JP2014077405A - Engine system and saddle riding vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、エンジンシステムおよびそれを備えた鞍乗り型車両に関する。 The present invention relates to an engine system and a saddle-ride type vehicle including the same.
単気筒のエンジンを備えた自動二輪車等の鞍乗り型車両として、スタータモータの機能を有する発電機(以下、始動兼発電機と呼ぶ)がクランク軸に設けられたものがある。このような車両においては、始動兼発電機から減速機を介さずにクランク軸に直接的にトルクが伝達されるので、発電機とは別体で設けられたスタータモータから減速機を介してクランク軸にトルクが伝達される場合と比べて、クランク軸に伝達されるトルクが著しく小さい。 As a saddle-ride type vehicle such as a motorcycle equipped with a single-cylinder engine, there is one in which a generator having a starter motor function (hereinafter referred to as a starter / generator) is provided on a crankshaft. In such a vehicle, the torque is transmitted directly from the starter / generator to the crankshaft without going through the speed reducer. Therefore, the starter motor provided separately from the generator is used to drive the crank through the speed reducer. The torque transmitted to the crankshaft is significantly smaller than when torque is transmitted to the shaft.
単気筒のエンジンが停止される際には、通常、燃焼室内の圧力がピークとなる圧縮上死点に達する直前の位置までピストンが慣性によって移動する。そのため、エンジンの始動時には、ピストンが最初の圧縮上死点を越えるために大きなトルクが必要となる。しかしながら、上記のように、始動兼発電機からクランク軸に直接的にトルクが伝達される場合、エンジンを始動させるための十分なトルクが得られず、ピストンが最初の圧縮上死点を越えることができないことがある。そこで、エンジンの始動性を高めるために、クランク軸を逆方向に回転させた後に正方向に回転させる技術がある。 When the single-cylinder engine is stopped, the piston normally moves by inertia to a position just before reaching the compression top dead center where the pressure in the combustion chamber peaks. Therefore, when starting the engine, a large torque is required for the piston to exceed the first compression top dead center. However, as described above, when torque is directly transmitted from the starter / generator to the crankshaft, sufficient torque for starting the engine cannot be obtained, and the piston exceeds the first compression top dead center. May not be possible. Therefore, there is a technique for rotating the crankshaft in the reverse direction and then rotating it in the forward direction in order to improve the startability of the engine.
特許文献1に記載されるエンジン始動制御装置においては、エンジンの停止後に、クランク軸に設けられた始動兼発電機によってクランク軸が所定の位置まで逆回転され、エンジンの始動時にクランク軸がその位置から正方向に回転される。この場合、始動兼発電機のロータ位置がロータセンサにより検出され、ロータセンサの出力信号に基づいてエンジンの回転方向が判別される。その判別結果に基づいて、エンジンの逆転時には、燃料噴射および点火が禁止される。
In the engine start control device described in
しかしながら、クランク軸が逆方向に回転された後に正方向に回転されても、十分なトルクが得られず、ピストンが最初の圧縮上死点を越えることができないことがある。 However, even if the crankshaft is rotated in the forward direction after being rotated in the reverse direction, sufficient torque may not be obtained, and the piston may not be able to exceed the initial compression top dead center.
上記のような始動兼発電機を用いてエンジンを安定に始動させるためには、スタータモータから減速機を介してクランク軸に伝達されるトルクと同程度のトルクが始動兼発電機により発生されることが求められる。そのためには、高性能の始動兼発電機を用いる必要がある。しかしながら、そのような始動兼発電機は、スタータモータとは別体で設けられる発電機と比べて大型である。そのため、エンジンが大型化する。また、大型の始動兼発電機が発電機として機能する場合であって特にエンジンの回転速度が高い場合には、余剰の電力が発生しやすくなり、発電ロスが増加する。 In order to start the engine stably using the starter / generator as described above, a torque equivalent to the torque transmitted from the starter motor to the crankshaft via the reducer is generated by the starter / generator. Is required. For this purpose, it is necessary to use a high-performance starter / generator. However, such a starter / generator is larger than a generator provided separately from the starter motor. This increases the size of the engine. In addition, when a large starter / generator functions as a generator and the engine speed is particularly high, surplus power is likely to be generated, resulting in an increase in power generation loss.
本発明の目的は、エンジンを安定に始動させることができかつエンジンを小型化させることができるエンジンシステムおよびそれを備えた鞍乗り型車両を提供することである。 An object of the present invention is to provide an engine system capable of stably starting an engine and reducing the size of the engine, and a saddle-ride type vehicle including the same.
(1)第1の発明に係るエンジンシステムは、単気筒エンジンと、単気筒エンジンを制御するように構成された制御部とを備え、単気筒エンジンは、吸気通路に配置された燃料噴射装置と、吸気口を開閉する吸気バルブおよび排気口を開閉する排気バルブをそれぞれ駆動するように構成されたバルブ駆動部と、燃焼室内の混合気に点火するように構成された点火装置と、クランク軸に設けられ、クランク軸を正方向または逆方向に回転駆動しかつクランク軸の回転により電力を発生するように構成された始動兼発電部とを含み、制御部は、始動時において、クランク軸を逆方向に回転させるように始動兼発電部を制御し、バルブ駆動部は、燃料噴射装置により噴射された燃料が、クランク軸が逆方向に回転される期間における第1の時点で、吸気通路から吸気口を通して燃焼室内に導かれるように吸気バルブを駆動し、制御部は、第1の時点で燃焼室内に燃料が導かれた後、クランク軸の逆方向の回転により燃焼室内で混合気が圧縮された状態にありかつピストンが圧縮上死点に達しない第2の時点で混合気に点火させるように点火装置を制御するものである。 (1) An engine system according to a first aspect of the present invention includes a single cylinder engine and a control unit configured to control the single cylinder engine, and the single cylinder engine includes a fuel injection device disposed in an intake passage; A valve drive unit configured to drive an intake valve that opens and closes an intake port and an exhaust valve that opens and closes an exhaust port, an ignition device configured to ignite an air-fuel mixture in a combustion chamber, and a crankshaft A starter / generator configured to rotate the crankshaft in the forward or reverse direction and generate electric power by rotating the crankshaft, and the controller reverses the crankshaft at the start The starting and power generating unit is controlled to rotate in the direction, and the valve driving unit is configured such that the fuel injected by the fuel injection device is a first point in time during which the crankshaft is rotated in the reverse direction. The intake valve is driven so as to be guided from the air passage through the intake port into the combustion chamber. After the fuel is guided into the combustion chamber at the first time point, the controller mixes in the combustion chamber by the reverse rotation of the crankshaft. The ignition device is controlled so that the air-fuel mixture is ignited at a second time when the air is compressed and the piston does not reach the compression top dead center.
このエンジンシステムにおいては、単気筒エンジンの始動時に、始動兼発電部によりクランク軸が逆方向に回転される。クランク軸が逆方向に回転される期間における第1の時点で、燃料噴射装置により噴射された燃料が吸気通路から吸気口を通して燃焼室内に導かれるようにバルブ駆動部により吸気バルブが駆動される。第1の時点で燃焼室内に燃料が導かれた後、クランク軸の逆方向の回転により燃焼室内で混合気が圧縮された状態にありかつピストンが圧縮上死点に達しない第2の時点で点火装置により混合気に点火される。 In this engine system, when the single cylinder engine is started, the crankshaft is rotated in the reverse direction by the starter / power generation unit. The intake valve is driven by the valve drive unit so that the fuel injected by the fuel injection device is guided from the intake passage through the intake port into the combustion chamber at a first time point during which the crankshaft is rotated in the reverse direction. After the fuel is introduced into the combustion chamber at the first time point, at a second time point when the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber due to the reverse rotation of the crankshaft and the piston does not reach the compression top dead center. The mixture is ignited by the ignition device.
この場合、燃焼室内で生じる爆発のエネルギーにより、クランク軸が正方向に回転するようにピストンが駆動される。それにより、正方向への十分なトルクが得られ、ピストンが圧縮上死点を容易に越えることができる。したがって、エンジンを安定に始動させることができる。また、大型の始動兼発電部を用いることなく、混合気の点火によってエンジンの始動のために十分なトルクを得ることができるので、エンジンを小型化することができる。一方、最初の圧縮上死点を越えることがより困難な排気量が大きいエンジンであっても、減速機を介してクランク軸にトルクを伝達するスタータモータではなく、クランク軸に直接的にトルクを伝達する始動兼発動部を用いることが可能となる。さらに、大型の始動兼発電部を用いる必要がないので、余剰の電力が発生されることを抑制することができる。 In this case, the piston is driven by the energy of the explosion generated in the combustion chamber so that the crankshaft rotates in the positive direction. Thereby, sufficient torque in the positive direction can be obtained, and the piston can easily exceed the compression top dead center. Therefore, the engine can be started stably. In addition, since a sufficient torque for starting the engine can be obtained by ignition of the air-fuel mixture without using a large starter / power generator, the engine can be downsized. On the other hand, even for an engine with a large displacement that is more difficult to exceed the first compression top dead center, torque is applied directly to the crankshaft rather than a starter motor that transmits torque to the crankshaft via a speed reducer. It is possible to use a starting and activating part for transmission. Furthermore, since it is not necessary to use a large starter / power generator, it is possible to suppress the generation of excess power.
(2)第1の時点は、クランク軸の逆方向の回転時において、ピストンが排気上死点から下降する期間に含まれてもよい。 (2) The first time point may be included in a period during which the piston descends from the exhaust top dead center when the crankshaft rotates in the reverse direction.
この場合、クランク軸の逆方向の回転時に、燃焼室内に燃料および空気を確実に導くことができる。 In this case, fuel and air can be reliably introduced into the combustion chamber when the crankshaft rotates in the reverse direction.
(3)バルブ駆動部は、クランク軸の正方向の回転時に、クランク軸の回転角度が第1の範囲にある期間に排気口が開かれるように排気バルブを駆動し、かつクランク軸の回転角度が第2の範囲にある期間に吸気口が開かれるように吸気バルブを駆動し、クランク軸の逆方向の回転時に、クランク軸の回転角度が第1の範囲内の第3の範囲にある期間に吸気口が開かれるように吸気バルブを駆動し、第1の範囲内の第2の範囲の部分より第3の範囲が大きくてもよい。 (3) The valve drive unit drives the exhaust valve so that the exhaust port is opened during a period in which the rotation angle of the crankshaft is in the first range when the crankshaft rotates in the positive direction, and the rotation angle of the crankshaft When the intake valve is driven so that the intake port is opened during a period in which the crankshaft is in the second range, the rotation angle of the crankshaft is in a third range within the first range when the crankshaft rotates in the reverse direction The intake valve may be driven so that the intake port is opened, and the third range may be larger than the portion of the second range in the first range.
クランク軸が正方向に回転される場合と逆方向に回転される場合とでは、ピストンの移動方向が逆になる。そのため、クランク軸の正方向の回転時に排気が行われるべき角度範囲において、クランク軸の逆方向の回転時には吸気が行われる。そこで、第1の範囲内の第2の範囲の部分よりも第3の範囲が大きく設定されることにより、クランク軸の逆方向の回転時に十分に吸気が行われる。それにより、燃焼室内に十分に燃料および空気を導入することができる。その結果、燃焼室内で適正に爆発を生じさせることができる。 The direction of movement of the piston is reversed between when the crankshaft is rotated in the forward direction and when it is rotated in the reverse direction. Therefore, in the angle range where exhaust is to be performed when the crankshaft rotates in the forward direction, intake is performed when the crankshaft rotates in the reverse direction. Therefore, by setting the third range to be larger than the second range portion in the first range, intake is sufficiently performed when the crankshaft rotates in the reverse direction. Thereby, fuel and air can be sufficiently introduced into the combustion chamber. As a result, an explosion can be appropriately generated in the combustion chamber.
(4)第2の範囲と第3の範囲との間に間隔があってもよい。この場合、適切なタイミングで燃焼室内に燃料および空気を導くことができる。 (4) There may be an interval between the second range and the third range. In this case, fuel and air can be introduced into the combustion chamber at an appropriate timing.
(5)バルブ駆動部は、クランク軸の逆方向の回転時に、クランク軸の回転角度が少なくとも第3の範囲にある期間に排気口が開かれないように排気バルブを駆動してもよい。 (5) The valve drive unit may drive the exhaust valve so that the exhaust port is not opened during a period in which the rotation angle of the crankshaft is at least in the third range when the crankshaft rotates in the reverse direction.
この場合、クランク軸の逆方向の回転時に、第3の範囲において吸気口が開かれかつ排気口が閉じられるので、効率よく燃焼室内に燃料および空気を導くことができる。 In this case, when the crankshaft rotates in the reverse direction, the intake port is opened and the exhaust port is closed in the third range, so that fuel and air can be efficiently introduced into the combustion chamber.
(6)制御部は、クランク軸の正方向の回転時に、クランク軸の回転角度が第4の範囲にあるときに燃料が噴射され、クランク軸の逆方向の回転時に、クランク軸の回転角度が第4の範囲と異なる第5の範囲にあるときに燃料が噴射されるように燃料噴射装置を制御してもよい。 (6) When the crankshaft rotates in the forward direction, the control unit injects fuel when the crankshaft rotation angle is in the fourth range, and when the crankshaft rotates in the reverse direction, You may control a fuel-injection apparatus so that a fuel may be injected when it exists in the 5th range different from a 4th range.
この場合、クランク軸の正方向の回転時および逆方向の回転時の各々において、適切なタイミングで燃料を噴射することができる。それにより、燃焼室内に適切に燃料を導くことができる。 In this case, fuel can be injected at an appropriate timing each time the crankshaft rotates in the forward direction and in the reverse direction. Thereby, fuel can be appropriately guided into the combustion chamber.
(7)第5の範囲は、クランク軸の逆方向の回転時に第4の範囲よりも進角側に位置するように設定されてもよい。 (7) The fifth range may be set so as to be positioned more advanced than the fourth range when the crankshaft rotates in the reverse direction.
この場合、クランク軸の逆方向の回転時に、適切なタイミングで燃料を噴射することができる。それにより、燃焼室内に適切に燃料を導くことができる。 In this case, fuel can be injected at an appropriate timing when the crankshaft rotates in the reverse direction. Thereby, fuel can be appropriately guided into the combustion chamber.
(8)第5の範囲は第2の範囲内にあってもよい。この場合、クランク軸の逆方向の回転時に、吸気口が開かれる前に燃料を噴射することができる。それにより、吸気時に燃焼室内に十分に燃料を導くことができる。 (8) The fifth range may be within the second range. In this case, when the crankshaft rotates in the reverse direction, fuel can be injected before the intake port is opened. Thereby, fuel can be sufficiently introduced into the combustion chamber during intake.
(9)バルブ駆動部は、クランク軸の回転に連動して回転するように設けられた軸部と、軸部と一体的に回転するように設けられ、吸気バルブに作用するように構成された第1の吸気カムと、軸部に対して回転可能に設けられ、吸気バルブに作用するように構成された第2の吸気カムと、軸部に対する第2の吸気カムの移動を制限するように構成された第1の制限機構と、第2の吸気カムを付勢するように構成された第1の付勢部材とを含み、第1の制限機構は、第1の方向への第2の吸気カムの回転を軸部の第1の位置で制止し、第1の方向と反対の第2の方向への第2の吸気カムの回転を軸部の第2の位置で制止するように設けられ、第2の吸気カムは、第1の位置では吸気バルブに作用し、第2の位置では吸気バルブに作用しないように構成され、第1の付勢部材は、第2の吸気カムを第1の方向に付勢するように構成され、クランク軸の正方向の回転時に、吸気バルブから第2の吸気カムに第1の付勢部材の付勢力よりも大きい反力が加わることにより第2の吸気カムが第2の方向に移動され、クランク軸の逆方向の回転時に、第2の吸気カムが吸気バルブに作用するように第1の付勢部材の付勢力により吸気カムが第1の位置に移動されてもよい。 (9) The valve drive unit is configured to rotate integrally with the shaft unit provided to rotate in conjunction with the rotation of the crankshaft, and is configured to act on the intake valve. A first intake cam, a second intake cam that is rotatably provided with respect to the shaft portion and configured to act on the intake valve, and a movement of the second intake cam with respect to the shaft portion is limited. A first restricting mechanism configured and a first biasing member configured to bias the second intake cam, wherein the first limiting mechanism includes a second direction in the first direction. Provided to stop the rotation of the intake cam at the first position of the shaft and to stop the rotation of the second intake cam in the second direction opposite to the first direction at the second position of the shaft The second intake cam acts on the intake valve in the first position and does not act on the intake valve in the second position. The first urging member is configured to urge the second intake cam in the first direction. When the crankshaft rotates in the positive direction, the first urging member moves from the intake valve to the second intake cam. When a reaction force larger than the urging force of the urging member is applied, the second intake cam is moved in the second direction, and the second intake cam acts on the intake valve when the crankshaft rotates in the reverse direction. In this way, the intake cam may be moved to the first position by the urging force of the first urging member.
この場合、クランク軸の正方向の回転時には、第1の吸気カムのみが吸気バルブに作用し、第2の吸気カムは第2の方向に移動されることにより吸気バルブに作用しない。一方、クランク軸の逆方向の回転時には、第1の吸気カムが吸気バルブに作用するとともに、第2の吸気カムが第1の位置に移動されることにより吸気バルブに作用する。これにより、クランク軸の正方向の回転時に排気が行われるべき角度範囲において、クランク軸の逆方向の回転時に吸気口を開くことが可能となる。それにより、燃焼室内に十分に燃料を導入することができる。 In this case, when the crankshaft rotates in the positive direction, only the first intake cam acts on the intake valve, and the second intake cam does not act on the intake valve by being moved in the second direction. On the other hand, when the crankshaft rotates in the reverse direction, the first intake cam acts on the intake valve, and the second intake cam moves to the first position to act on the intake valve. As a result, the intake port can be opened when the crankshaft rotates in the reverse direction within an angular range in which exhaust should be performed when the crankshaft rotates in the forward direction. Thereby, the fuel can be sufficiently introduced into the combustion chamber.
(10)第1の吸気カムは第1のカムノーズを有し、第2の吸気カムは第2のカムノーズを有し、第2の吸気カムが第2の位置にある場合、第2のカムノーズの全体が第1のカムノーズと重なり、第2の吸気カムが第1の位置にある場合、第2のカムノーズの少なくとも一部が第1のカムノーズと重ならなくてもよい。 (10) When the first intake cam has a first cam nose, the second intake cam has a second cam nose, and the second intake cam is in the second position, the second cam nose When the whole overlaps with the first cam nose and the second intake cam is in the first position, at least a part of the second cam nose may not overlap with the first cam nose.
この場合、簡単な構成で、第2の吸気カムが吸気バルブに作用する状態と作用しない状態とに切り替えることができる。 In this case, it is possible to switch between a state where the second intake cam acts on the intake valve and a state where it does not act with a simple configuration.
(11)バルブ駆動部は、軸部に対して回転可能に設けられ、排気バルブに作用するように構成された排気カムと、軸部の予め定められた位置で軸部に対する排気カムの回転を制止する回転制止位置と、軸部に対する排気カムの回転を可能とする回転可能位置との間で移動可能に設けられた制止部と、クランク軸の正方向の回転時に制止部を回転制止位置に移動させ、クランク軸の逆方向の回転時に制止部を回転可能位置に移動させる移動部とをさらに含んでもよい。 (11) The valve drive unit is provided so as to be rotatable with respect to the shaft portion, and is configured to rotate the exhaust cam with respect to the shaft portion at a predetermined position of the shaft portion. A stop portion provided to be movable between a rotation stop position for stopping and a rotatable position allowing the exhaust cam to rotate relative to the shaft portion, and the stop portion to the rotation stop position when the crankshaft rotates in the forward direction. It may further include a moving part that moves and moves the stop part to a rotatable position when the crankshaft rotates in the reverse direction.
この場合、クランク軸の正方向の回転時には、移動部によって制止部が回転制止位置に移動されるので、排気カムが軸部の予め定められた位置に固定される。それにより、排気カムが排気バルブに作用する。一方、クランク軸の逆方向の回転時には、移動部によって制止部が回転可能位置に移動されるので、排気カムが軸部に対して回転可能となる。それにより、少なくとも一定の角度範囲において、排気カムが排気バルブに作用しない。したがって、クランク軸の正方向の回転時に適切に排気口を開き、クランク軸の逆方向の回転時に排気口を閉じたまま維持することができる。その結果、クランク軸の逆方向の回転時に効率よく吸気を行うことができる。 In this case, when the crankshaft rotates in the positive direction, the stop portion is moved to the rotation stop position by the moving portion, so that the exhaust cam is fixed at a predetermined position of the shaft portion. Thereby, the exhaust cam acts on the exhaust valve. On the other hand, when the crankshaft rotates in the reverse direction, the stop portion is moved to the rotatable position by the moving portion, so that the exhaust cam can rotate with respect to the shaft portion. As a result, the exhaust cam does not act on the exhaust valve at least in a certain angular range. Therefore, the exhaust port can be appropriately opened when the crankshaft rotates in the forward direction, and the exhaust port can be kept closed when the crankshaft rotates in the reverse direction. As a result, intake can be performed efficiently when the crankshaft rotates in the reverse direction.
(12)バルブ駆動部は、軸部に対する排気カムの移動を制限するように構成された第2の制限機構をさらに含み、第2の制限機構は、第1の方向への排気カムの回転を軸部の第3の位置で制止し、第2の方向への排気カムの回転を軸部の第4の位置で制止するように設けられ、クランク軸の逆方向の回転時に、排気バルブから排気カムに反力が加わることにより排気カムが第1の方向に移動され、制止部は、回転制止位置において排気カムを第4の位置で制止してもよい。 (12) The valve drive unit further includes a second limiting mechanism configured to limit the movement of the exhaust cam with respect to the shaft portion, and the second limiting mechanism causes the exhaust cam to rotate in the first direction. The exhaust cam is provided to stop at the third position of the shaft portion and to stop the rotation of the exhaust cam in the second direction at the fourth position of the shaft portion. When the reaction force is applied to the cam, the exhaust cam is moved in the first direction, and the stop portion may stop the exhaust cam at the fourth position at the rotation stop position.
この場合、クランク軸の正方向の回転時には、第2の制限機構により排気カムが第4の位置で制止される。その状態で、制止部により排気カムが軸部に対して固定される。一方、クランク軸の逆方向の回転時には、排気バルブからの反力により排気カムが第1の方向に回転される。したがって、簡単な構成で、一定の角度範囲において、第2の吸気カムが吸気バルブに作用する状態と作用しない状態とに切り替えることができる。 In this case, when the crankshaft rotates in the positive direction, the exhaust cam is stopped at the fourth position by the second limiting mechanism. In this state, the exhaust cam is fixed to the shaft portion by the stop portion. On the other hand, when the crankshaft rotates in the reverse direction, the exhaust cam is rotated in the first direction by the reaction force from the exhaust valve. Therefore, it is possible to switch between a state where the second intake cam acts on the intake valve and a state where it does not act on the intake valve within a certain angle range with a simple configuration.
(13)バルブ駆動部は、排気カムを第2の方向に付勢するように構成された第2の付勢部材をさらに含み、第2の付勢部材の付勢力は、クランク軸の逆方向の回転時に排気バルブから排気カムに加わる第1の方向への反力よりも小さくてもよい。 (13) The valve drive unit further includes a second urging member configured to urge the exhaust cam in the second direction, and the urging force of the second urging member is reverse to the crankshaft. The reaction force in the first direction applied from the exhaust valve to the exhaust cam during rotation may be smaller.
この場合、クランク軸の逆方向の回転時には、第2の付勢部材による第2の方向への付勢力が排気バルブからの第1の方向への反力よりも小さいので、排気カムが第4の位置で排気バルブに作用することが防止される。一方、クランク軸の正方向の回転時には、排気カムが第2の方向に付勢されることにより、排気カムが確実に第4の位置に移動される。 In this case, when the crankshaft rotates in the reverse direction, the urging force in the second direction by the second urging member is smaller than the reaction force in the first direction from the exhaust valve. Is prevented from acting on the exhaust valve. On the other hand, when the crankshaft rotates in the positive direction, the exhaust cam is biased in the second direction, so that the exhaust cam is reliably moved to the fourth position.
(14)制御部は、第2の時点において、クランク軸が正方向に回転する状態で点火装置により混合気に点火させてもよい。この場合、第2の時点の後に、クランク軸を確実に正方向に回転させることができる。 (14) The control unit may ignite the air-fuel mixture by the ignition device with the crankshaft rotating in the positive direction at the second time point. In this case, the crankshaft can be reliably rotated in the positive direction after the second time point.
(15)制御部は、第2の時点の後、始動兼発電部によりクランク軸を正方向に駆動させてもよい。この場合、第2の時点の後に、正方向へのより大きなトルクが得られる。それにより、ピストンが圧縮上死点を容易に越えることができる。 (15) The control unit may drive the crankshaft in the forward direction by the starter / power generation unit after the second time point. In this case, a greater torque in the positive direction is obtained after the second time point. Thereby, the piston can easily exceed the compression top dead center.
(16)第2の発明に係る鞍乗り型車両は、駆動輪を有する本体部と、駆動輪を回転させるための動力を発生する上記第1の発明に係るエンジンシステムとを備えたものである。 (16) A saddle-ride type vehicle according to a second aspect of the invention includes a main body having driving wheels and the engine system according to the first aspect of the invention that generates power for rotating the driving wheels. .
この鞍乗り型車両においては、エンジンシステムにより発生される動力により駆動輪が回転される。それにより、本体部が移動する。この場合、上記第1の発明に係るエンジンシステムが用いられるので、エンジンを安定に始動させることができ、かつエンジンを小型化することができる。 In this saddle-ride type vehicle, the drive wheels are rotated by the power generated by the engine system. Thereby, the main body moves. In this case, since the engine system according to the first invention is used, the engine can be started stably and the engine can be downsized.
本発明によれば、エンジンを安定に始動させることができ、かつエンジンの大型化を抑制することができる。 ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, an engine can be started stably and the enlargement of an engine can be suppressed.
以下、本発明の実施の形態に係る鞍乗り型車両の一例として、自動二輪車について図面を用いて説明する。 Hereinafter, a motorcycle will be described as an example of a saddle-ride type vehicle according to an embodiment of the present invention with reference to the drawings.
(1)自動二輪車
図1は、本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の概略構成を示す模式的側面図である。図1の自動二輪車100においては、車体1の前部にフロントフォーク2が左右方向に揺動可能に設けられる。フロントフォーク2の上端にハンドル4が取り付けられ、フロントフォーク2の下端に前輪3が回転可能に取り付けられる。
(1) Motorcycle FIG. 1 is a schematic side view showing a schematic configuration of a motorcycle according to an embodiment of the present invention. In the
車体1の略中央上部にシート5が設けられる。シート5の後方下部にECU(Engine Control Unit;エンジン制御装置)6が配置され、シート5の下方に単気筒のエンジン10が設けられる。ECU6およびエンジン10によりエンジンシステム200が構成される。車体1の後端下部には後輪7が回転可能に取り付けられる。エンジン10により発生される動力により後輪7が回転駆動される。
A
(2)エンジンシステム
図2は、エンジンシステム200の構成について説明するための模式図である。図2に示すように、エンジン10は、ピストン11、コンロッド12、クランク軸13、始動兼発電機14、吸気バルブ15、排気バルブ16、バルブ駆動部17、点火プラグ18およびインジェクタ19を備える。
(2) Engine System FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the
ピストン11はシリンダ31内で往復動可能に設けられ、コンロッド12を介してクランク軸13に接続される。ピストン11の往復運動がクランク軸13の回転運動に変換される。クランク軸13に始動兼発電機14が設けられる。始動兼発電機14は、スタータモータの機能を有する発電機であり、クランク軸13を正方向および逆方向に回転駆動しかつクランク軸13の回転により電力を発生する。始動兼発電機14は、減速機を介することなく直接的にクランク軸13にトルクを伝達する。クランク軸13と後輪7との間にはワンウェイクラッチ(図示せず)が設けられる。クランク軸13の正方向の回転(以下、正回転と呼ぶ)はワンウェイクラッチを介して後輪7に伝達され、クランク軸13の逆方向の回転(以下、逆回転と呼ぶ)は後輪7に伝達されない。
The
ピストン11上に燃焼室31aが形成される。燃焼室31aは、吸気口21を介して吸気通路22に連通し、排気口23を介して排気通路24に連通する。吸気口21を開閉するように吸気バルブ15が設けられ、排気口23を開閉するように排気バルブ16が設けられる。吸気バルブ15および排気バルブ16は、バルブ駆動部17により駆動される。吸気通路22には、外部から流入する空気の流量を調整するためのスロットルバルブSLが設けられる。点火プラグ18は、燃焼室31a内の混合気に点火するように構成される。インジェクタ19は、吸気通路22に燃料を噴射するように構成される。
A
ECU6は、例えばCPU(中央演算処理装置)およびメモリを含む。CPUおよびメモリの代わりに、マイクロコンピュータが用いられてもよい。ECU6には、スタータスイッチ41、吸気圧力センサ42、クランク角度センサ43および電流センサ44が電気的に接続される。スタータスイッチ41は、例えば図1のハンドル4に設けられ、運転者により操作される。吸気圧力センサ42は、吸気通路22内の圧力を検出する。クランク角度センサ43は、クランク軸13の回転角度を検出する。電流センサ44は、始動兼発電機14に流れる電流(以下、モータ電流と呼ぶ)を検出する。
The
スタータスイッチ41の操作が操作信号としてECU6に与えられ、吸気圧力センサ42、クランク角度センサ43および電流センサ44による検出結果が検出信号としてECU6に与えられる。ECU6は、与えられた操作信号および検出信号に基づいて、始動兼発電機14、点火プラグ18およびインジェクタ19を制御する。
The operation of the
(3)エンジンの動作
図3および図4は、エンジン10の動作について説明するための図である。図3は、通常運転時におけるエンジン10の動作を示し、図4は、始動時におけるエンジン10の動作を示す。ここで、通常運転とは、エンジン10の始動後において、エンジン10が安定に動作する状態をいう。
(3) Engine Operation FIGS. 3 and 4 are diagrams for explaining the operation of the
図3および図4においては、クランク軸13の2回転(720度)の範囲における回転角度が1つの円で表される。クランク軸13の2回転はエンジン10の1サイクルに相当する。エンジン10の1サイクルは、吸気工程、圧縮工程、燃焼行程および排気工程を含む。以下、クランク軸13の回転角度をクランク角度と呼ぶ。
3 and 4, the rotation angle in the range of two rotations (720 degrees) of the
図2のクランク角度センサ43は、クランク軸13の1回転(360度)の範囲における回転角度を検出する。ECU6は、吸気圧力センサ42により検出された吸気通路22内の圧力に基づいて、クランク角度センサ43により検出されたクランク角度が、エンジン10の1サイクルに相当するクランク軸13の2回転のうちいずれの回転に対応するかを判定する。それにより、ECU6は、クランク軸13の2回転(720度)の範囲における回転角度を取得することができる。
The
図3および図4において、角度A0は、ピストン11(図2)が排気上死点に位置するときのクランク角度であり、角度A2は、ピストン11が圧縮上死点に位置するときのクランク角度であり、角度A1,A3は、ピストン11が下死点に位置するときのクランク角度である。矢印R1は、クランク軸13の正回転時におけるクランク角度の変化の方向を表し、矢印R2は、クランク軸13の逆回転時におけるクランク角度の変化の方向を表す。矢印P1〜P4は、クランク軸13の正回転時におけるピストン11の移動方向を表し、矢印P5〜P8は、クランク軸13の逆回転時におけるピストン11の移動方向を表す。
3 and 4, the angle A0 is a crank angle when the piston 11 (FIG. 2) is located at the exhaust top dead center, and the angle A2 is a crank angle when the
(3−1)通常運転時
まず、図3を参照しながら通常運転時におけるエンジン10の動作について説明する。通常運転時には、クランク軸13(図2)が正方向に回転する。そのため、クランク角度が矢印R1の方向に変化する。この場合、矢印P1〜P4で示されるように、角度A0から角度A1までの範囲でピストン11(図2)が下降し、角度A1から角度A2までの範囲でピストン11が上昇し、角度A2から角度A3までの範囲でピストン11が下降し、角度A3から角度A0までの範囲でピストン11が上昇する。
(3-1) Normal Operation First, the operation of the
角度A11において、インジェクタ19(図2)により吸気通路22(図2)に燃料が噴射される。正方向において、角度A11は角度A0よりも進角側に位置する。角度A11が第4の範囲の例である。続いて、角度A12から角度A13までの範囲において、吸気バルブ15(図2)により吸気口21(図2)が開かれる。正方向において、角度A12は角度A11よりも遅角側でかつ角度A0よりも進角側に位置し、角度A13は角度A1よりも遅角側に位置する。角度A12から角度A13までの範囲が第2の範囲の例である。これにより、空気および燃料を含む混合気が吸気口21を通して燃焼室31a(図2)内に導入される。
At an angle A11, fuel is injected into the intake passage 22 (FIG. 2) by the injector 19 (FIG. 2). In the positive direction, the angle A11 is located on the more advanced side than the angle A0. The angle A11 is an example of the fourth range. Subsequently, in the range from the angle A12 to the angle A13, the intake port 21 (FIG. 2) is opened by the intake valve 15 (FIG. 2). In the positive direction, the angle A12 is positioned more retarded than the angle A11 and more advanced than the angle A0, and the angle A13 is positioned more retarded than the angle A1. A range from the angle A12 to the angle A13 is an example of the second range. Thereby, the air-fuel mixture containing air and fuel is introduced into the
次に、角度A14において、点火プラグ18(図2)により燃焼室31a(図2)内の混合気に点火される。角度A14は角度A2とほぼ一致する。これにより、燃焼室31a内で爆発が生じる。爆発のエネルギーがピストン11の駆動力となる。その後、角度A15から角度A16までの範囲において、排気バルブ16(図2)により排気口23(図2)が開かれる。正方向において、角度A15は角度A3よりも進角側に位置し、角度A16は角度A0よりも遅角側に位置する。角度A15から角度A16までの範囲が第1の範囲の例である。これにより、燃焼室31aから排気口23を通して燃焼後の気体が排出される。
Next, at the angle A14, the air-fuel mixture in the
(3−2)始動時
次に、図4を参照しながら始動時におけるエンジン10の動作について説明する。図4において、まず、クランク軸13(図2)が正方向または逆方向に回転されることにより、クランク角度が角度A30に調整される。角度A30は、角度A1と角度A2との間に位置する。続いて、角度A30からクランク軸13が逆方向に回転される。
(3-2) At Start Next, the operation of the
クランク軸13の逆回転時には、クランク角度が矢印R2の方向に変化する。この場合、矢印P5〜P8で示されるように、角度A2から角度A1までの範囲でピストン11が下降し、角度A1から角度A0までの範囲でピストン11が上昇し、角度A0から角度A3までの範囲でピストン11が下降し、角度A3から角度A2までの範囲でピストン11が上昇する。クランク軸13の逆回転時におけるピストン11の移動方向は、クランク軸13の正回転時におけるピストン11の移動方向と逆になる。
When the
角度A23において、インジェクタ19(図2)により吸気通路22(図2)に燃料が噴射される。逆方向において、角度A23は、角度A0より進角側に位置する。角度A23が第5の範囲の例である。また、角度A13から角度A12までの範囲および角度A21から角度A22までの範囲において、吸気バルブ15(図2)により吸気口21(図2)が開かれる。逆方向において、角度A21,A22は、角度A0より遅角側に位置する。この場合、角度A1から角度A0までの範囲でピストン11が上昇するので、角度A13から角度A12までの範囲においては、燃焼室31aに空気および燃料がほとんど導入されない。その後、角度A0から角度A3までの範囲でピストン11が下降するので、角度A21から角度A22までの範囲において、空気および燃料を含む混合気が吸気口21を通して燃焼室31a内に導入される。クランク角度が角度A21から角度A22までの範囲にある一時点が、第1の時点の例である。また、角度A16から角度A12までの範囲および角度A21から角度A22までの範囲が第3の範囲の例である。
At an angle A23, fuel is injected into the intake passage 22 (FIG. 2) by the injector 19 (FIG. 2). In the reverse direction, the angle A23 is located on the more advanced side than the angle A0. The angle A23 is an example of the fifth range. Further, in the range from the angle A13 to the angle A12 and the range from the angle A21 to the angle A22, the intake port 21 (FIG. 2) is opened by the intake valve 15 (FIG. 2). In the reverse direction, the angles A21 and A22 are located on the more retarded side than the angle A0. In this case, since the
続いて、角度A31において、クランク軸13の回転方向が逆方向から正方向に切り替えられる。逆方向において、角度A31は、角度A2より僅かに進角側に位置する。それにより、クランク角度が矢印R1の方向に変化する。また、角度A31において、点火プラグ18(図2)により燃焼室31a内の混合気に点火される。これにより、燃焼室31a内で爆発が生じ、クランク軸13が駆動される。クランク角度が角度A31である時点が、第2の時点の例である。
Subsequently, at the angle A31, the rotation direction of the
本実施の形態では、クランク軸13の逆回転が停止された後に、点火プラグ18により燃焼室31a内の混合気に点火される。これにより、クランク軸13を確実に正方向に駆動することができる。点火のタイミング等を調整することにより、クランク軸13を正方向に駆動することが可能であれば、クランク軸13の逆回転が停止される前に、点火プラグ18により燃焼室31a内の混合気に点火されてもよい。
In the present embodiment, after the reverse rotation of the
その後、図3と同様の動作が行われる。具体的には、図3の角度A11において、吸気通路22(図2)に燃料が噴射され、角度A12から角度A13までの範囲において、燃焼室31aに混合気が導入される。続いて、角度A14において、点火プラグ18(図2)により燃焼室31a内の混合気に点火され、角度A15から角度A16までの範囲において、燃焼室31aから排気口23を通して燃焼後の気体が排出される。その後、エンジン10が通常運転に移行する。
Thereafter, the same operation as in FIG. 3 is performed. Specifically, fuel is injected into the intake passage 22 (FIG. 2) at the angle A11 in FIG. 3, and the air-fuel mixture is introduced into the
このように、本実施の形態では、エンジン10の始動時に、始動兼発電機14によりクランク軸13が逆回転されつつ燃焼室31aに混合気が導かれ、その後、ピストン11が圧縮上死点に近づいた状態で、燃焼室31a内の混合気に点火される。それにより、クランク軸13が正方向に回転するようにピストン11が駆動され、正方向への十分なトルクが得られる。その結果、ピストン11が最初の圧縮上死点を容易に越えることができる。
As described above, in the present embodiment, when the
なお、角度A31においてクランク軸13の回転方向が逆方向から正方向に切り替えられた後であって、図3の角度A12から角度A13までの範囲で吸気バルブ15により吸気口21が開かれる前に、角度A15から角度A16までの範囲で排気バルブ16により排気口23が開かれてもよい。この場合、角度A12から角度A13までの範囲で吸気が行われる前に、角度A31での点火による燃焼後の気体が燃焼室31aから排出される。
In addition, after the rotation direction of the
(4)エンジン始動処理
(4−1)第1の例
エンジン10の始動時には、ECU6が、予めメモリに記憶された制御プログラムに基づいて、エンジン始動処理を行う。図5〜図7は、エンジン始動処理の第1の例のフローチャートである。エンジン始動処理は、例えば、図示しないメインスイッチがオンされることにより開始される。
(4) Engine start process (4-1) First example When the
図5に示すように、まず、ECU6は、現在のクランク角度がメモリに記憶されているか否かを判定する(ステップS1)。現在のクランク角度は、例えば、前回のエンジン10の停止時にメモリに記憶される。現在のクランク角度が記憶されている場合、ECU6は、現在のクランク角度が図4の角度A30と一致するように、始動兼発電機14を制御する(ステップS2)。
As shown in FIG. 5, first, the
現在のクランク角度が記憶されていない場合、ECU6は、クランク軸13が正方向に回転するように始動兼発電機14を制御する(ステップS3)。この場合、ピストン11が圧縮上死点(図3および図4の角度A2)を超えないように、電流センサ44(図2)からの検出信号に基づいて、始動兼発電機14のトルクが調整される。
If the current crank angle is not stored, the
次に、ECU6は、ステップS3でクランク軸13の回転が開始されてから規定時間が経過したか否かを判定する(ステップS4)。規定時間が経過していない場合、ECU6は、クランク軸13の正方向の回転が継続されるように始動兼発電機14を制御する。規定時間が経過すると、ECU6は、クランク軸13の回転が停止されるように始動兼発電機14を制御する(ステップS5)。これにより、クランク角度が図4の角度A30の近くに調整される。
Next, the
なお、ステップS3において、クランク軸13が正方向に回転される際にクランク角度が検出され、その検出値に基づいてクランク角度が図4の角度A30に調整されてもよい。
In step S3, the crank angle may be detected when the
続いて、図6に示すように、ECU6は、予め定められたエンジン10の始動条件が成立したか否かを判定する(ステップS6)。エンジン10の始動条件は、例えば、スタータスイッチ41(図2)がオンされることである。エンジン10の始動条件として、図示しないブレーキスイッチがオフされる、図示しないアクセルグリップが操作される、または図示しないバッテリの電圧が低下する等の他の条件が設定されてもよい。
Subsequently, as shown in FIG. 6, the
エンジン10の始動条件が成立した場合、ECU6は、エンジン始動処理のタイムアウト設定を行う(ステップS7)。具体的には、その時点から経過時間が計測される。経過時間が予め定められた終了時間に達すると、エンジン始動処理が強制的に終了される(後述のステップS17)。
When the start condition of the
次に、ECU6は、クランク軸6が逆方向に回転されるように始動兼発電機14を制御する(ステップS8)。次に、ECU6は、吸気圧力センサ42(図2)およびクランク角度センサ43(図2)からの検出信号に基づいて、現在のクランク角度が図4の角度A23に達したか否かを判定する(ステップS9)。現在のクランク角度が角度A23に達するまで、ECU6は、ステップS9の処理を繰り返す。現在のクランク角度が角度A23に達すると、ECU6は、吸気通路22(図2)への燃料の噴射が開始されるように、インジェクタ19を制御する(ステップS10)。
Next, the
次に、ECU6は、ステップS10で燃料の噴射が開始されてから予め定められた噴射時間が経過したか否かを判定する(ステップS11)。予め定められた噴射時間が経過するまで、ECU6は、燃料の噴射が継続されるようにインジェクタ19を制御する。予め定められた噴射時間が経過すると、ECU6は、燃料の噴射が停止されるように、インジェクタ19を制御する(ステップS12)。
Next, the
次に、図7に示すように、ECU6は、電流センサ44からの検出信号に基づいて、モータ電流が予め定められたしきい値に達したか否かを判定する(ステップS13)。この場合、クランク角度が図4の角度A2に近づくほど、モータ電流が大きくなる。本例では、クランク角度が図4の角度A31に達したときに、モータ電流がしきい値に達する。
Next, as shown in FIG. 7, the
始動兼発電機14に流れる電流が予め定められたしきい値に達した場合、ECU6は、クランク軸13の逆方向の回転が停止されるように始動兼発電機14を制御し(ステップS14)、点火プラグ18への通電を開始する(ステップS15)。次に、ECU6は、ステップS15で通電が開始されてから予め定められた通電時間が経過したか否かを判定する(ステップS16)。予め定められた通電時間が経過するまで、ECU6は、点火プラグ18への通電を継続する。予め定められた通電時間が経過すると、ECU6は、点火プラグ18への通電を停止する(ステップS17)。これにより、燃焼室31a内の混合気に点火される。また、ECU6は、クランク軸13が正方向に回転するように、始動兼発電機14を制御する(ステップS18)。これにより、ECU6は、エンジン始動処理を終了する。その後、ECU6は、図3の通常運転の動作に対応する制御動作を行う。なお、始動兼発電機14によるクランク軸13の駆動は、例えばステップS18の処理から一定時間が経過した後に停止される。
When the current flowing through the starter /
ステップS13において、モータ電流がしきい値に達していない場合、ECU6は、図6のステップS7のタイムアウト設定から予め定められた終了時間が経過したか否かを判定する(ステップS19)。エンジン10の異常により、始動兼発電機14に流れる電流がしきい値に達することなく、タイムアウト設定から予め定められた終了時間が経過することがある。エンジン10の異常としては、始動兼発電機14の動作不良またはバルブ駆動部17の動作不良等がある。終了時間が経過していない場合、ECU6は、ステップS13の処理に戻る。終了時間が経過すると、ECU6は、クランク軸13の逆方向の回転が停止されるように始動兼発電機14を制御するとともに(ステップS20)、エンジン10に異常が生じたことを運転者に警告する(ステップS21)。具体的には、例えば図示しない警告ランプが点灯される。これにより、ECU6は、エンジン始動処理を終了する。
If the motor current has not reached the threshold value in step S13, the
(4−2)第2の例
図8は、エンジン始動処理の第2の例のフローチャートである。ECU6は、図7のステップS13〜S21の処理の代わりに、図8のステップS31〜S41の処理を行ってもよい。
(4-2) Second Example FIG. 8 is a flowchart of a second example of the engine start process. The
図8の例では、ECU6は、クランク角度センサ43(図2)からの検出信号に基づいて、図6のステップS8でクランク軸13の逆回転が開始された後、クランク軸13が予め定められた逆回転角度回転したか否かを判定する(ステップS31)。逆回転角度は、図4の角度A30から角度A31までの角度に相当する。例えば、クランク軸13の逆回転が開始された後、クランク角度センサ43から検出信号として逆回転角度に対応する規定数のパルスが与えられると、ECU6は、クランク軸13が逆回転角度回転したと判定する。
In the example of FIG. 8, the
クランク軸13が逆回転角度回転した場合、ECU6は、クランク軸13の逆方向の回転が停止されるように始動兼発電機14を制御し(ステップS32)、点火プラグ18への通電を開始する(ステップS33)。
When the
次に、ECU6は、ステップS33で通電が開始された後、クランク軸13が予め定められた通電角度回転したか否かを判定する(ステップS34)。通電角度は、図7のステップS16の通電時間においてクランク軸13が回転する角度に相当する。例えば、通電が開始された後、クランク角度センサ43から検出信号として通電角度に対応する規定数のパルスが与えられると、ECU6は、クランク軸13が通電角度回転したと判定する。
Next, the
クランク軸13が通電角度回転した場合、ECU6は、点火プラグ18への通電を停止するとともに(ステップS35)、クランク軸13が正方向に回転するように始動兼発電機14を制御し(ステップS36)、エンジン始動処理を終了する。
When the
一方、ステップS31において、クランク軸13が逆回転角度回転していない場合、ECU6は、ステップS7のタイムアウト設定から予め定められた第1の終了時間が経過したか否かを判定する(ステップS37)。第1の終了時間が経過していない場合、ECU6は、ステップS31の処理に戻る。第1の終了時間が経過すると、ECU6は、クランク軸13の逆方向の回転が停止されるように始動兼発電機14を制御するとともに(ステップS38)、エンジン10に異常が生じたことを運転者に警告し(ステップS41)、エンジン始動処理を終了する。
On the other hand, when the
また、ステップS34において、クランク軸13が通電角度回転していない場合、ECU6は、ステップS7のタイムアウト設定から予め定められた第2の終了時間が経過したか否かを判定する(ステップS37)。第2の終了時間は、上記の第1の終了時間よりも長く設定される。第2の終了時間が経過していない場合、ECU6は、ステップS34の処理に戻る。第2の終了時間が経過すると、ECU6は、点火プラグ18への通電を停止するとともに(ステップS40)、エンジン10に異常が生じたことを運転者に警告し(ステップS41)、エンジン始動処理を終了する。
In step S34, when the
このように、第2の例では、クランク角度センサ43からの検出信号に基づいて、クランク軸13の逆回転が停止される(ステップS31,S32)。また、クランク角度センサ43からの検出信号に基づいて、点火プラグ18への通電が停止される(ステップS34,S35)。これにより、適切なタイミングでクランク軸13の逆回転および点火プラグ18への通電を停止することができる。
Thus, in the second example, the reverse rotation of the
また、ステップS33で点火プラグ18への通電が開始された後、ステップS39で第2の終了時間が経過した場合、ステップS40で点火プラグ18への通電が停止される。これにより、点火プラグ18への通電が長時間にわたって継続されることが防止される。
If the second end time has elapsed in step S39 after the energization of the
(5)バルブ駆動部
(5−1)構成
バルブ駆動部17の具体例について説明する。図9は、バルブ駆動部17の具体例について説明するための模式的側面図である。図9のバルブ駆動部17はカムシャフトであり、後述の吸気ロッカーアーム510(図10)および排気ロッカーアーム520(図10)を介して図2の吸気バルブ15および排気バルブ16を駆動する。バルブ駆動部17はシリンダヘッド32内に回転可能に設けられる。バルブ駆動部17はスプロケット17aを有し、クランク軸13はスプロケット13aを有する。スプロケット13aおよびスプロケット17aに無端のチェーン25が取り付けられる。これにより、クランク軸13の回転がチェーン25を介してバルブ駆動部17に伝達される。バルブ駆動部17の回転速度はクランク軸13の回転速度の半分である。
(5) Valve Drive Unit (5-1) Configuration A specific example of the
(5−2)バルブの駆動
図10は、バルブ駆動部17およびその周辺部分の断面図である。図10においては、図9の矢印Gの方向から見たバルブ駆動部17が示される。図10に示すように、シリンダヘッド32内には、吸気ロッカーアーム510および排気ロッカーアーム520が設けられる。吸気ロッカーアーム510はシャフト511を中心として揺動可能に設けられる。吸気ロッカーアーム510の一端部にローラ512が設けられ、他端部にアジャスタ513が設けられる。ローラ512は、バルブ駆動部17のメイン吸気カム240またはサブ吸気カム245に当接する。メイン吸気カム240またはサブ吸気カム245の詳細については後述する。アジャスタ513は、吸気バルブ15の上端部に当接する。吸気バルブ15は、バルブスプリング15aにより吸気口21を閉じる方向に付勢される。この場合、吸気バルブ15から吸気ロッカーアーム510にアジャスタ513を押し上げる方向に力が加わる。それにより、吸気ロッカーアーム510のローラ512がメイン吸気カム240またはサブ吸気カム245に押し当てられる。
(5-2) Valve Drive FIG. 10 is a cross-sectional view of the
排気ロッカーアーム520はシャフト521を中心として揺動可能に設けられる。排気ロッカーアーム520の一端部にローラ522が設けられ、他端部にアジャスタ523が設けられる。ローラ522は、バルブ駆動部17の排気カム230に当接する。排気カム230の詳細については後述する。アジャスタ523は、排気バルブ16の上端部に当接する。排気バルブ16は、バルブスプリング16aにより排気口23を閉じる方向に付勢される。それにより、排気バルブ16から排気ロッカーアーム520にアジャスタ523を押し上げる方向に力が加わり、排気ロッカーアーム520のローラ522が排気カム230に押し当てられる。
The
クランク軸13(図9)の正回転時には、バルブ駆動部17が第1の方向Q1に回転し、クランク軸13の逆回転時には、バルブ駆動部17が第2の方向Q2に回転する。バルブ駆動部17が回転することにより、メイン吸気カム240およびサブ吸気カム245が吸気ロッカーアーム510を揺動させ、排気カム230が排気ロッカーアーム520を揺動させる。それにより、吸気バルブ15が吸気口21を開閉するとともに、排気バルブ16が排気口23を開閉する。
During the forward rotation of the crankshaft 13 (FIG. 9), the
図11は、バルブ駆動部17の外観斜視図であり、図12は、バルブ駆動部17の断面図である。図13および図14は、互いに異なる方向から見たバルブ駆動部17の部分分解斜視図である。図11および図12に示すように、バルブ駆動部17は、スプロケット17a、軸部材210、ばね固定部材220、排気カム230、サブ吸気カム245、ばね固定部材250および切替機構300を含む。
FIG. 11 is an external perspective view of the
図13および図14に示すように、軸部材210は略円筒形状を有し、軸心に沿った貫通孔210aを有する。以下の説明において、軸方向とは、軸部材210の軸心に平行な方向を意味し、周方向とは、軸部材210の軸心を中心とする周方向を意味する。軸部材210には、メイン吸気カム240が一体的に設けられる。メイン吸気カム240の一方側における軸部材210の部分に、排気カム230およびばね固定部材220が取り付けられる。また、メイン吸気カム240の他方側における軸部材210の部分に、サブ吸気カム245およびばね固定部材250が取り付けられる。
As shown in FIGS. 13 and 14, the
図13に示すように、メイン吸気カム240の一方側における軸部材210の部分には、フランジ部211、カム取付部212および軸受部213が設けられる。カム取付部212の外径はフランジ部211の外径より小さく、軸受部213の外径はカム取付部212の外径より小さい。カム取付部212には、貫通孔210bが形成される。後述のように、貫通孔210aおよび貫通孔210bは互いに連通する。
As shown in FIG. 13, a
排気カム230は略環形状を有する。排気カム230の内径は、軸部材210のカム取付部212の外径と略等しい。排気カム230は、フランジ部212に当接するように軸部材210のカム取付部212上に位置決めされる。後述のように、排気カム230は、軸部材210に対して一定の角度範囲内で周方向に回転可能に設けられる。
The
ばね固定部材220は略円筒形状を有する。ばね固定部材220の内径は、軸部材210の軸受部213の外径と略等しい。ばね固定部材220は、カム取付部212の側面に当接するように軸部材210の軸受部213上に位置決めされる。ばね固定部材220は、軸部材210に対して周方向に回転しないように設けられる。
The
ばね固定部材220の端部にフランジ部221が設けられる。フランジ部221を除くばね固定部材220の外周面上に、ねじりコイルばね225が配置される。図12に示すように、ねじりコイルばね225の一端部はばね固定部材220のフランジ部221に固定され、他端部は排気カム230の側面に固定される。排気カム230は、ねじりコイルばね225により軸部材210に対して第2の方向Q2(図10)に付勢される。
A
図14に示すように、メイン吸気カム240の他方側における軸部材210の部分には、カム取付部214、ばね取付部215および軸受部216が設けられる。ばね取付部215の外径はカム取付部214の外径より小さく、軸受部216の外径はばね取付部215の外径より小さい。
As shown in FIG. 14, a
サブ吸気カム245は略環形状を有する。サブ吸気カム245の内径は、軸部材210のカム取付部214の外径と略等しい。サブ吸気カム245は、メイン吸気カム240に当接するように軸部材210のカム取付部214上に位置決めされる。サブ吸気カム245には、周方向に沿った長尺状の開口246が形成される。また、メイン吸気カム240には、他方側に突出するように嵌合ピン241(図12)が固定される。嵌合ピン241の先端部は、サブ吸気カム245の開口246に嵌合される。サブ吸気カム245の詳細については後述する。
ばね固定部材250は略環形状を有する。ばね固定部材250の内径は、軸部材210のばね取付部215の外径と略等しい。ばね固定部材250は、カム取付部214の側面に当接するようにばね取付部215上に位置決めされる。ばね固定部材250は、軸部材210に対して周方向に回転しないように設けられる。
The
The
ばね固定部材250の端部に突起部251が設けられる。ばね固定部材250の外周面上に、ねじりコイルばね255が配置される。図12に示すように、ねじりコイルばね255の一端部はばね固定部材250の突起部251に固定され、他端部はサブ吸気カム245の側面に固定される。サブ吸気カム245は、ねじりコイルばね255により軸部材210に対して第1の方向Q1(図10)に付勢される。
A
図12に示すように、軸部材210の軸受部213の一端部にスプロケット17aが軸方向に垂直に配置される。スプロケット17aの中心部には開口17bが形成される。また、貫通孔210aの一端部の内周面にねじ山が形成される。スプロケット17aの開口17bを通してボルト260が貫通孔210aにねじ込まれる。これにより、スプロケット17aが軸部材210に固定される。
As shown in FIG. 12, the
図10のシリンダヘッド32内において、軸部材210の軸受部213の外周面に当接するように軸受B1が設けられ、軸受部216の外周面に当接するように軸受B2が設けられる。軸受B1,B2により軸部材210が周方向に回転可能に保持される。
In the
図15は、切替機構300の外観斜視図であり、図16は、切替機構300の断面図である。図15および図16に示すように、切替機構300は、ばね係止部材310、ばね315、移動部材320、嵌合部材330、ばね335、押圧機構340および摺動機構350を含む。
FIG. 15 is an external perspective view of the
図16に示すように、ばね係止部材310は、軸部材210の貫通孔210a内において図12のボルト260の先端部に対向するように配置される。ばね係止部材310にばね315の一端部が係止される。
As shown in FIG. 16, the
ばね係止部材310に隣り合うように、移動部材320が軸部材210の貫通孔210a内に軸方向に移動可能に配置される。移動部材320は、移動制止部321、ばね係止部322、第1の当接部323、テーパ部324、第2の当接部325および被押圧部326を有する。移動制止部321は、ばね係止部322から軸方向に突出するように設けられる。ばね係止部322の外径は、移動制止部321の外径より大きく、貫通孔210aの内径と略等しい。移動制止部321の外周面を取り囲むようにばね315が配置され、ばね315の他端部がばね係止部322に係止される。
The moving
第1および第2の当接部323,325の間にテーパ部324が設けられる。第2の当接部325の外径は第1の当接部323の外径より大きい。テーパ部324は、第1の当接部323から第2の当接部325に向かって外径が漸次大きくなるように形成される。これにより、第1の当接部323の外周面と第2の当接部325の外周面とがテーパ部324の外周面を介してつながる。被押圧部326は、移動部材320の他端部に設けられる。
A tapered
軸部材210には、貫通孔210aと垂直に交差するように、貫通孔210bが形成される。貫通孔210bは、カム取付部212の外周面上で開口する。貫通孔210b内に、嵌合部材330が配置される。嵌合部材330は、当接部331および嵌合部332からなる。当接部331の外径は嵌合部332の外径より大きい。当接部331は、凸状に湾曲する当接面を有する。当接部331の当接面は、軸方向における移動部材320の位置に応じて、移動部材320の第1の当接部323、テーパ部324または第2の当接部325に当接する。嵌合部332の外周面を取り囲むようにばね335が配置される。ばね335の一端部は、当接部331に係止され、他端部は、貫通孔210bの端部に形成された段差部に係止される。当接部331が第1の当接部323に当接する状態では、嵌合部材330の嵌合部332が軸部材210の貫通孔210b内に収納される。一方、当接部331が第2の当接部325に当接する状態では、嵌合部材330の嵌合部332が軸部材210のカム取付部212の外周面上に突出する。
A through
図17は、押圧機構340の分解斜視図である。図17に示すように、押圧機構340は、カバー部材410、回転部材420、環状部材430、球状部材431a,431b、保持部材440および棒状部材450を含む。カバー部材410は略円筒形状を有する。図16に示すように、カバー部材410の内径は、一端部から他端部に向かって段階的に小さくなるように設定される。これにより、カバー部材410の内部に、段差部411,412が形成される。
FIG. 17 is an exploded perspective view of the
図17に示すように、回転部材420は略円柱形状を有し、球受け部421、フランジ部422および摺動部423を有する。球受け部421の外周面に、螺旋状に延びる一対の溝424a,424bが回転部材420の軸心に関して対称に設けられる。保持部材440は略円筒形状を有し、球保持部441および棒保持部442を有する。球保持部441の外径および内径は棒保持部442の外径および内径よりもそれぞれ大きい。
As illustrated in FIG. 17, the rotating
図16に示すように、保持部材440の棒保持部442に棒状部材450が挿入される。棒保持部442は、軸部材210の貫通孔210aに挿入される。棒状部材450は、棒保持部442により軸部材210の軸方向に延びるように保持される。貫通孔210a内において棒状部材450の一端部は移動部材320の被押圧部326に当接する。保持部材440の球保持部441の内周面には、一対の凹部441a,441bが形成される。凹部441a,441bに、球状部材431a,431bがそれぞれ嵌合される。また、球保持部441の一端部と当接するように環状部材430が配置される。球保持部441の凹部441a,441bおよび環状部材430により球保持部441に対する球状部材431a,431bの軸方向および周方向の移動が阻止される。保持部材440の球保持部441内に回転部材420の球受け部421の一端部が挿入され、球状部材431a,431bが溝424a,424bにそれぞれ嵌合される。棒状部材450の他端部は回転部材420の球受け部421の端面に当接する。
As shown in FIG. 16, the rod-shaped
保持部材440の球保持部441の外周面および回転部材420の球受け部421の外周面を覆うように、カバー部材410が保持部材440および回転部材420に取り付けられる。カバー部材410の一端部の内径は、保持部材440の球保持部441および環状部材430の外径と略等しく、カバー部材410の他端部の内径は、回転部材420の摺動部423の外径と略等しい。カバー部材410の中間部の内径は、回転部材420のフランジ部422の外径と略等しい。
カバー部材410内において、環状部材430がカバー部材410の段差部411に当接する。また、図16の状態では、回転部材420のフランジ部422が段差部412に当接する。回転部材420の摺動部423は、カバー部材410の他端部から軸方向に突出する。
In the
押圧機構340は、回転部材420を除いて軸部材210と一体的に回転する。回転部材420は、軸部材210に対して周方向に一定角度回転可能に設けられる。
The
摺動機構350は、固定部材351および摺動部材352を含む。固定部材351は略円筒形状を有し、回転部材420の摺動部423の外周面を取り囲むように、図10のシリンダヘッド32に固定される。摺動部材352は円環形状を有し、固定部材351の内周面に取り付けられる。摺動部材352は弾性を有し、回転部材420の摺動部423の外周面に当接する。
The sliding
上記のように、回転部材420の外周面に形成された螺旋状の溝424a,424bには、球状部材431a,431bが嵌合されている。そのため、回転部材420が軸部材210に対して回転することにより、回転部材420が軸部材210に対して軸方向に移動する。本実施の形態では、回転部材420が軸部材210に対して第1の方向Q1に回転することにより、回転部材420が軸部材210から遠ざかる方向に移動する。一方、回転部材420が軸部材210に対して第2の方向Q2に回転することにより、回転部材420が軸部材210に近づく方向に移動する。
As described above, the
クランク軸13の正回転時には、嵌合部材330の嵌合部332が軸部材210のカム取付部212の外周面上に突出する状態(以下、回転阻止状態)に維持される。一方、クランク軸13の逆回転時には、嵌合部材330の嵌合部332が軸部材210の貫通孔210b内に収納される状態(以下、回転可能状態と呼ぶ)に維持される。回転阻止状態と回転可能状態との切り替わりについては後述する。
During the forward rotation of the
(5−3)メイン吸気カムおよびサブ吸気カム
図18は、メイン吸気カム240およびサブ吸気カム245について説明するための図である。図18(a)および図18(b)に示すように、メイン吸気カム240に取り付けられた嵌合ピン241が、サブ吸気カム245の開口246に嵌合される。メイン吸気カム240は軸部材210と一体的に設けられ、サブ吸気カム245は軸部材210に対して周方向に回転可能である。サブ吸気カム245が軸部材210に対して回転することにより、開口246内で嵌合ピン241が周方向に移動する。軸部材210に対するサブ吸気カム245の回転可能な角度範囲は、開口246の長さに依存する。
(5-3) Main Intake Cam and Sub Intake Cam FIG. 18 is a diagram for explaining the
図18(a)に示すように、嵌合ピン241がサブ吸気カム245の開口246の一端部CAに当接することにより、吸気カム245の第1の方向Q1の回転が制止される。この状態では、サブ吸気カム245のカムノーズ245Tがメイン吸気カム240のカムノーズ240Tに重ならない。図18(a)のサブ吸気カム245の位置が第1の位置の例である。
As shown in FIG. 18A, when the
一方、図18(b)に示すように、嵌合ピン241がサブ吸気カム245の開口246の他端部CBに当接することにより、吸気カム245の第2の方向Q2への回転が制止される。この状態では、サブ吸気カム245のカムノーズ245Tの全体がメイン吸気カム240のカムノーズ240Tに重なる。図18(b)のサブ吸気カム245の位置が第2の位置の例である。
On the other hand, as shown in FIG. 18B, when the
軸部材210の軸心からカムノーズ240Tの先端部までの長さは、軸部材210の軸心からカムノーズ245Tの先端部までの長さより小さい。ここで、カムノーズの先端部とは、軸部材210の軸心からの長さが最大となるカムノーズの外周面の部分をいう。また、以下の説明において、カムノーズの立ち上がり部とは、カムノーズと他の部分との境界部分であり、軸部材210の軸心からの長さが最小となるカムノーズの外周面の部分をいう。
The length from the axis of the
上記のように、サブ吸気カム245は、図12のねじりコイルばね255により第1の方向Q1(図16)に付勢される。ねじりコイルばね255からサブ吸気カム245に加わる第1の方向Q1への付勢力は、バルブ駆動部17の回転時に図10の吸気ロッカーアーム510からサブ吸気カム245に反力として加わる第2の方向Q2への力よりも小さい。そのため、バルブ駆動部17の回転時に、吸気ロッカーアーム510からサブ吸気カム245に第2の方向Q2への力が加わると、サブ吸気カム245が軸部材210に対して回転可能な範囲内で第2の方向Q2に回転される。
As described above, the
図10の吸気ロッカーアーム510のローラ512に対するメイン吸気カム240およびサブ吸気カム245の作用について説明する。図19は、クランク軸13の正回転時におけるメイン吸気カム240およびサブ吸気カム245の作用について説明するための図であり、図20は、クランク軸13の逆回転時におけるメイン吸気カム240およびサブ吸気カム245の作用について説明するための図である。図21は、吸気バルブ15のリフト量を表す図である。
The operation of the
クランク軸13の正回転時には、軸部材210が第1の方向Q1に回転する。図19(a)に示すように、サブ吸気カム245のカムノーズ245Tおよびメイン吸気カム240のカムノーズ240Tがいずれもローラ512に当接していない状態では、ローラ512からサブ吸気カム245に第2の方向Q2への力が加わらない。この場合、ねじりコイルばね255(図12)の付勢力により、嵌合ピン241がサブ吸気カム245の開口246の一端部CAに当接する状態が維持される。また、図10の吸気バルブ15がリフトせず、吸気口21が閉じられた状態となる。以下、吸気バルブ15がリフトされない状態でのローラ512の位置を初期位置と呼ぶ。
During forward rotation of the
図19(b)に示すように、サブ吸気カム245のカムノーズ245Tの立ち上がり部がローラ512に当接すると、ローラ512からサブ吸気カム245に第2の方向Q2への力が加わる。この場合、カムノーズ245Tの立ち上がり部がローラ512に当接する状態が維持されるようにサブ吸気カム245が軸部材210に対して第2の方向Q2に回転する。そのため、ローラ512はサブ吸気カム245によって駆動されず、初期位置に維持される。
As shown in FIG. 19B, when the rising portion of the
続いて、図19(c)に示すように、メイン吸気カム240のカムノーズ240Tがローラ512に達すると、カムノーズ240Tがローラ512を押し上げる。これにより、図21(a)に示すように、角度A12から角度A13までの範囲で吸気バルブ15がリフトし、吸気口21が開かれる。
Subsequently, as shown in FIG. 19C, when the
続いて、図19(d)に示すように、メイン吸気カム240のカムノーズ240Tの先端部がローラ512に近づくと、サブ吸気カム245のカムノーズ245Tがローラ512から離間する。この場合、ローラ512からサブ吸気カム245に第2の方向Q2への力が加わらなくなる。そのため、ねじりコイルばね255(図12)の付勢力により、サブ吸気カム245が軸部材210に対して第1の方向Q1に回転する。それにより、嵌合ピン241がサブ吸気カム245の開口246の一端部CAに当接する状態に戻る。その後、図19(a)〜図19(d)の動作が繰り返される。
Subsequently, as shown in FIG. 19 (d), when the tip of the
このように、クランク軸13の正回転時には、サブ吸気カム245が吸気ロッカーアーム510を駆動することなく、メイン吸気カム240のみが吸気ロッカーアーム510を駆動する。したがって、図21(a)の角度A12から角度A13までの範囲でのみ、図10の吸気バルブ15がリフトされ、吸気口21が開かれる。
As described above, when the
クランク軸13の逆回転時には、軸部材210が第2の方向Q2に回転する。図20(a)に示すように、ローラ512がサブ吸気カム245のカムノーズ245Tに当接していない状態では、図19(a)の状態と同様に、ローラ512からサブ吸気カム245に第2の方向Q2への力が加わらない。この場合、ねじりコイルばね255(図12)の付勢力により、嵌合ピン241がサブ吸気カム245の開口246の一端部CAに当接する状態が維持される。
When the
図20(b)に示すように、メイン吸気カム240のカムノーズ240Tがローラ512に達すると、カムノーズ240Tがローラ512を押し上げる。これにより、図21(b)に示すように、角度A13から角度A12までの範囲で吸気バルブ15がリフトし、吸気口21が開かれる。
As shown in FIG. 20B, when the
続いて、図20(c)に示すように、サブ吸気カム245のカムノーズ245Tがローラ512に達すると、ローラ512からサブ吸気カム245に第1の方向Q1への力が加わる。この場合、嵌合ピン241がサブ吸気カム245の開口246の一端部CAに当接する状態が維持され、カムノーズ245Tがローラ512を押し上げる。それにより、図21(b)に示すように、角度A21から角度A22までの範囲で吸気バルブ15がリフトし、吸気口21が開かれる。
Subsequently, as shown in FIG. 20C, when the
続いて、図20(d)に示すように、ローラ512の当接位置がカムノーズ245Tの先端部を超えると、ローラ512からサブ吸気カム245に第2の方向Q2への力が加わる。これにより、サブ吸気カム245が軸部材210に対して第2の方向Q2に回転し、ローラ512が初期位置に戻る。この場合、図21(b)に示すように、角度A22において、吸気バルブ15のリフト量が急峻に減少する。
Subsequently, as shown in FIG. 20D, when the contact position of the
このように、クランク軸13の逆回転時には、メイン吸気カム240およびサブ吸気カム245がいずれも吸気ロッカーアーム510を駆動する。したがって、図21(b)の角度A13から角度A12までの範囲および角度A21から角度A22までの範囲で、図10の吸気バルブ15がリフトされ、吸気口21が開かれる。
Thus, during reverse rotation of the
これらにより、図3に示した通常運転時における吸気口21の開閉動作、および図4に示した始動時における吸気口21の開閉動作が実現される。
As a result, the opening / closing operation of the
(5−4)排気カム
図22は、排気カム230について説明するための図である。図22(a)に示すように、軸部材210のカム取付部212には、外周面から軸方向に垂直な方向に突出するように、嵌合ピン217が固定される。排気カム230の内周面には、周方向に沿うように溝231が形成される。嵌合ピン217の先端部は、排気カム230の溝231内に配置される。
(5-4) Exhaust Cam FIG. 22 is a view for explaining the
軸部材210に対して排気カム230が回転することにより、溝231内で嵌合ピン217が移動する。軸部材210に対する排気カム230の回転可能な角度範囲は、溝231の長さに依存する。
When the
図22(a)に示すように、嵌合ピン217が排気カム230の溝231の一端部DAに当接することにより、軸部材210に対する排気カム230の第2の方向Q2の回転が制止される。また、図22(b)に示すように、嵌合ピン217が排気カム230の溝231の他端部DBに当接することにより、軸部材210に対する排気カム230の第1の方向Q1の回転が制止される。図22(a)の排気カム230の位置が第4の位置の例であり、図22(b)の排気カム230の位置が第3の位置の例である。
As shown in FIG. 22A, the
排気カム230の内周面には、凹部232が形成される。嵌合ピン217が排気カム230の溝231の一端部DAに当接する状態(図22(a)の状態)では、貫通孔210bの延長線上に凹部232が位置する。この状態で、嵌合部材330の嵌合部332が凹部232に嵌合されると、軸部材210に対する排気カム230の回転が阻止される。
A
後述のように、クランク軸13の正回転時には、切替機構300(図16)が回転阻止状態に維持される。この場合、嵌合ピン217が排気カム230の溝231の一端部DAに当接する状態で嵌合部材330の嵌合部332が凹部232に嵌合され、軸部材210に対する排気カム230の回転が阻止される。一方、クランク軸13の逆回転時には、切替機構300(図12)が回転可能状態に維持される。それにより、軸部材210に対して排気カム230が一定範囲内で回転可能となる。
As will be described later, during the forward rotation of the
上記のように、排気カム230は、図12のねじりコイルばね225により第2の方向Q2に付勢される。ねじりコイルばね225から排気カム230に加わる第2の方向Q2への付勢力は、バルブ駆動部17の回転時に図10の排気ロッカーアーム520から排気カム230に反力として加わる第1の方向Q1への力よりも小さい。そのため、バルブ駆動部17の回転時に、排気ロッカーアーム520から排気カム230に第1の方向Q1への力が加わると、排気カム230が軸部材210に対して回転可能な範囲内で第1の方向Q1に回転される。
As described above, the
図10の排気ロッカーアーム520のローラ522に対する排気カム230の作用について説明する。図23は、クランク軸13の正回転時における排気カム230の作用について説明するための図であり、図24は、クランク軸13の逆回転時における排気カム230の作用について説明するための図である。
The action of the
クランク軸13の正回転時には、図23(a)〜(d)に示すように、嵌合ピン217が排気カム230の溝231の一端部DAに当接する状態で、排気カム230が軸部材210と一体的に第1の方向Q1に回転する。この場合、排気カム230のカムノーズ230Tがローラ522を押し上げる。これにより、図3の角度A15から角度A16までの範囲で図10の排気バルブ16がリフトし、排気口23が開かれる。
During forward rotation of the
図24(a)には、クランク角度が図4の角度A30であるときの排気カム230の状態が示され、図24(d)には、クランク角度が図4の角度A31であるときの排気カム230の状態が示される。図24(b)および図24(c)には、図24(a)の状態と図24(d)の状態との間の排気カム230の状態が示される。上記のように、クランク軸13の逆回転は、図4の角度A30から角度A31までの範囲で行われる。
FIG. 24A shows the state of the
クランク軸13の逆回転時には、排気カム230が軸部材210に対して回転可能である。また、図12のねじりコイルばね225により排気カム230が第2の方向Q2に付勢される。クランク角度が図4の角度A30にあるときには、図24(a)に示すように、排気カム230のカムノーズ230Tがローラ522に当接していない。そのため、ローラ522から排気カム230に第1の方向Q1への力が加わらず、ねじりコイルばね225の付勢力により嵌合ピン217が溝231の一端部DAに当接する状態が維持される。
When the
続いて、図24(b)に示すように、排気カム230のカムノーズ230Tの立ち上がり部がローラ522に当接すると、ローラ522から排気カム230に第1の方向Q1への力が加わる。ローラ522からカムノーズ230Tに加わる第1の方向Q1への力は、ねじりコイルばね225から排気カム230に加わる第2の方向Q2への力よりも大きい。そのため、図24(c)に示すように、カムノーズ230Tがローラ522を押し上げることなく、カムノーズ230Tの立ち上がり部がローラ522に当接する状態が維持されつつ軸部材210のみが第2の方向Q2に回転する。
Subsequently, as shown in FIG. 24B, when the rising portion of the
その後、軸部材210の第2の方向Q2への回転が継続されると、嵌合ピン217が溝231の他端部DBに当接し、排気カム230が軸部材210と一体的に回転する。その場合、ローラ522がカムノーズ230Tにより押し上げられる。しかしながら、本実施の形態では、クランク角度が図4の角度A31に達しても、図24(d)に示すように、嵌合ピン217が溝231の他端部DBに当接しない。したがって、クランク軸13の逆回転時には、排気ロッカーアーム520が駆動されず、排気口23が開かれない。
Thereafter, when the rotation of the
図25は、クランク軸13の回転方向が逆方向から正方向に切り替わった直後の排気カム230の動作を示す図である。クランク軸13の回転方向が逆方向から正方向に切り替わった直後には、図25(a)に示すように、カムノーズ230Tの立ち上がり部がローラ522に当接し、嵌合ピン217が溝231の一端部DAと他端部DBとの間にある。この場合、図12のねじりコイルばね225の付勢力によりカムノーズ230Tの立ち上がり部がローラ522に当接する状態が維持されつつ軸部材210のみが第1の方向Q1に回転する。
FIG. 25 is a diagram illustrating the operation of the
その後、図25(b)に示すように、嵌合ピン217が溝231の一端部DAに当接すると、切替機構300が回転阻止状態に切り替わり、軸部材210に対する排気カム231の回転が阻止される。その後、図23に示したように、排気カム230が軸部材210と一体的に回転し、排気ロッカーアーム520を駆動する。
Thereafter, as shown in FIG. 25B, when the
これらにより、図3に示した通常運転時における排気口23の開閉動作、および図4に示した始動時における排気口23の開閉動作が実現される。
As a result, the opening / closing operation of the
(5−5)切替機構
図26は、切替機構300の動作について説明するための図である。図26(a)には、回転可能状態の切替機構300が示され、図26(b)には、回転阻止状態の切替機構300が示される。図26において、軸方向における一方の向きを第3の方向Q3とし、他方の向きを第4の方向Q4とする。第3の方向Q3は、移動部材320がばね係止部材310に近づく方向であり、第4の方向Q4は、移動部材320がばね係止部材310から遠ざかる方向である。
(5-5) Switching Mechanism FIG. 26 is a diagram for explaining the operation of the
図26(a)に示すように、回転可能状態では、回転部材420のフランジ部422がカバー部材410の段差部412に当接し、棒状部材450が保持部材440内に収納される。この場合、移動部材320の被押圧部326が保持部材440の一端部に当接し、移動部材320の第1の当接部323が軸部材210の貫通孔210bの延長線上に位置する。それにより、嵌合部材330の当接部331が移動部材320の第1の当接部323に当接し、嵌合部322が貫通孔210b内に収納される。図26(a)の嵌合部材330の位置が回転可能位置の例である。
As shown in FIG. 26A, in the rotatable state, the
図26(b)に示すように、回転阻止状態では、回転部材420のフランジ部422が環状部材30に当接し、棒状部材450が保持部材440の一端部から第3の方向Q3に突出する。この場合、移動部材320の第2の当接部325が軸部材210の貫通孔210bの延長線上に位置する。それにより、嵌合部材330の当接部331が移動部材320の第2の当接部325に当接し、嵌合部材330の嵌合部332が軸部材210のカム取付部212の外周面から突出する。そのため、嵌合部材330の嵌合部332が排気カム230(図22)の凹部232に嵌合される。図26(b)の嵌合部材330の位置が回転制止位置の例である。
As shown in FIG. 26B, in the rotation blocking state, the
エンジン10の始動前には、切替機構300が図26(b)の回転阻止状態にある。エンジン10の始動時に、クランク軸13が逆方向に回転され、軸部材210が第2の方向Q2に回転される。摺動機構350を除く切替機構300の各部は、軸部材210とともに第2の方向Q2に回転する。この場合、摺動機構350の摺動部材352から回転部材420の摺動部423に第1の方向Q1への摩擦力が働く。そのため、回転部材420が軸部材210に対して第1の方向Q1に回転するとともに、軸方向に沿って第4の方向Q4に移動する。回転部材420の第1の方向Q1への回転および第4の方向Q4への移動は、回転部材420のフランジ部422がカバー部材410の段差部412に当接することにより制止される。
Before the
回転部材420が第4の方向Q4へ移動すると、ばね315の付勢力により移動部材320および棒状部材450が第4の方向Q4に移動する。それにより、棒状部材450が保持部材440内に収納されるとともに、移動部材320の被押圧部326が保持部材440の一端部に当接する。また、ばね335の付勢力により、嵌合部材330の当接部331が移動部材320の第1の当接部323に当接する。それにより、嵌合部材330の嵌合部332が軸部材210の貫通孔210b内に収納される。このようにして、切替機構300が図26(b)の回転阻止状態から図26(a)の回転可能状態に切り替わる。
When the rotating
その後、クランク軸13の回転方向が逆方向から正方向に切り替わり、軸部材210が第1の方向にQ1に回転される。しかしながら、図25(a)に示したように、クランク軸13の回転方向が逆方向から正方向に切り替わった直後には、嵌合ピン217が排気カム230の溝231の一端部DAに当接しておらず、軸部材210の貫通孔210bの延長線上に排気カム230の凹部232が位置しない。したがって、嵌合部材330の嵌合部332は、軸部材210の貫通孔210b内に収納された状態に維持される。
Thereafter, the rotation direction of the
図25(b)に示したように、嵌合ピン217が排気カム230の溝231の一端部DAに当接すると、切替機構300が図26(a)の回転可能状態から図26(b)の回転阻止状態に切り替わる。具体的には、軸部材210が第1の方向にQ1に回転することにより、摺動機構350の摺動部材352から回転部材420の摺動部423に第2の方向Q2への摩擦力が働く。そのため、回転部材420が軸部材210に対して第2の方向Q2に回転するとともに、軸方向に沿って第3の方向Q3に移動する。回転部材420の第2の方向Q2への回転および第3の方向Q3への移動は、回転部材420のフランジ部422が環状部材430に当接することにより制止される。
As shown in FIG. 25B, when the
回転部材420が第3の方向Q3へ移動することにより、棒状部材450の一端部が保持部材440から第3の方向Q3に突出する。それにより、移動部材320が第3の方向Q3に移動し、移動部材320の移動制止部321がばね係止部材310に当接する。また、移動部材320のテーパ部324により嵌合部材330の当接部331が軸部材210の軸心から遠ざかる方向に押圧される。それにより、ばね335の付勢力に抗して嵌合部材330が軸部材210の軸心から遠ざかる方向に移動し、嵌合部材330の嵌合部332が貫通孔210bの外側に突出する。それにより、嵌合部材330の嵌合部332が排気カム230(図22)の凹部232に嵌合される。このようにして、切替機構300が図26(a)の回転可能状態から図26(b)の回転阻止状態に切り替わる。
When the rotating
(5−6)切替機構の他の例
図27は、切替機構300の他の例について説明するための図である。図27の切替機構300について、図26の例と異なる点を説明する。図27の切替機構300においては、移動部材320の第1の当接部323の外径が第2の当接部325の外径より大きい。テーパ部324は、第1の当接部323から第2の当接部325に向かって外径が漸次小さくなるように形成される。これにより、第1の当接部323の外周面と第2の当接部325の外周面とがテーパ部324の外周面を介してつながる。
(5-6) Another Example of Switching Mechanism FIG. 27 is a diagram for describing another example of the
図27(a)に示すように、嵌合部材330の当接部331が移動部材320の第1の当接部323に当接する状態では、嵌合部材330の嵌合部332が軸部材210のカム取付部212の外周面から突出する。それにより、切替機構300が回転阻止状態になる。一方、図27(b)に示すように、嵌合部材330の当接部331が移動部材320の第2の当接部325に当接する状態では、嵌合部材330の嵌合部332が軸部材210の貫通孔210b内に収納される。それにより、切替機構300が回転可能状態になる。
As shown in FIG. 27A, when the
回転部材420の球受け部421の外周面には、図26の溝424a,424bの代わりに螺旋状の溝424c,424dが形成される。回転部材420の軸心に関して、溝424cの螺旋の方向は、溝424aの螺旋の方向と反対であり、溝424dの螺旋の方向は、溝424bの螺旋の方向と反対である。溝424cに球状部材431aが嵌合され、溝424dに球状部材431bが嵌合される。
On the outer peripheral surface of the
この場合、回転部材420が軸部材210に対して第1の方向Q1に回転することにより、回転部材420が第3の方向Q3に移動する。一方、回転部材420が軸部材210に対して第2の方向Q2に回転することにより、回転部材420が第4の方向Q4に移動する。
In this case, the rotating
エンジン10の始動前には、切替機構300が図27(a)の回転阻止状態にある。エンジン10の始動時に、クランク軸13が逆方向に回転され、軸部材210が第2の方向Q2に回転される。それにより、摺動機構350の摺動部材352から回転部材420の摺動部423に第1の方向Q1への摩擦力が働く。したがって、回転部材420が軸部材210に対して第1の方向Q1に回転するとともに、軸方向に沿って第3の方向Q3に移動する。
Before the
回転部材420が第3の方向Q3へ移動することにより、棒状部材450の一端部が保持部材440から第3の方向Q3に突出する。それにより、移動部材320が第3の方向Q3に移動し、移動部材320の移動制止部321がばね係止部材310に当接する。また、ばね335の付勢力により、嵌合部材330の当接部331が移動部材320の第2の当接部325に当接する。それにより、嵌合部材330が軸部材210の貫通孔210b内に収納される。このようにして、切替機構300が図27(a)の回転阻止状態から図27(b)の回転可能状態に切り替わる。
When the rotating
その後、クランク軸13の回転方向が逆方向から正方向に切り替わると、軸部材210が第1の方向Q1に回転される。それにより、摺動機構350の摺動部材352から回転部材420の摺動部423に第2の方向Q2への摩擦力が働く。図25(b)に示したように、嵌合ピン217が溝231の一端部に当接すると、回転部材420が軸部材210に対して第2の方向Q2に回転するとともに、軸方向に沿って第4の方向Q4に移動する。
Thereafter, when the rotation direction of the
回転部材420が第4の方向Q4へ移動すると、ばね315の付勢力により移動部材320および棒状部材450が第4の方向Q4に移動する。それにより、棒状部材450が保持部材440内に収納されるとともに、移動部材320の被押圧部326が保持部材440の一端部に当接する。また、移動部材320のテーパ部324により嵌合部材330の当接部331が軸部材210の軸心から遠ざかる方向に押圧される。それにより、ばね335の付勢力に抗して嵌合部材330が軸部材210の軸心から遠ざかる方向に移動し、嵌合部材330の嵌合部332が貫通孔210bの外側に突出する。その結果、嵌合部材330の嵌合部332が排気カム230(図22)の凹部232に嵌合される。このようにして、切替機構300が図27(b)の回転可能状態から図27(a)の回転阻止状態に切り替わる。
When the rotating
(6)効果
本実施の形態に係るエンジンシステム200においては、エンジン10の始動時に、始動兼発電機14によりクランク軸13が逆回転される。クランク軸13の逆回転時に、インジェクタ19により噴射された燃料が燃焼室31aに導かれるように、バルブ駆動部17により吸気バルブ15が駆動される。その後、ピストン11が圧縮上死点に近づいた状態で、点火プラグ18により燃焼室31a内の混合気に点火される。
(6) Effect In the
これにより、クランク軸13が正方向に回転するようにピストン11が駆動される。そのため、正方向への十分なトルクが得られ、ピストン11が圧縮上死点を容易に越えることができる。したがって、エンジン10を安定に始動させることができる。また、大型の始動兼発電機14を用いることなく、混合気の点火によってエンジン10の始動のために十分なトルクを得ることができるので、エンジン10を小型化することができる。さらに、大型の始動兼発電機14を用いる必要がないので、余剰の電力が発生されることを抑制することができる。
Thereby, the
また、本実施の形態では、クランク軸13の逆回転時にのみ角度A21から角度A22までの範囲で吸気口21が開かれるように、バルブ駆動部17により吸気バルブ15が駆動される。これにより、クランク軸13の正回転時に燃焼後の気体が吸気通路22に逆流することを防止しつつ、クランク軸13の逆回転時に燃焼室31a内に混合気を確実に導くことができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、クランク軸13の逆回転時に排気口23が開かれないように、バルブ駆動部17により排気バルブ16が駆動される。これにより、クランク軸13の逆回転時に、角度A21から角度A22までの範囲で効率よく燃焼室31a内に混合気を導くことができる。
Further, in the present embodiment, the
また、本実施の形態では、クランク軸13の正回転時に、角度A0と角度A3との間に位置する角度A11でインジェクタ19により燃料が噴射され、クランク軸13の逆回転時に、角度A0と角度A1との間に位置する角度A23でインジェクタイ19により燃料が噴射される。これにより、クランク軸13の正回転時および逆回転時の各々において、吸気口21が開かれる前に吸気通路22に燃料が噴射される。その結果、燃焼室31a内に適切に燃料を導くことができる。
Further, in the present embodiment, when the
また、本実施の形態では、角度A31において、クランク軸13の逆方向の回転が停止された後に、点火プラグ18により燃焼室31a内の混合気に点火される。これにより、混合気の点火後にクランク軸13を確実に正方向に回転させることができる。
In the present embodiment, the air-fuel mixture in the
また、本実施の形態では、角度A31における混合気の点火後に、始動兼発電機14によりクランク軸13が正方向に駆動される。これにより、正方向へのより大きなトルクが得られる。したがって、ピストン11が圧縮上死点を確実に越えることができる。
In the present embodiment, after ignition of the air-fuel mixture at the angle A31, the
(7)他の実施の形態
(7−1)
上記実施の形態では、吸気口21が閉じられた状態でインジェクタ19により吸気通路22に燃料が噴射され、その後、吸気口21が開かれることにより吸気通路22から吸気口21を通して燃焼室31a内に燃料が導かれるが、これに限らない。吸気口21が開かれた状態で、インジェクタ19により吸気口21を通して燃焼室31a内に燃料が直接噴射されてもよい。
(7) Other embodiments (7-1)
In the above embodiment, fuel is injected into the
(7−2)
上記実施の形態では、クランク軸13の正回転時および逆回転時のいずれにおいても、角度A12から角度A13までの範囲で吸気口21が開かれるが、これに限らない。クランク軸13の逆回転時には、角度A12から角度A13までの範囲で吸気口21が開かれなくてもよい。
(7-2)
In the above embodiment, the
(7−3)
上記実施の形態では、クランク角度が角度A30に調整された後にクランク軸13の逆回転が開始されるが、クランク軸13の逆回転時に燃焼室31a内に混合気を導入することが可能であれば、任意の位置からクランク軸13の逆回転が開始されてもよい。
(7-3)
In the above embodiment, reverse rotation of the
(7−4)
上記実施の形態では、バルブ駆動部17としてカムシャフトが用いられるが、これに限らない。バルブ駆動部17として、例えば油圧式動弁機構または電磁式動弁機構等が用いられてもよい。
(7-4)
In the above embodiment, a camshaft is used as the
(7−5)
上記実施の形態では、クランク角度センサ43により検出されたクランク角度、および吸気圧力センサ42により検出された吸気通路22内の圧力に基づいて、クランク軸13の2回転(720度)の範囲における回転角度が取得されるが、これに限らない。例えば、バルブ駆動部17の回転角度(以下、カム角度と呼ぶ)を検出するカム角度センサが設けられ、カム角度センサの検出結果に基づいてクランク軸13の2回転の範囲における回転角度が取得されてもよい。あるいは、クランク角度センサ43により検出されたクランク角度、およびカム角度センサにより検出されたカム角度に基づいて、クランク軸13の2回転の範囲における回転角度が取得されてもよい。この場合、クランク軸13の2回転の範囲におけるより正確な回転角度が取得可能となる。
(7-5)
In the above embodiment, the rotation of the
(7−6)
上記実施の形態では、電流センサ25により始動兼発電機14に流れる電流が検出されるが、始動兼発電機14を適切に制御可能であれば、電流センサ25が設けられなくてもよい。
(7-6)
In the above embodiment, the current flowing through the starter /
(7−7)
上記実施の形態は、本発明を自動二輪車に適用した例であるが、これに限らず、自動三輪車もしくはATV(All Terrain Vehicle;不整地走行車両)等の他の鞍乗り型車両に本発明を適用してもよい。
(7-7)
The above embodiment is an example in which the present invention is applied to a motorcycle. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is applied to other saddle riding type vehicles such as a motor tricycle or an ATV (All Terrain Vehicle). You may apply.
(8)請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応
以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
(8) Correspondence between each constituent element of claim and each element of the embodiment Hereinafter, an example of correspondence between each constituent element of the claim and each element of the embodiment will be described. It is not limited to.
上記実施の形態では、エンジンシステム200がエンジンシステムの例であり、エンジン10が単気筒エンジンの例であり、ECU6が制御部の例であり、吸気通路22が吸気通路の例であり、インジェクタ19が燃料噴射装置の例であり、吸気口21が吸気口の例であり、排気口23が排気口の例であり、吸気バルブ15が吸気バルブの例であり、排気バルブ16が排気バルブの例であり、バルブ駆動部17がバルブ駆動部の例である。また、燃焼室31aが燃焼室の例であり、点火プラグ18が点火装置の例であり、クランク軸13がクランク軸の例であり、始動兼発電機14が始動兼発電部の例であり、ピストン11がピストンの例である。
In the above embodiment, the
また、軸部材210が軸部の例であり、メイン吸気カム240が第1の吸気カムの例であり、サブ吸気カム245が第2の吸気カムの例であり、開口246および嵌合ピン241が第1の制限機構の例であり、ねじりコイルばね255が第1の付勢部材の例であり、第1の方向Q1が第1の方向の例であり、第2の方向Q2が第2の方向の例である。
Further, the
また、カムノーズ240Tが第1のカムノーズの例であり、カムノーズ245Tが第2のカムノーズの例であり、排気カム230が排気カムの例であり、嵌合部材330が制止部の例であり、移動部材320が移動部の例であり、溝部231および嵌合ピン217が第2の制限機構の例であり、ねじりコイルばね225が第2の付勢部材の例である。また、自動二輪車100が鞍乗り型車両の例であり、後輪7が駆動輪の例であり、車体1が本体部の例である。
The
請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。 As each constituent element in the claims, various other elements having configurations or functions described in the claims can be used.
本発明は、種々の車両に有効に利用することができる。 The present invention can be effectively used for various vehicles.
1 車体
3 前輪
6 ECU
7 後輪
10 エンジン
11 ピストン
12 コンロッド
13 クランク軸
14 始動兼発電機
15 吸気バルブ
16 排気バルブ
17 バルブ駆動部
17a スプロケット
18 点火プラグ
19 インジェクタ
21 吸気口
22 吸気通路
23 排気口
24 排気通路
31 シリンダ
31a 内燃焼室
41 スタータスイッチ
42 吸気圧力センサ
43 クランク角度センサ
44 電流センサ
100 自動二輪車
200 エンジンシステム
210 軸部材
220,250 ばね固定部材
225,255 ねじりコイルばね
230 排気カム
240 メイン吸気カム
245 サブ吸気カム
300 切替機構
310 ばね係止部材
315,335 ばね
320 移動部材
330 嵌合部材
340 押圧機構
350 摺動機構
1
7
Claims (16)
前記単気筒エンジンを制御するように構成された制御部とを備え、
前記単気筒エンジンは、
吸気通路に配置された燃料噴射装置と、
吸気口を開閉する吸気バルブおよび排気口を開閉する排気バルブをそれぞれ駆動するように構成されたバルブ駆動部と、
燃焼室内の混合気に点火するように構成された点火装置と、
クランク軸に設けられ、前記クランク軸を正方向または逆方向に回転駆動しかつ前記クランク軸の回転により電力を発生するように構成された始動兼発電部とを含み、
前記制御部は、始動時において、前記クランク軸を前記逆方向に回転させるように前記始動兼発電部を制御し、
前記バルブ駆動部は、前記燃料噴射装置により噴射された燃料が、前記クランク軸が前記逆方向に回転される期間における第1の時点で、前記吸気通路から前記吸気口を通して前記燃焼室内に導かれるように前記吸気バルブを駆動し、
前記制御部は、前記第1の時点で前記燃焼室内に燃料が導かれた後、前記クランク軸の前記逆方向の回転により前記燃焼室内で混合気が圧縮された状態にありかつピストンが圧縮上死点に達しない第2の時点で混合気に点火させるように前記点火装置を制御する、エンジンシステム。 A single cylinder engine,
A control unit configured to control the single-cylinder engine,
The single cylinder engine
A fuel injection device disposed in the intake passage;
A valve drive unit configured to drive an intake valve that opens and closes the intake port and an exhaust valve that opens and closes the exhaust port; and
An ignition device configured to ignite an air-fuel mixture in the combustion chamber;
A starting and power generating unit provided on a crankshaft, configured to rotate the crankshaft in a forward direction or a reverse direction and generate electric power by rotation of the crankshaft,
The control unit controls the starting and generating unit to rotate the crankshaft in the reverse direction at the time of starting,
The valve drive unit guides the fuel injected by the fuel injection device into the combustion chamber from the intake passage through the intake port at a first time point in a period in which the crankshaft is rotated in the reverse direction. Drive the intake valve so that
After the fuel is introduced into the combustion chamber at the first time point, the control unit is in a state where the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber by the rotation of the crankshaft in the reverse direction and the piston is compressed. An engine system that controls the ignition device to ignite the air-fuel mixture at a second time that does not reach dead center.
前記クランク軸の前記正方向の回転時に、前記クランク軸の回転角度が第1の範囲にある期間に前記排気口が開かれるように前記排気バルブを駆動し、かつ前記クランク軸の回転角度が第2の範囲にある期間に前記吸気口が開かれるように前記吸気バルブを駆動し、
前記クランク軸の前記逆方向の回転時に、前記クランク軸の回転角度が第1の範囲内の第3の範囲にある期間に前記吸気口が開かれるように前記吸気バルブを駆動し、
前記第1の範囲内の前記第2の範囲の部分より前記第3の範囲が大きい、請求項1または2記載のエンジンシステム。 The valve drive unit is
When the crankshaft rotates in the positive direction, the exhaust valve is driven so that the exhaust port is opened during a period in which the rotation angle of the crankshaft is in the first range, and the rotation angle of the crankshaft is Driving the intake valve so that the intake port is opened during a period in the range of 2,
Driving the intake valve so that the intake port is opened during a period in which the rotation angle of the crankshaft is in a third range within the first range when the crankshaft rotates in the reverse direction;
The engine system according to claim 1 or 2, wherein the third range is larger than a portion of the second range in the first range.
前記クランク軸の前記逆方向の回転時に、前記クランク軸の回転角度が少なくとも前記第3の範囲にある期間に前記排気口が開かれないように前記排気バルブを駆動する、請求項3または4記載のエンジンシステム。 The valve drive unit is
5. The exhaust valve is driven so that the exhaust port is not opened during a period in which the rotation angle of the crankshaft is at least in the third range when the crankshaft rotates in the reverse direction. Engine system.
前記クランク軸の回転に連動して回転するように設けられた軸部と、
前記軸部と一体的に回転するように設けられ、前記吸気バルブに作用するように構成された第1の吸気カムと、
前記軸部に対して回転可能に設けられ、前記吸気バルブに作用するように構成された第2の吸気カムと、
前記軸部に対する前記第2の吸気カムの移動を制限するように構成された第1の制限機構と、
前記第2の吸気カムを付勢するように構成された第1の付勢部材とを含み、
前記第1の制限機構は、第1の方向への前記第2の吸気カムの回転を前記軸部の第1の位置で制止し、前記第1の方向と反対の第2の方向への前記第2の吸気カムの回転を前記軸部の第2の位置で制止するように設けられ、
前記第2の吸気カムは、前記第1の位置では前記吸気バルブに作用し、前記第2の位置では前記吸気バルブに作用しないように構成され、
前記第1の付勢部材は、前記第2の吸気カムを前記第1の方向に付勢するように構成され、
前記クランク軸の前記正方向の回転時に、前記吸気バルブから前記第2の吸気カムに前記第1の付勢部材の付勢力よりも大きい反力が加わることにより前記第2の吸気カムが前記第2の方向に移動され、
前記クランク軸の前記逆方向の回転時に、前記第2の吸気カムが前記吸気バルブに作用するように前記第1の付勢部材の付勢力により前記吸気カムが前記第1の位置に移動される、請求項3〜8のいずれかに記載のエンジンシステム。 The valve drive unit is
A shaft provided to rotate in conjunction with rotation of the crankshaft;
A first intake cam provided to rotate integrally with the shaft portion and configured to act on the intake valve;
A second intake cam provided rotatably with respect to the shaft portion and configured to act on the intake valve;
A first limiting mechanism configured to limit movement of the second intake cam relative to the shaft portion;
A first biasing member configured to bias the second intake cam;
The first restricting mechanism stops the rotation of the second intake cam in the first direction at a first position of the shaft portion, and the second restriction cam in the second direction opposite to the first direction. Provided to stop the rotation of the second intake cam at the second position of the shaft portion;
The second intake cam is configured to act on the intake valve at the first position and not to act on the intake valve at the second position;
The first biasing member is configured to bias the second intake cam in the first direction,
When the crankshaft rotates in the positive direction, a reaction force larger than the urging force of the first urging member is applied from the intake valve to the second intake cam, whereby the second intake cam is moved to the second intake cam. Moved in the direction of 2,
When the crankshaft rotates in the reverse direction, the intake cam is moved to the first position by the urging force of the first urging member so that the second intake cam acts on the intake valve. The engine system according to any one of claims 3 to 8.
前記第2の吸気カムは第2のカムノーズを有し、
前記第2の吸気カムが前記第2の位置にある場合、前記第2のカムノーズの全体が前記第1のカムノーズと重なり、前記第2の吸気カムが前記第1の位置にある場合、前記第2のカムノーズの少なくとも一部が前記第1のカムノーズと重ならない、請求項9記載のエンジンシステム。 The first intake cam has a first cam nose;
The second intake cam has a second cam nose;
When the second intake cam is in the second position, the entire second cam nose overlaps with the first cam nose, and when the second intake cam is in the first position, The engine system according to claim 9, wherein at least a part of the two cam noses does not overlap the first cam nose.
前記軸部に対して回転可能に設けられ、前記排気バルブに作用するように構成された排気カムと、
前記軸部の予め定められた位置で前記軸部に対する前記排気カムの回転を制止する回転制止位置と、前記軸部に対する前記排気カムの回転を可能とする回転可能位置との間で移動可能に設けられた制止部と、
前記クランク軸の前記正方向の回転時に前記制止部を前記回転制止位置に移動させ、前記クランク軸の前記逆方向の回転時に前記制止部を前記回転可能位置に移動させる移動部とをさらに含む、請求項9または10記載のエンジンシステム。 The valve drive unit is
An exhaust cam provided rotatably with respect to the shaft portion and configured to act on the exhaust valve;
It is movable between a rotation stopping position that stops rotation of the exhaust cam relative to the shaft portion at a predetermined position of the shaft portion, and a rotatable position that enables rotation of the exhaust cam relative to the shaft portion. The provided restraining part,
A moving part that moves the stopping part to the rotation stopping position when the crankshaft rotates in the forward direction, and moves the stopping part to the rotatable position when the crankshaft rotates in the reverse direction; The engine system according to claim 9 or 10.
前記軸部に対する前記排気カムの移動を制限するように構成された第2の制限機構をさらに含み、
前記第2の制限機構は、前記第1の方向への前記排気カムの回転を前記軸部の第3の位置で制止し、前記第2の方向への前記排気カムの回転を前記軸部の第4の位置で制止するように設けられ、
クランク軸の前記逆方向の回転時に、前記排気バルブから前記排気カムに反力が加わることにより前記排気カムが前記第1の方向に移動され、
前記制止部は、前記回転制止位置において前記排気カムを前記第4の位置で制止する、請求項11記載のエンジンシステム。 The valve drive unit is
A second limiting mechanism configured to limit the movement of the exhaust cam relative to the shaft portion;
The second restricting mechanism stops rotation of the exhaust cam in the first direction at a third position of the shaft portion, and prevents rotation of the exhaust cam in the second direction of the shaft portion. Provided to stop at the fourth position,
When the crankshaft rotates in the reverse direction, a reaction force is applied from the exhaust valve to the exhaust cam, whereby the exhaust cam is moved in the first direction,
The engine system according to claim 11, wherein the stopping portion stops the exhaust cam at the fourth position at the rotation stopping position.
前記第2の付勢部材の付勢力は、前記クランク軸の前記逆方向の回転時に前記排気バルブから前記排気カムに加わる第1の方向への反力よりも小さい、請求項12記載のエンジンシステム。 The valve drive unit further includes a second biasing member configured to bias the exhaust cam in the second direction,
13. The engine system according to claim 12, wherein a biasing force of the second biasing member is smaller than a reaction force in a first direction applied from the exhaust valve to the exhaust cam when the crankshaft rotates in the reverse direction. .
前記駆動輪を回転させるための動力を発生する請求項1〜15のいずれかに記載のエンジンシステムとを備えた、鞍乗り型車両。 A main body having a drive wheel;
A straddle-type vehicle comprising: the engine system according to any one of claims 1 to 15 that generates power for rotating the drive wheels.
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