(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジン回転数の上昇に伴って動力を伝達する遠心クラッチ（５２）を介してクランクシャフト（２５）が駆動輪（Ｗｒ）に接続される車両用水冷式エンジン（Ｅ）であって、
ラジエータ（５８）との間で冷却水を循環させるウォータージャケット（６２）がエンジン本体（２４）に設けられるものにおいて、
エンジン（Ｅ）の出力を変化させ得るエンジン制御手段（７６）と、前記ウォータージャケット（６２）内の水温を代表する温度を検出する温度検出器（７４）と、該温度検出器（７４）の検出温度が設定温度に達するのに応じて前記エンジン（Ｅ）の出力を低下させるように前記エンジン制御手段（７６）を制御する制御ユニット（７５）とを備え、
前記設定温度が、前記ウォータージャケット（６２）内での冷却水の沸騰温度に対応した値に設定され、
前記エンジン制御手段（７６）は、前記エンジン（Ｅ）の出力を低下させるように前記制御ユニット（７５）で制御されるときに前記遠心クラッチ（５２）の接続回転数以上である設定回転数までエンジン回転数を低下させることを特徴とする、車両用水冷式エンジンにおける冷却水の温度安定化装置。
【請求項２】
エンジン本体（２４）の一側にタイミングチェーン（４０）が設けられ、前記温度検出器（７４）は、前記ウォータージャケット（６２）内の水温を直接検出するようにしてエンジン本体（２４）の他側に取付けられることを特徴とする、請求項１記載の車両用水冷式エンジンにおける冷却水の温度安定化装置。
【請求項３】
前記温度検出器（７４）は、エンジン本体（２４）の、点火プラグが設けられる側の側部に取付けられることを特徴とする、請求項１又は２記載の車両用水冷式エンジンにおける冷却水の温度安定化装置。
【請求項４】
前記温度検出器（７４）は、前記ウォータージャケット（６２）内の底部の水温を直接検出するようにしてエンジン本体（２４）に取付けられることを特徴とする、請求項２記載の車両用水冷式エンジンにおける冷却水の温度安定化装置。
【請求項５】
前記ラジエータ（５８）には、該ラジエータ（５８）の放熱容量を前記エンジン（Ｅ）の発熱量よりも常時大とすべく、クランクシャフト（２５）に連動、連結される冷却ファン（５９）が付設されることを特徴とする、請求項１記載の車両用水冷式エンジンにおける冷却水の温度安定化装置。
【請求項６】
エンジン本体（２４）はそのシリンダが車体前方に向けて配置され、そのエンジン本体（２４）のシリンダヘッド（２９）の上部には、前記ウォータージャケット（６２）からラジエータ（５８）のフィラーネック（７０）に戻る冷却水管路（７２）が接続されることを特徴とする、請求項１〜５の何れかに記載の車両用水冷式エンジンにおける冷却水の温度安定化装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ラジエータとの間で冷却水を循環させるウォータージャケットがエンジン本体に設けられる車両用水冷式エンジンにおいて、冷却水の温度を安定化させるための装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、かかる水冷式エンジンにおいては、たとえば特開平３−６４６２１号公報で開示されるように、ラジエータでの冷却水の温度を検出し、その検出結果に応じて電動ファンを回転させることにより、冷却水の温度が上昇することを防止している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上記電動ファン等の不調によりラジエータおよびウォータージャケット間の冷却水循環回路での冷却水の温度が上昇し、ラジエータキャップからの蒸発量が増大すると、ラジエータおよびウォータージャケット間の冷却水循環回路での冷却水量が減少するので、上記従来のように、ラジエータでの冷却水温に応じて電動ファンの回転制御を行なうようにしているだけでは、冷却水の減少を正確に検知することは困難となる。
【０００４】
本発明は、かかる事情に鑑みてなされたものであり、ラジエータおよびウォータージャケット間の冷却水循環回路での冷却水量減少を防止して、冷却水の温度を安定化するようにした車両用水冷式エンジンにおける冷却水の温度安定化装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために請求項１の発明は、エンジン回転数の上昇に伴って動力を伝達する遠心クラッチを介してクランクシャフトが駆動輪に接続される車両用水冷式エンジンであって、ラジエータとの間で冷却水を循環させるウォータージャケットがエンジン本体に設けられるものにおいて、エンジンの出力を変化させ得るエンジン制御手段と、前記ウォータージャケット内の水温を代表する温度を検出する温度検出器と、該温度検出器の検出温度が設定温度に達するのに応じて前記エンジンの出力を低下させるように前記エンジン制御手段を制御する制御ユニットとを備え、前記設定温度が、前記ウォータージャケット内での冷却水の沸騰温度に対応した値に設定され、前記エンジン制御手段が、前記エンジンの出力を低下させるように前記制御ユニットで制御されるときに前記遠心クラッチの接続回転数以上である設定回転数までエンジン回転数を低下させることを特徴とする。
【０００６】
このような構成によれば、ウォータージャケット内での冷却水の沸騰温度に対応した温度に、ウォータージャケット内の水温を代表する温度を検出する温度検出器の検出値が達したときに、制御ユニットがエンジンの出力を低下させるようにエンジン制御手段を制御するので、ウォータージャケット内での冷却水の沸騰が持続することを防止して、ラジエータからの冷却水の蒸発を抑え、ラジエータおよびウォータージャケット間の冷却水循環回路での冷却水量減少を防止してエンジンの冷却水の温度を安定化することができる。またエンジン制御手段は、エンジンの出力を低下するように前記制御ユニットで制御されるときに前記遠心クラッチの接続回転数以上である設定回転数までエンジン回転数を低下させるので、エンジン出力の低下を緩やかとしつつ、運転者に制御状態を正確に検知させることができる。
【０００７】
また請求項２の発明は、上記請求項１の発明の構成に加えて、エンジン本体の一側にタイミングチェーンが設けられ、前記温度検出器は、前記ウォータージャケット内の水温を直接検出するようにしてエンジン本体の他側に取付けられることを特徴とし、かかる構成によれば、ラジエータおよびウォータージャケット間の冷却水循環回路での冷却水の沸騰を速やかに検出することができる。
【０００８】
また請求項３の発明は、上記請求項１又は２の構成に加えて、前記温度検出器は、エンジン本体の、点火プラグが設けられる側の側部に取付けられることを特徴とする。
【０００９】
請求項４の発明は、上記請求項２の発明の構成に加えて、前記温度検出器は、前記ウォータージャケット内の底部の水温を直接検出するようにしてエンジン本体に取付けられることを特徴とし、かかる構成によれば、冷却水の減少が生じていても冷却水の沸騰を確実に検出することができる。
【００１０】
さらに請求項５の発明は、上記請求項１の発明の構成に加えて、前記ラジエータには、該ラジエータの放熱容量を前記エンジンの発熱量よりも常時大とすべく、クランクシャフトに連動、連結される冷却ファンが付設されることを特徴とし、かかる構成によれば、通常の状態では冷却水の沸騰が生じることはないので、冷却水循環回路での冷却水の減少に伴なう沸騰を正確に検知することができ、ウォータージャケット内での冷却水の沸騰が持続することを防止して冷却水循環回路での冷却水量減少を防止し、エンジンの冷却水の温度を安定化することができる。
【００１２】
さらに請求項６の発明は、上記請求項１〜５の何れかの構成に加えて、エンジン本体はそのシリンダが車体前方に向けて配置され、そのエンジン本体のシリンダヘッドの上部には、前記ウォータージャケットからラジエータのフィラーネックに戻る冷却水管路が接続されることを特徴とする。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、添付の図面に示した本発明の一実施例に基づいて説明する。
【００１４】
図１〜図７は本発明の一実施例を示すものであり、図１はスクータ型自動二輪車の全体側面図、図２は図１の２−２線拡大断面図、図３は図２の要部拡大図、図４は図２の４−４線矢視図、図５はパワーユニットを図１の５−５線矢視方向から見た図、図６はエンジンの制御系統図、図７は検出温度およびメインスイッチのオン・オフに応じた制御期間を示す図である。
【００１５】
先ず図１において、操向ハンドル１１により操舵される前輪Ｗｆと、スイング式のパワーユニットＰにより駆動される後輪Ｗｒとを備えたスクータ型の自動二輪車Ｖの車体フレームＦは、フロントフレーム１２、センターフレーム１３およびリヤフレーム１４に３分割される。フロントフレーム１２は、ヘッドパイプ１２ａ、ダウンチューブ１２ｂおよびステップフロア支持部１２ｃを一体に備えたアルミ合金の鋳造品から構成される。パワーユニットＰがピボット１５を介して上下揺動自在に支持されるセンターフレーム１３はアルミ合金の鋳造品から構成され、前記フロントフレーム１２の後端に結合される。パワーユニットＰの後上方に延びるリヤフレーム１４は環状のパイプ材から構成され、その上面に燃料タンク１６が支持される。センターフレーム１３の上面にはヘルメットケース１７が支持されており、シート１８を一体に有するカバー１９によってヘルメットケース１７および燃料タンク１６が開閉自在に覆われる。
【００１６】
パワーユニットＰは、シリンダを車体前方に向けて配置した水冷式の単気筒４サイクルエンジンＥと、エンジンＥの左側面から車体後方に延びるベルト式無段変速機Ｔとを一体に結合して成り、ベルト式無段変速機Ｔの後部上面がリヤクッション２０を介してセンターフレーム１３の後端に結合される。ベルト式無段変速機Ｔの上面にはエアクリーナ２１が支持され、ベルト式無段変速機Ｔの右側面にはマフラー２２が支持され、エンジンＥの下面には起立・倒伏可能なメインスタンド２３が支持される。
【００１７】
図２〜図４において、エンジンＥのエンジン本体２４は、クランクシャフト２５に沿って鉛直方向に延びる割り面２６により分割された第１および第２エンジンブロック２７，２８を備えており、第１エンジンブロック２７はシリンダブロック２７ａおよびクランクケース半部２７ｂを構成し、第２エンジンブロック２８はクランクケースの他の半部を構成する。第１エンジンブロック２７の前端には、第１および第２エンジンブロック２７，２８とともにエンジン本体２４を構成するシリンダヘッド２９が結合され、シリンダヘッド２９の前端にはヘッドカバー３０が結合される。第１および第２エンジンブロック２７，２８の右側面には発電機カバー３１が結合される。
【００１８】
ベルト式無段変速機Ｔは、相互に結合される右側ケーシング３２および左側ケーシング３３を備えており、右側ケーシング３２の前部右側面が、第１および第２エンジンブロック２７，２８の左側面に結合される。また右側ケーシング３３の後部右側面には減速機ケーシング３４が結合される。
【００１９】
第１エンジンブロック２７が備えるシリンダ３５の内部に摺動自在に嵌合するピストン３６は、コネクティングロッド３７を介してクランクシャフト２５に連接される。シリンダヘッド２９にはカムシャフト３８が回転自在に支持されており、シリンダヘッド２９に設けられた吸気バルブおよび排気バルブ（図示せず）が前記カムシャフト３８によって開閉駆動される。第１エンジンブロック２７に設けられたチェーン通路３９内にはタイミングチェーン４０が収納され、該タイミングチェーン４０が、クランクシャフト２５に設けられた駆動スプロケット４１とカムシャフト３８に設けられた従動スプロケット４２とに巻き掛けられる。これによりカムシャフト３８は、クランクシャフト２５の２回転につき１回転する。
【００２０】
右側ケーシング３２および左側ケーシング３３の内部に突出するクランクシャフト２５の左端には駆動プーリ４３が設けられる。該駆動プーリ４３は、クランクシャフト２５に固定された固定側プーリ半体４４と、固定側プーリ半体４４に対して接近・離間可能な可動側プーリ半体４５とを備えており、可動側プーリ半体４５はクランクシャフト２５の回転数の増加に応じて半径方向外側に移動する遠心ウエイト４６によって、固定側プーリ半体４４に接近する方向に付勢される。
【００２１】
右側ケーシング３２の後部および減速機ケーシング３４間に支持された出力軸４７に設けられた従動プーリ４８は、出力軸４７に相対回転可能に支持された固定側プーリ半体４９と、固定側プーリ半体４９に対して接近・離間可能な可動側プーリ半体５０とを備えており、可動側プーリ半体５０はスプリング５１で固定側プーリ半体４９に向けて付勢される。また固定側プーリ半体４９と出力軸４７との間に、エンジン回転数が設定回転数を超えるのに伴って動力伝達状態となる遠心クラッチ５２が設けられる。そして駆動プーリ４３および従動プーリ４８間に無端状のＶベルト５３が巻き掛けられる。
【００２２】
右側ケーシング３２および減速機ケーシング３４間には前記出力軸４７と平行な中間軸５４および車軸５５が支持されており、出力軸４７、中間軸５４および車軸５５間に減速ギヤ列５６が設けられる。そして減速機ケーシング３４を貫通して右側に突出する車軸５５の右端に駆動輪である後輪Ｗｒが設けられる。
【００２３】
而して、クランクシャフト２５の回転動力は駆動プーリ４３に伝達され、該駆動プーリ４３からＶベルト５３、従動プーリ４８、遠心クラッチ５２および減速ギヤ列５６を介して後輪Ｗｒに伝達される。
【００２４】
クランクシャフト２５の右側に設けられた交流発電機５７は発電機カバー３１により覆われており、その発電機カバー３１の右側にラジエータ５８が設けられる。このラジエータ５８に冷却風を供給すべく、クランクシャフト２５の右端に固定された冷却ファン５９が交流発電機５７およびラジエータ５８間に配置される。これによりラジエータ５８の放熱容量は、エンジンＥの発熱量よりも常時大となる。
【００２５】
冷却ファン５９およびラジエータ５８は、発電機カバー３１に締結される合成樹脂製のカバー６０で覆われ、該カバー６０の外側面には外部から空気を導入するためのルーバー６１が設けられる。
【００２６】
第１エンジンブロック２７のシリンダブロック２７ａと、シリンダヘッド３４とにはウォータージャケット６２が設けられており、このウォータージャケット６２内の冷却水を吸引する冷却水ポンプ６３がカムシャフト３８の右端に連結される。この冷却水ポンプ６３から吐出される冷却水を前記ラジエータ５８に導くか否かを冷却水の温度に応じて切換えるサーモスタット６４を収納したサーモスタットケース６５が、シリンダヘッド３４の右側面に結合されており、シリンダヘッド３４およびサーモスタットケース６５によって囲まれた空間に前記冷却水ポンプ６３が収納される。
【００２７】
図５を併せて参照して、ラジエータ５８の前下部とサーモスタットケース６５とが冷却水管路６６で接続され、サーモスタットケース６５と第１エンジンブロック２７内のウォータージャケット６２とが冷却水管路６７で接続される。
【００２８】
また後輪Ｗｒを上方から覆うリヤフェンダー６８は、ラジエータ５８とともに揺動するようにしてパワーユニットＰに取付けられ、ラジエータ５８の後上部に設けられた給水口５８ａにゴムホース等の可撓性を有する給水管路６９を介して接続されるフィラーネック７０が、リヤフェンダー６８に着脱可能に締結される。このフィラーネック７０の上端開口部はキャップ７１で開閉可能に閉じられる。
【００２９】
フィラーネック７０には、冷却水を溢流させるオーバーフロー管７０ａが設けられ、このオーバーフロー管７０ａは、図示しないリザーバタンクに接続される。またフィラーネック７０と、シリンダヘッド２９内のウォータージャケット６２とがゴムホース等の可撓性を有する冷却水管路７２で接続される。
【００３０】
エンジンＥの暖機運転が完了した状態では、カムシャフト３８により駆動される冷却水ポンプ６３から排出された冷却水は、サーモスタットケース６５および冷却水管路６７を経て第１エンジンブロック２７およびシリンダヘッド２９内のウオータジャケット６１に供給され、そこを通過する間にエンジンＥを冷却した後に冷却水管路７１、フィラーネック７０および給水管路６９を経てラジエータ５８に供給される。そしてラジエータ５８を通過する間に温度低下した冷却水は、冷却水管路６６およびサーモスタット６４を経て前記冷却水ポンプ６３に戻される。一方、エンジンＥが暖機運転中であって冷却水温度が低いときにはサーモスタット６４が作動し、冷却水はラジエータ５８を通過することなくエンジンＥの内部を循環して速やかに温度上昇する。
【００３１】
図６において、エンジンＥの作動は制御ユニット７５で制御されるものであり、この制御ユニット７５には、バッテリ７７からの電力がメインスイッチ７８の導通に応じて供給される。また交流発電機５７で生じた交流電力をレギュレータ７９で整流することによる得られる直流電力でバッテリ７７を充電することも可能である。
【００３２】
またメインスイッチ７８には、前輪側のブレーキ操作に応じて導通するストップスイッチ８０と、後輪側のブレーキ操作に応じて導通するストップスイッチ８１とから成る並列回路が接続されており、メインスイッチ７８の導通状態で前記両ストップスイッチ８０，８１の少なくとも一方が導通することにより、ストップランプ８２が点灯する。
【００３３】
前記両ストップスイッチ８０，８１から成る並列回路はスタータスイッチ８３を介して制御ユニット７５に接続されており、両ストップスイッチ８０，８１の少なくとも一方が導通している状態、すなわち前輪側および後輪側の少なくとも一方でブレーキ操作を行なっている状態でスタータスイッチ８３をオン操作することにより、エンジンＥの始動を指示する信号が制御ユニット７５に入力される。制御ユニット７５は、その信号入力に応じてリレー８４，８５，８６を制御してスタータモータ８７を起動せしめ、それによりエンジンＥが始動する。
【００３４】
また制御ユニット７５には、エンジンＥの回転数を検出するためのパルスジェネレータ８８からの信号、燃料タンク１６内の燃料残量を検出する燃料検出器８９の検出信号、ならびにスロットル閉じ操作に応じてエンジンＥを一旦停止するためのスロットル開度を検出するスロットルセンサ９０の検出信号が制御ユニット７５に入力される。
【００３５】
エンジンＥの吸気系に設けられた気化器（図示せず）には、ＰＴＣヒータで加熱されるワックスの膨張・収縮に応じて始動時の燃料供給量を制御するバイパス式始動装置９１が付設されており、このバイパス式始動装置９１の前記ＰＴＣヒータも制御ユニット７５で制御される。
【００３６】
さらにウォータージャケット６２内の水温を代表する温度を検出する温度検出器７４の検出値が制御ユニット７５に入力されており、制御ユニット７５は、該温度検出器７４の検出値に応じて、エンジンＥの出力を変化させ得るエンジン制御手段としての点火装置７６を制御する。
【００３７】
すなわち制御ユニット７５は、図７で示すように、ウォータージャケット６２内での冷却水の沸騰温度に対応した値として設定される設定温度ＴＳ（たとえば１３０℃）に前記温度検出器７４の検出温度が達するのに応じて、たとえば自動二輪車の走行速度を３０ｋｍ／ｈとする程度に点火タイミングを間引くことでエンジンＥの出力を低下させるように点火装置７６を制御し、そのような制御状態は、メインスイッチ７８の遮断による点火オフに応じて停止する。
【００３８】
また制御ユニット７５は、前記点火タイミングを間引く制御状態で図６で示す表示ランプ９２を点滅するように制御し、この表示ランプ９２の点滅により、冷却水循環回路内で異常が生じていることがライダーに報知される。
【００３９】
前記温度検出器７４は、図３で示すように、ウォータージャケット６２内の水温を直接検出するようにして、エンジン本体２４におけるシリンダブロック２７ａに取付けられるものであり、しかも温度検出器７４は、ウォータージャケット６２内の底部の水温を直接検出するようにして前記シリンダブロック２７ａに取付けられる。
【００４０】
次にこの実施例の作用について説明すると、ウォータージャケット６２内での冷却水の沸騰温度に対応した設定温度ＴＳに、ウォータージャケット６２内の水温を代表する温度を検出する温度検出器７４の検出値が達したときに、制御ユニット７５がエンジンＥの出力を低下させるように、点火装置７６を制御して点火を間引くので、ウォータージャケット６２内での冷却水の沸騰が持続することを防止して、ラジエータ５８からの冷却水の蒸発を抑え、ラジエータ５８およびウォータージャケット６２間の冷却水循環回路での冷却水量減少を防止してエンジンＥの冷却水の温度を安定化することができる。
【００４１】
また温度検出器７４がウォータージャケット６２内の水温を直接検出するようにしてエンジン本体２４のシリンダブロック２７ａに取付けられるので、ラジエータ５８およびウォータージャケット６２間の冷却水循環回路での冷却水の沸騰を速やかに検出することができ、しかも温度検出器７４がウォータージャケット６２内の底部の水温を直接検出するものであるので、冷却水循環回路冷却水の減少が生じていても冷却水の沸騰を確実に検出することができる。
【００４２】
さらにラジエータ５８には、クランクシャフト２５に連動、連結される冷却ファン５９が付設されており、該ラジエータ５８の放熱容量がエンジンＥの発熱量よりも常時大とされている。このため、通常の状態では冷却水の沸騰が生じることはなく、前記冷却水循環回路での冷却水の減少に伴なう沸騰を正確に検知することができ、ウォータージャケット６２内での冷却水の沸騰が持続することを防止して冷却水循環回路での冷却水量減少を防止し、エンジンＥの冷却水の温度を安定化することができる。
【００４３】
本発明の他の実施例として、点火タイミングを間引くことでエンジンＥの出力を低下させるように制御するのに代えて、遠心クラッチ５２の接続回転数以上である設定回転数までエンジン回転数を低下させるように、段階的に全失火するように前記点火装置７６を制御するようにしてもよく、そうすれば、エンジン出力の低下を緩やかとしつつ、運転者に制御状態を正確に検知させることができる。
【００４４】
以上、本発明の実施例を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明を逸脱することなく種々の設計変更を行うことが可能である。
【００４５】
【発明の効果】
以上のように請求項１の発明によれば、ウォータージャケット内での冷却水の沸騰温度に対応した温度に、ウォータージャケット内の水温を代表する温度を検出する温度検出器の検出値が達したときに、制御ユニットがエンジンの出力を低下させるようにエンジン制御手段を制御するので、ウォータージャケット内での冷却水の沸騰が持続することを防止して、ラジエータからの冷却水の蒸発を抑え、ラジエータおよびウォータージャケット間の冷却水循環回路での冷却水量減少を防止してエンジンの冷却水の温度を安定化することができる。またエンジン制御手段は、エンジンの出力を低下するように前記制御ユニットで制御されるときに、エンジンと駆動力間の遠心クラッチの接続回転数以上である設定回転数までエンジン回転数を低下させるので、エンジン出力の低下を緩やかとしつつ、運転者に制御状態を正確に検知させることができる。
【００４６】
また請求項２の発明によれば、ラジエータおよびウォータージャケット間の冷却水循環回路での冷却水の沸騰を速やかに検出することができる。
【００４７】
請求項４の発明によれば、冷却水の減少が生じていても冷却水の沸騰を確実に検出することができる。
【００４８】
さらに請求項５の発明によれば、冷却水循環回路での冷却水の減少に伴なう沸騰を正確に検知することができ、ウォータージャケット内での冷却水の沸騰が持続することを防止して冷却水循環回路での冷却水量減少を防止し、エンジンの冷却水の温度を安定化することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  スクータ型自動二輪車の全体側面図である。
【図２】  図１の２−２線拡大断面図である。
【図３】  図２の要部拡大図である。
【図４】  図２の４−４線矢視図である。
【図５】  パワーユニットを図１の５−５線矢視方向から見た図である。
【図６】  エンジンの制御系統図である。
【図７】  検出温度およびメインスイッチのオン・オフに応じた制御期間を示す図である。
【符号の説明】
２４・・・エンジン本体
２５・・・クランクシャフト
５２・・・遠心クラッチ
５８・・・ラジエータ
５９・・・冷却ファン
６２・・・ウォータージャケット
７４・・・温度検出器
７５・・・制御ユニット
７６・・・エンジン制御手段としての点火装置
Ｅ・・・エンジン
【図１】
0003894702.tif 000002
【図２】
0003894702.tif 000003
【図３】
0003894702.tif 000004
【図４】
0003894702.tif 000005
【図５】
0003894702.tif 000006
【図６】
0003894702.tif 000007
【図７】
0003894702.tif 000008