(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
掃気管内を通してシリンダ内に混合気が供給される２サイクル内燃機関により被駆動部が駆動されて走行する走行装置の走行方向を反転させるために、反転指令に応答して前記内燃機関への燃料の供給を一時的に停止することにより前記内燃機関の回転数を低下させ、前記内燃機関の回転数がアイドリング回転数よりも低く設定された過進角開始回転数まで低下したときに前記内燃機関の点火を過進角位置で行わせて前記内燃機関の回転方向を反転させ、その後回転方向が反転した状態での内燃機関の回転を維持するために適した位置で前記内燃機関を点火して回転方向が反転した状態での前記内燃機関の運転を行わせるように、前記内燃機関への燃料の供給と前記内燃機関の点火位置とを制御する走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法において、
前記過進角開始回転数よりも高い燃料供給再開回転数を設定しておき、
前記燃料の供給の停止により前記内燃機関の回転数が低下して前記燃料供給再開回転数に達したときに前記内燃機関への燃料の供給を再開することを特徴とする走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【請求項２】
前記内燃機関の吸気管、クランクケース内、または掃気管内にインジェクタから燃料を噴射することにより、前記掃気管内を通してシリンダ内に供給する混合気を生成する請求項１に記載の走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【請求項３】
前記内燃機関への燃料の供給を停止しているときに、前記内燃機関の回転数を反転時制限回転数以下に抑えるように前記内燃機関の点火位置を制御する回転数抑制制御を行わせる請求項１または２に記載の走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【請求項４】
前記反転時制限回転数は、前記反転指令が与えられたときの回転数に等しく設定する請求項３に記載の走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【請求項５】
前記内燃機関のクランク軸と前記走行装置の被駆動部との間に設ける変速機として遠心クラッチを備えた変速機が用いられ、
前記反転時制限回転数は、前記遠心クラッチが投入される回転数よりも低く設定されている請求項３に記載の走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【請求項６】
前記走行装置を後退させる方向に前記内燃機関が回転しているときに、該内燃機関の回転数を設定された後退時制限回転数以下に制限する後退時過回転防止制御を行わせる請求項１ないし５のいずれか１つに記載の走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【請求項７】
前記後退時過回転防止制御においては、前記内燃機関の点火動作を停止させることにより前記内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限する請求項６に記載の走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【請求項８】
前記後退時過回転防止制御においては、前記内燃機関の点火位置を制御することにより前記内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限する請求項６に記載の走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【請求項９】
前記後退時過回転防止制御においては、前記内燃機関への燃料の供給量を制御することにより前記内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限する請求項６に記載の走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スクータ、スノーモービル、バギーカーなどの走行装置を駆動する２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
スクータやスノーモービルのように、操作が簡便であることを尊ぶ走行装置の原動機としては、リコイルスタートやキックスタートにより容易に始動することができ、しかも小型、軽量かつ安価である２サイクルガソリン機関（以下２サイクル内燃機関という。）が多く用いられている。また内燃機関の回転を走行装置の被駆動部（例えば駆動輪）に伝達する動力伝達系統に設ける変速機としては、バックギアを持たない遠心クラッチ式の無断変速機が多く用いられている。
【０００３】
この種の走行装置では、その変速機がバックギアを備えていないため、狭い場所等で走行装置の向きを反転させる必要が生じたときに、車体全体を持ち上げてその向きを変える必要があり、操作性が悪かった。
【０００４】
そこで、最近、回転方向が正逆いずれの方向であっても正常な運転ができる２サイクル内燃機関の特性に着目して、内燃機関の回転方向を正回転から逆回転に切り替えることにより、走行装置に後退機能を持たせることが検討されている。２サイクル内燃機関の回転方向を切り替えることにより、走行装置を前進または後退させるためには、運転者の指令に応じて内燃機関の回転方向を任意に切り替え得るようにすることが必要である。
【０００５】
内燃機関の回転方向を切り替える回転方向切替制御方法としては、特開平１１−９３７１８号、特開平１１−９３７１９号、及び特開平１１−８２２７０号に見られるように、機関の点火位置や燃料の供給量を制御することにより機関の回転数［rpm ］をアイドリング回転数よりも低い回転数まで低下させて機関の慣性を低下させた状態で、点火位置（機関を点火する時のクランク軸の回転角度位置）を過進角位置（定常運転時の点火位置の適性な最大進角位置よりも更に進角した位置）まで進角させることによりピストンを押し戻して回転方向を反転させ、その後反転した方向への機関の回転を維持するために適した点火位置で機関を点火することにより、回転方向が反転した状態での機関の運転を行わせる方法が提案されている。
【０００６】
既提案の回転方向切替制御方法により機関の回転方向を切り替える際の機関の回転数の時間的変化の一例を図１２に示した。図１２においてＴo は反転指令が与えられるタイミングを示し、Ｔ2 は反転指令が与えられてから機関の回転数が過進角開始回転数に達するタイミングを示している。またＴ3 はＥＣＵ（電子制御ユニット）が回転方向が反転したことを認識するタイミングを示している。Ｎo は機関のアイドリング回転数を示し、Ｎ2 はアイドリング回転数Ｎo よりも低く設定された過進角開始回転数を示している。
【０００７】
図１２に示した例では、機関がアイドリング運転を行っている状態で、時刻Ｔo において反転指令が与えられる。反転指令が与えられると、内燃機関への燃料の供給が停止され、機関の回転数が低下させられる。時刻Ｔ2 で回転数が過進角開始回転数Ｎ2 に達する直前に機関への燃料の供給が再開され、時刻Ｔ2 で機関の点火位置が過進角位置まで進角させられる。機関の回転数が十分に低下している状態で点火位置が過進角させられると、ピストンが上死点に到達する前に押し戻されるため、機関の回転方向が反転する。その後時刻Ｔ3 において機関の回転方向の反転が確認された後に回転方向が反転した状態での機関の回転を維持するために適した位置で点火を行わせて、回転方向が反転した状態での機関の運転を行わせる。
【０００８】
機関の回転方向を反転するに先立って回転数を低下させる方法としては、機関を失火させる方法もあるが、機関を失火させると、未燃焼ガスが排出されるため排気管内で混合気が燃焼してアフタファイアが生じたり、大気が汚染されたりして好ましくない。これに対し、上記のように、機関への燃料の供給を停止することにより回転数を低下させるようにすれば、未燃焼ガスの排出を抑えることができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように、従来の回転方向切替制御方法では、反転指令に応答して機関への燃料の供給を停止させた後、機関の回転数が過進角開始回転数に達して、過進角位置での点火が行われる直前に燃料の供給を再開している。内燃機関に燃料を供給する方法として、機関のシリンダ内に直接インジェクタから燃料を噴射する方法をとる場合には、上記のように過進角位置で点火を行わせるタイミングの直前のタイミングで燃料の供給を再開させても、機関を反転させることができる。しかしながら、機関の吸気管内、クランクケース内、または掃気管内に燃料を噴射して、掃気管を通して混合気をシリンダ内に供給する方法をとる場合には、燃料の供給を開始した後、所定の空燃比の混合気がシリンダ内に到達するまでに時間がかかるため、過進角位置で点火を行わせる直前に燃料の供給を再開させたのでは、燃料の供給が間に合わず、過進角位置で点火動作を行わせた際に混合気の着火に失敗して、回転方向の反転に失敗することがあるという問題があった。
【００１０】
また従来の回転方向切替制御方法では、走行装置を後退させる際に機関の回転数を制限する手段を設けていなかったため、走行装置を後退させる際の速度が上昇し過ぎて危険な状態が生じるおそれがあった。
【００１１】
本発明の目的は、掃気管を通してシリンダ内に混合気が供給される場合にも機関の回転方向を確実に反転させることができるようにした走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法を提供することにある。
【００１２】
本発明の他の目的は、機関の回転方向を確実に反転させることができるようにするとともに、走行装置を後退させる際には、安全のために機関の回転数を制限することができるようにした走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、掃気管内を通してシリンダ内に混合気が供給される２サイクル内燃機関により被駆動部が駆動されて走行する走行装置の走行方向を反転させるために、反転指令に応答して内燃機関への燃料の供給を一時的に停止することにより内燃機関の回転数を低下させ、内燃機関の回転数がアイドリング回転数よりも低く設定された過進角開始回転数まで低下したときに内燃機関の点火を過進角位置で行わせて内燃機関の回転方向を反転させ、その後回転方向が反転した状態での内燃機関の回転を維持するために適した位置で内燃機関を点火して回転方向が反転した状態での内燃機関の運転を行わせるように、内燃機関への燃料の供給と内燃機関の点火位置とを制御する走行装置駆動用２サイクル内燃機関の回転方向切替制御方法に係わるものである。
【００１４】
本発明においては、過進角開始回転数よりも高い燃料供給再開回転数を設定しておき、燃料の供給の停止により内燃機関の回転数が低下して燃料供給再開回転数に達したときに内燃機関への燃料の供給を再開するようにした。
【００１５】
上記のように、過進角開始回転数よりも高い燃料供給再開回転数を設定しておいて、内燃機関の回転数が低下して燃料供給再開回転数に達したときに内燃機関への燃料の供給を再開するようにすると、燃料供給再開回転数を適当に設定しておくことにより、過進角位置での点火動作が行われるまでの間に所定の空燃比を有する混合気がシリンダ内に供給される状態にすることができるため、過進角位置で点火を行わせた際に確実に混合気に着火して、機関の回転方向を反転させることができる。
【００１６】
上記内燃機関への燃料の供給は、吸気管、クランクケース内、または掃気管内にインジェクタから燃料を噴射することにより行うようにするのが好ましい。
【００１７】
気化器を用いて機関に燃料を供給するようにしてもよいが、気化器を用いる場合には、燃料の供給の停止及び再開を自在に行わせるために、燃料の供給通路に電磁弁などのバルブを挿入しておく必要がある。
【００１８】
本発明においては、反転指令が与えられた後、内燃機関への燃料の供給を停止しているときに、内燃機関の回転数を反転時制限回転数以下に抑えるように内燃機関の点火位置を制御する回転数抑制制御を行わせるのが好ましい。
【００１９】
この場合、反転時制限回転数は、反転指令が与えられたときの回転数に等しく設定するのが好ましい。
【００２０】
上記のように構成すると、反転指令が与えられた後、燃料の供給を停止した直後に機関の回転数が急上昇するのを防ぐことができるため、運転者に不快感や恐怖感を与えるのを防ぐことができる。
【００２１】
内燃機関のクランク軸と走行装置の被駆動部との間に設ける変速機として遠心クラッチを備えた変速機が用いられる場合には、上記反転時制限回転数を、遠心クラッチが投入される回転数よりも低く設定するのが好ましい。
【００２２】
このように反転時制限回転数を設定しておくと、反転指令に応答して燃料の供給を停止させた直後に機関の回転数が上昇して遠心クラッチがつながるのを防ぐことができるため、反転指令を与えた直後に走行装置が動いて運転者が恐怖感を抱くおそれを無くすことができる。
【００２３】
本発明においてはまた、走行装置を後退させる方向に内燃機関が回転しているときに、該内燃機関の回転数を設定された後退時制限回転数以下に制限する後退時過回転防止制御を行わせるのが好ましい。
【００２４】
上記後退時過回転防止制御においては、内燃機関の点火動作を停止させることにより内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限するようにしてもよく、内燃機関の点火位置を進角または遅角させるように制御することにより内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限するようにしてもよい。
【００２５】
また上記後退時過回転防止制御においては、内燃機関への燃料の供給量を減少（混合気をリーンにする）または増加させる（混合気をリッチにする）ように制御することにより内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限するようにしてもよい。
【００２６】
上記のように、後退時過回転防止制御を行わせると、走行装置を後退させる際の機関の回転数を制限することができるため、走行装置を後退させる際に速度が上昇し過ぎて事故が生じるのを防ぐことができる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
図１は本発明により制御する２サイクル内燃機関１の一例を示したもので、同図において１０１はクランクケース、１０２はクランクケースに接続されたシリンダで、クランクケース１０１内には各シリンダに対応するクランク室１０３が形成されている。１０４はクランク室１０３内に空気を導入する吸気管、１０５はクランク室１０３とシリンダ１０２内とを接続するように設けられた掃気管、１０６はシリンダ１０２に接続された排気管である。シリンダ１０２内にはピストン１０７が嵌合され、ピストン１０７とクランクケース１０１内に設けられたクランク軸１０８とがクランク機構１０９を介して連結されている。シリンダ１０２の頂部には点火プラグ１１０が取り付けられ、吸気管１０４にインジェクタ（電磁式燃料噴射弁）１１１が取り付けられている。この例では、内燃機関１が２気筒内燃機関であるとする。
【００２８】
この内燃機関においては、インジェクタ１１１から吸気管内に噴射された燃料Ｆが吸気管内の管壁やクランク室１０３の内壁に付着して液膜を形成し、該燃料が気化して吸気管内を通して供給される空気と混合されることにより、混合気ｆが形成される。混合気ｆはピストン１０７の下降に伴って生じるクランク室内の圧力上昇により掃気管１０５を通してシリンダ１０２内に導入される。シリンダ１０２内に導入された混合気ｆは、上昇に転じたピストン１０７により掃気ポート及び排気ポートが塞がれた時点から圧縮され、ピストンが上死点付近に到達したときに点火プラグ１１０に生じる火花により着火される。
【００２９】
上記内燃機関はスノーモービルなどの走行装置に搭載されて、クランク軸１０８の回転が遠心クラッチを備えた図示しない無段変速機を介して走行装置の被駆動部（スノーモービルの場合にはキャタピラ）に伝達される。
【００３０】
図２は上記の内燃機関１を制御する制御装置の要部の構成を概略的に示したものである。同図において１０は走行装置の走行方向を反転させる際に操作される反転指令スイッチで、この例では、反転指令スイッチ１０により反転指令発生手段が構成されている。反転指令スイッチ１０としては、複数の固定接点と該複数の固定接点に選択的に接触させられる可動接点とを備えた切替スイッチを用いてもよく、押ボタンスイッチのように、操作力を与えている間だけオン状態またはオフ状態になるモメンタリスイッチを用いてもよい。反転指令スイッチ１０として切替スイッチを用いる場合には、走行装置を前進させるときと後退させるときとで可動接点を異なる固定接点に接触させることにより、反転指令を発生させる。
【００３１】
また反転指令スイッチとしてモメンタリスイッチを用いる場合には、該スイッチを操作する毎に走行方向を反転させる反転指令を発生させる。
【００３２】
図２において１１及び１２はそれぞれ機関により駆動される信号発電機に設けられた第１及び第２パルサで、これらのパルサは、機関のクランク軸の回転に同期して、その回転情報を含むパルス信号を発生する。
【００３３】
１３は反転指令スイッチ１０により与えられる反転指令と、第１パルサ及び第２パルサ１１及び１２が発生するパルスとを入力として、内燃機関点火装置１４及び燃料供給装置１５を制御するＥＣＵ（電子式制御ユニット）である。図示の例では、機関の各気筒に対して設けられたインジェクタ１１１と、各インジェクタに駆動電流を与える駆動回路（図示せず。）とにより燃料供給装置１５が構成されている。
【００３４】
図示してないが、ＥＣＵ１３には、スロットルバルブの開度を検出するスロットルセンサの出力、機関の冷却水の温度を検出する温度センサの出力、吸気温度を検出するセンサの出力、大気圧を検出するセンサの出力等が更に入力されている。これらのセンサから得られる検出出力は、機関の点火位置及びインジェクタから燃料を噴射する時間（燃料噴射時間）を演算するために用いられる。
【００３５】
図３は第１パルサ１１及び第２パルサ１２が設けられる信号発電機１６の構成を模式的に示したものである。この例では、機関のクランク軸１０８の先端に取り付けられたカップ状のフライホイール１７の外周に、１８０度間隔で配置された形状が異なる２つの第１リラクタ１８，１８´と、同じく１８０度間隔で配置された同形状の第２リラクタ１９，１９´とを軸線方向に位置をずらした状態で形成して構成したロータ２０と、第１リラクタ１８，１８´及び第２リラクタ１９，１９´にそれぞれ対向するように配置されて機関のケースなどに取り付けられた第１パルサ１１及び第２パルサ１２とにより信号発電機１６が構成されている。
【００３６】
第１リラクタ１８，１８´のうちの一方１８は図４（Ａ）に示すように、幅が狭い第１の部分１８ａと幅が広い第２の部分１８ｂとがフライホイールの周方向に並ぶ形状を有する２段リラクタからなり、他方のリラクタ１８´はフライホイールの周方向に沿って均一な幅寸法を有する１段リラクタからなっている。また第２リラクタ１９，１９´は図４（Ｃ）に示すように、フライホイールの周方向に沿って均一な幅寸法を有する１段リラクタからなっている。
【００３７】
第１パルサ１１は第１リラクタ１８，１８´に対向する磁極部を先端に有する鉄心と該鉄心に巻回された信号コイルと該鉄心に磁気結合された永久磁石とを有する周知のもので、リラクタ１８の第１の部分１８ａ側の端部を検出したとき及び第１の部分１８ａと第２の部分１８ｂとの境界部を検出したときに同極性のパルス信号を発生し、第２の部分１８ｂ側の端部を検出したときに異極性のパルス信号を発生する。第１パルサ１１はまた、リラクタ１８´の両端をそれぞれ検出したときに極性が異なるパルス信号を発生する。
【００３８】
第２パルサ１２は第１パルサと同様に構成されていて、リラクタ１９の両端をそれぞれ検出したときに極性が異なるパルス信号を発生する。
【００３９】
内燃機関が正回転しているときに第１パルサ及び第２パルサが発生するパルス信号の波形を図４に示し、内燃機関が逆回転しているときに第１パルサ及び第２パルサが発生するパルス信号の波形を図５に示した。
【００４０】
図４及び図５に示された符号ＢＴ（Before Top Dead Centre) は、その後に続けて表示された数字が、上死点を基準にして進角側に測った角度であることを意味し、ＡＴ（After Top Dead Centre)はその後に続けて表示された数字が上死点を基準にして遅角側に測った角度であることを意味している。また＃１及び＃２はそれぞれ機関の第１気筒及び第２気筒に関連する回転角度位置であることを意味している。例えば、＃１ＢＴ５２は第１気筒の上死点前５２度の位置であることを意味し、＃２ＡＴ１２は第２気筒の上死点後１２度の位置であることを意味している。
【００４１】
図示の例では、内燃機関が正回転しているとき（走行装置が前進しているとき）に、図４（Ａ）に示すように、リラクタ１８の第１の部分１８ａが第２の部分１８ｂよりも先に第１パルサ１１の磁極部に対向し、機関が逆回転しているときに、図５（Ａ）に示すように、リラクタ１８の第２の部分１８ｂが第１の部分１８ａよりも先に第１パルサ１１の磁極部に対向するようにリラクタ１８が設けられている。
【００４２】
図示の例では、機関が正回転しているときに、図４（Ｂ）に示すように、第１パルサ１１が第１気筒の上死点前７２度の位置でリラクタ１８の第１の部分１８ａ側の端部１８a1を検出して負極性のパルス信号Ｓn1を発生し、第１気筒の上死点前５２度の位置で第１の部分１８ａと第２の部分１８ｂとの境界部を検出して負極性のパルス信号Ｓn2を発生する。第１パルサ１１はまた、機関の正回転時に第１気筒の上死点前１２度の位置でリラクタ１８の第２の部分側の端部１８b1を検出して正極性のパルス信号Ｓｐを発生し、第２気筒の上死点前７２度の位置及び１２度の位置でそれぞれリラクタ１８´の一端及び他端をそれぞれ検出して負極性のパルス信号Ｓｎ´及び正極性のパルス信号Ｓｐ´を発生する。
【００４３】
また第２パルサ１２は、機関の正回転時に、図４（Ｄ）に示すように、第１気筒の上死点前１２度の位置及び上死点後１２度の位置でリラクタ１９の両端をそれぞれ検出して負極性のパルス信号Ｖｎ及び正極性のパルス信号Ｖｐを発生し、第２気筒の上死点前１２度の位置及び上死点後１２度の位置でそれぞれリラクタ１９´の一端及び多端を検出して負極性のパルス信号Ｖｎ´及び正極性のパルス信号Ｖｐ´を発生する。
【００４４】
機関が逆回転している時には、図５（Ｂ）に示すように、第１パルサ１１が、第１気筒の上死点後１２度の位置で負極性のパルス信号Ｓｎを発生し、第１気筒の上死点後５２度の位置及び上死点後７２度の位置でそれぞれ正極性のパルス信号Ｓp1及びＳp2を発生する。
【００４５】
また内燃機関の逆転時に第２パルサ１２は、第１気筒の上死点前１２度の位置及び上死点後１２度の位置でそれぞれ負極性のパルス信号Ｖｎ及び正極性のパルス信号Ｖｐを発生し、第２気筒の上死点前１２度の位置及び上死点後１２度の位置でそれぞれ負極性のパルス信号Ｖｎ´及び正極性のパルス信号Ｖｐ´を発生する。
【００４６】
図示の例では、フライホイール１７の周壁部の内周に永久磁石２１が取り付けられてフライホイール磁石回転子が構成され、この磁石回転子とその内側に配置されて機関のケースに固定された固定子（電機子鉄心と該鉄心に巻回された電機子コイルとからなる）２２とにより、磁石発電機が構成されている。この磁石発電機の出力は、内燃機関点火装置１４に点火エネルギを与えたり、ＥＣＵを駆動するための電源電圧を得たり、ヘッドランプなどの電装品負荷を駆動したりするために用いられる。
【００４７】
図２に示されたＥＣＵ１３はマイクロコンピュータを備えていて、第１パルサ１１が負極性パルス及び正極性パルスを発生する順序から機関の回転方向を認識するとともに、機関の気筒を判別し、パルサ１１または１２が発生するパルスの発生間隔から機関の回転数を演算する。またＥＣＵ１３は、スロットルバルブ開度と機関の回転数と点火位置との関係を与える点火位置演算用マップを用いて各気筒の点火位置を演算する。ＥＣＵ１３はまた、スロットルバルブ開度と機関の回転数と燃料噴射時間との関係を与える噴射時間演算用マップを用いて各回転数における基本燃料噴射時間を演算し、機関の冷却水温度、大気圧、吸気温度等により決まる補正係数を演算した基本燃料噴射時間に乗じることにより、各気筒用のインジェクタ１１１から燃料を噴射する時間（燃料噴射時間）を演算する。
【００４８】
ＥＣＵは、所定のタイミングで燃料供給装置１５に噴射指令信号を与えて、演算した噴射時間の間各気筒用のインジェクタ１１１から燃料を噴射させ、演算した点火位置で内燃機関点火装置１４に点火指令信号を与えて各気筒で点火動作を行わせる。
【００４９】
本発明の回転方向切替制御方法では、反転指令が発生した時に、内燃機関への燃料の供給を停止し、内燃機関の回転数がアイドリング回転数よりも低く、過進角開始回転数よりも高く設定された燃料供給再開回転数まで低下した時に燃料の供給を再開する。その後回転数が過進角開始回転数まで低下したときに内燃機関の点火を過進角位置で行わせて内燃機関の回転方向を反転させ、次いで回転方向が反転した状態での内燃機関の回転を維持するために適した位置で内燃機関を点火して回転方向が反転した状態での機関の運転を行わせる。
【００５０】
本発明の回転方向切替制御方法により機関の点火位置と機関への燃料の供給とを制御した場合の回転数Ｎの時間的変化の一例を図６に示した。
【００５１】
図６において、Ｎo はアイドリング回転数を示し、Ｎ1 及びＮ2 はそれぞれ燃料供給再開回転数及び過進角開始回転数を示している。またＴo は反転指令が与えられたタイミングを示しており、Ｔ1 は反転指令が与えられた後、機関の回転数が燃料供給再開回転数Ｎ1 に達した時のタイミングを示している。更にＴ2 は回転数が過進角開始回転数Ｎ2 まで低下した時のタイミングを示し、Ｔ3 は機関の回転方向が反転した後、ＥＣＵ１３が機関の回転方向を判別した時のタイミングを示している。
【００５２】
機関の回転方向を反転させる際には、走行装置のスロットルバルブを絞って機関をアイドリング状態にし、反転指令スイッチ１０を操作して反転指令をＥＣＵに与える。図６に示した例では、時刻Ｔo でＥＣＵに反転指令が与えられている。図６の時刻Ｔo よりも前の状態では、ＥＣＵにより演算された噴射タイミングで演算され噴射時間の間インジェクタ１１１から燃料が噴射され、演算された点火位置で各気筒の点火が行われて、内燃機関の正回転方向への定常運転が行われている。
【００５３】
図７（Ａ），（Ｂ）は第１リラクタ１８，１８´と第２リラクタ１９，１９´の位置関係を示し、同図（Ｃ）及び（Ｄ）は時刻Ｔが反転指令が与えられる時刻Ｔo よりも前の状態での第１気筒及び第２気筒の燃料噴射タイミングを示している。また図７（Ｅ）は時刻Ｔo よりも前の状態での正回転時の点火タイミングを示している。
【００５４】
時刻Ｔo で反転指令が与えられたときに図７（Ｆ）に示すように燃料の噴射を停止させ、機関への燃料の供給を停止する。点火動作は図７（Ｇ）に示すように通常の点火位置（演算された点火位置）で行わせる。
【００５５】
燃料の供給を停止した後、回転数が燃料供給再開回転数Ｎ1 まで低下した時の時刻Ｔ1 において、燃料の噴射を再開する。この時刻Ｔ1 から、回転数が過進角開始回転数Ｎ2 に達する時刻Ｔ2 の直前までの期間（Ｔ1 ≦Ｔ＜Ｔ2 の期間）は、図７（Ｈ）に示すように、第２パルサ１２がリラクタ１９のエッジを検出してパルス信号を発生するタイミング（第２気筒の上死点前１２度の位置）で一定時間の間第１気筒のインジェクタ及び第２気筒のインジェクタから同時に燃料を噴射する。このとき図７（Ｉ）に示すように、第１パルサ１１が各気筒の上死点前７２度の位置でリラクタ１８，１８´のエッジを検出してパルス信号を発生したときに暫定的な点火動作を行わせるが、この期間においては、未だ所定の空燃比の混合気がシリンダに到達しないため、シリンダ内での燃焼は行われない。
【００５６】
Ｔ1 ≦Ｔ＜Ｔ2 の期間の長さ、及びこの期間における燃料噴射時間（インジェクタから燃料を噴射させる時間）は、後に時刻Ｔ2 において過進角位置での点火が行われる際に、シリンダ内の混合気が燃焼に適した適切な空燃比となっているように、予め実験で定めた長さに設定する。
【００５７】
回転数が過進角開始回転数Ｎ2 に達した時の時刻Ｔ2 において、図７（Ｋ）に示すように、第１気筒の上死点前５２度の過進角位置（第１パルサ１１がリラクタ１８の第１の部分１８ａと第２の部分１８ｂとの境界部を検出してパルス信号を発生する位置）で１回だけ点火を行わせる。またこのとき図７（Ｊ）に示すように、第２パルサ１２がリラクタ１９及び１９´のエッジを検出する上死点前１２度の位置で第１気筒及び第２気筒のインジェクタから同時に燃料の噴射を行わせる。
【００５８】
時刻Ｔ2 で過進角位置での第１気筒の点火を行わせると、混合気が燃焼し、この燃焼により生じる圧力上昇により第１気筒のピストンが押し戻されるため、機関の回転方向が反転する。
【００５９】
時刻Ｔ2 で過進角位置での点火を行った後、ＥＣＵが機関の回転方向の反転を認識する時刻Ｔ3 の直前までの期間（Ｔ2 ≦Ｔ＜Ｔ3 の期間）においては、図７（Ｌ）に示すように、各気筒の上死点前１２度の位置で機関をアイドリング状態に保つために適した噴射時間の間燃料を噴射する。またこのとき図７（Ｍ）に示したように、第２パルサ１２がリラクタ１９，１９´の回転方向の前端側のエッジを検出してパルス信号を発生するタイミングで過渡時固定点火を行わせる。
【００６０】
Ｔ2 ≦Ｔ＜Ｔ3 の期間においては、実際に機関の回転方向が反転しているか否か確認されていないが、リラクタ１９，１９´は各気筒の上死点に対して左右対称に形成されているので、機関がいずれの方向に回転していても点火動作は適切な位置（上死点前１２度の位置）で行われる。
【００６１】
ＥＣＵが機関が逆回転していることを認識する時刻Ｔ3 以降の期間（Ｔ3 ≦Ｔの期間）においては、第１パルサ及び第２パルサが発生するパルス信号から機関の回転数の情報を得ることができるようになる。従ってこの時は、図７（Ｎ）に示すように、第２パルサ１２がリラクタ１９，１９´の回転方向の前端側のエッジを検出したときのタイミングで、回転数等の制御条件に応じて演算した噴射時間の間各気筒のインジェクタから燃料の噴射を行わせる。また図７（Ｏ）に示すように、ＥＣＵが演算した点火位置で各気筒の点火動作（逆転時通常点火）を行わせる。
【００６２】
なおＥＣＵは、正回転時用の点火位置演算用マップ及び燃料噴射時間演算用マップと逆回転時用の点火位置演算用マップ及び燃料噴射時間演算用マップとを持っていて、正回転時と逆回転時とで機関の特性を異ならせており、走行装置を後退させる機関の逆転時には、安全のために機関の回転数を制限したり、急激な可減速が行われないようにしている。
【００６３】
図３に示すように、時刻Ｔo で燃料の供給を停止すると、一旦機関の回転数が上昇してから下降している。このように、燃料をカットした直後に回転数が上昇するのは下記の理由による。
【００６４】
図１において、インジェクタ１１１から噴射された燃料は、混合気となって、吸気ポートからクランクケース１０１内に入る。インジェクタから噴射された燃料のうち、霧化されなかった燃料は、吸気管１０４の内面や、クランクケース１０１の内面に付着する。一方、アイドリング時のスロットル開度（アイドル開度という。）は、気圧が低い高地でのアイドリングが可能になるように決められている。図８は、アイドル開度を同一とした場合の、低地と高地の気圧の違いによる機関の回転数対空燃比（Ａ／Ｆ）特性の違いを示しており、同図の横軸の空燃比Ａ／Ｆは、図の右側に向かうに従ってリッチになっている（燃料が濃くなっている）。
【００６５】
図８において曲線ａは高地における特性を示し、曲線ｂは低地における特性を示している。この図から明らかなように、アイドリング時の燃料供給量としては、燃料供給量の変化に対する回転数の変動が少ないリッチ側を使うのが普通であり、高地の気圧に合わせてアイドリング時の燃料供給量を設定する場合には、空燃比が図示の（Ａ／Ｆ）2 に等しくなる燃料供給量をアイドリング時の燃料供給量として設定する。空燃比を同一とした場合、気圧が高くなればなるほど回転数が高くなるため、高地に適合するように空燃比を設定した機関を低地に持って行くと、アイドリング回転数が上昇してしまう。
【００６６】
アイドリング回転数は、低地でも高地でも同じであることが望ましい。従って、高地で所定のアイドリング回転数Ｎo が得られるように設定した機関を低地に持って行く場合には、混合気をリッチにして、空燃比を図示の（Ａ／Ｆ）3 に設定することによりアイドリング回転数をＮo まで下げる必要がある。
【００６７】
このように、低地で適切なアイドリング回転数が得られるように調整された機関では、アイドリング時の混合気がリッチになっているため、霧化しない燃料の量が多くなり、吸気管やクランクケースの内面に付着する燃料の量が多くなる。そのため、図３の時刻Ｔo で燃料の供給を停止した場合、インジェクタ１１１からの燃料の供給はなくなるが、吸気管内面やクランクケース内面に付着した燃料が気化してシリンダ内に供給される混合気の空燃比が最大トルクが発生する空燃比（Ａ／Ｆ）1 に近付いていき、機関の回転数が上昇する。その後、吸気管の内面やクランクケースの内面に付着した燃料がなくなってシリンダ内に供給される混合気の空燃比がリーン限界を超えると、シリンダ内で燃焼が生じなくなって機関の回転数が低下していく。
【００６８】
上記のように、燃料の供給を停止した直後に回転数の上昇が生じると、運転者に不快感や恐怖感を与えるため好ましくない。また条件によっては、時刻Ｔo で燃料をカットした直後に回転数が遠心クラッチ投入回転数を超えて車体が発進するおそれがある。
【００６９】
このような状態が生じるのを防ぐためには、反転指令に応答して内燃機関への燃料の供給を停止しているとき（図３のＴo ≦Ｔ＜Ｔ1 の期間）に機関の回転数を反転時制限回転数以下に抑えるように内燃機関の点火位置を制御する（例えば点火位置を適正位置よりも遅角または進角させる）回転数抑制制御を行わせるようにすればよい。このような制御を行わせた場合の回転数の時間的変化の特性を図９に示した。図９に示した例では、反転指令に応答して燃料の供給を停止した後、混合気の空燃比が最大トルク発生時の値に近付いて機関の回転数が上昇し、予め設定した反転時制限回転数ＮL1を超えた時に点火位置を遅角させて回転数の上昇を抑えるようにしている。
【００７０】
図１０は、機関の回転角θとシリンダ内圧力Ｐとの関係を示したもので、同図の曲線ａは適正位置（クランク軸の回転角度位置）で点火を行わせた場合を示している。また曲線ｂは適正位置よりも進角した位置で点火を行わせた場合を示し、曲線ｃは適正位置よりも遅角した位置で点火を行わせた場合を示している。これより、点火位置を適正位置よりも遅角させるか、または進角させると、シリンダ内の圧力Ｐが低くなり、機関の回転数の上昇が抑制されることがわかる。
【００７１】
この場合、機関の回転数をフィードバック要素として、回転数とその制限値との偏差にＰＩＤ演算を施すことにより点火位置の遅角量または進角量を演算するようにすると、安定した回転数抑制制御を行わせることができる。
【００７２】
上記反転時制限回転数ＮL1は、運転者に不快感や恐怖感を一切与えないようにするために、反転指令が与えられた時の機関の回転数（通常はアイドリング回転数）に等しく設定するか、または遠心クラッチ投入回転数よりも低い回転数に設定するのが好ましい。
【００７３】
図９に示すように、反転指令に応答して燃料の供給を停止している期間に回転数抑制制御を行う場合に、ＥＣＵのマイクロコンピュータが実行するプログラムのアルゴリズムを示すフローチャートの一例を図１１に示した。
【００７４】
図１１に示したアルゴリズムによる場合には、ステップ１で反転指令が与えられた後、ステップ２で燃料の供給を停止し、ステップ３で回転数Ｎが反転時制限回転数ＮL1を超えているか否かを判定する。その結果回転数が反転時制限回転数を超えている場合には、ステップ４に移行して点火位置を適正位置よりも遅角させる。次いでステップ５で回転数Ｎが燃料供給再開回転数Ｎ1 以下になったか否かを判定し、燃料供給再開回転数Ｎ1 以下になっていない場合には、ステップ３に戻る。ステップ５で回転数Ｎが燃料供給再開回転数Ｎ1 以下になったと判定されたときには、ステップ６に移行して燃料の供給を再開させる。次いでステップ７で回転数Ｎが過進角開始回転数Ｎ2 以下になったか否かを判定し、その結果、回転数Ｎが過進角開始回転数Ｎ2 以下になったと判定されたときにステップ８に移行して点火位置を過進角させることにより、機関の回転方向を反転させる。
【００７５】
走行装置を後退させる方向に内燃機関が回転しているときには、走行速度を制限しておくことが安全上好ましい。従って、走行装置を後退させる方向に内燃機関が回転しているときに、内燃機関の回転数を設定された後退時制限回転数以下に制限する後退時過回転防止制御を行わせるのが好ましい。
【００７６】
この後退時過回転防止制御においては、内燃機関の点火動作を停止させることにより内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限するようにしてもよく、内燃機関の点火位置を進角または遅角させるように制御することにより内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限するようにしてもよい。
【００７７】
また上記後退時過回転防止制御においては、内燃機関への燃料の供給量を減少（混合気をリーンにする）または増加させる（混合気をリッチにする）ように制御することにより内燃機関の回転数を後退時制限回転数以下に制限するようにしてもよい。
【００７８】
上記のように、後退時過回転防止制御を行わせると、走行装置を後退させる際の機関の回転数を制限することができるため、走行装置を後退させる際に速度が上昇し過ぎて事故が生じるのを防ぐことができる。
【００７９】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、過進角開始回転数よりも高い燃料供給再開回転数を設定して、内燃機関の回転数が低下して燃料供給再開回転数に達したときに内燃機関への燃料の供給を再開するようにしたので、燃料供給再開回転数を適当に設定しておくことにより、過進角位置での点火動作が行われるまでの間に所定の空燃比を有する混合気がシリンダ内に供給される状態にして、過進角位置で点火を行わせた際に確実に混合気に着火して、機関の回転方向を反転させることができる。
【００８０】
本発明において、反転指令が与えられた後、内燃機関への燃料の供給を停止しているときに、内燃機関の回転数を反転時制限回転数以下に抑えるように内燃機関の点火位置を制御する回転数抑制制御を行わせる場合には、反転指令が与えられた後、燃料の供給を停止した直後に機関の回転数が急上昇するのを防ぐことができるため、運転者に不快感や恐怖感を与えるのを防ぐことができる。
【００８１】
本発明において、走行装置を後退させる方向に内燃機関が回転しているときに、該内燃機関の回転数を設定された後退時制限回転数以下に制限する後退時過回転防止制御を行わせるようにした場合には、後退時の走行速度を低く抑えることができるため、後退時に速度が急上昇して事故が発生するおそれをなくすことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明により制御する２サイクル内燃機関の一例を示した構成図である。
【図２】本発明に係わる回転方向切替制御方法を実施する制御装置の要部の構成例を示した構成図である。
【図３】本発明に係わる回転方向切替制御方法において、機関の回転情報を得るために用いる発電機の構成例を示した断面図である。
【図４】機関が正回転している時にパルサから得られるパルス信号の波形を示した波形図である。
【図５】機関が逆回転している時にパルサから得られるパルス信号の波形を示した波形図である。
【図６】本発明に係わる回転方向切替制御方法により機関の回転方向を反転させるように制御する場合の回転数の時間的変化の一例を示した線図である。
【図７】本発明に係わる回転方向切替制御方法を実施する際の燃料噴射タイミングと点火タイミングとを示したタイミングチャートである。
【図８】２サイクル内燃機関の回転数と空燃比との関係を与える特性の一例を示した線図である。
【図９】本発明において、反転指令に応じて燃料の供給を停止したときに、機関の回転数が上昇するのを抑制する回転数抑制制御を行った場合の回転数の時間的変化を示した線図である。
【図１０】シリンダ内の圧力とクランク軸の回転角との関係を点火位置をパラメータにして示した線図である。
【図１１】図９に示した制御を行う場合にマイクロコンピュータが実行するプログラムのアルゴリズムの一例を示したフローチャートである。
【図１２】従来の回転方向切替制御方法による場合の回転数の時間的変化を示した線図である。
【符号の説明】
１…２サイクル内燃機関、１１…第１パルサ、１２…第２パルサ、１３…ＥＣＵ（電子式制御ユニット）、１４…内燃機関点火装置、１５…燃料供給装置。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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