JP5563866B2 - 可変動弁機構を備える内燃機関 - Google Patents
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Description
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、油圧により駆動される可変動弁機構において、可変動弁機構部で必要な油圧が発生しているか否かを精度良く測定できるようにすることを目的とする。
この構成によれば、可変動弁機構を駆動するアクチュエータの作動油が通る制御油路をシリンダヘッドに設け、この制御油路に油圧を検知する第1の油圧センサを設けたため、可変動弁機構に必要な油圧が発生しているか否かを精度良く測定することができる。
また、前記第2の油圧センサ(161)は、前記第1の油圧センサ(162)と同一面に取り付けられる構成としても良い。
さらに、前記第2の油圧センサ(161)の取り付け方向は、前記第1の油圧センサ(162)の取り付け方向と略同方向である構成としても良い。
また、前記第2の油圧センサ(161)は、前記第1の油圧センサ(162)の上下方向に重ねて配置される構成としても良い。
また、前記油圧切換バルブ(75a、75b)は、前記シリンダヘッド(4r)の側面に複数設けられるとともに、並べて配置され、該油圧切換バルブ(75a、75b)が配置される側面の側面視で、前記油圧切換バルブ(75a、75b)に前記制御油路(73、74)の一部が重なる構成としても良い。
また、前記油圧切換バルブ(75a、75b)の下方で、複数の前記油圧切換バルブ(75a、75b)が並ぶ方向に沿って前記上流側制御油路(72)が形成される構成としても良い。
さらに、前記第1の油圧センサ(162、163)が正常値の範囲に無いときに、警告を行うとともに、エンジン回転数を所定値以下にする構成としても良い。
この場合、第1の油圧センサが正常値の範囲に無いときにエンジンの回転数を所定値以下にするため、油圧アクチュエータに過大な油圧が作用することを防止できる。
この場合、第2の油圧センサが正常値の範囲に無いときにエンジンの回転数を所定値以下にするため、油圧切換バルブに過大な油圧が作用することを防止できる。
また、前記エンジン回転数を前記所定値以下にする手段は、エンジン(1)を制御する制御部(76)によって駆動される電子制御式のスロットル(60f、60r)であっても良い。
この場合、制御部によって駆動される電子制御式のスロットルによってエンジン回転数を所定値以下に制御するため、エンジン回転数を制御する専用の機構を別に設ける必要が無い。
また、第1の油圧センサをアクチュエータ側制御油路に配置するため、可変動弁機構に必要な油圧が発生しているか否かを精度良く測定することができる。
また、上流側制御油路に第2の油圧センサを設けたため、第2の油圧センサによって、油圧切換バルブに過大な油圧が作用しているか否かを監視できる。
また、第2の油圧センサが正常値の範囲に無いときにエンジンの回転数を所定値以下にするため、油圧切換バルブに過大な油圧が作用することを防止できる。
また、電子制御式のスロットルによってエンジン回転数を所定値以下に制御するため、エンジン回転数を制御する専用の機構を別に設ける必要が無い。
図1は、本発明の実施の形態に係る内燃機関を備えた自動二輪車を示す左側面図である。なお、以下の説明中、前後左右及び上下といった方向の記載は車体に対してのものとする。
自動二輪車100の車体フレーム111は、車体前部に位置するヘッドパイプ112と、このヘッドパイプ112から車体中央まで後方に延びる左右一対のメインフレーム114と、メインフレーム114の後端部から下方に延びる左右一対のピボットプレート115と、メインフレーム114の後端部から車体後部まで延びるリヤフレーム(不図示)とを備えている。
ヘッドパイプ112には、フロントフォーク116が回動自在に取り付けられ、このフロントフォーク116の下端に前輪117が回転自在に支持されている。また、ヘッドパイプ112の上部には、操舵用ハンドル118が取り付けられている。
前側バンクBfの排気口には、左右一対の排気パイプ119の一端が接続され、排気パイプ119は、排気口から下側に延びた後に、車体後方に向かって引き回され、後側バンクBrの排気口から延びる左右一対の排気パイプ120に接続されて集合され、一本の排気管127(図3参照)を介して、内燃機関1の後方に設けられたマフラー(不図示)に連結されている。
内燃機関1の後部には、車体を停めるためのスタンド125が設けられている。また、内燃機関1の左側面の下部には、サイドスタンド126が設けられている。
また、自動二輪車100は、車体を覆う樹脂製の車体カバー150を有し、この車体カバー150は、車体フレーム111の前方から内燃機関1の前部までを連続的に覆うフロントカバー151と、シート142の下方を覆うリヤカバー152とを備えている。フロントカバー151の上部には、左右一対のミラー153が取り付けられている。また、フロントフォーク116には、前輪117の上方を覆うフロントフェンダ146が取り付けられている。
図2に示すように、前側バンクBfと後側バンクBrとの間には側面視でV字状に形成された空間であるVバンク空間Kが形成されている。
クランクケース3は上下割りで構成され、上クランクケース3Uと下クランクケース3Lとを有している。クランク軸2はクランクケース3U、3Lにより挟まれるようにして回転自在に軸支され、上クランクケース3Uには、それぞれ左右に2気筒が配列される前シリンダブロック3fと後シリンダブロック3rとが、側面視でV字をなすように斜め上方に延出されて一体に形成されている。
また、クランクケース3内には、クランク軸2とそれぞれ平行に配置されるメイン軸41、カウンタ軸42、及び、出力軸43が設けられている。クランク軸2を含むこれらの軸41、42、43は、クランク軸2の回転をメイン軸41、カウンタ軸42、及び、出力軸43の順に伝達する歯車伝達機構を構成している。カウンタ軸42とメイン軸41との間には、6段変速の変速歯車群が跨って配置され、これらによって変速装置が構成されている。出力軸43には、傘歯車(不図示)を介してドライブシャフト123(図1参照)が接続されている。
後シリンダヘッド4rには、第2気筒C2の燃焼室20に連通する吸気ポート21r及び排気ポート22r、及び、第3気筒C3の燃焼室20に連通する吸気ポート21r及び排気ポート22rが設けられている。
前シリンダヘッド4fの各吸気ポート21f、21fには、吸気ポート21f、21fに流れる吸気の量を調整する前側スロットルボディ60f(電子制御式のスロットル)が接続され、後シリンダヘッド4rの各吸気ポート21r、21rには、吸気ポート21r、21rに流れる吸気の量を調整する後側スロットルボディ60r(電子制御式のスロットル)が接続されている。
吸気バルブ11は、吸気バルブ開口81を塞ぐ弁体部11bと、弁体部11bを基端として延びるバルブステム11cとを有し、排気バルブ12は、排気バルブ開口82を塞ぐ弁体部12bと、弁体部12bを基端として延びるバルブステム12cとを有している。
バルブステム11c及びバルブステム12cは、吸気バルブ開口81及び排気バルブ開口82の上方に設けられたガイド筒83に摺動自在に嵌合されている。
これらの吸気バルブ11及び排気バルブ12は、図2に示すように、各シリンダヘッド4f、4rごとに1本ずつ配設されたカムシャフト25で駆動されるユニカム方式の動弁装置10によって開閉駆動される。
カムシャフト25は、カムシャフト25の外周側に突出した吸気カム30及び排気カム31を有し、クランク軸2の回転に同期して回転させられる。吸気カム30および排気カム31は、中心から外周までの距離(半径)が一定でないカムプロフィールを有し、吸気カム30及び排気カム31が回転した際の半径の変化によって、吸気バルブ11及び排気バルブ12を上下運動させる。
ロッカシャフト26に軸支されたロッカアーム27の一端には排気カム31に転がり接触するローラ27aが設けられ、他端には排気バルブ12の上端に当接するタペットねじ27bが進退位置を調節可能として螺合されている。後側バンクBr側のタペットねじ27bと排気バルブ12との間には、バルブリフタ13が設けられている。
本実施の形態では、前側バンクBfに共通なスロットルバルブ63、63、及び、後側バンクBrに共通なスロットルバルブ67、67を設け、4つの気筒のそれぞれに独立したスロットルバルブを設けていないため、吸気装置を簡単な構造にすることができる。
さらに、前側バンクBf及び後側バンクBrの右端部には、上下に延びるカムチェーン室35が設けられており、カムシャフト25は、クランク軸2により駆動されカムチェーン室35を通るカムチェーン(不図示)によって回転駆動される。
バルブ休止機構80は、吸気側及び排気側で同様に構成されているため、ここでは、主として吸気側のバルブ休止機構80について説明する。また、バルブ休止機構80は、第2気筒C2及び第3気筒C3にそれぞれ設けられており、同一に構成されているため、ここでは、第2気筒C2のバルブ休止機構80について説明する。
リフタ85は、後シリンダヘッド4rの上部に設けられた円筒状のリフタ支持部91内に摺動自在に支持されている。リフタ支持部91の内周面には、リフタ85を囲うように油供給溝91aが形成されている。
また、スライドピンホルダ87の上面とリフタ85の被押圧面との間には、タペットクリアランス調整用のシム94が介装されている。付勢ばね90は、スライドピンホルダ87の下面に当接して設けられている。
そして、油圧室95に作動油が供給されてスライドピン86がリターンスプリング89に抗して他端側にスライドすると、逃げ孔93はステム孔87bに対して同軸となり、ステム孔87bに連通する。逃げ孔93の径は、バルブステムエンド11dの径よりも大きく形成されている。
バルブ休止機構80では、スプールバルブ75aがOFF状態に制御され、スライドピン86に作用する油圧が低く、スライドピン86がリターンスプリング89に抗して他端側に移動されない状態では、バルブステムエンド11dが受け部93aに当接し、吸気バルブ11がリフタ85に連結される。このため、カムシャフト25の回転により吸気カム30を介してリフタ85が押圧されて下降すると、スライドピン86の受け部93aを介して吸気バルブ11に押圧力が作用して吸気バルブ11が開かれ、リフタ85の往復運動に伴って吸気バルブ11が開閉動作する。
一方、第1気筒C1及び第4気筒C4はバルブ休止機構80を有しておらず、前側バンクBfは、内燃機関1の運転時には常に吸気バルブ11及び排気バルブ12の開閉が行われる常時稼働気筒である。
油圧検出部160は、制御油路73に設けられ第2気筒C2のバルブ休止機構80に供給される作動油の油圧を検出する第2気筒用油圧センサ162(第1の油圧センサ)と、制御油路74に設けられ第3気筒C3に供給される作動油の油圧を検出する第3気筒用油圧センサ163(第1の油圧センサ)と、上流側制御油路72に設けられ、スプールバルブ75a、75bの上流側の油圧を検出するスプールバルブ側油圧センサ161(第2の油圧センサ)と、ECU76とを備えて構成されている。
図5に示すように、後シリンダヘッド4rの左側面45A、すなわちカムチェーン室35(図3参照)の反対側の側面には、スプールバルブ75a、75bが設けられている。スプールバルブ75a、75bは前後に並べて配置され、後シリンダヘッド4rの外側から取り付けられている。また、後シリンダヘッド4rの左側面45Aおいてスプールバルブ75a、75bの下方には、上流側制御油路72の油温を検出する油温センサ165が設けられている。
また、スプールバルブ75bがONにされると上流側制御油路72から制御油路74に作動油が流れて第3気筒C3のバルブ休止機構80が作動し、スプールバルブ75bがOFFにされると上流側制御油路72と制御油路74との間が遮断され、第3気筒C3のバルブ休止機構80が停止される。
また、上流側制御油路72はスプールバルブ75a、75bの入口に接続されている。
また、第3気筒用油圧センサ163が取り付けられる第3気筒用センサ固定部171は、前面45bの反対側の後シリンダヘッド4rの後面45Cに設けられている。
第2気筒用油圧センサ162及び第3気筒用油圧センサ163は、分岐する前の接続油路73a及び接続油路74aにそれぞれ1つが設けられており、第2気筒用油圧センサ162及び第3気筒用油圧センサ163で検出された制御油路73及び制御油路74の油圧は、ECU76に出力される。
さらに、第2気筒用油圧センサ162及び第3気筒用油圧センサ163を、各バルブ休止機構80と各スプールバルブ75a、75bとを繋ぐ後シリンダヘッド4r内の制御油路73、74にそれぞれ設け、各バルブ休止機構80の直前の油路に第2気筒用油圧センサ162及び第3気筒用油圧センサ163が位置するため、バルブ休止機構80の駆動に必要な油圧が発生しているか否かを精度良く測定することができる。
スプールバルブ側油圧センサ161は、2股に分岐する前のポンプ側油路72aに1つが設けられており、スプールバルブ側油圧センサ161で検出されたポンプ側油路72aの油圧は、ECU76に出力される。
さらに、スプールバルブ側油圧センサ161を、後シリンダヘッド4r内の上流側制御油路72に設け、各スプールバルブ75a、75bの直前の上流側制御油路72にスプールバルブ側油圧センサ161が位置するため、各スプールバルブ75a、75bに作用する油圧を精度良く測定することができる。
ECU76は、内燃機関1が稼働されている状態では常時、スプールバルブ側油圧センサ161、第2気筒用油圧センサ162及び第3気筒用油圧センサ163から出力される油圧を監視している。
また、スプールバルブ側油圧センサ161によって上流側制御油路72の油圧がスプールバルブ75a、75bに供給されるべき正常値の範囲よりも低いことが検出された場合、ECU76は、上記警告灯を点灯させる。
また、第2気筒用油圧センサ162及び第3気筒用油圧センサ163を、スプールバルブ75a、75bとバルブリフタ13との間の制御油路73、74に配置するため、バルブ休止機構80に必要な油圧が発生しているか否かを精度良く測定することができる。
さらに、第2気筒用油圧センサ162及び第3気筒用油圧センサ163が正常値の範囲に無く、油圧が高いときにエンジンの回転数を所定値以下にするため、バルブ休止機構80に過大な油圧が作用することを防止できる。
また、ECU76によって駆動される前側スロットルボディ60f及び後側スロットルボディ60rによってエンジン回転数を所定値以下に制御するため、エンジン回転数を制御する専用の機構を別に設ける必要が無い。
上記実施の形態では、可変動弁機構はバルブ休止機構80であるものとして説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、可変動弁機構はバルブ休止を行なわないものであっても良い。例えば、可変動弁機構は、バルブのリフト量及び開閉の位相を連続的に可変とする可変動弁機構であっても良い。
4r 後シリンダヘッド(シリンダヘッド)
13 バルブリフタ(油圧アクチュエータ)
60f 前側スロットルボディ(電子制御式のスロットル)
60r 後側スロットルボディ(電子制御式のスロットル)
72 上流側制御油路
73 制御油路(アクチュエータ側制御油路)
74 制御油路(アクチュエータ側制御油路)
75a スプールバルブ(油圧切換バルブ)
75b スプールバルブ(油圧切換バルブ)
76 ECU(制御部)
80 バルブ休止機構(可変動弁機構)
161 スプールバルブ側油圧センサ(第2の油圧センサ)
162 第2気筒用油圧センサ(第1の油圧センサ)
163 第3気筒用油圧センサ(第1の油圧センサ)
Claims (9)
- 油圧によって駆動される油圧アクチュエータ(13)により駆動される可変動弁機構を備える内燃機関において、
前記油圧アクチュエータ(13)を駆動する作動油が通る制御油路(73、74)をシリンダヘッド(4r)に設け、前記制御油路(73、74)に該制御油路(73、74)の油圧を検知する第1の油圧センサ(162、163)を配置し、
前記油圧アクチュエータ(13)を駆動する作動油をON/OFFする油圧切換バルブ(75a、75b)と前記油圧アクチュエータ(13)との間のアクチュエータ側制御油路(73、74)を前記シリンダヘッド(4r)に設けるとともに、該アクチュエータ側制御油路(73、74)に前記第1の油圧センサ(162、163)を配置し、
前記油圧切換バルブ(75a、75b)の上流に位置する上流側制御油路(72)に第2の油圧センサ(161)を設け、
前記シリンダヘッド(4r)は、一端側にカムチェーン室(35)が設けられ、
前記油圧切換バルブ(75a、75b)は、前記カムチェーン室(35)とは反対側の側面(45a)に取り付けられるとともに、該油圧切換バルブ(75a、75b)が取り付けられる前記側面(45a)に交接する他の面(45b、45c)に、前記第1の油圧センサ(162、163)と、前記第2の油圧センサ(161)とが取り付けられることにより、前記第1の油圧センサ(162、163)と、前記第2の油圧センサ(161)及び前記油圧切換バルブ(75a、75b)とは、前記カムチェーン室(35)とは反対側の他端側に寄せて配置されることを特徴とする可変動弁機構を備える内燃機関。 - 前記第2の油圧センサ(161)は、前記第1の油圧センサ(162)と同一面に取り付けられることを特徴とする請求項1記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
- 前記第2の油圧センサ(161)の取り付け方向は、前記第1の油圧センサ(162)の取り付け方向と略同方向であることを特徴とする請求項1または2記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
- 前記第2の油圧センサ(161)は、前記第1の油圧センサ(162)の上下方向に重ねて配置されることを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
- 前記油圧切換バルブ(75a、75b)は、前記シリンダヘッド(4r)の側面に複数設けられるとともに、並べて配置され、該油圧切換バルブ(75a、75b)が配置される側面の側面視で、前記油圧切換バルブ(75a、75b)に前記制御油路(73、74)の一部が重なることを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
- 前記油圧切換バルブ(75a、75b)の下方で、複数の前記油圧切換バルブ(75a、75b)が並ぶ方向に沿って前記上流側制御油路(72)が形成されることを特徴とする請求項5記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
- 前記第1の油圧センサ(162、163)が正常値の範囲に無いときに、警告を行うとともに、エンジン回転数を所定値以下にすることを特徴とする請求項1から6のいずれかに記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
- 前記第2の油圧センサ(161)が正常値の範囲に無いときに、警告を行うとともに、エンジン回転数を所定値以下にすることを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
- 前記エンジン回転数を前記所定値以下にする手段は、エンジン(1)を制御する制御部(76)によって駆動される電子制御式のスロットル(60f、60r)であることを特徴とする請求項7または8に記載の可変動弁機構を備える内燃機関。
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