JP2019173623A - 自動二輪車及び自動二輪車のエンジン運転方法 - Google Patents

Abstract

【課題】発電機駆動用エンジンの回転数変化を抑えた自動二輪車を提供する。【解決手段】自動二輪車は、エンジン、発電機、バッテリ、電動モーター、駆動輪、触媒装置を備え、エンジンでは、触媒装置の温度が触媒活性温度未満のときは触媒暖機運転が行われ、触媒装置の温度が触媒活性温度以上のときは高効率運転が行われ、触媒暖機運転と高効率運転とでは、エンジンの動弁機構１０８に備える第１吸気カム１２７ｃと第２吸気カム１２７ｄが異なる。【選択図】図４

Description

本発明は、自動二輪車及び自動二輪車のエンジン運転方法に関する。

従来、発電機駆動用エンジンが搭載された自動二輪車として、エンジンの暖機モードを実行した後に発電運転モードを実行するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
暖機モードと発電運転モードとの違いは、エンジンの回転数及び負荷であり、エンジンの回転数及び負荷は、通常の自動二輪車用エンジンと同様に、スロットルバルブの開度で制御される。

特開２０１７−５２５００号公報

一般に、発電機駆動用エンジンを搭載するレンジエクステンダーでは、過渡運転が不要で、運転領域を広く確保する必要がない。特許文献１のように、スロットルバルブを使用してエンジンの回転数を変化させると、自動二輪車では、車体の挙動が大きく変化しやすいので、エンジンをできるだけ一定回転させ、エンジン回転数の変化による車体の挙動変化を抑制することが望まれる。
本発明の目的は、発電機駆動用エンジンの回転数変化を抑えた自動二輪車及び自動二輪車のエンジン運転方法を提供することにある。

本発明は、エンジン（４１）と、前記エンジン（４１）によって駆動される発電機（４８）と、前記発電機（４８）で発電された電力を蓄えるバッテリ（５８）と、前記バッテリ（５８）の電力によって作動する電動モーター（４３）と、前記電動モーター（４３）によって駆動される駆動輪（１６）と、前記エンジン（４１）から排出される排ガスを浄化する触媒装置（８７）とを備える自動二輪車において、前記エンジン（４１）では、前記触媒装置（８７）の温度が所定値未満のときは触媒暖機運転が行われ、前記触媒装置（８７）の温度が所定値以上のときは高効率運転が行われ、前記触媒暖機運転と前記高効率運転とでは、前記エンジン（４１）の動弁機構（１０８）に備えるカム（１２７ｃ，１２７ｄ）が異なることを特徴とする。

上記発明において、前記カム（１２７ｃ，１２７ｄ）の切替えを行う制御装置（６５）を備え、前記制御装置（６５）は、前記カム（１２７ｃ，１２７ｄ）の切替えを前記エンジン（４１）の停止時に行っても良い。
また、上記発明において、前記高効率運転時に使用される前記カム（１２７ｃ）のカム山（１２７ｈ）の高さより前記触媒暖機運転時に使用される前記カム（１２７ｄ）のカム山（１２７ｊ）の高さは低くても良い。

また、上記発明において、前記動弁機構（１０８）に基準円のみからなるカム（１２７ｅ）を備え、前記カム（１２７ｅ）を使用して、前記発電機（４８）により前記エンジン（４１）を駆動させるエンジン保温運転を行っても良い。
また、上記発明において、前記バッテリ（５８）の残量が所定値以上のときに前記エンジン保温運転を行っても良い。

本発明は、エンジン（４１）と、前記エンジン（４１）によって駆動される発電機（４８）と、前記発電機（４８）で発電された電力を蓄えるバッテリ（５８）と、前記バッテリ（５８）の電力によって作動する電動モーター（４３）と、前記電動モーター（４３）によって駆動される駆動輪（１６）と、前記エンジン（４１）から排出される排ガスを浄化する触媒装置（８７）とを備える自動二輪車のエンジン運転方法であって、前記触媒装置（８７）を暖機する触媒暖機工程と、前記エンジン（４１）を停止するエンジン停止工程と、前記エンジン停止工程中に、前記エンジン（４１）における前記触媒暖機工程時のカム（１２７ｄ）をよりカム山の高いカム（１２７ｃ）に切替えるカム切替え工程と、前記カム切替え工程後に前記カム山の高いカム（１２７ｃ）により行われる高効率運転工程とを実施することを特徴とする。
上記発明において、前記バッテリ（５８）の残量が所定値以上になったときに、前記エンジン（４１）を保温するエンジン保温工程を行っても良い。

本発明は、エンジンでは、触媒装置の温度が所定値未満のときは触媒暖機運転が行われ、触媒装置の温度が所定値以上のときは高効率運転が行われ、触媒暖機運転と高効率運転とでは、エンジンの動弁機構に備えるカムが異なるので、カム切替えによってエンジントルクをコントロール可能になり、発電機駆動用エンジンの回転数変化を抑えることができ、自動二輪車の車体の挙動変化を抑制することができる。

上記発明において、カムの切替えを行う制御装置を備え、制御装置は、カムの切替えをエンジンの停止時に行うので、カムの切替えをスムーズに行うことができ、また、カム切替えシステムを簡易なものにできる。
また、上記発明において、高効率運転時に使用されるカムのカム山の高さより触媒暖機運転時に使用されるカムのカム山の高さは低いので、触媒暖機運転時には、エンジンへの吸気量を少なくして、燃料消費を抑えるとともに排ガス中の未浄化成分を減らすことができる。

また、上記発明において、動弁機構に基準円のみからなるカムを備え、カムを使用して、発電機によりエンジンを駆動させるエンジン保温運転を行うので、エンジン内のフリクションにより発熱させることができ、また、動弁機構が作動しないためにエンジンへ吸気されず、吸気流による触媒の冷却が行われない。以上のことから、エンジン及び触媒装置の保温が可能になる。
また、上記発明において、バッテリの残量が所定値以上のときにエンジン保温運転を行うので、バッテリの過充電を防ぎながらエンジンを保温できる。

本発明は、触媒装置を暖機する触媒暖機工程と、エンジンを停止するエンジン停止工程と、エンジン停止工程中に、エンジンのカムを切替えるカム切替え工程と、カム切替え工程後にエンジンにおける触媒暖機工程時のカムをよりカム山の高いカムに切替えるカム切替え工程と、カム切替え工程後のカム山の高いカムにより行われる高効率運転工程とを実施するので、カム切替えによってエンジントルクをコントロール可能になり、発電機駆動用エンジンの回転数変化を抑えることができ、自動二輪車の車体の挙動変化を抑制することができる。
上記発明において、バッテリの残量が所定値以上になったときに、エンジンを保温するエンジン保温工程を行うので、バッテリの過充電を防ぎながらエンジンを保温できる。

本発明の実施形態に係る自動二輪車を示す左側面図である。 パワーユニットを示す右側面図である。 パワーユニットのエンジンを示す断面図である。 動弁機構及び制御装置を説明する説明図である。 吸気バルブ及び排気バルブのバルブリフト量とクランク角との関係を示すグラフである。 エンジン運転時におけるバッテリ残量及び触媒温度の経時変化を示すグラフである。 エンジンの触媒暖機運転及び高効率運転の切替えを示すフローチャートである。 エンジンのカム切替えを示すフローチャートである。 車体のバンク角に応じたエンジン再始動の制限を示すフローチャートである。 ６サイクルエンジンの暖機運転モードの行程を示すグラフである。 ６サイクルエンジンの通常運転モードの行程を示すグラフである。

以下、図面を参照して本発明の一実施形態について説明する。なお、説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は、特に記載がなければ車体に対する方向と同一とする。また、各図に示す符号ＦＲは車体前方を示し、符号ＵＰは車体上方を示し、符号ＬＨは車体左方を示している。
図１は、本発明の実施形態に係る自動二輪車１０を示す左側面図である。
自動二輪車１０は、骨格となる車体フレーム１１と、車体フレーム１１の前端部にフロントフォーク１２を介して支持された前輪１３と、車体フレーム１１の下部にパワーユニット１４を介して支持された後輪１６とを備える。
自動二輪車１０は、パワーユニット１４及び後輪１６の上方に配置されたシート１７に乗員が跨って着座するスクーター型の鞍乗り型車両であり、車体フレーム１１及びその周囲を覆う車体カバー２０を備える。

車体フレーム１１は、ヘッドパイプ２１、ダウンフレーム２２、左右一対のアンダーフレーム２３、左右一対のリアフレーム２４、左右一対のステップフレーム２６を備える。
ヘッドパイプ２１は、車体フレーム１１の前端部に設けられる。ダウンフレーム２２は、ヘッドパイプ２１から下方に延びる。左右のアンダーフレーム２３は、ダウンフレーム２２の下部の左右からそれぞれ後方に延びる。左右のリアフレーム２４は、左右のアンダーフレーム２３のそれぞれの後端から後方斜め上方に延びる。左右のステップフレーム２６は、ダウンフレーム２２と左右のアンダーフレーム２３とにそれぞれ接続される。
フロントフォーク１２は、上部にハンドル３１が取付けられ、下端部に車軸３２を介して前輪１３が支持される。

パワーユニット１４は、左右のアンダーフレーム２３及び左右のリアフレーム２４にそれぞれ取付けられた左右一対のピボットプレート３５にリンク機構３６を介して上下揺動可能に支持されている。パワーユニット１４の下部には車体側連結部１４ａが設けられ、車体側連結部１４ａがリンク機構３６に連結されている。
パワーユニット１４は、前部に設けられたエンジン４１と、エンジン４１のクランクケース４２の後部に取付けられた電動モーター４３と、電動モーター４３に減速機構（不図示）を介して接続された出力軸４４とを備える。符号４３ａは、電動モーター４３の回転軸である。
エンジン４１は、４サイクルエンジンであり、クランクケース４２と、クランクケース４２の前端部から前方に突出するシリンダ部４６とを備える。

クランクケース４２には、車幅方向に延びるクランク軸４７と、クランク軸４７の周囲に設けられた発電機４８とが収容されている。シリンダ部４６は、シリンダヘッド５１を備え、シリンダヘッド５１は、上部に吸気装置５２が接続され、下部に排気装置５３が接続されている。吸気装置５２は、パワーユニット１４の上部に取付けられたエアクリーナ５５を備える。
出力軸４４には後輪１６が取付けられる。後輪１６は、電動モーター４３によって駆動される。
発電機４８は、クランクケース４２に取付けられたステータ（不図示）と、クランク軸４７に取付けられてステータの内側に配置されたロータ（不図示）とからなり、クランク軸４７と共にロータが回転することで発電する。

パワーユニット１４の後端部と左右のリアフレーム２４の一方（左側のリアフレーム２４）の後部とには、リアクッションユニット５７が渡されている。
左右のアンダーフレーム２３の間及び左右のステップフレーム２６の間には、バッテリ５８が配置されている。バッテリ５８には、発電機４８で発電された電力が蓄えられる。バッテリ５８に蓄えられた電力によって電動モーター４３が作動し、電動モーター４３によって駆動輪である後輪１６が駆動される。バッテリ５８には、蓄電電力の残量（蓄電量）を計測する残量計（不図示）が設けられる。
左右のリアフレーム２４には、収納ボックス６１と、収納ボックス６１の後方に設けられた燃料タンク６２とが取付けられている。収納ボックス６１及び燃料タンク６２は、シート１７の下方に配置されている。
クランクケース４２の下部には、スタンド６４が取付けられている。
ヘッドパイプ２１の後部には、エンジン４１の運転を制御するＥＣＵ（Ｅｎｇｉｎｅ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）６５が設けられている。

車体カバー２０は、フロントカバー７１、左右一対のレッグシールド７２、左右一対のフロアステップ７３、左右一対のサイドスカート７４、左右一対のボディカバー７６、ハンドルカバー７７を備える。
フロントカバー７１は、フロントフォーク１２の前方を覆う。左右のレッグシールド７２は、フロントカバー７１の両側縁に接続されてシート１７に着座した運転者の脚部を前方から覆う。左右のフロアステップ７３は、左右のレッグシールド７２の下端部から後方に延びて運転者の足置きとなる。左右のサイドスカート７４は、左右のフロアステップ７３の両側縁からそれぞれ下方に延びている。左右のボディカバー７６は、シート１７の両側部の下方を覆う。ハンドルカバー７７は、ハンドル３１の中央部を覆う。
左右のフロアステップ７３の下方にはバッテリ５８が配置されている。バッテリ５８は、左右のフロアステップ７３及び左右のサイドスカート７４等を含む車体カバー２０で覆われている。
前輪１３は、上方からフロントフェンダー８１に覆われ、後輪１６は、上方からリアフェンダー８２に覆われている。

図２は、パワーユニット１４を示す右側面図である。
パワーユニット１４のクランクケース４２は、エンジン４１側に設けられたクランクケース本体４２ａと、クランクケース本体４２ａから後方に延びる後方延長部４２ｂとを備える。後方延長部４２ｂには、電動モーター４３、減速機構（不図示）及び出力軸４４が設けられている。
排気装置５３は、シリンダヘッド５１から下方そして後方に延びる排気管８５と、排気管８５の後端部に接続されたマフラー８６と、排気管８５の途中（詳しくは、シリンダヘッド５１寄りの位置）に設けられた触媒装置８７と、触媒装置８７を加熱可能な加熱装置８８とを備える。

触媒装置８７は、排気管８５内を流れる排気中に含まれる炭化水素（ＨＣ）、一酸化炭素（ＣＯ）、窒素酸化物（ＮＯｘ）等の未浄化成分を触媒によって除去して浄化する。
加熱装置８８は、触媒装置８７を囲むように配置された電気ヒーター等からなり、触媒装置８７に含まれる触媒の温度を触媒が活性する温度（触媒活性温度）まで昇温させる。なお、ここでは、触媒の温度と触媒装置８７の温度とを等しいとし、触媒装置８７の表面に温度センサー８９を取付けて、温度センサー８９により触媒装置８７の温度を計測している。温度センサー８９によって検知された触媒温度は、ＥＣＵ６５（図１参照）に入力され、ＥＣＵ６５は、温度センサー８９の検知温度に基づいて加熱装置８８への通電を制御する。

排気管８５は、クランクケース４２（詳しくは、クランクケース本体４２ａ）の下部の側方を前後に延びている。マフラー８６はクランクケース４２（詳しくは、後方延長部４２ｂ）及び電動モーター４３の側方に配置されている。後方延長部４２ｂとマフラー８６との間に後輪１６（図１参照）が配置されている。
図１及び図２において、自動二輪車１０は、エンジン４１によって発電機４８が駆動され、発電機４８によって発電された電力がバッテリ５８に蓄えられ、バッテリ５８の電力で作動する電動モーター４３により後輪１６が駆動されるシリーズハイブリッド車両である。
上記したように、２つの駆動源であるエンジン４１及び電動モーター４３を、同一のクランクケース４２に配置することで、エンジン４１及び電動モーター４３を別々に配置するのに比べて、部品数を減らすことができ、軽量化を図ることができる。

図３は、パワーユニット１４のエンジン４１を示す断面図である。
エンジン４１のシリンダ部４６は、クランクケース４２（図２参照）に取付けられたシリンダブロック９１と、シリンダブロック９１の上部に取付けられたシリンダヘッド５１と、シリンダヘッド５１の上部を覆うヘッドカバー９２とを備える。
シリンダブロック９１は、シリンダ穴９１ａが形成され、シリンダ穴９１ａに移動可能にピストン９４が挿入されている。ピストン９４は、コネクティングロッド９５を介してクランク軸４７（図２参照）に連結されている。
シリンダヘッド５１は、シリンダヘッド本体１０１、吸気バルブ１０２、排気バルブ１０３、バルブスプリング１０４，１０５及び動弁機構１０８を備える。
シリンダブロック９１、シリンダヘッド５１及びピストン９４は、燃焼室１００を形成する。

シリンダヘッド本体１０１は、シリンダブロック９１に結合される端面１０１ａに形成されて燃焼室１００の一部を形成する燃焼室凹部１０１ｂと、燃焼室凹部１０１ｂから上面１０１ｃに至る吸気ポート１０１ｄと、燃焼室凹部１０１ｂから下面１０１ｅに至る排気ポート１０１ｆとを備える。
吸気バルブ１０２は、吸気ポート１０１ｄの燃焼室凹部１０１ｂへの開口部１０１ｇを開閉するために吸気ポート１０１ｄの前部に設けられたバルブガイド１１１内にスライド可能に挿入されている。吸気バルブ１０２の先端部に取付けられたリテーナー１１２と、シリンダヘッド本体１０１の台座部１０１ｈとの間にバルブスプリング１０４が設けられている。バルブスプリング１０４によって吸気バルブ１０２が閉じ側に付勢されている。
排気バルブ１０３は、排気ポート１０１ｆの燃焼室凹部１０１ｂへの開口部１０１ｊを開閉するために排気ポート１０１ｆの前部に設けられたバルブガイド１１３内にスライド可能に挿入されている。排気バルブ１０３の先端部に取付けられたリテーナー１１４と、シリンダヘッド本体１０１の台座部１０１ｋとの間にバルブスプリング１０５が設けられている。バルブスプリング１０５によって排気バルブ１０３が閉じ側に付勢されている。

動弁機構１０８は、カム軸１２１、吸気側ロッカー軸１２２、吸気ロッカーアーム１２３、排気側ロッカー軸１２４、排気ロッカーアーム１２５を備える。
シリンダヘッド本体１０１には、カム軸１２１、吸気側ロッカー軸１２２及び排気側ロッカー軸１２４が支持されている。
カム軸１２１は、吸気カム形成体１２７及び排気カム１２８ｃを備え、シリンダヘッド本体１０１に回転可能に支持されている。
吸気側ロッカー軸１２２には吸気ロッカーアーム１２３が揺動可能に支持されている。吸気ロッカーアーム１２３は、一端が吸気カム形成体１２７と摺動し、他端が吸気バルブ１０２の端部に当接可能とされている。吸気バルブ１０２は、吸気カム形成体１２７が回転するのに伴い、吸気ロッカーアーム１２３が揺動するときに開閉する。
排気側ロッカー軸１２４には排気ロッカーアーム１２５が揺動可能に支持されている。排気ロッカーアーム１２５は、一端が排気カム１２８ｃと摺動し、他端が排気バルブ１０３の端部に当接可能とされている。排気バルブ１０３は、排気カム１２８ｃが回転するのに伴い、排気ロッカーアーム１２５が揺動することで開閉する。

図４は、動弁機構１０８及びＥＣＵ６５を説明する説明図である。
カム軸１２１については、断面を示している。
カム軸１２１は、排気カム１２８ｃが一体に形成されたシャフト本体１２８と、シャフト本体１２８に形成された雄スプライン１２８ａにスプライン結合された吸気カム形成体１２７とから構成される。
シャフト本体１２８は、シリンダヘッド本体１０１（図３参照）に設けられた一対のベアリング１３１，１３２によって回転可能に支持され、一端部にカムスプロケット１３３が複数のボルト１３４にて取付けられている。カムスプロケット１３３とクランク軸４７（図２参照）に設けられたスプロケット（不図示）とには、カムチェーン（不図示）が掛け渡され、クランク軸４７の回転がカム軸１２１に伝達される。
排気カム１２８ｃは、所定の外径とされた基準円部１２８ｄと、基準円部１２８ｄよりも半径方向外側に突出するカム山１２８ｅとを備える。

吸気カム形成体１２７は、内周面にシャフト本体１２８の雄スプライン１２８ｆに結合される雌スプライン１２７ａを備えた円筒状の部材であり、シャフト本体１２８に軸方向移動可能且つシャフト本体１２８に一体回転可能に構成されている。
吸気カム形成体１２７は、外周面に、第１吸気カム１２７ｃ、第２吸気カム１２７ｄ、基準円カム１２７ｅ及び環状溝１２７ｆを備える。
第１吸気カム１２７ｃは、エンジン４１（図２参照）の通常運転（高効率運転）で使用されるもので、所定の外径とされた基準円部１２７ｇと、基準円部１２７ｇよりも半径方向外側に突出する第１カム山１２７ｈとを備える。
第２吸気カム１２７ｄは、エンジン４１の触媒暖機運転に使用されるもので、基準円部１２７ｇと、基準円部１２７ｇよりも半径方向外側に突出する第２カム山１２７ｊとを備える。第２カム山１２７ｊは、第１吸気カム１２７ｃの第１カム山１２７ｈよりも低く形成されている。

基準円カム１２７ｅは、エンジン保温運転に使用されるもので、基準円部１２７ｇと同一外径に形成されている。
環状溝１２７ｆは、吸気カム形成体１２７をカム軸１２１の軸方向に移動可能なカムスライド装置１４０が接続される部分である。
上記した通常運転（高効率運転）とは、触媒暖機運転よりも高出力・高トルクとされる運転である。触媒暖機運転は、触媒装置８７（図２参照）の温度を触媒活性温度まで暖機する運転であり、エンジン４１（図２参照）への吸気量が制限され、燃料消費と排ガス中の未浄化成分の排出とが抑えられる。エンジン保温運転は、バッテリ５８（図１参照）の過充電を防ぐためにエンジンを燃焼させずに、発電機４８（図２参照）によってエンジンをモーターリングさせて、エンジン４１及び触媒装置８７を保温する運転である。

カムスライド装置１４０は、動弁機構１０８の一部を構成し、ＥＣＵ６５からの指令に基づいて、上記した第１吸気カム１２７ｃ、第２吸気カム１２７ｄ、基準円カム１２７ｅのうちのいずれかを吸気ロッカーアーム１２３の位置に移動させて、吸気ロッカーアーム１２３を駆動する。
カムスライド装置１４０は、吸気カム形成体１２７の環状溝１２７ｆに挿入されたアーム１４１ａを備える移動体１４１と、移動体１４１をカム軸１２１の軸方向に沿って矢印で示すようにスライドさせる移動体駆動部１４２とを備える。移動体駆動部１４２は、例えば、電動モーター付きねじ機構やソレノイド等のアクチュエーターであり、ＥＣＵ６５は、移動体駆動部１４２を作動させて移動体１４１を移動させる指令を発する。
カムスライド装置１４０によるカムの切換えは、エンジン４１の停止時に、第１吸気カム１２７ｃの基準円部１２７ｇ、第２吸気カム１２７ｄの基準円部１２７ｇ及び基準円カム１２７ｅが、吸気ロッカーアーム１２３の先端の被摺動面１２３ａに沿って移動するように行われる。

図５は、吸気バルブ１０２及び排気バルブ１０３のバルブリフト量とクランク角との関係を示すグラフである。（なお、以下説明中の符号については、図３参照。）
縦軸は吸気バルブ１０２及び排気バルブ１０３のバルブリフト量ＬＶ、横軸はクランク角ＣＡ（単位は°）を表している。
排気バルブ１０３は、クランク角−３６０°（圧縮上死点）後に開き、クランク角０°（排気上死点）直後に閉じる。
吸気バルブ１０２は、高効率運転では、クランク角０°（排気上死点）直前に開き、クランク角３６０°（圧縮上死点）直前に閉じる。また、吸気バルブ１０２は、触媒暖機運転では、クランク角０°（排気上死点）又はクランク角０°（排気上死点）の前後に開き、クランク角３６０°（圧縮上死点）前（高効率運転時に閉じるクランク角よりも前）に閉じる。
また、吸気バルブ１０２において、触媒暖機運転でのバルブリフト量ＬＶ＝Ｌｖ１は、高効率運転でのバルブリフト量ＬＶ＝Ｌｖ２よりも小さい。従って、触媒暖機運転では、高効率運転よりも燃焼室１００への混合気の吸入量を少なくできる。これにより、エンジン４１の冷機時の燃料消費を向上できるとともに、触媒装置８７（図２参照）が活性状態に至る（即ち、触媒活性温度になる）まで排ガス中に含まれる未浄化成分の排出を抑制できる。

図４に戻って、基準円カム１２７ｅが、吸気ロッカーアーム１２３と摺動するように切替わると、吸気ロッカーアーム１２３は揺動しないため、図３において、吸気バルブ１０２は、閉じた状態となる。このとき、エンジン４１への燃料の供給が停止されるとともにエンジン４１の点火プラグへの通電も停止された状態で、エンジン４１のクランク軸４７を発電機４８によって回転させるエンジン保温運転（モータリング）が行われる。エンジン保温運転は、高効率運転の後に、バッテリ５８（図１参照）が、所定の残量以上に充電されたとき（例えば、満充電又は満充電に近い残量）に実施される。
エンジン保温運転では、クランク軸４７と共にシリンダ部４６内でピストン９４が摺動し、更に、動弁機構１０８の各部も作動するため、エンジン４１の各部のフリクションによって発熱させることができる。また、吸気バルブ１０２が閉じることで、触媒装置８７への排ガスの流れが生じないため、排ガスの流れによる触媒装置８７の冷却が行われなくなり、触媒装置８７の温度低下を抑えることができる。以上のことから、エンジン４１及び触媒装置８７を保温することができる。

以上の図４及び図５に示したように、高効率運転時に使用されるカムとしての第１吸気カム１２７ｃの第１カム山１２７ｈの高さより触媒暖機運転時に使用されるカムとしての第２吸気カム１２７ｄの第２カム山１２７ｊの高さは低い。
この構成によれば、触媒暖機運転時には、エンジン４１（図２参照）への吸気量を少なくして、燃料消費を抑えるとともにエンジン４１の排ガス中の未浄化成分を減らすことができる。

図６は、エンジン運転時におけるバッテリ残量及び触媒温度の経時変化を示すグラフである。（なお、以下説明中の符号については、図２参照。）
縦軸はバッテリ残量ＲＢ（単位は％）及び触媒温度ＴＣ、横軸は時間Ｔを表している。
エンジン４１を停止状態から時間Ｔ＝０で始動したときに、触媒装置８７の温度、即ち触媒温度ＴＣが触媒活性温度よりも低い場合は、触媒暖機運転が開始される。
これにより、触媒温度ＴＣは次第に上昇する。また、バッテリ残量ＲＢは一旦減少するが、充電が開始されて次第に増加する。上記バッテリ残量ＲＢの初期の減少は、セルモータとして使用された発電機４８でエンジン４１を始動する際に電力が消費されたことによるものである。
時間Ｔ＝ｔ１になると、触媒温度ＴＣ＝Ｔｃ１、即ち、触媒活性温度に達したので、エンジン４１を高効率運転に切り換える。高効率運転は、前述の通常運転であり、エンジン４１のトルクが触媒暖機運転よりも高い（エンジン４１のトルクが最高）となる運転である。このとき、発電機４８の発電量も最高となる。

時間Ｔ＝ｔ２になると、バッテリ残量ＲＢが所定のバッテリ残量Ｒｂ２となる。所定のバッテリ残量Ｒｂ２は、満充電又は満充電に近い残量（例えば、バッテリ残量ＲＢが９５〜１００％）である。
この時点で、エンジン４１は、バッテリ５８の過充電を防止するために、エンジン保温運転に切り換わる。エンジン保温運転では、エンジン４１の燃料を消費させずに、エンジン４１及び触媒装置８７の保温が行われる。このとき、発電機４８によってエンジン４１を駆動させるので、バッテリ残量ＲＢは次第に減少していく。
時間Ｔ＝ｔ３になると、触媒温度ＴＣ＝Ｔｃ１未満になるため、再度、高効率運転を開始する。これにより、バッテリ残量ＲＢは、ＲＢ＝Ｒｂ３から次第に増加し、触媒温度ＴＣは、ＴＣ＝Ｔｃ１を越えて次第に上昇する。以降は、高効率運転とエンジン保温運転とを繰り返す。

また、図２、図４及び図６に示したように、動弁機構１０８に基準円のみからなるカムとしての基準円カム１２７ｅを備え、基準円カム１２７ｅを使用して、発電機４８によりエンジン４１を駆動させるエンジン保温運転を行う。
この構成によれば、エンジン４１内のフリクションにより発熱させることができ、また、動弁機構１０８が作動しないためにエンジン４１へ吸気されず、吸気流による触媒装置８７の触媒の冷却が行われない。以上のことから、エンジン４１及び触媒装置８７の保温が可能になる。

図７は、エンジン４１の触媒暖機運転及び高効率運転の切替えを示すフローチャートである。（以下説明中の符号については、図１、図２、図６参照。）
エンジン４１が停止した状態（ＳＴ０１）で、ＥＣＵ６５は、触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より低いかどうか判断する（ＳＴ０２）。
触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より高いか又は等しい（ＴＣ≧ｔｃ１）（ＳＴ０２、ＮＯ）場合は、高効率運転を行う（ＳＴ０５）。
触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より低い（ＴＣ＜ｔｃ１）（ＳＴ０２、ＹＥＳ）場合は、触媒暖機運転を行う（ＳＴ０３）。

触媒暖機運転中（ＳＴ０３）に、ＥＣＵ６５は、触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より高いか又は等しいかどうか判断する（ＳＴ０４）。
触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より低い（ＴＣ＜ｔｃ１）（ＳＴ０４、ＮＯ）場合は、触媒暖機運転を行う（ＳＴ０３）。
触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より高いか又は等しい（ＴＣ≧ｔｃ１）（ＳＴ０４、ＹＥＳ）場合は、高効率運転を行う（ＳＴ０５）。
このように、エンジン４１の運転中に、触媒活性温度ｔｃ１に対して触媒温度ＴＣの高低を判断することで、排ガス中の未浄化成分が排出されるのを常に抑えることができる。

図８は、エンジン４１のカム切替えを示すフローチャートである。（以下説明中の符号については、図１、図２、図４参照。）
エンジン４１を、運転状態（ＳＴ１１）から停止（ＳＴ１２）させると、ＥＣＵ６５は、触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より低いかどうか（ＴＣ＜ｔｃ１？）判断する（ＳＴ１３）。
触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より高いか又は等しい（ＴＣ≧ｔｃ１）（ＳＴ１３、ＮＯ）場合は、高効率運転用の第１吸気カム１２７ｃに切替える（ＳＴ１６）。
触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より低い（ＴＣ＜ｔｃ１）（ＳＴ１３、ＹＥＳ）場合は、触媒暖機運転用の第２吸気カム１２７ｄに切替える（ＳＴ１４）。

触媒暖機運転用の第２吸気カム１２７ｄを使用している状態で、ＥＣＵ６５は、触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より高いか又は等しいかどうか（ＴＣ≧ｔｃ１？）判断する（ＳＴ１５）。
触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より低い（ＴＣ＜ｔｃ１）（ＳＴ１５、ＮＯ）場合は、触媒暖機運転用の第２吸気カム１２７ｄの使用を続ける。
触媒温度ＴＣが、触媒活性温度ｔｃ１より高いか又は等しい（ＴＣ≧ｔｃ１）（ＳＴ１５、ＹＥＳ）場合は、高効率運転用の第１吸気カム１２７ｃに切替える（ＳＴ１６）。
高効率運転用の第１吸気カム１２７ｃを使用している状態で、ＥＣＵ６５は、バッテリ残量ＲＢが、バッテリ残量（バッテリ残量閾値）Ｒｂ２よりも多いか又は等しいかどうか（ＲＢ≧Ｒｂ２？）判断する（ＳＴ１７）。
バッテリ残量ＲＢが、バッテリ残量（バッテリ残量閾値）Ｒｂ２よりも少ない（ＲＢ＜Ｒｂ２）（ＳＴ１７、ＮＯ）場合は、高効率運転用の第１吸気カム１２７ｃの使用を維持する。
バッテリ残量ＲＢが、バッテリ残量（バッテリ残量閾値）Ｒｂ２よりも多いか等しい（ＲＢ≧Ｒｂ２）（ＳＴ１７、ＹＥＳ）場合は、エンジン保温用の基準円カム１２７ｅに切替える（ＳＴ１８）。

エンジン保温用の基準円カム１２７ｅを使用している状態で、ＥＣＵ６５は、バッテリ残量ＲＢが、バッテリ残量（バッテリ残量閾値）Ｒｂ２よりも少ないかどうか（ＲＢ＜Ｒｂ２？）判断する（ＳＴ１９）。
バッテリ残量ＲＢが、バッテリ残量（バッテリ残量閾値）Ｒｂ２よりも多いか等しい（ＲＢ≧Ｒｂ２）（ＳＴ１９、ＮＯ）場合は、エンジン保温用の基準円カム１２７ｅの使用を維持する。
バッテリ残量ＲＢが、バッテリ残量（バッテリ残量閾値）Ｒｂ２よりも少ない（ＲＢ＜Ｒｂ２）（ＳＴ１９、ＹＥＳ）場合は、高効率運転用の第１吸気カム１２７ｃに切替える（ＳＴ２０）。
このように、ＥＣＵ６５は、触媒温度ＴＣ及びバッテリ残量ＲＢを把握することで、３種類のカム（第１吸気カム１２７ｃ、第２吸気カム１２７ｄ及び基準円カム１２７ｅ）を切替えることができる。

以上の図２、図４及び図６に示したように、自動二輪車１０は、エンジン４１、発電機４８、バッテリ５８、電動モーター４３、駆動輪としての後輪１６、触媒装置８７を備える。
発電機４８は、エンジン４１によって駆動される。バッテリ５８は、発電機４８で発電された電力を蓄える。電動モーター４３は、バッテリ５８の電力によって作動する。後輪１６は、電動モーター４３によって駆動される。触媒装置８７は、エンジン４１から排出される排ガスを浄化する。
エンジン４１では、触媒装置８７の温度が所定値未満、即ち、触媒温度Ｔｃ１未満のときは触媒暖機運転が行われ、触媒装置８７の温度が所定値以上、即ち、触媒温度Ｔｃ１以上のときは高効率運転が行われる。触媒暖機運転と高効率運転とでは、エンジン４１の動弁機構１０８に備えるカム（即ち、第１吸気カム１２７ｃと第２吸気カム１２７ｄ）が異なる。

また、自動二輪車１０のエンジン運転方法では、触媒暖機工程（触媒暖機運転）、エンジン停止工程、カム切替え工程、高効率運転工程を実施する。
触媒暖機工程は、触媒装置８７を暖機する。エンジン停止工程は、エンジン４１を停止する。カム切替え工程は、エンジン停止工程中に、エンジン４１における触媒暖機工程時の第２吸気カム１２７ｄをよりカム山の高い第１吸気カム１２７ｃに切替える。高効率運転工程は、カム切替え工程後にカム山の高い第１吸気カム１２７ｃにより行われる。
以上の構成によれば、カム切替えによってエンジントルクをコントロール可能になり、発電機駆動用のエンジン４１の回転数変化を抑えることができ、自動二輪車１０の車体の挙動変化を抑制することができる。
また、バッテリ５８の残量が所定値としてのバッテリ残量Ｒｂ２以上になったときに、エンジン４１を保温するエンジン保温工程（エンジン保温運転）を行う。

また、図４及び図８に示したように、第１吸気カム１２７ｃ及び第２吸気カム１２７ｄの切替えを行う制御装置としてのＥＣＵ６５を備え、ＥＣＵ６５は、第１吸気カム１２７ｃと第２吸気カム１２７ｄとの切替えをエンジン４１の停止時に行う。
この構成によれば、第１吸気カム１２７ｃと第２吸気カム１２７ｄとの切替えをスムーズに行うことができ、また、カム切替えシステムであるカムスライド装置１４０を簡易なものにできる。
また、図２、図６及び図８に示したように、バッテリ５８の残量が所定値としてのバッテリ残量Ｒｂ２以上のときにエンジン保温運転を行うので、バッテリ５８の過充電を防ぎながらエンジン４１を保温できる。

図９は、車体のバンク角に応じたエンジン再始動の制限を示すフローチャートである。（以下説明中の符号については図１、図２参照。）
自動二輪車１０が走行中に、自動二輪車１０の車体に備えるバンク角センサーによって、車体の左右の傾斜角、即ちバンク角が計測される（ステップＳＴ２１）。
ＥＣＵ６５は、計測されたバンク角が所定値よりも大きいかどうか判断する（ステップＳＴ２２）。
バンク角が所定値よりも小さいか、又は等しい場合（ステップＳＴ２２、ＮＯ）、エンジン４１が停止しているときには、エンジン４１の再始動を制限しない（ステップＳＴ２３）。エンジン４１を再始動しても、エンジン４１の始動が車体の挙動に与える影響は少ない。
バンク角が所定値よりも大きい場合（ステップＳＴ２２、ＹＥＳ）、エンジン４１の再始動を制限する（ステップＳＴ２４）。エンジン４１を始動した場合に、車体の挙動が大きくなる可能性がある。

図１〜図３に示したエンジン４１は、例えば、特許第６１０３７７０号公報等に示す６サイクルエンジンであっても良い。特許第６１０３７７０号公報の６サイクルエンジンについて、以下に説明する。
図１０は、６サイクルエンジンの暖機運転モードの行程を示すグラフ、図１１は、６サイクルエンジンの通常運転モードの行程を示すグラフである。図１０及び図１１において、縦軸は吸気バルブリフト量、排気バルブリフト量及びシリンダ内圧、横軸はクランク角（単位は°）を表している。
６サイクルエンジンでは、吸気バルブ及び排気バルブを開閉する動弁機構が，クランク軸に１／３の減速比で駆動されるカム軸を有する。即ち、６サイクルエンジンでは、以下に示す６つの行程の間にクランク軸が３回転する。
６サイクルエンジンは、暖機を促進する暖機運転モードと、エンジン性能を向上させる通常運転モードとを切り換えて運転される。

図１０に示すように、暖機運転モードでは、吸気行程、圧縮行程及び爆発・膨張行程を順次行った後、再圧縮行程及び再膨張行程を経て排気行程を行う。
このようにエンジンを暖機運転モードで運転することで、シリンダ内での排ガスの滞留時間が長くなり、暖機を促進して暖機運転時間の短縮を図ることができる。
図１１に示すように、通常運転モードでは、吸気行程、圧縮行程、爆発・膨張行程及び排気行程を順次行った後、再膨張行程及び再圧縮行程を順次行う。
このようにエンジンを通常運転モードで運転することで、排ガスが速やかに排出され、排ガスのシリンダ内での滞留時間が短縮されてエンジンの冷却を図ることができる。更に、排気行程後は、作動ガスが殆ど存在しない状態でのピストン運動になるので、再膨張行程及び再圧縮行程でのポンピングロスが、ピストンの下降と上昇とで相殺されて、エンジン性能の向上を図ることができる。

上述した実施形態は、あくまでも本発明の一態様を示すものであり、本発明の主旨を逸脱しない範囲で任意に変形及び応用が可能である。
本発明は、自動二輪車１０に適用する場合に限らず、自動二輪車１０以外も含む鞍乗り型車両にも適用可能である。なお、鞍乗り型車両とは、車体に跨って乗車する車両全般を含み、自動二輪車（原動機付き自転車も含む）のみならず、ＡＴＶ（不整地走行車両）に分類される三輪車両や四輪車両を含む車両である。また、鞍乗り型車両以外の三輪車両や四輪車両にも適用しても良い。

１０ 自動二輪車
１６ 後輪（駆動輪）
４１ エンジン
４３ 電動モーター
４８ 発電機
５８ バッテリ
６５ ＥＣＵ（制御装置）
８７ 触媒装置
１０８ 動弁機構
１２７ｃ 第１吸気カム（カム）
１２７ｄ 第２吸気カム（カム）
１２７ｅ 基準円カム（カム）
１２７ｈ 第１カム山（カム山）
１２７ｊ 第２カム山（カム山）

Claims (7)

1. エンジン（４１）と、前記エンジン（４１）によって駆動される発電機（４８）と、前記発電機（４８）で発電された電力を蓄えるバッテリ（５８）と、前記バッテリ（５８）の電力によって作動する電動モーター（４３）と、前記電動モーター（４３）によって駆動される駆動輪（１６）と、前記エンジン（４１）から排出される排ガスを浄化する触媒装置（８７）とを備える自動二輪車において、
   前記エンジン（４１）では、前記触媒装置（８７）の温度が所定値未満のときは触媒暖機運転が行われ、前記触媒装置（８７）の温度が所定値以上のときは高効率運転が行われ、
   前記触媒暖機運転と前記高効率運転とでは、前記エンジン（４１）の動弁機構（１０８）に備えるカム（１２７ｃ，１２７ｄ）が異なることを特徴とする自動二輪車。
2. 前記カム（１２７ｃ，１２７ｄ）の切替えを行う制御装置（６５）を備え、前記制御装置（６５）は、前記カム（１２７ｃ，１２７ｄ）の切替えを前記エンジン（４１）の停止時に行うことを特徴とする請求項１に記載の自動二輪車。
3. 前記高効率運転時に使用される前記カム（１２７ｃ）のカム山（１２７ｈ）の高さより前記触媒暖機運転時に使用される前記カム（１２７ｄ）のカム山（１２７ｊ）の高さは低いことを特徴とする請求項１又は２に記載の自動二輪車。
4. 前記動弁機構（１０８）に基準円のみからなるカム（１２７ｅ）を備え、前記カム（１２７ｅ）を使用して、前記発電機（４８）により前記エンジン（４１）を駆動させるエンジン保温運転を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の自動二輪車。
5. 前記バッテリ（５８）の残量が所定値以上のときに前記エンジン保温運転を行うことを特徴とする請求項４に記載の自動二輪車。
6. エンジン（４１）と、前記エンジン（４１）によって駆動される発電機（４８）と、前記発電機（４８）で発電された電力を蓄えるバッテリ（５８）と、前記バッテリ（５８）の電力によって作動する電動モーター（４３）と、前記電動モーター（４３）によって駆動される駆動輪（１６）と、前記エンジン（４１）から排出される排ガスを浄化する触媒装置（８７）とを備える自動二輪車のエンジン運転方法であって、
   前記触媒装置（８７）を暖機する触媒暖機工程と、
   前記エンジン（４１）を停止するエンジン停止工程と、
   前記エンジン停止工程中に、前記エンジン（４１）における前記触媒暖機工程時のカム（１２７ｄ）をよりカム山の高いカム（１２７ｃ）に切替えるカム切替え工程と、
   前記カム切替え工程後に前記カム山の高いカム（１２７ｃ）により行われる高効率運転工程とを実施することを特徴とする自動二輪車のエンジン運転方法。
7. 前記バッテリ（５８）の残量が所定値以上になったときに、前記エンジン（４１）を保温するエンジン保温工程を行うことを特徴とする請求項６に記載の自動二輪車のエンジン運転方法。

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