自動二輪車のエンジンの逆転防止装置
【課題】後輪の一時的なロックで逆転防止機能が作動した場合でも、一旦停車することなくエンジンを再始動できるようにした自動二輪車のエンジンの逆転防止装置を提供する。
【解決手段】１箇所の歯抜け部Ｈを除いて等間隔に配設された複数のリラクタ５２が設けられ、かつエンジン８のクランク軸４５と同期回転するクランクパルサロータ５０と、リラクタ５２の配置間隔に対応したパルス信号を出力する第１パルス発生器ＰＣ１および第２パルス発生器ＰＣ２とを備える。ＥＣＵ３０内の逆転防止手段３０２は、パルス信号のパルス間時間が所定時間Ｔを超えると、逆転防止機能を作動させて点火プラグ３５ａの点火を禁止する。逆転防止手段３０２は、逆転防止機能の作動により点火が禁止された後に、クランク軸４５が正転していることが検知されると、点火の禁止を解除する。点火準備後に点火禁止状態になると、点火コイルの１次電流が所定の勾配をもって遮断する。
【解決手段】１箇所の歯抜け部Ｈを除いて等間隔に配設された複数のリラクタ５２が設けられ、かつエンジン８のクランク軸４５と同期回転するクランクパルサロータ５０と、リラクタ５２の配置間隔に対応したパルス信号を出力する第１パルス発生器ＰＣ１および第２パルス発生器ＰＣ２とを備える。ＥＣＵ３０内の逆転防止手段３０２は、パルス信号のパルス間時間が所定時間Ｔを超えると、逆転防止機能を作動させて点火プラグ３５ａの点火を禁止する。逆転防止手段３０２は、逆転防止機能の作動により点火が禁止された後に、クランク軸４５が正転していることが検知されると、点火の禁止を解除する。点火準備後に点火禁止状態になると、点火コイルの１次電流が所定の勾配をもって遮断する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のエンジンの逆転防止装置に係り、特に、種々の走行条件に対応し、使い勝手に優れた自動二輪車のエンジンの逆転防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、キックスタータでクランキングしてエンジンを始動する際に、クランク軸の回転速度が不足すると、点火に伴う爆発力によってクランク軸が逆回転し、これによりキックペダルが押し戻される「ケッチン」が生じる可能性があることが知られている。
【０００３】
特許文献１には、クランク軸の回転開始後に回転速度が所定値以下になると点火装置の点火を禁止し、新たなクランキング操作が行われるまでこの点火禁止状態を保持するようにしたエンジンの逆転防止装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９４５６４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動二輪車の走行においては、走行中のブレーキ操作によって一時的に後輪がロックしても、すぐにブレーキ操作を解除して走行を継続することがある。このとき、特許文献１に記載されたエンジンの逆転防止装置では、後輪ロックに伴ってクランク軸の回転速度が所定値以下となると、逆転防止機能が作動して点火が禁止されてしまう。そして、この状態でブレーキをリリースし、車体の慣性力で後輪を回転させることでクランク軸を回転させても、点火禁止状態が継続されているためにエンジンが再始動しない可能性があった。したがって、走行中に逆転防止機能が作動してエンジンが停止すると、新たなクランキング操作を行うために一旦停車する必要が生じていた。
【０００６】
また、特にバッテリレス車両において、ＥＣＵ電源のオフにより逆転防止機能が解除される方式を適用すると、後輪ロックに伴って逆転防止機能が作動した直後にブレーキをリリースしてクランク軸の回転を復帰させた際に、ＥＣＵ電圧が所定のリセット電圧を下回る前に発電機による電力供給が再開されるため、逆転防止機能が解除されず、エンジンが再始動できない状態が発生する可能性があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、後輪の一時的なロックによって逆転防止機能が作動した場合でも、一旦停車することなくエンジンを再始動して走行を継続できるようにした自動二輪車のエンジンの逆転防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、複数のリラクタ（５２）が設けられ、エンジン（９）のクランク軸（４５）と同期回転するクランクパルサロータ（５０）と、前記リラクタ（５２）の配置間隔に対応したパルス信号を出力するパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）とを備える自動二輪車（１）のエンジンの逆転防止装置（３０）において、前記パルス信号のパルス間時間が所定時間（Ｔ）を超えると逆転防止機能を作動させて点火装置（３５ａ）の点火を禁止する逆転防止手段（３０２）を具備し、前記逆転防止手段（３０２）は、前記逆転防止機能の作動により点火が禁止された後に、前記クランク軸（４５）が正転していることが検知されると、前記点火の禁止を解除する点に第１の特徴がある。
【０００９】
また、前記クランクパルス信号に基づいて、クランク軸（４５）の１回転を複数のステージに割り当てるステージ判定部（３０１）と、前記クランクパルス信号のパルス間時間を計測する計測手段（３０３）とをさらに備え、前記逆転防止手段（３０２）は、圧縮上死点の通過前の所定期間で複数の前記パルス間時間を判別するパルス間時間判別手段（３０６）と、前記圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージ（♯６）が到来したこと判別するクランクステージ判別手段（３０７）とを含む点に第２の特徴がある。
【００１０】
また、前記クランクパルス信号に基づいて、クランク軸（４５）の１回転を複数のステージに割り当てるステージ判定部（３０１）をさらに備え、前記クランクパルサロータ（５０）のリラクタ（５２）は、１箇所の歯抜け部（Ｈ）を除いて等間隔で配設されており、前記ステージ判定部（３０１）は、前記歯抜け部（Ｈ）の通過に対応するクランクパルス信号に基づいてクランクパルサロータ（５０）の基準位置を確定し、前記逆転防止手段（３０２）は、前記逆転防止機能が作動して点火装置（３５ａ）の点火が禁止された後に、前記基準位置が確定し、かつクランク軸（４５）が正転していることが検知されると、前記逆転防止機能の作動を解除して点火を許可するように構成されていることを特徴とする点に第３の特徴がある。
【００１１】
また、前記所定時間（Ｔ）は、エンジンの逆転防止装置（３０）への供給電圧が所定値に到達してからの経過時間に応じて、前記２種類の所定時間（Ｔ１，Ｔ２）を切り換えて適用するように構成されており、前記経過時間が所定値に達するまでは第１の所定時間（Ｔ１）が適用され、前記経過時間が所定値に達した以降は、前記第１の所定時間（Ｔ１）より短い第２の所定時間（Ｔ２）が適用される点に第４の特徴がある。
【００１２】
また、前記自動二輪車は、車載バッテリを持たないバッテリレス車両であり、前記エンジンの逆転防止装置（３０）への供給電圧が所定のリセット電圧以下になると、前記逆転防止機能の作動が解除されて点火許可状態となるように構成されている点に第５の特徴がある。
【００１３】
さらに、前記複数のリラクタ（５２）の通過状態は、少なくとも２つのパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）で検知されるように構成されており、前記少なくとも２つのパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）は、同一のリラクタの通過を異なるタイミングで検知するように配置されている点に第６の特徴がある。
【発明の効果】
【００１４】
第１の特徴によれば、パルス信号のパルス間時間が所定時間を超えると逆転防止機能を作動させて点火装置の点火を禁止する逆転防止手段を具備し、逆転防止手段は、逆転防止機能の作動により点火が禁止された後にクランク軸が正転していることが検知されると点火の禁止を解除するので、キックスタータでエンジンを始動する際に、パルス発生器で検知されるパルス間時間が長くなる、換言すれば、クランク軸の回転速度が圧縮上死点を乗り越えることができる設定速度以下に下がったことを検知して点火を禁止するので、キックスタータでエンジンを始動する際の逆転の発生を防止することが可能となる。また、ブレーキ操作によって走行中に後輪がロックして逆転防止機能が作動した場合でも、クランク軸の正転が検知されることで点火禁止が解除されるので、車体の慣性力で後輪を駆動してエンジンを再始動することが可能となる。これにより、エンジンを再始動するために停車する必要がなく、スムーズに走行を継続することができる。
【００１５】
第２の特徴によれば、クランクパルス信号に基づいて、クランク軸の１回転を複数のステージに割り当てるステージ判定部と、クランクパルス信号のパルス間時間を計測する計測手段とをさらに備え、逆転防止手段は、圧縮上死点の通過前の所定期間で複数の前記パルス間時間を判別するパルス間時間判別手段と、圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージが到来したこと判別するクランクステージ判別手段とを含むので、クランク軸の回転速度の低下を正確に検知すると共に、クランク軸の正転状態を正確に判別することが可能となる。
【００１６】
第３の特徴によれば、クランクパルサロータのリラクタは、１箇所の歯抜け部を除いて等間隔で配設されており、ステージ判定部は、歯抜け部の通過に対応するクランクパルス信号に基づいてクランクパルサロータの基準位置を確定し、逆転防止手段は、逆転防止機能が作動して点火装置の点火が禁止された後に、基準位置が確定し、かつクランク軸が正転していることが検知されると、逆転防止機能の作動を解除して点火を許可するように構成されているので、逆転防止機能が作動して点火が禁止された後にクランク軸が正転を開始した場合、基準位置が確定してからクランク軸が１回転する前に逆転防止機能を解除できるので、ブレーキ操作によって走行中に後輪がロックして逆転防止機能が作動した場合でも、車体の慣性力によって素早くエンジンを再始動して、スムーズに走行を継続することができる。
【００１７】
第４の特徴によれば、所定時間は、エンジンの逆転防止装置への供給電圧が所定値に到達してからの経過時間に応じて、２種類の所定時間を切り換えて適用するように構成されており、経過時間が所定値に達するまでは第１の所定時間が適用され、経過時間が所定値に達した以降は、第１の所定時間より短い第２の所定時間が適用されるので、キックスタータ操作の初期段階では、回転速度が大幅に低下しないと逆転防止機能が作動しないように設定すると共に、キックスタータ操作の中〜後期段階では、回転速度の低下度合いが小さくても逆転防止機能を作動させることが可能となり、作動条件の最適化を図ることが可能となり、始動性を向上させることができる。
【００１８】
第５の特徴によれば、自動二輪車は、車載バッテリを持たないバッテリレス車両であり、エンジンの逆転防止装置への供給電圧が所定のリセット電圧以下になると、逆転防止機能の作動が解除されて点火許可状態となるように構成されているので、キックスタータによるエンジン始動時に逆転防止機能が作動して点火が禁止された場合でも、クランク軸の回転速度が低下してエンジンの逆転防止装置としてのＥＣＵの電圧がリセット電圧以下となることで逆転防止機能の作動が解除されるので、点火が許可された状態でキックスタータの操作を行うことが可能となる。これにより、キックスタータによるエンジン始動時および走行中のいずれの状態で逆転防止機能が作動した場合でも不具合が生じることがなく、使い勝手のよいエンジンの逆転防止装置を得ることができる。
【００１９】
第６の特徴によれば、複数のリラクタの通過状態は、少なくとも２つのパルス発生器で検知されるように構成されており、少なくとも２つのパルス発生器は、同一のリラクタの通過を異なるタイミングで検知するように配置されているので、クランク軸が１回転する前に、クランク軸が正転状態にあるか逆転状態にあるかを検知することが可能となる。これにより、走行中に逆転防止機能の作動後にエンジンを再始動する場合に、クランク軸の回転再開から１回転する前に正転を検知して点火禁止状態を解除することができ、素早くエンジンを再始動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの逆転防止装置を適用した自動二輪車の側面図である。
【図２】ＥＣＵおよびその周辺電装機器の構成を示すブロック図である。
【図３】クランクパルサロータの拡大正面図である。
【図４】クランク軸の正常回転時および逆回転時に検知されるリラクタの通過状態を示す表である。
【図５】ＥＣＵおよびその周辺機器の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】逆転防止機能の作動開始処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】走行中の逆転防止機能の作動開始から作動解除までの流れを示すタイムチャートである。
【図８】逆転防止機能の作動解除処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】逆転防止機能の作動開始条件の切り替え状態を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンの逆転防止装置を適用した自動二輪車１の側面図である。左右一対のメインフレーム２の前方には、不図示のステアリングステムを回動自在に軸支するヘッドパイプ６が接合されている。ステアリングステムには、前輪ＷＦを回動自在に軸支する左右一対のフロントフォーク７が取り付けられている。フロントフォーク７の上端部には、前輪ＷＦを操舵する操向ハンドル１５が取り付けられている。操向ハンドル１５には左右一対のハンドルグリップ１６が取り付けられている。車幅方向右側のハンドルグリップ１６は操向ハンドルに対して回動自在に取り付けられており、この右側ハンドルグリップ１６の回動動作によって動力源としてのエンジン８の出力調整が行われる。
【００２２】
ヘッドパイプ６に連結されて下方に延びるダウンフレーム５には、左右一対のロアフレーム４が連結されている。エンジン８は、このロアフレーム４のマウント部１１，１２によって支持されている。エンジン８の上部には、シリンダ９およびシリンダヘッド１０が固定されており、シリンダ９に取り付けられた排気管１３は、車体後方に延設されてマフラ２９に連結されている。また、シリンダ９の車体後方側には、燃料噴射装置３６（図２参照）を含むスロットルボディ１８およびエアクリーナボックス１９が配設されている。
【００２３】
メインフレーム２の後方下方には、左右一対のセンタフレーム３が接合されている。センタフレーム３に設けられたスイングアームピボット２２には、リヤクッションユニット２０でメインフレーム９に吊り下げられたスイングアーム２１が揺動自在に軸支されている。スイングアーム２１の後端部には、後輪ＷＲが回動自在に軸支されている。エンジン８の発生する回転駆動力は、駆動スプロケット２３に巻き掛けられたドライブチェーン２４を介して、後輪ＷＲに固定されたドリブンスプロケット２５に伝達される。
【００２４】
シリンダヘッド１０の上方で、かつ左右一対のメインフレーム２の間には、燃料タンク１７が配設されている。メインフレーム２の後部には、シートレール２７およびリヤフレーム２６が連結されている。シートレール２７の上部には、シート２８が取り付けられており、このシート２８の下部に、逆転防止手段を含むエンジンの逆転防止装置としてのＥＣＵ３０が配設されている。
【００２５】
図２は、ＥＣＵ３０およびその周辺電装機器の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る自動二輪車１には、車載バッテリを持たず、エンジン８のクランク軸４５と同期回転する発電機３１の発電電力のみを各種電装機器への電力供給源とするバッテリレス方式が適用されている。発電機３１からの供給電力は、レギュレートレクチファイヤ３２で整流された後、電解コンデンサ３３、ＥＣＵ３０、燃料ポンプ３４、点火コイル３５等に供給される。点火プラグ３５ａの点火タイミングおよび燃料噴射装置３６の噴射タイミングは、エンジン制御装置としてのＥＣＵ３０によって制御される。
【００２６】
ＥＣＵ３０には、エンジン８の吸気管に生じる吸気負圧を検知する吸気圧センサ（ＰＢセンサ）３７、スロットルボディ１８の内部に配設されるスロットルバルブ（不図示）の開度を検知するスロットルセンサ３８、吸気温度を検知する吸気温度センサ３９、エンジン８の冷却水温を検知する水温センサ４０の出力信号が入力される。また、エンジン８のクランク軸４５には、複数のリラクタが設けられたクランクパルサロータ５０が取り付けられている。ＥＣＵ３０は、磁気ピックアップ式のパルス発生器ＰＣ１，ＰＣ２によってリラクタの通過状態をパルス信号として検知することにより、クランク軸４５の回転位置および回転速度を検知することができる。ＥＣＵ３０には、乗員の操作により点火装置の作動を禁止することができるエンジンストップスイッチ４１も設けられている。
【００２７】
図３は、クランクパルサロータ５０の拡大正面図である。クランクパルサロータ５０は、クランク軸４５と同期回転するロータ５１に、計１１個のリラクタ５２（１〜９，Ａ，０）を１箇所の歯抜け部（Ｈ）を除いて３０度間隔で設けた構成とされている。クランクパルス信号は、第１パルス発生器ＰＣ１および第２パルス発生器ＰＣ２によって検知される。第２パルス発生器ＰＣ２は、第１パルス発生器ＰＣ１に対向する位置よりクランクパルサロータ５０の回転方向に２２．５度だけ回転した位置に配設されている。本実施形態では、パルス発生器を２つ備えることで、クランク軸の逆転状態の検知も可能としている。
【００２８】
図４は、クランク軸の正常回転時（正転時）および逆転時に検知されるリラクタの通過状態を示す表である。まず、図上段の正常回転時を参照して、表中の「クランクステージ」は、リラクタの配置に基づいてクランク軸１回転を♯０〜１０の計１１ステージで分割したものである。この「クランクステージ」の分割および番号の割り当ては、第１パルス発生器ＰＣ１の出力信号に基づいて行われる。
【００２９】
表中の「サイクルステージ」は、「クランクステージ」の検知結果および吸気圧センサ３７によって検知される吸気圧変化等に基づいて、クランク軸２回転を♯０〜２１の計２２ステージで分割したものである。この「サイクルステージ」には、吸気圧変化等に基づく行程判別処理が完了し、クランク軸が１サイクル（２回転：７２０度）のうちの１回転目または２回転目のいずれであるかが判明するまで、仮の番号が与えられる。
【００３０】
この表は、エンジンの行程判別が完了した状態で通常運転中のリラクタ通過状態を示し、リラクタ♯Ａが第１パルス発生器ＰＣ１を通過する手前の位置から記載を開始したものである。まず、リラクタ♯Ａが第１パルス発生器ＰＣ１を通過すると、クランクステージ♯１０が開始されたことが検知される。そして、第２パルス発生器ＰＣ２によるリラクタ♯４の検知を挟んで、次に第１パルス発生器ＰＣ１によってリラクタ♯０の通過が検知されると、次のクランクステージに移行したことが判明する。
【００３１】
続いて、第２パルス発生器ＰＣ２がリラクタ♯５の通過を検知するが、その次は、リラクタに６０度間隔の歯抜け部（Ｈ）が存在するため、第１パルス発生器ＰＣ１がリラクタの通過を検知する前に、第２パルス発生器ＰＣ２がリラクタ♯６の通過を検知する。これにより、歯抜け部（Ｈ）の存在が確認されて、現在のクランクステージが♯０であることが判明する。これにより、クランク軸の基準位置が確定（Ｂ）する。ＥＣＵ３０は、基準位置が確定することにより、その後に通過するリラクタの番号を識別することが可能となる。ＥＣＵ３０は、クランク軸の１回転毎にクランク軸の基準位置の確認を行っている（Ｂ，Ｄ）。また、基準位置の確定（Ｂ）において、エンジンの行程判別が完了している場合は、クランクステージが♯０であることが判明するのと同時に、サイクルステージが♯１１であることも判明する。
【００３２】
そして、クランク軸の基準位置が確定した後に、予め設定された「所定のクランクステージ」としてのクランクステージ♯６が検知されると、ステージ判断がＯＫ（Ｃ）、すなわち、クランク軸の基準位置を確定する処理に誤りがなく、クランク軸が正常に回転しているとして、クランク軸の正転状態が検知されることとなる。このように、圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージ（♯６）が到来したか否かの判別は、後述するクランクステージ判別手段（図５参照）によって実行される。なお、吸気圧変化に基づく行程判別は、例えば、検知された吸気圧の上昇および下降のパターンと、予め実験等で求められ、サイクルステージと関連づけられた吸気圧パターンとを照合することで実行される。
【００３３】
パルス発生器ＰＣ１，ＰＣ２は、各リラクタが通過したことを検知できるのみであり、各リラクタの識別は、通過リラクタの個数をカウントすることで行われている。したがって、図３に示すようなクランクパルサロータ５０の回転状態を１つのパルス発生器で検知する場合には、クランク軸の逆転状態を検知することができない。これに対し、本実施形態では、パルス発生器を２つ有することで、クランク軸が１回転する前に逆転状態を検知することを可能としている。
【００３４】
図４の下段を参照して、「クランクステージ」は、クランク軸の逆転時においても、正転状態であることを前提に割り当てられる。そして、前記したように、各リラクタの識別は、通過リラクタの個数をカウントすることで行われるため、クランク軸が逆回転を開始した後、クランクステージ♯５に入るまでは、ＰＣ１，ＰＣ２から出力されるクランクパルスは正転時と同一となる。しかしながら、クランクステージ♯５において第１パルス発生器ＰＣ１をリラクタが通過した後に、正転状態であれば、次に第２パルス発生器ＰＣ２をリラクタが通過するはずであるところ、その前に第１パルス発生器ＰＣ１がリラクタの通過を検知する。これにより、ＥＣＵ３０は、パルスの出力パターンが正転時のパターンと異なることを検知し、クランク軸が逆転状態にあることを認識することが可能となる。
【００３５】
図５は、ＥＣＵ３０およびその周辺機器の構成を示す機能ブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。ＥＣＵ３０には、キックスタータによるエンジン始動時の逆転の発生を防ぐ逆転防止装置が含まれる。ＥＣＵ３０には、前記クランクパルス信号に基づいてクランクステージおよびサイクルステージを判定するステージ判定部３０１と、逆転を防止するために点火プラグ３５ａの点火を禁止する必要があるか否かを判定する点火禁止条件判定部としての逆転防止手段３０２と、所定時間を計測する計測手段としてのタイマ３０３と、点火を禁止する際に点火回路４１を駆動するソフトオフ制御部３０４と、点火を禁止する必要がない場合に通常の点火タイミングで点火回路を駆動する通常点火制御部３０５とが含まれる。そして、逆転防止手段３０２には、圧縮上死点の通過前の所定期間で複数の前記パルス間時間を判別するパルス間時間判別手段３０６と、圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージが到来したこと判別するクランクステージ判別手段３０７とが含まれる。
【００３６】
点火回路４１には、点火コイル３５および点火プラグ３５ａが連結されている。点火コイル３５には、レギュレータレクチファイヤ３２で整流された発電機３１からの電力が供給される。以下、図６ないし８を参照して、逆転防止機能の作動およびその解除の手順について詳細に説明する。
【００３７】
図６は、逆転防止機能の作動開始処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る自動二輪車１は、バッテリレス方式とされ、エンジン８をキックスタータで始動する構成を有する。また、ＥＣＵ３０が起動する前は、点火装置の点火が許可された状態にあり、起動後に点火禁止条件が満たされた場合であっても、ＥＣＵ３０への供給電圧が所定値（例えば、４Ｖ）以下になると許可された状態に戻るように構成されている。
【００３８】
このフローチャートでは、キックスタータでエンジン８を始動する際の流れを想定している。まず、ステップＳ１０では、キックスタータの操作を開始した後、クランク軸４５の回転速度が高まり、発電電力がＥＣＵ３０の起動電圧を上回ることでＥＣＵ３０が起動する。続くステップＳ１１では、タイマ３０３によりクランクパルス信号のパルス間時間の計測が開始される。このパルス間時間の計測は、パルス間時間判別手段３０６（図５参照）により、歯抜け部（Ｈ）を除いて３０度間隔とされるリラクタ間のすべてにおいて実行されるが、キックスタータによる始動時の逆転を防止するためには、特に、圧縮上死点の通過前の所定期間における計測結果が有効な情報となる。ステップＳ１２では、逆転防止手段３０２（図５参照）によって、パルス間時間が所定時間Ｔ以上となったか否かが判定される。
【００３９】
ステップＳ１２で肯定判定される、すなわち、パルス間時間が長くなり、クランク軸の回転速度が圧縮上死点を問題なく乗り越えることができる設定速度を下回ったことが検知されると、逆転が発生する可能性があるとしてステップＳ１３に進む。
【００４０】
ここで、ステップＳ１２で用いられる所定時間Ｔは、ＥＣＵ３０が起動してからの経過時間に応じて２種を切り換えて適用するように構成されている。図９に示すように、本実施形態では、この所定時間Ｔを、ＥＣＵ３０の起動後経過時間が３ｍｓ未満では２０ｍｓ（回転速度換算で約２５０ｒｐｍ）とし、一方、起動後経過時間が３ｍｓ以上では、１０ｍｓ（同約５００ｒｐｍ）に設定するように構成されている。
【００４１】
このような所定時間Ｔの設定によれば、キックスタータ操作の初期段階では回転速度が大幅に低下しないと逆転防止機能が作動しないようにし、逆に、キックスタータ操作の中〜後期段階では、回転速度の低下度合いが小さくても逆転防止機能を作動させることが可能となり、作動条件の最適化を図ることが可能となり、始動性を向上させることができる。なお、所定時間Ｔの設定は、エンジンの仕様等に応じて任意に変更することができる。
【００４２】
図６のフローチャートに戻って、ステップＳ１３では、逆転を防止するため、点火装置による点火プラグ３５ａの点火が禁止される。続くステップＳ１４では、ＥＣＵ３０の電圧がリセット電圧以下であるか否かが判定される。ステップＳ１４で肯定判定されると、ステップＳ１５に進んで、逆転防止のための点火禁止が解除される。なお、前記したように、ＥＣＵ３０は、供給電圧が所定値以下となると逆転防止機能を解除する（リセットする）ように構成されているので、キックスタータによる始動時に逆転防止機能が作動してエンジンが始動しなかった場合には、特にステップＳ１４の判定を行うことなく逆転防止機能が解除されることとなる。
【００４３】
一方、ステップＳ１４で否定判定される、すなわち、所定のリセット電圧を超える電力が供給されていると判定されると、点火を禁止した状態のまま一連の制御を終了することとなる。このステップＳ１４で否定判定される場合とは、走行中のブレーキ操作によって後輪が一時的にロックしたために逆転防止機能が作動し、その後、すぐにブレーキ操作が解除されて発電機３１による電力供給が再開されたため、ＥＣＵ３０の電圧がリセット電圧以下に下がることなく回復した場合に相当する。このような状態は、燃料噴射装置を備えたバッテリレス車両において、燃料噴射装置を安定して作動させるために容量の大きなコンデンサを電気回路内に備えている場合等に発生しやすいとされる。
【００４４】
図７は、走行中の逆転防止機能の作動開始から作動解除までの流れを示すタイムチャートである。また、図８は、逆転防止機能の作動解除処理の手順を示すフローチャートである。図７のタイムチャートは、上から順に、クランクステージ、クランクパルス（ＰＣ１，ＰＣ２）、パルス間時間判定（所定値超または通常）、逆転防止機能（点火禁止または点火許可）、点火制御の状態をそれぞれ示している。
【００４５】
本実施形態に係るＥＣＵ３０は、通常点火制御において、クランクステージ♯６の開始時に点火準備を開始し、クランクステージ♯９の開始時に点火を行うように設定されている。時刻ｔ１では、この通常点火制御の設定に基づいて点火準備が開始される。しかしながら、次のクランクステージ♯７は、走行中のブレーキ操作に伴う後輪ロックによって、パルス間隔が大きく広がり、走行中にもかかわらず逆転防止機能を作動させる判定条件（例えば、クランク軸回転速度で５００ｒｐｍ以下）が満たされることとなる。これにより、時刻ｔ２において、逆転防止機能が作動して点火装置の点火が禁止される。
【００４６】
本実施形態では、逆転防止機能による点火禁止の際に、点火コイルの１次電流が所定の勾配をもって遮断されるようにスイッチング素子を駆動するソフトオフ制御を実行するように設定されている。図７の例では、このソフトオフ制御の実行により、時刻ｔ３において点火回路が点火準備前の状態に戻る。
【００４７】
次に、時刻ｔ４では、クランク軸の回転速度が後輪ロック前の状態に戻っている。これは、乗員がブレーキ操作を解除すると共にクラッチを接続し、車体の慣性力によって後輪を回転させてエンジンの再始動を試みている状態に相当する。しかしながら、図６のフローチャートで説明した逆転防止機能の作動開始処理においては、ＥＣＵ３０の電圧がリセット電圧を下回らない限り点火禁止が解除されないので、後輪の回転速度が再始動に十分な速さであったとしても、エンジンは再始動しない。
【００４８】
これに対応し、本発明に係るエンジンの逆転防止装置では、逆転防止機能によって点火禁止状態となった後、ＥＣＵ３０の電圧がリセット電圧を下回らなくても、クランク軸の正転状態を検知することで点火禁止状態を解除するように構成されている。これにより、車体の慣性力で後輪を回転させてエンジンを再始動して、走行を継続することが可能となる。以下、図７および図８を参照して、逆転防止機能の作動解除処理を説明する。
【００４９】
図８は、逆転防止機能の作動解除処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０では、クランク軸の基準位置が確定したか否かが判定される。ステップＳ２０で肯定判定されると、ステップＳ２１に進み、逆転防止機能の作動に伴う点火禁止状態であるか否かが判定される。ステップＳ２１で肯定判定されると、ステップＳ２２に進んで、クランクステージの♯６が検知されたか否かが判定される、換言すれば、クランク軸の正転状態が検知されたか否かが判定される。このステップＳ２２の判定には、前述した正逆転判定の方法（図４参照）、すなわち、クランク軸の基準位置が確定した後にクランクステージ♯６が正しく検知されればクランク軸が正転状態にあると認識し、一方、クランク軸の基準位置が確定した後にクランクステージ♯６が検知されない場合には逆転状態にあると認識する方法が用いられている。
【００５０】
そして、ステップＳ２２で肯定判定される、すなわち、クランク軸が正転状態にあると判定されると、ステップＳ２３に進んで逆転防止機能を解除し、点火禁止状態を解除する。なお、前記ステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２２において否定判定されると、逆転防止機能を解除することなく一連の制御を終了する。
【００５１】
図７のタイムチャートに戻って、走行中に作動した逆転防止機能が解除されるまでの流れを説明する。前記したように、時刻ｔ４では、すでにクランク軸の回転速度が後輪ロック前の回転速度に回復しており、ＥＣＵ３０への供給電圧が所定のリセット電圧を下回ることはない。したがって、ＥＣＵ３０のリセットによる逆転防止機能の解除は行われない。その後、クランク軸の正転状態が継続されると、クランクステージ♯１の開始時にクランク軸の基準位置が確定する。
【００５２】
続いて、時刻ｔ５では、クランクステージ♯６の開始が正常に検知されることにより、ＥＣＵ３０がクランク軸の正転状態を認識する。本実施形態では、正転状態が認識されるタイミングと点火準備の開始タイミングとがクランクステージ上において一致するため、時刻ｔ５において、点火禁止が解除されると同時に点火準備が開始される。このような点火禁止解除の設定によれば、走行中に逆転防止機能が作動した場合でも、基準位置が確定してから１回転する前に点火の禁止が解除されるので、車体の慣性力が低下する前に素早くエンジンを再始動して、走行を継続することが可能となる。
【００５３】
なお、ＥＣＵ３０は、その供給電圧が所定のリセット電圧を下回らない場合でも、逆転防止機能の作動に伴って、エンジンの行程判別結果をリセットするように設定されている。これにより、エンジン再始動時には、再度、行程判別処理を実行する必要がある。時刻ｔ６では、行程判別処理が完了していないため、本来の点火タイミングとクランク軸１回転分（３６０度）ずれた排気上死点での捨て火による点火（３６０度点火）のための準備が開始される。その後、行程判別処理が完了すると、通常点火制御部３０５により、圧縮上死点手前の所定タイミングでの点火制御が実行される。
【００５４】
上記したように、本発明に係るエンジンの逆転防止装置によれば、走行中に逆転防止機能が作動して点火が禁止された場合でも、クランク軸の正転が検知されることで点火禁止が解除されるので、車体の慣性力で後輪を駆動してエンジンを再始動することが可能となる。これにより、エンジンを再始動するために停車する必要がなく、スムーズに走行を継続することができる。また、走行中に逆転防止機能が作動して点火が禁止された後、クランク軸の正転状態が検知されない限り点火禁止状態が継続されるので、クランク軸が逆転している状態で点火が実行されることがなく、適切な点火制御を実行することが可能となる。
【００５５】
なお、クランクパルサロータやリラクタの形状や配置、パルス発生器の個数や形状、クランク軸の正転検知方法、逆転防止機能を作動させるパルス間時間の設定等は、上記した実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係るエンジンの逆転防止装置は、キックスタータでエンジンを始動するバッテリレス方式の種々の車両に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１…自動二輪車、９…エンジン、３０…ＥＣＵ（逆転防止装置）、３１…発電機、３２…レギュレータレクチファイヤ、３３…電解コンデンサ、３５…点火コイル、３５ａ…点火プラグ、４１…点火回路、４５…クランク軸、５０…クランクパルスロータ、５２…リラクタ、３０１…ステージ判定部、３０２…逆転防止手段（点火禁止条件判定部）、３０３…タイマ（計測手段）、３０４…ソフトオフ制御部、３０５…通常点火制御部、３０６…パルス間時間判別手段、３０７…クランクステージ判別手段
ＰＣ１…第１パルス発生器、ＰＣ２…第２パルス発生器
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車のエンジンの逆転防止装置に係り、特に、種々の走行条件に対応し、使い勝手に優れた自動二輪車のエンジンの逆転防止装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、キックスタータでクランキングしてエンジンを始動する際に、クランク軸の回転速度が不足すると、点火に伴う爆発力によってクランク軸が逆回転し、これによりキックペダルが押し戻される「ケッチン」が生じる可能性があることが知られている。
【０００３】
特許文献１には、クランク軸の回転開始後に回転速度が所定値以下になると点火装置の点火を禁止し、新たなクランキング操作が行われるまでこの点火禁止状態を保持するようにしたエンジンの逆転防止装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第３９４５６４５号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、自動二輪車の走行においては、走行中のブレーキ操作によって一時的に後輪がロックしても、すぐにブレーキ操作を解除して走行を継続することがある。このとき、特許文献１に記載されたエンジンの逆転防止装置では、後輪ロックに伴ってクランク軸の回転速度が所定値以下となると、逆転防止機能が作動して点火が禁止されてしまう。そして、この状態でブレーキをリリースし、車体の慣性力で後輪を回転させることでクランク軸を回転させても、点火禁止状態が継続されているためにエンジンが再始動しない可能性があった。したがって、走行中に逆転防止機能が作動してエンジンが停止すると、新たなクランキング操作を行うために一旦停車する必要が生じていた。
【０００６】
また、特にバッテリレス車両において、ＥＣＵ電源のオフにより逆転防止機能が解除される方式を適用すると、後輪ロックに伴って逆転防止機能が作動した直後にブレーキをリリースしてクランク軸の回転を復帰させた際に、ＥＣＵ電圧が所定のリセット電圧を下回る前に発電機による電力供給が再開されるため、逆転防止機能が解除されず、エンジンが再始動できない状態が発生する可能性があった。
【０００７】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、後輪の一時的なロックによって逆転防止機能が作動した場合でも、一旦停車することなくエンジンを再始動して走行を継続できるようにした自動二輪車のエンジンの逆転防止装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するために、本発明は、複数のリラクタ（５２）が設けられ、エンジン（９）のクランク軸（４５）と同期回転するクランクパルサロータ（５０）と、前記リラクタ（５２）の配置間隔に対応したパルス信号を出力するパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）とを備える自動二輪車（１）のエンジンの逆転防止装置（３０）において、前記パルス信号のパルス間時間が所定時間（Ｔ）を超えると逆転防止機能を作動させて点火装置（３５ａ）の点火を禁止する逆転防止手段（３０２）を具備し、前記逆転防止手段（３０２）は、前記逆転防止機能の作動により点火が禁止された後に、前記クランク軸（４５）が正転していることが検知されると、前記点火の禁止を解除する点に第１の特徴がある。
【０００９】
また、前記クランクパルス信号に基づいて、クランク軸（４５）の１回転を複数のステージに割り当てるステージ判定部（３０１）と、前記クランクパルス信号のパルス間時間を計測する計測手段（３０３）とをさらに備え、前記逆転防止手段（３０２）は、圧縮上死点の通過前の所定期間で複数の前記パルス間時間を判別するパルス間時間判別手段（３０６）と、前記圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージ（♯６）が到来したこと判別するクランクステージ判別手段（３０７）とを含む点に第２の特徴がある。
【００１０】
また、前記クランクパルス信号に基づいて、クランク軸（４５）の１回転を複数のステージに割り当てるステージ判定部（３０１）をさらに備え、前記クランクパルサロータ（５０）のリラクタ（５２）は、１箇所の歯抜け部（Ｈ）を除いて等間隔で配設されており、前記ステージ判定部（３０１）は、前記歯抜け部（Ｈ）の通過に対応するクランクパルス信号に基づいてクランクパルサロータ（５０）の基準位置を確定し、前記逆転防止手段（３０２）は、前記逆転防止機能が作動して点火装置（３５ａ）の点火が禁止された後に、前記基準位置が確定し、かつクランク軸（４５）が正転していることが検知されると、前記逆転防止機能の作動を解除して点火を許可するように構成されていることを特徴とする点に第３の特徴がある。
【００１１】
また、前記所定時間（Ｔ）は、エンジンの逆転防止装置（３０）への供給電圧が所定値に到達してからの経過時間に応じて、前記２種類の所定時間（Ｔ１，Ｔ２）を切り換えて適用するように構成されており、前記経過時間が所定値に達するまでは第１の所定時間（Ｔ１）が適用され、前記経過時間が所定値に達した以降は、前記第１の所定時間（Ｔ１）より短い第２の所定時間（Ｔ２）が適用される点に第４の特徴がある。
【００１２】
また、前記自動二輪車は、車載バッテリを持たないバッテリレス車両であり、前記エンジンの逆転防止装置（３０）への供給電圧が所定のリセット電圧以下になると、前記逆転防止機能の作動が解除されて点火許可状態となるように構成されている点に第５の特徴がある。
【００１３】
さらに、前記複数のリラクタ（５２）の通過状態は、少なくとも２つのパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）で検知されるように構成されており、前記少なくとも２つのパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）は、同一のリラクタの通過を異なるタイミングで検知するように配置されている点に第６の特徴がある。
【発明の効果】
【００１４】
第１の特徴によれば、パルス信号のパルス間時間が所定時間を超えると逆転防止機能を作動させて点火装置の点火を禁止する逆転防止手段を具備し、逆転防止手段は、逆転防止機能の作動により点火が禁止された後にクランク軸が正転していることが検知されると点火の禁止を解除するので、キックスタータでエンジンを始動する際に、パルス発生器で検知されるパルス間時間が長くなる、換言すれば、クランク軸の回転速度が圧縮上死点を乗り越えることができる設定速度以下に下がったことを検知して点火を禁止するので、キックスタータでエンジンを始動する際の逆転の発生を防止することが可能となる。また、ブレーキ操作によって走行中に後輪がロックして逆転防止機能が作動した場合でも、クランク軸の正転が検知されることで点火禁止が解除されるので、車体の慣性力で後輪を駆動してエンジンを再始動することが可能となる。これにより、エンジンを再始動するために停車する必要がなく、スムーズに走行を継続することができる。
【００１５】
第２の特徴によれば、クランクパルス信号に基づいて、クランク軸の１回転を複数のステージに割り当てるステージ判定部と、クランクパルス信号のパルス間時間を計測する計測手段とをさらに備え、逆転防止手段は、圧縮上死点の通過前の所定期間で複数の前記パルス間時間を判別するパルス間時間判別手段と、圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージが到来したこと判別するクランクステージ判別手段とを含むので、クランク軸の回転速度の低下を正確に検知すると共に、クランク軸の正転状態を正確に判別することが可能となる。
【００１６】
第３の特徴によれば、クランクパルサロータのリラクタは、１箇所の歯抜け部を除いて等間隔で配設されており、ステージ判定部は、歯抜け部の通過に対応するクランクパルス信号に基づいてクランクパルサロータの基準位置を確定し、逆転防止手段は、逆転防止機能が作動して点火装置の点火が禁止された後に、基準位置が確定し、かつクランク軸が正転していることが検知されると、逆転防止機能の作動を解除して点火を許可するように構成されているので、逆転防止機能が作動して点火が禁止された後にクランク軸が正転を開始した場合、基準位置が確定してからクランク軸が１回転する前に逆転防止機能を解除できるので、ブレーキ操作によって走行中に後輪がロックして逆転防止機能が作動した場合でも、車体の慣性力によって素早くエンジンを再始動して、スムーズに走行を継続することができる。
【００１７】
第４の特徴によれば、所定時間は、エンジンの逆転防止装置への供給電圧が所定値に到達してからの経過時間に応じて、２種類の所定時間を切り換えて適用するように構成されており、経過時間が所定値に達するまでは第１の所定時間が適用され、経過時間が所定値に達した以降は、第１の所定時間より短い第２の所定時間が適用されるので、キックスタータ操作の初期段階では、回転速度が大幅に低下しないと逆転防止機能が作動しないように設定すると共に、キックスタータ操作の中〜後期段階では、回転速度の低下度合いが小さくても逆転防止機能を作動させることが可能となり、作動条件の最適化を図ることが可能となり、始動性を向上させることができる。
【００１８】
第５の特徴によれば、自動二輪車は、車載バッテリを持たないバッテリレス車両であり、エンジンの逆転防止装置への供給電圧が所定のリセット電圧以下になると、逆転防止機能の作動が解除されて点火許可状態となるように構成されているので、キックスタータによるエンジン始動時に逆転防止機能が作動して点火が禁止された場合でも、クランク軸の回転速度が低下してエンジンの逆転防止装置としてのＥＣＵの電圧がリセット電圧以下となることで逆転防止機能の作動が解除されるので、点火が許可された状態でキックスタータの操作を行うことが可能となる。これにより、キックスタータによるエンジン始動時および走行中のいずれの状態で逆転防止機能が作動した場合でも不具合が生じることがなく、使い勝手のよいエンジンの逆転防止装置を得ることができる。
【００１９】
第６の特徴によれば、複数のリラクタの通過状態は、少なくとも２つのパルス発生器で検知されるように構成されており、少なくとも２つのパルス発生器は、同一のリラクタの通過を異なるタイミングで検知するように配置されているので、クランク軸が１回転する前に、クランク軸が正転状態にあるか逆転状態にあるかを検知することが可能となる。これにより、走行中に逆転防止機能の作動後にエンジンを再始動する場合に、クランク軸の回転再開から１回転する前に正転を検知して点火禁止状態を解除することができ、素早くエンジンを再始動することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明の一実施形態に係るエンジンの逆転防止装置を適用した自動二輪車の側面図である。
【図２】ＥＣＵおよびその周辺電装機器の構成を示すブロック図である。
【図３】クランクパルサロータの拡大正面図である。
【図４】クランク軸の正常回転時および逆回転時に検知されるリラクタの通過状態を示す表である。
【図５】ＥＣＵおよびその周辺機器の構成を示す機能ブロック図である。
【図６】逆転防止機能の作動開始処理の手順を示すフローチャートである。
【図７】走行中の逆転防止機能の作動開始から作動解除までの流れを示すタイムチャートである。
【図８】逆転防止機能の作動解除処理の手順を示すフローチャートである。
【図９】逆転防止機能の作動開始条件の切り替え状態を示す表である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
以下、図面を参照して本発明の好ましい実施の形態について詳細に説明する。図１は、本発明の一実施形態に係るエンジンの逆転防止装置を適用した自動二輪車１の側面図である。左右一対のメインフレーム２の前方には、不図示のステアリングステムを回動自在に軸支するヘッドパイプ６が接合されている。ステアリングステムには、前輪ＷＦを回動自在に軸支する左右一対のフロントフォーク７が取り付けられている。フロントフォーク７の上端部には、前輪ＷＦを操舵する操向ハンドル１５が取り付けられている。操向ハンドル１５には左右一対のハンドルグリップ１６が取り付けられている。車幅方向右側のハンドルグリップ１６は操向ハンドルに対して回動自在に取り付けられており、この右側ハンドルグリップ１６の回動動作によって動力源としてのエンジン８の出力調整が行われる。
【００２２】
ヘッドパイプ６に連結されて下方に延びるダウンフレーム５には、左右一対のロアフレーム４が連結されている。エンジン８は、このロアフレーム４のマウント部１１，１２によって支持されている。エンジン８の上部には、シリンダ９およびシリンダヘッド１０が固定されており、シリンダ９に取り付けられた排気管１３は、車体後方に延設されてマフラ２９に連結されている。また、シリンダ９の車体後方側には、燃料噴射装置３６（図２参照）を含むスロットルボディ１８およびエアクリーナボックス１９が配設されている。
【００２３】
メインフレーム２の後方下方には、左右一対のセンタフレーム３が接合されている。センタフレーム３に設けられたスイングアームピボット２２には、リヤクッションユニット２０でメインフレーム９に吊り下げられたスイングアーム２１が揺動自在に軸支されている。スイングアーム２１の後端部には、後輪ＷＲが回動自在に軸支されている。エンジン８の発生する回転駆動力は、駆動スプロケット２３に巻き掛けられたドライブチェーン２４を介して、後輪ＷＲに固定されたドリブンスプロケット２５に伝達される。
【００２４】
シリンダヘッド１０の上方で、かつ左右一対のメインフレーム２の間には、燃料タンク１７が配設されている。メインフレーム２の後部には、シートレール２７およびリヤフレーム２６が連結されている。シートレール２７の上部には、シート２８が取り付けられており、このシート２８の下部に、逆転防止手段を含むエンジンの逆転防止装置としてのＥＣＵ３０が配設されている。
【００２５】
図２は、ＥＣＵ３０およびその周辺電装機器の構成を示すブロック図である。本実施形態に係る自動二輪車１には、車載バッテリを持たず、エンジン８のクランク軸４５と同期回転する発電機３１の発電電力のみを各種電装機器への電力供給源とするバッテリレス方式が適用されている。発電機３１からの供給電力は、レギュレートレクチファイヤ３２で整流された後、電解コンデンサ３３、ＥＣＵ３０、燃料ポンプ３４、点火コイル３５等に供給される。点火プラグ３５ａの点火タイミングおよび燃料噴射装置３６の噴射タイミングは、エンジン制御装置としてのＥＣＵ３０によって制御される。
【００２６】
ＥＣＵ３０には、エンジン８の吸気管に生じる吸気負圧を検知する吸気圧センサ（ＰＢセンサ）３７、スロットルボディ１８の内部に配設されるスロットルバルブ（不図示）の開度を検知するスロットルセンサ３８、吸気温度を検知する吸気温度センサ３９、エンジン８の冷却水温を検知する水温センサ４０の出力信号が入力される。また、エンジン８のクランク軸４５には、複数のリラクタが設けられたクランクパルサロータ５０が取り付けられている。ＥＣＵ３０は、磁気ピックアップ式のパルス発生器ＰＣ１，ＰＣ２によってリラクタの通過状態をパルス信号として検知することにより、クランク軸４５の回転位置および回転速度を検知することができる。ＥＣＵ３０には、乗員の操作により点火装置の作動を禁止することができるエンジンストップスイッチ４１も設けられている。
【００２７】
図３は、クランクパルサロータ５０の拡大正面図である。クランクパルサロータ５０は、クランク軸４５と同期回転するロータ５１に、計１１個のリラクタ５２（１〜９，Ａ，０）を１箇所の歯抜け部（Ｈ）を除いて３０度間隔で設けた構成とされている。クランクパルス信号は、第１パルス発生器ＰＣ１および第２パルス発生器ＰＣ２によって検知される。第２パルス発生器ＰＣ２は、第１パルス発生器ＰＣ１に対向する位置よりクランクパルサロータ５０の回転方向に２２．５度だけ回転した位置に配設されている。本実施形態では、パルス発生器を２つ備えることで、クランク軸の逆転状態の検知も可能としている。
【００２８】
図４は、クランク軸の正常回転時（正転時）および逆転時に検知されるリラクタの通過状態を示す表である。まず、図上段の正常回転時を参照して、表中の「クランクステージ」は、リラクタの配置に基づいてクランク軸１回転を♯０〜１０の計１１ステージで分割したものである。この「クランクステージ」の分割および番号の割り当ては、第１パルス発生器ＰＣ１の出力信号に基づいて行われる。
【００２９】
表中の「サイクルステージ」は、「クランクステージ」の検知結果および吸気圧センサ３７によって検知される吸気圧変化等に基づいて、クランク軸２回転を♯０〜２１の計２２ステージで分割したものである。この「サイクルステージ」には、吸気圧変化等に基づく行程判別処理が完了し、クランク軸が１サイクル（２回転：７２０度）のうちの１回転目または２回転目のいずれであるかが判明するまで、仮の番号が与えられる。
【００３０】
この表は、エンジンの行程判別が完了した状態で通常運転中のリラクタ通過状態を示し、リラクタ♯Ａが第１パルス発生器ＰＣ１を通過する手前の位置から記載を開始したものである。まず、リラクタ♯Ａが第１パルス発生器ＰＣ１を通過すると、クランクステージ♯１０が開始されたことが検知される。そして、第２パルス発生器ＰＣ２によるリラクタ♯４の検知を挟んで、次に第１パルス発生器ＰＣ１によってリラクタ♯０の通過が検知されると、次のクランクステージに移行したことが判明する。
【００３１】
続いて、第２パルス発生器ＰＣ２がリラクタ♯５の通過を検知するが、その次は、リラクタに６０度間隔の歯抜け部（Ｈ）が存在するため、第１パルス発生器ＰＣ１がリラクタの通過を検知する前に、第２パルス発生器ＰＣ２がリラクタ♯６の通過を検知する。これにより、歯抜け部（Ｈ）の存在が確認されて、現在のクランクステージが♯０であることが判明する。これにより、クランク軸の基準位置が確定（Ｂ）する。ＥＣＵ３０は、基準位置が確定することにより、その後に通過するリラクタの番号を識別することが可能となる。ＥＣＵ３０は、クランク軸の１回転毎にクランク軸の基準位置の確認を行っている（Ｂ，Ｄ）。また、基準位置の確定（Ｂ）において、エンジンの行程判別が完了している場合は、クランクステージが♯０であることが判明するのと同時に、サイクルステージが♯１１であることも判明する。
【００３２】
そして、クランク軸の基準位置が確定した後に、予め設定された「所定のクランクステージ」としてのクランクステージ♯６が検知されると、ステージ判断がＯＫ（Ｃ）、すなわち、クランク軸の基準位置を確定する処理に誤りがなく、クランク軸が正常に回転しているとして、クランク軸の正転状態が検知されることとなる。このように、圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージ（♯６）が到来したか否かの判別は、後述するクランクステージ判別手段（図５参照）によって実行される。なお、吸気圧変化に基づく行程判別は、例えば、検知された吸気圧の上昇および下降のパターンと、予め実験等で求められ、サイクルステージと関連づけられた吸気圧パターンとを照合することで実行される。
【００３３】
パルス発生器ＰＣ１，ＰＣ２は、各リラクタが通過したことを検知できるのみであり、各リラクタの識別は、通過リラクタの個数をカウントすることで行われている。したがって、図３に示すようなクランクパルサロータ５０の回転状態を１つのパルス発生器で検知する場合には、クランク軸の逆転状態を検知することができない。これに対し、本実施形態では、パルス発生器を２つ有することで、クランク軸が１回転する前に逆転状態を検知することを可能としている。
【００３４】
図４の下段を参照して、「クランクステージ」は、クランク軸の逆転時においても、正転状態であることを前提に割り当てられる。そして、前記したように、各リラクタの識別は、通過リラクタの個数をカウントすることで行われるため、クランク軸が逆回転を開始した後、クランクステージ♯５に入るまでは、ＰＣ１，ＰＣ２から出力されるクランクパルスは正転時と同一となる。しかしながら、クランクステージ♯５において第１パルス発生器ＰＣ１をリラクタが通過した後に、正転状態であれば、次に第２パルス発生器ＰＣ２をリラクタが通過するはずであるところ、その前に第１パルス発生器ＰＣ１がリラクタの通過を検知する。これにより、ＥＣＵ３０は、パルスの出力パターンが正転時のパターンと異なることを検知し、クランク軸が逆転状態にあることを認識することが可能となる。
【００３５】
図５は、ＥＣＵ３０およびその周辺機器の構成を示す機能ブロック図である。前記と同一符号は、同一または同等部分を示す。ＥＣＵ３０には、キックスタータによるエンジン始動時の逆転の発生を防ぐ逆転防止装置が含まれる。ＥＣＵ３０には、前記クランクパルス信号に基づいてクランクステージおよびサイクルステージを判定するステージ判定部３０１と、逆転を防止するために点火プラグ３５ａの点火を禁止する必要があるか否かを判定する点火禁止条件判定部としての逆転防止手段３０２と、所定時間を計測する計測手段としてのタイマ３０３と、点火を禁止する際に点火回路４１を駆動するソフトオフ制御部３０４と、点火を禁止する必要がない場合に通常の点火タイミングで点火回路を駆動する通常点火制御部３０５とが含まれる。そして、逆転防止手段３０２には、圧縮上死点の通過前の所定期間で複数の前記パルス間時間を判別するパルス間時間判別手段３０６と、圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージが到来したこと判別するクランクステージ判別手段３０７とが含まれる。
【００３６】
点火回路４１には、点火コイル３５および点火プラグ３５ａが連結されている。点火コイル３５には、レギュレータレクチファイヤ３２で整流された発電機３１からの電力が供給される。以下、図６ないし８を参照して、逆転防止機能の作動およびその解除の手順について詳細に説明する。
【００３７】
図６は、逆転防止機能の作動開始処理の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る自動二輪車１は、バッテリレス方式とされ、エンジン８をキックスタータで始動する構成を有する。また、ＥＣＵ３０が起動する前は、点火装置の点火が許可された状態にあり、起動後に点火禁止条件が満たされた場合であっても、ＥＣＵ３０への供給電圧が所定値（例えば、４Ｖ）以下になると許可された状態に戻るように構成されている。
【００３８】
このフローチャートでは、キックスタータでエンジン８を始動する際の流れを想定している。まず、ステップＳ１０では、キックスタータの操作を開始した後、クランク軸４５の回転速度が高まり、発電電力がＥＣＵ３０の起動電圧を上回ることでＥＣＵ３０が起動する。続くステップＳ１１では、タイマ３０３によりクランクパルス信号のパルス間時間の計測が開始される。このパルス間時間の計測は、パルス間時間判別手段３０６（図５参照）により、歯抜け部（Ｈ）を除いて３０度間隔とされるリラクタ間のすべてにおいて実行されるが、キックスタータによる始動時の逆転を防止するためには、特に、圧縮上死点の通過前の所定期間における計測結果が有効な情報となる。ステップＳ１２では、逆転防止手段３０２（図５参照）によって、パルス間時間が所定時間Ｔ以上となったか否かが判定される。
【００３９】
ステップＳ１２で肯定判定される、すなわち、パルス間時間が長くなり、クランク軸の回転速度が圧縮上死点を問題なく乗り越えることができる設定速度を下回ったことが検知されると、逆転が発生する可能性があるとしてステップＳ１３に進む。
【００４０】
ここで、ステップＳ１２で用いられる所定時間Ｔは、ＥＣＵ３０が起動してからの経過時間に応じて２種を切り換えて適用するように構成されている。図９に示すように、本実施形態では、この所定時間Ｔを、ＥＣＵ３０の起動後経過時間が３ｍｓ未満では２０ｍｓ（回転速度換算で約２５０ｒｐｍ）とし、一方、起動後経過時間が３ｍｓ以上では、１０ｍｓ（同約５００ｒｐｍ）に設定するように構成されている。
【００４１】
このような所定時間Ｔの設定によれば、キックスタータ操作の初期段階では回転速度が大幅に低下しないと逆転防止機能が作動しないようにし、逆に、キックスタータ操作の中〜後期段階では、回転速度の低下度合いが小さくても逆転防止機能を作動させることが可能となり、作動条件の最適化を図ることが可能となり、始動性を向上させることができる。なお、所定時間Ｔの設定は、エンジンの仕様等に応じて任意に変更することができる。
【００４２】
図６のフローチャートに戻って、ステップＳ１３では、逆転を防止するため、点火装置による点火プラグ３５ａの点火が禁止される。続くステップＳ１４では、ＥＣＵ３０の電圧がリセット電圧以下であるか否かが判定される。ステップＳ１４で肯定判定されると、ステップＳ１５に進んで、逆転防止のための点火禁止が解除される。なお、前記したように、ＥＣＵ３０は、供給電圧が所定値以下となると逆転防止機能を解除する（リセットする）ように構成されているので、キックスタータによる始動時に逆転防止機能が作動してエンジンが始動しなかった場合には、特にステップＳ１４の判定を行うことなく逆転防止機能が解除されることとなる。
【００４３】
一方、ステップＳ１４で否定判定される、すなわち、所定のリセット電圧を超える電力が供給されていると判定されると、点火を禁止した状態のまま一連の制御を終了することとなる。このステップＳ１４で否定判定される場合とは、走行中のブレーキ操作によって後輪が一時的にロックしたために逆転防止機能が作動し、その後、すぐにブレーキ操作が解除されて発電機３１による電力供給が再開されたため、ＥＣＵ３０の電圧がリセット電圧以下に下がることなく回復した場合に相当する。このような状態は、燃料噴射装置を備えたバッテリレス車両において、燃料噴射装置を安定して作動させるために容量の大きなコンデンサを電気回路内に備えている場合等に発生しやすいとされる。
【００４４】
図７は、走行中の逆転防止機能の作動開始から作動解除までの流れを示すタイムチャートである。また、図８は、逆転防止機能の作動解除処理の手順を示すフローチャートである。図７のタイムチャートは、上から順に、クランクステージ、クランクパルス（ＰＣ１，ＰＣ２）、パルス間時間判定（所定値超または通常）、逆転防止機能（点火禁止または点火許可）、点火制御の状態をそれぞれ示している。
【００４５】
本実施形態に係るＥＣＵ３０は、通常点火制御において、クランクステージ♯６の開始時に点火準備を開始し、クランクステージ♯９の開始時に点火を行うように設定されている。時刻ｔ１では、この通常点火制御の設定に基づいて点火準備が開始される。しかしながら、次のクランクステージ♯７は、走行中のブレーキ操作に伴う後輪ロックによって、パルス間隔が大きく広がり、走行中にもかかわらず逆転防止機能を作動させる判定条件（例えば、クランク軸回転速度で５００ｒｐｍ以下）が満たされることとなる。これにより、時刻ｔ２において、逆転防止機能が作動して点火装置の点火が禁止される。
【００４６】
本実施形態では、逆転防止機能による点火禁止の際に、点火コイルの１次電流が所定の勾配をもって遮断されるようにスイッチング素子を駆動するソフトオフ制御を実行するように設定されている。図７の例では、このソフトオフ制御の実行により、時刻ｔ３において点火回路が点火準備前の状態に戻る。
【００４７】
次に、時刻ｔ４では、クランク軸の回転速度が後輪ロック前の状態に戻っている。これは、乗員がブレーキ操作を解除すると共にクラッチを接続し、車体の慣性力によって後輪を回転させてエンジンの再始動を試みている状態に相当する。しかしながら、図６のフローチャートで説明した逆転防止機能の作動開始処理においては、ＥＣＵ３０の電圧がリセット電圧を下回らない限り点火禁止が解除されないので、後輪の回転速度が再始動に十分な速さであったとしても、エンジンは再始動しない。
【００４８】
これに対応し、本発明に係るエンジンの逆転防止装置では、逆転防止機能によって点火禁止状態となった後、ＥＣＵ３０の電圧がリセット電圧を下回らなくても、クランク軸の正転状態を検知することで点火禁止状態を解除するように構成されている。これにより、車体の慣性力で後輪を回転させてエンジンを再始動して、走行を継続することが可能となる。以下、図７および図８を参照して、逆転防止機能の作動解除処理を説明する。
【００４９】
図８は、逆転防止機能の作動解除処理の流れを示すフローチャートである。ステップＳ２０では、クランク軸の基準位置が確定したか否かが判定される。ステップＳ２０で肯定判定されると、ステップＳ２１に進み、逆転防止機能の作動に伴う点火禁止状態であるか否かが判定される。ステップＳ２１で肯定判定されると、ステップＳ２２に進んで、クランクステージの♯６が検知されたか否かが判定される、換言すれば、クランク軸の正転状態が検知されたか否かが判定される。このステップＳ２２の判定には、前述した正逆転判定の方法（図４参照）、すなわち、クランク軸の基準位置が確定した後にクランクステージ♯６が正しく検知されればクランク軸が正転状態にあると認識し、一方、クランク軸の基準位置が確定した後にクランクステージ♯６が検知されない場合には逆転状態にあると認識する方法が用いられている。
【００５０】
そして、ステップＳ２２で肯定判定される、すなわち、クランク軸が正転状態にあると判定されると、ステップＳ２３に進んで逆転防止機能を解除し、点火禁止状態を解除する。なお、前記ステップＳ２０，Ｓ２１，Ｓ２２において否定判定されると、逆転防止機能を解除することなく一連の制御を終了する。
【００５１】
図７のタイムチャートに戻って、走行中に作動した逆転防止機能が解除されるまでの流れを説明する。前記したように、時刻ｔ４では、すでにクランク軸の回転速度が後輪ロック前の回転速度に回復しており、ＥＣＵ３０への供給電圧が所定のリセット電圧を下回ることはない。したがって、ＥＣＵ３０のリセットによる逆転防止機能の解除は行われない。その後、クランク軸の正転状態が継続されると、クランクステージ♯１の開始時にクランク軸の基準位置が確定する。
【００５２】
続いて、時刻ｔ５では、クランクステージ♯６の開始が正常に検知されることにより、ＥＣＵ３０がクランク軸の正転状態を認識する。本実施形態では、正転状態が認識されるタイミングと点火準備の開始タイミングとがクランクステージ上において一致するため、時刻ｔ５において、点火禁止が解除されると同時に点火準備が開始される。このような点火禁止解除の設定によれば、走行中に逆転防止機能が作動した場合でも、基準位置が確定してから１回転する前に点火の禁止が解除されるので、車体の慣性力が低下する前に素早くエンジンを再始動して、走行を継続することが可能となる。
【００５３】
なお、ＥＣＵ３０は、その供給電圧が所定のリセット電圧を下回らない場合でも、逆転防止機能の作動に伴って、エンジンの行程判別結果をリセットするように設定されている。これにより、エンジン再始動時には、再度、行程判別処理を実行する必要がある。時刻ｔ６では、行程判別処理が完了していないため、本来の点火タイミングとクランク軸１回転分（３６０度）ずれた排気上死点での捨て火による点火（３６０度点火）のための準備が開始される。その後、行程判別処理が完了すると、通常点火制御部３０５により、圧縮上死点手前の所定タイミングでの点火制御が実行される。
【００５４】
上記したように、本発明に係るエンジンの逆転防止装置によれば、走行中に逆転防止機能が作動して点火が禁止された場合でも、クランク軸の正転が検知されることで点火禁止が解除されるので、車体の慣性力で後輪を駆動してエンジンを再始動することが可能となる。これにより、エンジンを再始動するために停車する必要がなく、スムーズに走行を継続することができる。また、走行中に逆転防止機能が作動して点火が禁止された後、クランク軸の正転状態が検知されない限り点火禁止状態が継続されるので、クランク軸が逆転している状態で点火が実行されることがなく、適切な点火制御を実行することが可能となる。
【００５５】
なお、クランクパルサロータやリラクタの形状や配置、パルス発生器の個数や形状、クランク軸の正転検知方法、逆転防止機能を作動させるパルス間時間の設定等は、上記した実施形態に限られず、種々の変更が可能である。本発明に係るエンジンの逆転防止装置は、キックスタータでエンジンを始動するバッテリレス方式の種々の車両に適用することが可能である。
【符号の説明】
【００５６】
１…自動二輪車、９…エンジン、３０…ＥＣＵ（逆転防止装置）、３１…発電機、３２…レギュレータレクチファイヤ、３３…電解コンデンサ、３５…点火コイル、３５ａ…点火プラグ、４１…点火回路、４５…クランク軸、５０…クランクパルスロータ、５２…リラクタ、３０１…ステージ判定部、３０２…逆転防止手段（点火禁止条件判定部）、３０３…タイマ（計測手段）、３０４…ソフトオフ制御部、３０５…通常点火制御部、３０６…パルス間時間判別手段、３０７…クランクステージ判別手段
ＰＣ１…第１パルス発生器、ＰＣ２…第２パルス発生器
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のリラクタ（５２）が設けられ、エンジン（９）のクランク軸（４５）と同期回転するクランクパルサロータ（５０）と、前記リラクタ（５２）の配置間隔に対応したパルス信号を出力するパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）とを備える自動二輪車（１）のエンジンの逆転防止装置（３０）において、
前記パルス信号のパルス間時間が所定時間（Ｔ）を超えると逆転防止機能を作動させて点火装置（３５ａ）の点火を禁止する逆転防止手段（３０２）を具備し、
前記逆転防止手段（３０２）は、前記逆転防止機能の作動により点火が禁止された後に、前記クランク軸（４５）が正転していることが検知されると、前記点火の禁止を解除することを特徴とする自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項２】
前記クランクパルス信号に基づいて、クランク軸（４５）の１回転を複数のステージに割り当てるステージ判定部（３０１）と、
前記クランクパルス信号のパルス間時間を計測する計測手段（３０３）とをさらに備え、
前記逆転防止手段（３０２）は、圧縮上死点の通過前の所定期間で複数の前記パルス間時間を判別するパルス間時間判別手段（３０６）と、前記圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージ（♯６）が到来したこと判別するクランクステージ判別手段（３０７）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項３】
前記クランクパルサロータ（５０）のリラクタ（５２）は、１箇所の歯抜け部（Ｈ）を除いて等間隔で配設されており、
前記ステージ判定部（３０１）は、前記歯抜け部（Ｈ）の通過に対応するクランクパルス信号に基づいてクランクパルサロータ（５０）の基準位置を確定し、
前記逆転防止手段（３０２）は、前記逆転防止機能が作動して点火装置（３５ａ）の点火が禁止された後に、前記基準位置が確定し、かつクランク軸（４５）が正転していることが検知されると、前記逆転防止機能の作動を解除して点火を許可するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項４】
前記所定時間（Ｔ）は、前記逆転防止装置（３０）への供給電圧が所定値に到達してからの経過時間に応じて、２種類の所定時間（Ｔ１，Ｔ２）を切り換えて適用するように構成されており、
前記経過時間が所定値に達するまでは第１の所定時間（Ｔ１）が適用され、前記経過時間が所定値に達した以降は、前記第１の所定時間（Ｔ１）より短い第２の所定時間（Ｔ２）が適用されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項５】
前記自動二輪車は、車載バッテリを持たないバッテリレス車両であり、
前記逆転防止装置（３０）への供給電圧が所定のリセット電圧以下になると、前記逆転防止機能の作動が解除されて点火許可状態となるように構成されていること特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項６】
前記複数のリラクタ（５２）の通過状態は、少なくとも２つのパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）で検知されるように構成されており、
前記少なくとも２つのパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）は、同一のリラクタの通過を異なるタイミングで検知するように配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項１】
複数のリラクタ（５２）が設けられ、エンジン（９）のクランク軸（４５）と同期回転するクランクパルサロータ（５０）と、前記リラクタ（５２）の配置間隔に対応したパルス信号を出力するパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）とを備える自動二輪車（１）のエンジンの逆転防止装置（３０）において、
前記パルス信号のパルス間時間が所定時間（Ｔ）を超えると逆転防止機能を作動させて点火装置（３５ａ）の点火を禁止する逆転防止手段（３０２）を具備し、
前記逆転防止手段（３０２）は、前記逆転防止機能の作動により点火が禁止された後に、前記クランク軸（４５）が正転していることが検知されると、前記点火の禁止を解除することを特徴とする自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項２】
前記クランクパルス信号に基づいて、クランク軸（４５）の１回転を複数のステージに割り当てるステージ判定部（３０１）と、
前記クランクパルス信号のパルス間時間を計測する計測手段（３０３）とをさらに備え、
前記逆転防止手段（３０２）は、圧縮上死点の通過前の所定期間で複数の前記パルス間時間を判別するパルス間時間判別手段（３０６）と、前記圧縮上死点の通過後に所定のクランクステージ（♯６）が到来したこと判別するクランクステージ判別手段（３０７）とを含むことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項３】
前記クランクパルサロータ（５０）のリラクタ（５２）は、１箇所の歯抜け部（Ｈ）を除いて等間隔で配設されており、
前記ステージ判定部（３０１）は、前記歯抜け部（Ｈ）の通過に対応するクランクパルス信号に基づいてクランクパルサロータ（５０）の基準位置を確定し、
前記逆転防止手段（３０２）は、前記逆転防止機能が作動して点火装置（３５ａ）の点火が禁止された後に、前記基準位置が確定し、かつクランク軸（４５）が正転していることが検知されると、前記逆転防止機能の作動を解除して点火を許可するように構成されていることを特徴とする請求項１または２に記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項４】
前記所定時間（Ｔ）は、前記逆転防止装置（３０）への供給電圧が所定値に到達してからの経過時間に応じて、２種類の所定時間（Ｔ１，Ｔ２）を切り換えて適用するように構成されており、
前記経過時間が所定値に達するまでは第１の所定時間（Ｔ１）が適用され、前記経過時間が所定値に達した以降は、前記第１の所定時間（Ｔ１）より短い第２の所定時間（Ｔ２）が適用されることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項５】
前記自動二輪車は、車載バッテリを持たないバッテリレス車両であり、
前記逆転防止装置（３０）への供給電圧が所定のリセット電圧以下になると、前記逆転防止機能の作動が解除されて点火許可状態となるように構成されていること特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【請求項６】
前記複数のリラクタ（５２）の通過状態は、少なくとも２つのパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）で検知されるように構成されており、
前記少なくとも２つのパルス発生器（ＰＣ１，ＰＣ２）は、同一のリラクタの通過を異なるタイミングで検知するように配置されていることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の自動二輪車のエンジンの逆転防止装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１１−１８５０（Ｐ２０１１−１８５０Ａ）
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１４４１８７（Ｐ２００９−１４４１８７）
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年１月６日（２０１１．１．６）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年６月１７日（２００９．６．１７）
【出願人】（０００００５３２６）本田技研工業株式会社 (23,863)
【Ｆターム（参考）】
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