特許ウォッチ

公開番号2025064175
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-04-17
出願番号2023173720
出願日2023-10-05
発明の名称4ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別装置
出願人株式会社ニッキ
代理人弁理士法人平和国際特許事務所
主分類F02D 45/00 20060101AFI20250410BHJP(燃焼機関;熱ガスまたは燃焼生成物を利用する機関設備)
要約【課題】少ない部品点数で4ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別を行う。
【解決手段】エンジンの始動後、欠歯部から点火基準点までの間の任意のパルス数の発生に要した点火基準点前平均時間と、前記点火基準点後の前記任意のパルス数の発生に要した点火基準点後平均時間とを算出して、前記点火基準点前平均時間に所定の係数を掛けた時間と、前記点火基準点後平均時間とを比較して、前記点火基準点後平均時間の方が小さい場合、現在のクランク上死点は圧縮上死点であり、次のクランク上死点は排気上死点であると判別する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
４ストロークサイクル単気筒エンジンのクランク軸と同期回転し、外周に等角度で形成された複数の歯部および前記歯部の一つを切り欠いて形成された欠歯部を備えた回転体と、
前記歯部を検知してパルス信号を出力するクランク角度センサと、
前記パルス信号が入力される電子制御ユニットと、を含む、
４ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別装置であって、
前記欠歯部から数えて所定数目に位置する前記歯部の一つがクランク上死点に対応する点火基準点となり、
エンジンの始動後、前記欠歯部から前記点火基準点までの間の任意のパルス数の発生に要した点火基準点前通算時間と、前記点火基準点後の前記任意のパルス数の発生に要した点火基準点後通算時間と、を測定し、
前記点火基準点前通算時間を前記任意のパルス数で除算した点火基準点前平均時間と、前記点火基準点後通算時間を前記任意のパルス数で除算した点火基準点後平均時間と、を算出し、
前記点火基準点前平均時間に所定の係数を掛けた時間と、前記点火基準点後平均時間と、を比較し、
前記点火基準点後平均時間の方が小さい場合、現在のクランク上死点は圧縮上死点であり、次のクランク上死点は排気上死点であると判別する、
ことを特徴とする４ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別装置。
続きを表示（約 210 文字）【請求項２】
前記歯部は１５°毎に設けられており、
前記点火基準点の歯部は、前記欠歯部から９個目の歯部であり、
前記任意のパルス数は７パルスである、
ことを特徴とする請求項１記載の４ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別装置。
【請求項３】
前記所定の係数は、１よりも小さい値である、
ことを特徴とする請求項１記載の４ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、４ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別装置に関する。
続きを表示（約 1,700 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、例えば車両用の内燃機関として４ストロークサイクル単気筒エンジンが広く知られており、この４ストロークサイクル単気筒エンジンは、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程の４ストロークを１サイクルとして繰り返し、回転出力を得るものであるが、１サイクル中にピストンは２往復するため、ピストンの位置（クランク角度）のみを見ても、どの行程にあたるかを判別することが困難である。
【０００３】
燃料噴射タイミングは吸気行程で行われ、点火タイミングは圧縮行程における終端（上死点）付近で行われる。一方、吸気行程では燃料噴射は不要であり、膨張行程では点火は不要である。アフターバーンの発生などを防ぎ、効率的な点火噴射制御を行うために、何らかの行程判別方法が必要とされていた。
【０００４】
単気筒エンジンの行程判別方法としては、例えば特開平１０－２２７２５２号公報（特許文献１）に記載された発明のように、クランク信号と吸気管圧力信号から行程を判別する方法が知られている。しかしながら、近年では車両を低コストに抑える為に、搭載するセンサや部品を１つでも少なくしたいというニーズがあった。
【０００５】
これに対し、例えば特開２０１４－０７０５３７号公報（特許文献２）に記載された発明のように、点火信号の電圧を比較して圧縮行程と排気行程とを判別するエンジンの行程判別装置が知られている。
【０００６】
しかしながら、この文献に記載の発明は、排気行程と圧縮行程でエンジンの回転速度が異なることから、点火信号のスパイク波形のピーク電圧が異なった波形を示すことを利用するものであるが、適切な閾値設定ができなかった、あるいは劣化等によりスパイク波形のピーク電圧が変化した場合には行程判別ができなくなる恐れがあった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
特開平１０－２２７２５２号公報
特開２０１４－０７０５３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
そこで、本発明は、吸気管圧力センサも、点火信号の電圧も使用せず、少ない部品点数で４ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別を行うことを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためになされた本発明は、４ストロークサイクル単気筒エンジンのクランク軸と同期回転し、外周に等角度で形成された複数の歯部および前記歯部の一つを切り欠いて形成された欠歯部を備えた回転体と、前記歯部を検知してパルス信号を出力するクランク角度センサと、前記パルス信号が入力される電子制御ユニットと、を含む、４ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別装置であって、
前記欠歯部から数えて所定数目に位置する前記歯部の一つがクランク上死点に対応する点火基準点となり、
エンジンの始動後、前記欠歯部から前記点火基準点までの間の任意のパルス数の発生に要した点火基準点前通算時間と、前記点火基準点後の前記任意のパルス数の発生に要した点火基準点後通算時間と、を測定し、
前記点火基準点前通算時間を前記任意のパルス数で除算した点火基準点前平均時間と、前記点火基準点後通算時間を前記任意のパルス数で除算した点火基準点後平均時間と、を算出し、
前記点火基準点前平均時間に所定の係数を掛けた時間と、前記点火基準点後平均時間と、を比較し、
前記点火基準点後平均時間の方が小さい場合、現在のクランク上死点は圧縮上死点であり、次のクランク上死点は排気上死点であると判別する、ことを特徴とする。
【００１０】
本発明によれば、クランク角度センサを用いて、時間の計測と簡単な計算とを行うことだけでよく、吸気管圧力センサも、点火信号の電圧も使用せず、追加部品を要しない簡易な構造で４ストロークサイクル単気筒エンジンの行程判別を行うことができる。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許