３７は、平均回転速度Ｇｒｐｍとスロットル開度データ（不図示）とから、次の点火時期を決定する。この時は、次の点火行程も平均回転速度とスロットル開度は変わらないものとして決定が行われる。平均回転速度Ｇｒｐｍは２回転にて算出されることもあり得る。
【００５２】
この例では、５番突起に起因するパルス信号１５２からｔ２秒後に点火信号３７が発生するように決定される。なお、発進時は、エンジン回転を上げ、スロットルを開く量も多いので、進角量は大きくなる。また、進角量は、別途予め作成しておいた、エンジン回転（ｒｐｍ）とスロットル開度（°）とのテーブルから決定することができる。
【００５３】
発進時のクラッチミートが早すぎると、エンジン回転の落ち込みが大きくなる。図９に示した例では、平均回転速度Ｈｒｐｍとなる。
【００５４】
本実施形態の点火時期制御システム１００がない場合には、この時点で、点火時期（時間）はすでに決定されるために、回転落ち込みは無視して点火される（図中、符号４７で示したｄ点で点火）。言い換えると、５番突起に起因するパルス信号１５２からｔ２秒後の点火信号３７が、予め決められた点火時期の点火（「ｄ点」）となる。
【００５５】
すると、大きな回転落ち込みで慣性力が低下しているのに加えて（図４（ｃ）参照）、高回転で決定した過早点火時期による点火燃焼が大きな逆転トルクとなって追い打ちをかけ、ついには逆転４８を始める。つまり、図９中で、エンジン回転挙動４０は、ｄ→ｅ→ｆに至る（ｅからｆは、逆転挙動）。その結果、点火燃焼ケッチンが発生する。
【００５６】
一方、本実施形態の点火時期制御システム１００が動作する場合には、エンジン回転挙動４０は、次のように制御される。概略を説明すると、予め決められた点火時期（ｄ点）の場合、５番突起を基準にして点火時期が決められているが、本実施形態における図示した例では、その直前の３番突起と４番突起とによるパルサー信号により計算される回転速度から、制御装置（１１０）によって点火時期が決定（ハード点火や、さらに遅角の点火）される。したがって、４番突起によるパルサーが入力された後に回転速度が計算され、制御装置の判断により、点火燃焼ケッチンが起こるか否かを予測し、「起こる」と予測した場合には、点火時期を遅らせて、点火燃焼ケッチンの発生を抑制する。本実施形態では、予測の手段として、「回転落ち込み量」を利用する。
【００５７】
まず、平均回転速度Ｇｒｐｍとスロットル開度データとから、次の点火時期を決定する。図９に示した例では、５番突起から点火信号３７の発生までを決定する。なお、上記同様に、発進時は回転を上げており、また、スロットルも大きく開くので進角量は多い。そして、発進時のクラッチミートが早すぎると、回転の落ち込み量が大きくなるため、図示した例では、平均回転速度がＨｒｐｍになる。
【００５８】
本実施形態の手段では、必要とする点火タイミングに近い突起間の平均回転速度Ｉｒｐｍを読み込む。ここで、ＧｒｐｍとＩｒｐｍとの差が予め定められた所定値より大きい場合、点火時期を遅らせたものに変更する。本実施形態では、所定値を、Ｇ×Ｊ％とし、Ｊ％の設定により、点火時期の変更を調整する。ここで、点火時期は、例えば、ハード点火、または、ハード点火よりも更に遅らせたものに変更される。なお、Ｊ値の設定は、実機にて点火燃焼ケッチンが発生しないことを確認した上で行うことが好ましい。
【００５９】
図９に示した例では、点火時期は、ポイントｄよりも遅らせたポイントｇに変更し（符号４９）、それにより、点火燃焼ケッチンを抑制している。ポイントｇは、ハード点火位置であり、この点では、６番突起に起因したハード点トリガ３５に合わせた点火信号３７により点火される。そして、点火燃焼ケッチンの発生が抑制された結果、エンジン回転挙動４０は、ｇ→ｈ→ｉへと至り、エンジン挙動は正常運転４４と繋がる。
【００６０】
なお、本実施形態では、予め決められた点火時期（ｄ点）として、５番突起を基準にした点火時期が決められており、その直前の３番と４番突起によるパルサー信号により計算された回転速度から制御装置１１０にて点火時期を決定（ハード点火、または、さらに遅角点火）したが、ここでの「直前」とは、予め決められた点火時期の基準点である５番突起の１つ前に限らず、予め定められた点火時期（ｄ点）よりも前で、クランク軸が１回転する間に回転速度の落ち込みがあった場合に、点火時期での回転速度に近い値である回転速度を予測できる程度の直前であれば十分であり、その意味において、突起の総数に応じて、１つ前だけでなく、２つ前、３つ前などでも直前となり得ることを付言しておく。
【００６１】
次に、図１０（ａ）および（ｂ）を参照しながら、本実施形態における点火燃焼ケッチン防止のための点火時期制御システムのフローの一例を説明する。このシステムは、ＭＡＸ回転速度が８０００ｒｐｍのエンジンについてのものである。
【００６２】
図１０（ａ）のスタートから始まり、まず、平均回転速度Ｇｒｐｍを計測し、次いで、その平均回転速度Ｇｒｐｍが７０００ｒｐｍ以上であるか判定する。「ＹＥＳ」の場合、平均回転速度Ｉｒｐｍを計測し、次いで、平均回転速度Ｇｒｐｍと平均回転速度Ｉｒｐｍとの差が（Ｇ×Ｊ１％）ｒｐｍ以内かを判定する。なお、これらの判定は、図８に示した制御装置１１０にて行う。「Ｊ１」は、エンジン回転が７０００ｒｐｍ以上の時の回転落ち込み割合であり、本実施形態では、実機テストにて選定されたものを用いている。
【００６３】
上記判定が「ＹＥＳ」の場合、平均回転速度Ｇｒｐｍの時点で決定された点火時期を実行する。すなわち、ハード点火の時期よりも進角されたソフト点火を引き続き実行する。判定が「Ｎｏ」の場合、ハード点火時期、または、ハード点火時期よりも遅角の時期で点火を行い、それにより、点火燃焼ケッチンの発生を抑制する。
【００６４】
また、平均回転速度Ｇｒｐｍが７０００ｒｐｍ以上であるか判定が「Ｎｏ」の場合、右のフローに移行して、上述したフロート同様な処理を行う。すなわち、平均回転速度Ｇｒｐｍが６０００ｒｐｍ以上であるか判定し、「ＹＥＳ」の場合、平均回転速度Ｉｒｐｍを計測し、次いで、平均回転速度Ｇｒｐｍと平均回転速度Ｉｒｐｍとの差が（Ｇ×Ｊ２％）ｒｐｍ以内かを判定する。「Ｊ２」は、エンジン回転が６０００ｒｐｍ以上の時の回転落ち込み割合であり、実機テストにて選定されたものを用いている。当該判定が「ＹＥＳ」の場合、平均回転速度Ｇｒｐｍの時点で決定された点火時期を実行し、一方、「Ｎｏ」の場合、ハード点火時期、または、ハード点火時期よりも遅角の時期で点火を行う。
【００６５】
平均回転速度Ｇｒｐｍが６０００ｒｐｍ以上であるかの判定が「Ｎｏ」の場合、さらに右のフローに移行して、同様の処理が以降１０００ｒｐｍごとに実行される。そして、平均回転速度Ｇｒｐｍが２０００ｒｐｍ以上であるかの判定をし、「ＹＥＳ」の場合、エンジン回転が２０００ｒｐｍ以上の時の回転落ち込み割合である「Ｊ６」を使用して、同様の処理を実行する。
【００６６】
次に、図１０（ｂ）に移行して、同図に示すように、平均回転速度Ｇｒｐｍが１５００ｒｐｍ以上であるかの判定およびそれ以降のフロー処理、平均回転速度Ｇｒｐｍが１０００ｒｐｍ以上であるかの判定およびそれ以降のフロー処理、平均回転速度Ｇｒｐｍが７５０ｒｐｍ以上であるかの判定およびそれ以降のフロー処理を続ける。平均回転速度Ｇｒｐｍが７５０ｒｐｍ以上でない場合、もともと決められている点火時期（例えば、ハード点火時期）にて点火を行う。ここで、「Ｊ７」、「Ｊ８」、「Ｊ９」は、それぞれ、エンジン回転が１５００ｒｐｍ以上、１０００ｒｐｍ以上、７５０ｒｐｍ以上の時の回転落ち込み割合であり、実機テストにて選定されたものを用いている。
【００６７】
なお、勿論、ＭＡＸ回転速度が違えば、Ｇｒｐｍの分割数は変わる。また、図１０（ａ）では、Ｇｒｐｍの区分を１０００ｒｐｍにした例を示したが、点火燃焼ケッチンの発生のし易さに応じて大きくしたり（例えば、２０００ｒｐｍ間隔）、小さくしたり（例えば、５００ｒｐｍ間隔）することもできる。
【００６８】
また、本実施形態の点火時期制御システム１００は、点火燃焼ケッチンの発生を抑制するために、回転速度の落ち込みによってハード点火を実行させたり、ハード点火よりも遅角点火を実行させたりするが、その遅角点火でも点火燃焼ケッチンに至る度合いが重いと認定した場合には点火停止をさらに実行して構わない。
【００６９】
なお、理論的には、ピストンがトップ（上死点）を越えたら点火燃焼ケッチンは起こらないのであるが、予測精度などの要素を考慮すると、点火停止の手段を取ることが好ましい場合がある。すなわち、点火時期は、上死点前Ｘ°と表記することが多いが、点火時期を制御するときには、角度ではなく時間を用いることが多い。簡単に説明すると、あるパルサー信号からＸ°で点火すると決まったとき、その瞬間の回転速度のままで回転するとして、Ｘ°に達する時間を計算し、角度を時間に置き換え、その時間を用いる。したがって、回転速度が予定通りに持続すれば問題ないが、回転速度が大きく落ち込んでいるときにはその予測が難しくなるので、点火停止の手段もとり得るような構成にしておくと、予測精度が悪いときのフォローになる。もちろん、回転速度が大きく落ち込んでいる場合の現象解析をきめ細かく行って、予測精度を高めることも可能である。
【００７０】
そのような点火停止も含めた手法について、図１１を参照しながら説明する。なお、図１１のスタートは、図１０（ａ）のスタートからのステップに対応している。
【００７１】
図１１（ａ）のスタートの後、図１０（ａ）と同様に、平均回転速度Ｇｒｐｍを計測し、次いで、その平均回転速度Ｇｒｐｍが７０００ｒｐｍ以上であるか判定する。「ＹＥＳ」の場合、平均回転速度Ｉｒｐｍを計測し、次いで、平均回転速度Ｇｒｐｍと平均回転速度Ｉｒｐｍとの差が（Ｇ×Ｊ１％）ｒｐｍ以内かを判定する。ここも「ＹＥＳ」のときには、平均回転速度Ｇｒｐｍの時点で決定された点火時期を実行する。
【００７２】
一方、ＧｒｐｍとＩｒｐｍとの差が（Ｇ×Ｊ１％）ｒｐｍ以内かの判定が「ＮＯ」のときには、ＧｒｐｍとＩｒｐｍとの差が（Ｇ×Ｊ１Ｍ％）ｒｐｍ以内かの判定を行う。ここで、「Ｊ１Ｍ」は、エンジン回転が７０００ｒｐｍ以上の時の回転落ち込みにおいて、落ち込み割合が中程度のものあり、実機テストにて選定されたものである。判定が「ＹＥＳ」の場合、ハード点火時期の点火を行う。
【００７３】
そして、上記判定が「ＮＯ」の場合、ＧｒｐｍとＩｒｐｍとの差が（Ｇ×Ｊ１Ｌ％）ｒｐｍ以内かの判定を行う。ここで、「Ｊ１Ｌ」は、エンジン回転が７０００ｒｐｍ以上の時の回転落ち込みにおいて、落ち込み割合が大きいものあり、実機テストにて選定されたものである。「ＹＥＳ」の場合、ハード点火時期よりも遅角の点火時期とし、一方、「ＮＯ」の場合、点火停止とする。
【００７４】
なお、平均回転速度Ｇｒｐｍが７０００ｒｐｍ以上でない場合、図１０のフローと同様のステップが展開され、そして、各段階において図１１で説明したステップを実行することができる。
【００７５】
以上のように、本発明の実施形態に係る内燃機関１０００によれば、パルサー１５０が内燃機関の一回転に複数のパルス信号１５２を発生させ、点火時期制御システム１００が、内燃機関において点火が実行される直前の複数のパルス信号（図９に示した例では、直前１回転のうちの複数のパルス信号）１５２により、内燃機関の回転速度の落ち込み量を計算して点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定し、そして、当該判定に基づきハード点火または当該ハード点火よりも遅角点火を実行するので、点火停止の手法をとらなくても点火燃焼ケッチン４８を効果的に抑制することができるとともに、始動時のみならず全回転域において効果的に点火燃焼ケッチン４８を抑制することができる。その結果、点火燃焼ケッチン４８を抑制するためのケッチン対策部材（トルクリミッターなど）を省略することができ、それにより、コストダウンの達成および重量の軽量化を図ることができる。
【００７６】
上述した本実施形態のシステムでは、点火燃焼ケッチンが起こるか否かを「回転落ち込み量」を利用して予測したが、これに限らず、例えば「回転速度（回転数）」に基づいて予測することもできる。この手法を、図１２（ａ）および（ｂ）を参照しながら説明する。なお、図１２（ａ）および（ｂ）のフロー構成は、図１０（ａ）および（ｂ）のフロー構成に対応している。
【００７７】
図１２（ａ）のスタートの後、図１０（ａ）と同様に、平均回転速度Ｇｒｐｍを計測し、次いで、その平均回転速度Ｇｒｐｍが７０００ｒｐｍ以上であるか判定する。「ＹＥＳ」の場合、平均回転速度Ｉｒｐｍを計測し、次いで、平均回転速度ＩｒｐｍがＫ１ｒｐｍ以上かを判定する。ここで、「Ｋ１」は、エンジン回転が７０００ｒｐｍ以上の時の落ち込みの回転速度であり、本実施形態では、実機テストにて選定されたものを用いている。
【００７８】
ここも「ＹＥＳ」のときには、平均回転速度Ｇｒｐｍの時点で決定された点火時期を実行する。一方、「ＮＯ」のときには、ハード点火時期、または、ハード点火よりも遅角時期で点火を行う。
【００７９】
他のステップは、図１０（ａ）および（ｂ）と同様に実行しつつ、所定の平均回転速度（Ｋ２、・・・、Ｋ６、Ｋ７、Ｋ８、Ｋ９）以上であるかで判定し、その後の処理を行う。図中、「Ｋ２」は、エンジン回転が６０００ｒｐｍ以上の時の落ち込み回転速度に対応したものであり、「Ｋ６」、「Ｋ７」、「Ｋ８」、「Ｋ９」は、それぞれ、エンジン回転が２０００ｒｐｍ以上、１５００ｒｐｍ以上、１０００ｒｐｍ以上、７５０ｒｐｍ以上の時の落ち込み回転速度に対応したものである。
【００８０】
図１２（ａ）および（ｂ）に示したフローでも、上述と同様に、ＭＡＸ回転速度が違えば、Ｇｒｐｍの分割数は変わり、また、点火燃焼ケッチンの発生のし易さに応じて大きくしたり（例えば、２０００ｒｐｍ間隔）、小さくしたり（例えば、５００ｒｐｍ間隔）することもできる。そして、回転速度の落ち込みによってハード点火を実行させたり、ハード点火よりも遅角点火を実行させたりする他に、点火停止も併用してもよい。
【００８１】
次に、図１３を参照しながら、本実施形態の点火時期制御システム１００およびその周辺構成の一例を示す。
【００８２】
図１３に示した点火時期制御システム１００には、マイコン回路からなる主制御装置１１０が含まれており、この主制御装置１１０は、図８に示した制御装置１１０に相当し、図１０に示したフロー、あるいは、図１１又は図１２に示したフロー処理を実施する。なお、主制御装置１１０は、「Ｊ１」、「Ｋ１」の所定値が格納された記憶媒体（例えば、ＲＯＭ、ＲＡＭ）に接続されていてもよいし、そのような記憶媒体を主制御装置１１０が含んでいてもよい。
【００８３】
主制御装置１１０は、イグニッションコイル１２２に接続されており、イグニッションコイル１２２には点火プラグ１２４が接続されている。イグニッションコイル１２２および点火プラグ１２４が、図８に示した点火装置１２０を構成している。なお、点火プラグ１２４のマークは、図４中にも図示されている。
【００８４】
主制御装置１１０には、パルサー１５０も接続されている。パルサー１５０は、複数の突起１３１を有するＡＣジェネレータ１３０と組み合わされて、パルス信号１５２を発生させ、そのパルス信号１５２は主制御装置１１０で演算処理される。ＡＣジェネレータ１３０は、エンジンのクランク軸（不図示）に連結されている。
【００８５】
パルサー１５０は発電機１４５に接続されており、発電機１４６はレギュレータ１４６を介してバッテリー１４０に接続されている。バッテリー１４０は、メインスイッチ１４１を介して、イグニッションコイル１２２、インジェクタ１６０、主制御装置１１０、および、スタータスイッチ１４２に接続されている。スタータスイッチ１４２は、スタータリレー１４３を介してスタータ１４４に接続されており、スタータ１４４は発電機１４５に接続されている。
【００８６】
また、この例では、主制御装置１１０には、燃料を噴霧するインジェクタ１６０が接続されている他、電子メータ１６１、吸気負圧センサ１６２、車速センサ１６３、スロットルセンサ１６４、水温センサ１６５、吸気温センサ１６６、吸気負圧センサ１６７も接続されている。
【００８７】
本実施形態の点火時期制御システム１００を備えた内燃機関（エンジン）１０００は、例えば、図１４に示したような自動二輪車２０００に搭載される。図１４に示した自動二輪車２０００は、オンロードタイプの自動二輪車であり、内燃機関１０００の各行程の動作に連動して回転する後輪１２００と、ハンドル１４００の操作に連動して動く前輪１１００とを備えている。ハンドル１４００の一方には、スロットル（不図示）が設けられており、スロットルの開度と内燃機関１０００との動作の説明は上述した通りである。また、内燃機関１０００には、燃料タンク１５００内に貯蔵された燃料が供給され、燃料タンク１５００の後方には、ライダーが座るシート１３００が配置されている。
【００８８】
図１４に示した自動二輪車２０００は、オンロードタイプのものであるが、これに限らず、オフロードタイプの自動二輪車にも適用することができる。なお、本願明細書における「自動二輪車」とは、モーターサイクルの意味であり、原動機付自転車（モーターバイク）、スクータを含み、具体的には、車体を傾動させて旋回可能な車両のことをいう。したがって、前輪および後輪の少なくとも一方を２輪以上にして、タイヤの数のカウントで三輪車・四輪車（またはそれ以上）としても、それは「自動二輪車」に含まれ得る。
【００８９】
なお、自動二輪車に限らず、本発明の効果を利用できる他の車両にも適用でき、例えば、自動二輪車以外に、図１５に示した四輪バギー（ＡＴＶ：All Terrain Vehicle（全地形型車両））２０００や、スノーモービルを含む、いわゆる鞍乗型車両に適用することができる。
【００９０】
以上、本発明を好適な実施形態により説明してきたが、こうした記述は限定事項ではなく、勿論、種々の改変が可能である。例えば、上記実施形態では、点火燃焼ケッチンに至るか否かを判定して、前記判定に基づきハード点火または当該ハード点火よりも遅角点火を実行する例を専ら説明したが、点火燃焼ケッチンを効果的に抑制することができるのであれば、ハード点火よりも進角していても、直前の内燃機関の点火時期よりも遅角点火時期で点火燃焼ケッチン抑制動作を実行することも可能である。
【００９１】
また、ソフト点火−ソフト点火を用いると、ハード点火を用いる場合よりも、点火時期を任意に設定することができるので、すなわち、進角量・遅角量を自由に設定できるので、それにより、制御装置で判断されたケッチン発生の度合いに基づいて、細かく又は最適な点火時期の制御を行うことが可能となり、その結果、ライダーがより違和感なく運転することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９２】
本発明によれば、始動時のみならず全回転域において効果的にケッチンを抑制することができるので、コストダウンの達成および重量の軽量化を図った鞍乗型車両を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】ケッチン発生のメカニズムを説明するための図である。
【図２】スナップストール時のケッチンの発生を説明するためのグラフである。（Ａ）から（Ｃ）は、スロットル開度と時間との関係を示すグラフである。また、（ａ）から（ｃ）は、（Ａ）から（Ｃ）に対応した、エンジン回転速度と時間との関係を示すグラフである。
【図３】スナップストール時にケッチンが生じるメカニズムを説明するための図である。
【図４】（ａ）から（ｄ）は、ケッチンが生じるメカニズムを説明するためのエンジン５０の行程断面図である。
【図５】発進ストール時にケッチンが生じるメカニズムを説明するための図である。
【図６】他のケッチン抑止システムの動作を説明する図である。
【図７】他のケッチン抑止システムの動作を説明するグラフである。
【図８】本発明の実施形態に係る内燃機関１０００の構成を示すブロック図である。
【図９】本発明の実施形態に係る点火時期制御システム１００の動作を説明するための図である。
【図１０】（ａ）および（ｂ）は、点火時期制御システム１００についてのフローチャートである。
【図１１】点火時期制御システム１００についてのフローチャートである。
【図１２】（ａ）および（ｂ）は、点火時期制御システム１００についてのフローチャートである。
【図１３】点火時期制御システム１００およびその周辺構成を示すブロック図である。
【図１４】本発明の実施形態に係る鞍乗型車両２０００（自動二輪車）の構成を示す側面図である。
【図１５】本発明の実施形態に係る鞍乗型車両２０００（四輪バギー）の構成を示す側面図である。
【符号の説明】
【００９４】
１０ 行程システム
１１ 吸入行程
１２ 圧縮行程
１３ 燃焼行程
１４ 排気行程
１５ 点火時期
１７ 上死点
２０ 正常運転
２２ 点火燃焼ケッチン
２３ 圧縮ケッチン
２５ ストール
３０ ＡＣジェネレータ
３１ 突起
３２ パルサー
３３ パルサ波形
３４ 点火パルス（点火波形）
３５ ハード点トリガ
３７ 点火パルス（点火信号）
４０ エンジン回転挙動
４４ 正常運転
４７ 点火時期
４８ 点火燃焼ケッチン（逆転）
５０ エンジン
５２ 順回転
５３ 逆回転
５４ 吸気バルブ
５６ 進角特性
１００ 点火時期制御システム
１１０ 制御装置（主制御装置）
１２０ 点火装置
１２２ イグニッションコイル
１２４ 点火プラグ
１３０ ＡＣジェネレータ
１３１ 突起
１３２ 欠歯
１４０ バッテリー
１４１ メインスイッチ
１４２ スタータスイッチ
１４３ スタータリレー
１４４ スタータ
１４５ 発電機
１４６ レギュレータ
１４６ 発電機
１５０ パルサー
１５２ パルス信号
１６０ インジェクタ
１６１ 電子メータ
１６２ 吸気負圧センサ
１６３ 車速センサ
１６４ スロットルセンサ
１６５ 水温センサ
１６６ 吸気温センサ
１６７ 吸気負圧センサ
１０００ 内燃機関
１１００ 前輪
１２００ 後輪
１３００ シート
１４００ ハンドル
１５００ 燃料タンク
２０００ 鞍乗型車両（自動二輪車、四輪バギー）
【図１】
2006274998.tif 000003
【図２】
2006274998.tif 000004
【図３】
2006274998.tif 000005
【図４】
2006274998.tif 000006
【図５】
2006274998.tif 000007
【図６】
2006274998.tif 000008
【図７】
2006274998.tif 000009
【図８】
2006274998.tif 000010
【図９】
2006274998.tif 000011
【図１０】
2006274998.tif 000012
【図１１】
2006274998.tif 000013
【図１２】
2006274998.tif 000014
【図１３】
2006274998.tif 000015
【図１４】
2006274998.tif 000016
【図１５】
2006274998.tif 000017