JP5883480B2 - Internal combustion engine and saddle riding type vehicle - Google Patents
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Description
本発明は、内燃機関および鞍乗型車両に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine and a saddle type vehicle.
従来から、弁の開閉のタイミングを変更可能な可変動弁機構を備えた内燃機関が知られている。可変動弁機構を備えた内燃機関によれば、運転状態に応じて適切なタイミングで弁を開閉することができるので、燃費を向上させることができる。 2. Description of the Related Art Conventionally, an internal combustion engine having a variable valve mechanism that can change the timing of opening and closing a valve is known. According to the internal combustion engine provided with the variable valve mechanism, the valve can be opened and closed at an appropriate timing according to the operating state, so that fuel efficiency can be improved.
可変動弁機構として、カム軸の回転に伴って弁を駆動する2つのロッカーアームと、両ロッカーアームに形成された孔に挿入可能な連結ピンと、連結ピンを移動させるアクチュエータとを備えたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。この可変動弁機構では、連結ピンが両ロッカーアームの孔に挿入されると、両ロッカーアームは連結され、一体となって弁を駆動する。連結ピンがいずれかのロッカーアームの孔から抜けると、両ロッカーアームの連結が解除される。この場合、弁は一方のロッカーアームにより駆動される。 As a variable valve mechanism, there is one provided with two rocker arms that drive a valve as the camshaft rotates, a connecting pin that can be inserted into holes formed in both rocker arms, and an actuator that moves the connecting pin. It is known (see, for example, Patent Document 1). In this variable valve mechanism, when the connecting pin is inserted into the holes of both the rocker arms, the both rocker arms are connected to drive the valve together. When the connecting pin comes out of one of the rocker arm holes, the connection between the two rocker arms is released. In this case, the valve is driven by one rocker arm.
特許文献1に記載された可変動弁機構によれば、連結ピンを両ロッカーアームの側方から直線移動させることにより、両ロッカーアームの連結および連結解除が行われる。そのため、簡単な構成により、両ロッカーアームの連結および連結解除が可能となる。また、アクチュエータの小型化が可能である。
According to the variable valve mechanism described in
ところで、ロッカーアームは弁の駆動時に回動する。両ロッカーアームが回動していないときには、両ロッカーアームの孔の位置は揃っている。しかし、両ロッカーアームが連結されていない状態で、少なくともいずれか一方のロッカーアームが回動しているときには、各ロッカーアームの回動のタイミングが異なるため、両ロッカーアームの孔の位置は互いにずれる。そのため、連結ピンがロッカーアームの孔に円滑に入らないおそれがあった。 By the way, the rocker arm rotates when the valve is driven. When both rocker arms are not rotating, the positions of the holes in both rocker arms are aligned. However, when the rocker arms are not connected and at least one of the rocker arms is rotating, the timing of the rotation of the rocker arms is different, so the positions of the holes of the rocker arms are shifted from each other. . For this reason, the connecting pin may not smoothly enter the hole of the rocker arm.
本発明はかかる点に鑑みてなされたものであり、その目的は、弁の開閉のタイミングを円滑に変更可能であって、アクチュエータの小型化が可能な可変動弁機構を備えた内燃機関を提供することである。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine including a variable valve mechanism that can smoothly change the opening and closing timing of a valve and can reduce the size of an actuator. It is to be.
本発明に係る内燃機関は、単気筒の内燃機関であって、クランク軸を支持するクランクケースと、前記クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出部と、前記クランク軸の回転位置を検出する回転位置検出部と、前記クランクケースに接続され、燃焼室と前記燃焼室の隣に位置するカムチェーン室とを有するシリンダ部と、前記シリンダ部に支持され、前記カムチェーン室内に配置されたカムチェーンにより前記クランク軸と連結されたカム軸と、第1リフト部と第1ベース部とを備え、前記カム軸と一体に回転する第1カムと、前記第1リフト部と異なる形状の第2リフト部と第2ベース部とを備え、前記カム軸と一体に回転する第2カムと、前記シリンダ部に支持され、前記カム軸と平行なロッカー軸と、前記ロッカー軸に回動可能に支持され、前記第1カムの前記第1リフト部から力を受けて回動する第1ロッカーアームと、前記ロッカー軸に回動可能に支持され、前記第2カムの前記第2リフト部から力を受けて回動し、前記第1ロッカーアームの側方に配置され、前記第1ロッカーアームと対向する側面を有する第2ロッカーアームと、前記シリンダ部に配置され、前記第1ロッカーアームまたは前記第2ロッカーアームにより駆動され、前記燃焼室を開閉する弁と、前記ロッカー軸と平行な方向に移動自在な連結ピンと、前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面よりも前記第1ロッカーアームの方に位置し、前記連結ピンが前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとを連結しない非連結位置と、前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面よりも前記第2ロッカーアームの方に位置し、前記連結ピンが前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとを連結する連結完了位置との間で、前記連結ピンを移動させるソレノイドと、前記ソレノイドを制御する制御装置と、を備えている。前記制御装置は、前記回転速度検出部により検出される前記クランク軸の回転速度に基づいて、前記ソレノイドの駆動を指示する指示部と、前記指示部により前記ソレノイドの駆動が指示されたときに、前記回転位置検出部により検出される前記クランク軸の回転位置に基づいて、前記ソレノイドに駆動信号を供給する駆動信号供給部と、を備えている。前記駆動信号供給部は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとの相対位置が変化し始めた後に前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面と同位置に到達し、かつ前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームの回動が完了してから次に前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に前記連結ピンが前記連結完了位置に至るように、前記駆動信号の供給を開始するように構成されている。 An internal combustion engine according to the present invention is a single-cylinder internal combustion engine, and includes a crankcase that supports a crankshaft, a rotational speed detector that detects the rotational speed of the crankshaft, and a rotational position of the crankshaft. A rotational position detector, a cylinder connected to the crankcase and having a combustion chamber and a cam chain chamber located next to the combustion chamber, and a cam supported by the cylinder and disposed in the cam chain chamber A cam shaft coupled to the crankshaft by a chain; a first lift portion; and a first base portion; a first cam that rotates integrally with the cam shaft; and a second shape that is different from the first lift portion. A second cam that includes a lift portion and a second base portion, rotates together with the cam shaft, is supported by the cylinder portion, is parallel to the cam shaft, and is rotatable about the rocker shaft. A first rocker arm that is held and rotated by receiving a force from the first lift portion of the first cam, and is rotatably supported by the rocker shaft, and a force from the second lift portion of the second cam. The second rocker arm which is disposed on the side of the first rocker arm and has a side surface facing the first rocker arm, and is disposed on the cylinder portion, the first rocker arm or the A valve driven by a second rocker arm to open and close the combustion chamber; a connecting pin movable in a direction parallel to the rocker shaft; and a tip of the connecting pin in the axial direction of the rocker shaft. An unconnected position where the connection pin is not connected to the first rocker arm and the second rocker arm, the connection pin being located closer to the first rocker arm than the side surface; The tip of the pin is positioned closer to the second rocker arm than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, and the connecting pin connects the first rocker arm and the second rocker arm A solenoid that moves the connection pin between the connection completion position and a control device that controls the solenoid. The control device, based on the rotation speed of the crankshaft detected by the rotation speed detection unit, an instruction unit that instructs to drive the solenoid, and when the driving of the solenoid is instructed by the instruction unit, A drive signal supply unit that supplies a drive signal to the solenoid based on the rotation position of the crankshaft detected by the rotation position detection unit. The drive signal supply unit is configured such that a rocker arm that starts to rotate first among the first rocker arm and the second rocker arm starts to rotate, and a relative position between the first rocker arm and the second rocker arm is After starting to change, the tip of the connecting pin reaches the same position as the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, and the rotation of the first rocker arm and the second rocker arm is completed Then, the drive is performed so that the connection pin reaches the connection completion position until the rocker arm that starts rotating first among the first rocker arm and the second rocker arm starts rotating. The signal supply is configured to start.
本発明に係る内燃機関は、ソレノイドに駆動信号を供給する駆動信号供給部を備える。駆動信号供給部は、ソレノイドに駆動信号の供給を開始するように構成されている。上記駆動信号は、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、第1ロッカーアームと第2ロッカーアームとの相対位置が変化し始めた後に連結ピンの先端がロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面と同位置に到達するように供給が開始される。アクチュエータとして例えば小型のソレノイドを用いる場合、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームの移動速度は、連結ピンの移動速度よりも速くなる傾向にある。ここでいう「小型のソレノイド」とは、ソレノイドの力が小さく、外形が小さいものを意味する。このため、ソレノイドによっては、連結ピンが連結完了位置に到達する前に、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのいずれか一方が回動し始めることがある。連結ピンの先端がロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面よりも第2ロッカーアームの方に位置しかつ連結完了位置に到達していない場合、連結ピンと第2ロッカーアームとの接触面積が小さい。このため、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのいずれか一方の回動による荷重が連結ピンの先端に過剰に加わってしまう。この結果、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームが回動しているときには、連結ピンを連結完了位置に円滑に移動させることができない。また、連結ピンがロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面よりも第2ロッカーアームの方に僅かに移動している場合には、第1ロッカーアームと第2ロッカーアームとの連結は十分になされていない。このため、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのいずれか一方の回動により、連結ピンはロッカー軸の軸線方向において第1ロッカーアームの方に弾かれてしまう。連結ピンが弾かれることで、第1ロッカーアームと第2ロッカーアームとの連結が解除される。この結果、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームの少なくとも一方が回動しているときには、連結ピンはロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面までしか移動できず、連結ピンを連結完了位置に円滑に移動させることができない。しかし、本発明によると、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、第1ロッカーアームと第2ロッカーアームとの相対位置が変化し始める前に、連結ピンの先端がロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面よりも第2ロッカーアームの方に位置するときは、連結ピンの先端は連結完了位置に到達している。このため、上記のように連結ピンの先端に荷重が加わることや連結ピンが弾かれることは防止される。さらに、上記駆動信号は、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームの回動が完了してから次に第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に連結ピンが連結完了位置に至るように供給される。このため、連結ピンが非連結位置から連結完了位置へと移動する際には、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームは回動を完了している。即ち、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームは回動していない。これにより、連結ピンは円滑に連結完了位置へと移動することができる。この結果、アクチュエータが小型のものであっても、第1ロッカーアームと第2ロッカーアームとの連結を円滑に行うことができる。すなわち、第1ロッカーアームによる弁の開閉のタイミングから第2ロッカーアームによる弁の開閉タイミングへと円滑に変更することができる。以上により、弁の開閉のタイミングを円滑に変更可能であって、アクチュエータの小型化が可能な可変動弁機構を備えた内燃機関を提供することができる。なお、本明細書において、「連結ピンの先端がロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面よりも第1ロッカーアームの方に位置する」とは、連結ピンの移動方向において、連結ピンが第1ロッカーアームと重なり、第2ロッカーアームと重ならないように位置しているこという。また、「連結ピンの先端がロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面よりも第2ロッカーアームの方に位置する」とは、連結ピンの移動方向において、連結ピンの一部が第2ロッカーアームと重なるように位置しているこという。 An internal combustion engine according to the present invention includes a drive signal supply unit that supplies a drive signal to a solenoid. The drive signal supply unit is configured to start supplying the drive signal to the solenoid. The drive signal is connected after the first rocker arm and the second rocker arm which have started to rotate first start to rotate and the relative position between the first rocker arm and the second rocker arm starts to change. Supply is started so that the tip of the pin reaches the same position as the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft. For example, when a small solenoid is used as the actuator, the moving speed of the first rocker arm and the second rocker arm tends to be higher than the moving speed of the connecting pin. Here, the “small solenoid” means a solenoid having a small force and a small outer shape. For this reason, depending on the solenoid, either the first rocker arm or the second rocker arm may start to rotate before the connection pin reaches the connection completion position. When the tip of the connecting pin is located closer to the second rocker arm than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft and does not reach the connection completion position, the contact area between the connecting pin and the second rocker arm is small. For this reason, the load by rotation of any one of a 1st rocker arm and a 2nd rocker arm will apply to the front-end | tip of a connection pin excessively. As a result, when the first rocker arm and the second rocker arm are rotating, the connection pin cannot be smoothly moved to the connection completion position. Further, when the connecting pin moves slightly toward the second rocker arm rather than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, the connection between the first rocker arm and the second rocker arm is sufficient. It has not been made. For this reason, the connection pin is repelled toward the first rocker arm in the axial direction of the rocker shaft by turning one of the first rocker arm and the second rocker arm. By repelling the connecting pin, the connection between the first rocker arm and the second rocker arm is released. As a result, when at least one of the first rocker arm and the second rocker arm is rotating, the connection pin can move only to the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, and the connection pin is connected to the connection completion position. Cannot be moved smoothly. However, according to the present invention, of the first rocker arm and the second rocker arm, the rocker arm that begins to rotate first begins to rotate, and before the relative position between the first rocker arm and the second rocker arm begins to change. In addition, when the tip of the connection pin is positioned closer to the second rocker arm than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, the tip of the connection pin has reached the connection completion position. For this reason, it is prevented that a load is applied to the tip of the connecting pin and the connecting pin is bounced as described above. Further, the drive signal is such that the first rocker arm and the second rocker arm of the first rocker arm and the second rocker arm, which have been rotated first, begin to rotate after the first rocker arm and the second rocker arm have completed the rotation. Until the connection pin reaches the connection completion position. For this reason, when the connection pin moves from the non-connection position to the connection completion position, the first rocker arm and the second rocker arm have completed the rotation. That is, the first rocker arm and the second rocker arm are not rotated. Thereby, the connection pin can smoothly move to the connection completion position. As a result, even if the actuator is small, the first rocker arm and the second rocker arm can be smoothly connected. That is, it is possible to smoothly change the valve opening / closing timing by the first rocker arm to the valve opening / closing timing by the second rocker arm. As described above, it is possible to provide an internal combustion engine including a variable valve mechanism that can smoothly change the opening and closing timing of the valve and can reduce the size of the actuator. In the present specification, “the tip of the connecting pin is located closer to the first rocker arm than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft” means that the connecting pin is in the moving direction of the connecting pin. It is located so as to overlap the first rocker arm and not the second rocker arm. Further, “the tip of the connecting pin is positioned closer to the second rocker arm than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft” means that a part of the connecting pin is second in the moving direction of the connecting pin. It is located so as to overlap the rocker arm.
本発明の一態様によれば、前記駆動信号供給部は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとの相対位置が変化し始めてから、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームの回動が完了するまでの間に、前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面と同位置に到達し、かつ前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームの回動が完了してから次に前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に前記連結ピンが前記連結完了位置に至るように、前記駆動信号の供給を開始するように構成されている。 According to an aspect of the present invention, the drive signal supply unit is configured such that a rocker arm that starts to rotate first among the first rocker arm and the second rocker arm starts to rotate, and the first rocker arm and the The tip of the connecting pin is in the axial direction of the rocker shaft until the rotation of the first rocker arm and the second rocker arm is completed after the relative position with the second rocker arm starts to change. After reaching the same position as the side surface of the second rocker arm and the rotation of the first rocker arm and the second rocker arm is completed, the first of the first rocker arm and the second rocker arm is next. The supply of the drive signal is started so that the connection pin reaches the connection completion position before the rocker arm starts to rotate. It is configured.
上記態様によれば、上記駆動信号は、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、第1ロッカーアームと第2ロッカーアームとの相対位置が変化し始めてから、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームの回動が完了するまでの間に、連結ピンの先端がロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面と同位置に到達するように供給される。これにより、連結ピンの弾かれを防ぎつつ、連結ピンの先端が上記側面と同位置に到達するまでの時間の自由度が大きくなる。すなわち、連結ピンの先端が上記側面と同位置に到達するまでの時間を比較的長くすることができるので、アクチュエータの大型化を抑制することができる。 According to the above aspect, the drive signal is such that the rocker arm that begins to rotate first of the first rocker arm and the second rocker arm starts to rotate, and the relative position between the first rocker arm and the second rocker arm is The tip of the connecting pin reaches the same position as the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft between the start of the change and the completion of the rotation of the first rocker arm and the second rocker arm. Supplied. Thereby, the freedom degree of the time until the front-end | tip of a connection pin arrives at the same position as the said side surface increases, preventing the connection pin from being bounced. That is, since the time until the tip of the connecting pin reaches the same position as the side surface can be made relatively long, the increase in size of the actuator can be suppressed.
本発明の一態様によれば、前記駆動信号供給部は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームの回動が完了してから次に前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に、前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面と同位置に到達し、かつ前記連結ピンが前記連結完了位置に至るように、前記駆動信号の供給を開始するように構成されている。 According to an aspect of the present invention, the drive signal supply unit includes the first rocker arm and the second rocker arm after the rotation of the first rocker arm and the second rocker arm is completed. The tip of the connecting pin reaches the same position as the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft until the rocker arm that starts rotating first starts to rotate, and the connecting pin Is configured to start the supply of the drive signal so as to reach the connection completion position.
連結ピンの移動が開始され、第2ロッカーアームの側面に接触した状態が継続されると、連結ピンを押すソレノイドの力が徐々に高まっていく。このため、連結ピンがロッカー軸の軸線方向において第2ロッカーアームの側面よりも第2ロッカーアームの方に移動可能となるまでにソレノイドの力が大きくなってしまい、ソレノイドの動作音および/または連結ピンから発せられる音が大きくなってしまうことがある。しかし、本発明によれば、連結ピンの先端が第2ロッカーアームの側面に接触することを防止することができる。このため、弁の開閉のタイミングを円滑に変更可能であって、ソレノイドの動作音および/または連結ピンから発せられる音が大きくなることを防止することができる。 When the movement of the connecting pin is started and the state of being in contact with the side surface of the second rocker arm is continued, the force of the solenoid that presses the connecting pin gradually increases. For this reason, the force of the solenoid increases until the connecting pin can move toward the second rocker arm rather than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft. The sound emitted from the pin may become loud. However, according to this invention, it can prevent that the front-end | tip of a connection pin contacts the side surface of a 2nd rocker arm. For this reason, it is possible to smoothly change the opening / closing timing of the valve, and it is possible to prevent the operation sound of the solenoid and / or the sound emitted from the connecting pin from increasing.
本発明の一態様によれば、前記内燃機関は、前記連結ピンを前記ロッカー軸の軸線方向において前記連結完了位置から前記非連結位置に向かって付勢する弾性体を備え、前記駆動信号供給部は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームの回動が完了してから次に前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に、前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面と同位置に戻り、かつ、前記連結ピンが前記非連結位置に戻るように、前記駆動信号の供給を停止するように構成されている。 According to an aspect of the present invention, the internal combustion engine includes an elastic body that biases the connection pin from the connection completion position toward the non-connection position in the axial direction of the rocker shaft, and the drive signal supply unit The first rocker arm and the second rocker arm after the rotation of the first rocker arm and the second rocker arm is completed until the rocker arm that starts to rotate first of the first rocker arm and the second rocker arm starts to rotate. During this period, the front end of the connection pin returns to the same position as the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, and the connection pin returns to the non-connection position. It is comprised so that supply may be stopped.
駆動信号の供給が停止されると、連結ピンは弾性体によって、ロッカー軸の軸線方向において連結完了位置から非連結位置の方に移動する。連結ピンが連結完了位置と非連結位置との間である連結中途位置に位置する場合、連結ピンと第2ロッカーアームとの接触面積が小さい。このため、連結ピンが連結中途位置にある状態で第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのいずれか一方が回動すると、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームのいずれか一方の回動による荷重が連結ピンの先端に過剰に加わってしまう。この結果、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームが回動しているときには、連結ピンを非連結位置に円滑に移動させることができない。しかし、本発明によれば、連結ピンが連結中途位置にある状態では、第1ロッカーアームおよび第2ロッカーアームは回動しない。このため、上記不具合を防止することができると共に、第2ロッカーアームによる弁の開閉のタイミングから第1ロッカーアームによる弁の開閉タイミングへと円滑に変更することができる。 When the supply of the drive signal is stopped, the connection pin moves from the connection completion position toward the non-connection position in the axial direction of the rocker shaft by the elastic body. When the connection pin is located at a connection midway position between the connection completion position and the non-connection position, the contact area between the connection pin and the second rocker arm is small. For this reason, if either one of the first rocker arm and the second rocker arm rotates while the connecting pin is in the middle of the connection, a load due to the rotation of either the first rocker arm or the second rocker arm is applied. An excessive amount is added to the tip of the connecting pin. As a result, when the first rocker arm and the second rocker arm are rotating, the connecting pin cannot be smoothly moved to the unconnected position. However, according to the present invention, the first rocker arm and the second rocker arm do not rotate in a state where the connecting pin is in the midway position. For this reason, while being able to prevent the said malfunction, it can change smoothly from the timing of the valve opening and closing by the 2nd rocker arm to the valve opening and closing timing of the 1st rocker arm.
本発明の一態様によれば、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームには、前記連結ピンが挿入される孔がそれぞれ形成され、前記連結ピンは、前記非連結位置にあるときに前記第1ロッカーアームの孔内に保持され、前記連結完了位置にあるときに前記第1ロッカーアームの孔内および前記第2ロッカーアームの孔内に保持され、前記ソレノイドは、前記連結ピンの軸線方向において、前記第1ロッカーアームに対し、前記第2ロッカーアームと反対に配置され、前記ソレノイドは、前記連結ピンと当接するプッシュロッドを備えている。 According to an aspect of the present invention, the first rocker arm and the second rocker arm are each formed with a hole into which the connection pin is inserted, and the connection pin is in the non-connection position when the connection pin is in the non-connection position. It is held in the hole of the first rocker arm, and is held in the hole of the first rocker arm and the hole of the second rocker arm when in the connection completion position, and the solenoid is in the axial direction of the connection pin The first rocker arm is disposed opposite to the second rocker arm, and the solenoid includes a push rod that contacts the connecting pin.
このように、ソレノイドのプッシュロッドが連結ピンを移動させることにより、連結ピンは、第2ロッカーアームの孔に挿入され、連結完了位置に移動することができる。これにより、連結ピンは、第1ロッカーアームと第2ロッカーアームとを連結する。 Thus, when the push rod of the solenoid moves the connection pin, the connection pin is inserted into the hole of the second rocker arm and can move to the connection completion position. Thereby, a connection pin connects a 1st rocker arm and a 2nd rocker arm.
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、バッテリの電圧を監視する監視部と、前記監視部により監視された前記バッテリの電圧に基づいて前記ソレノイドに供給する電流を制御する電流制御部とを備えている。 According to an aspect of the present invention, the control device includes a monitoring unit that monitors a voltage of a battery, and a current control unit that controls a current supplied to the solenoid based on the voltage of the battery monitored by the monitoring unit. And.
連結ピンに加わるソレノイドの力は、ソレノイドに供給される電流の値によって異なる。本発明では、バッテリの電圧に基づいてソレノイドに供給する電流を制御する。このため、簡易な構成によって、弁の開閉のタイミングを円滑に変更可能になるよう、ソレノイドを制御できる。 The force of the solenoid applied to the connecting pin varies depending on the value of the current supplied to the solenoid. In the present invention, the current supplied to the solenoid is controlled based on the voltage of the battery. For this reason, the solenoid can be controlled with a simple configuration so that the opening / closing timing of the valve can be changed smoothly.
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記駆動信号としての電圧が印加されることにより前記ソレノイドに電流を供給する電流供給回路と、前記ソレノイドと共に還流回路を構成するように前記電流供給回路に配置された還流ダイオードと、前記電流供給回路に配置され、前記電圧のデューティ制御を行うスイッチ素子と、を備えている。 According to an aspect of the present invention, the control device includes a current supply circuit that supplies a current to the solenoid when a voltage as the drive signal is applied, and the current is configured to form a reflux circuit together with the solenoid. A free-wheeling diode disposed in the supply circuit and a switching element disposed in the current supply circuit and performing duty control of the voltage.
ソレノイドに電流を供給し続けると、ソレノイドの温度が上昇する。この結果、ソレノイドの力が減少してしまう。しかし、デューティ制御を行うことで、ソレノイドに供給する電流を低減することができ、ソレノイドの温度上昇を防止することができる。さらに、還流回路を備えているため、デューティ制御を行いながら、連結ピンに対してソレノイドの力を加え続けることができる。これにより、連結ピンが予期しないタイミングで移動してしまうことを防止しながら、アクチュエータの小型化を実現することができる。 If current is continuously supplied to the solenoid, the temperature of the solenoid rises. As a result, the force of the solenoid is reduced. However, by performing duty control, it is possible to reduce the current supplied to the solenoid and prevent the solenoid from rising in temperature. Furthermore, since the return circuit is provided, the solenoid force can be continuously applied to the connecting pin while performing duty control. Thereby, size reduction of an actuator is realizable, preventing that a connecting pin moves at an unexpected timing.
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記還流回路のうち前記ソレノイドの上流に設けられた他のスイッチ素子を備えている。 According to an aspect of the present invention, the control device includes another switch element provided upstream of the solenoid in the reflux circuit.
ソレノイドへの電流の供給を停止しても、還流ダイオードには電流が残っているため、連結ピンは直ちに移動しない。本発明によれば、ソレノイドの上流に他のスイッチ素子が設けられている。このため、他のスイッチ素子をOFFすることによってソレノイドへの電流の供給を即座に停止することができる。この結果、連結ピンを直ちに移動させることができる。このため、弁の開閉のタイミングを円滑に変更することができる。 Even if the supply of current to the solenoid is stopped, since the current remains in the freewheeling diode, the connecting pin does not move immediately. According to the present invention, another switch element is provided upstream of the solenoid. For this reason, the supply of current to the solenoid can be stopped immediately by turning off the other switch elements. As a result, the connecting pin can be moved immediately. For this reason, the opening / closing timing of the valve can be changed smoothly.
本発明の一態様によれば、前記制御装置は、前記ソレノイドに供給される電流の値を前記ディーティ制御により低減させてから、前記他のスイッチ素子をOFFすることにより前記ソレノイドに供給される電流を遮断するように構成されている。 According to one aspect of the present invention, the control device reduces the value of the current supplied to the solenoid by the duty control, and then turns off the other switch element to supply the current supplied to the solenoid. Is configured to shut off.
ソレノイドに供給される電流の値が比較的高い状態で、他のスイッチ素子をOFFにした場合、他のスイッチ素子に比較的大きい逆起電力がかかる。本発明によれば、ソレノイドに供給される電流の値をディーティ制御により低減させてから、他のスイッチ素子をOFFにする。このため、他のスイッチ素子にかかる逆起電力を小さくできる。 When the other switch element is turned off while the value of the current supplied to the solenoid is relatively high, a relatively large counter electromotive force is applied to the other switch element. According to the present invention, after the value of the current supplied to the solenoid is reduced by duty control, the other switch elements are turned OFF. For this reason, the counter electromotive force applied to other switch elements can be reduced.
本発明に係る鞍乗型車両は、前記内燃機関を備えたものである。 A straddle-type vehicle according to the present invention includes the internal combustion engine.
本発明によれば、前述の作用効果を奏する鞍乗型車両を得ることができる。 According to the present invention, it is possible to obtain a straddle-type vehicle that exhibits the above-described effects.
以上のように、本発明によれば、弁の開閉のタイミングを円滑に変更可能であって、アクチュエータの小型化が可能な可変動弁機構を備えた内燃機関を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide an internal combustion engine including a variable valve mechanism that can smoothly change the opening and closing timing of a valve and can reduce the size of an actuator.
以下、本発明の実施形態について説明する。図1に示すように、本実施形態に係る鞍乗型車両は自動二輪車1である。自動二輪車1の形式は何ら限定されず、いわゆるスクータ型、モペット型、オフロード型、またはオンロード型等の型式の自動二輪車であってもよい。また、本発明に係る鞍乗型車両は、自動二輪車に限定される訳ではなく、ATV(All Terrain Vehicle)、自動三輪車、四輪バギー等であってもよい。なお、鞍乗型車両とは、乗員が跨って乗車する車両のことである。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described. As shown in FIG. 1, the straddle-type vehicle according to this embodiment is a
以下の説明では特に断らない限り、上、下、前、後、左、右は、後述するシート6に着座した自動二輪車1の乗員から見た上、下、前、後、左、右をそれぞれ意味するものとする。自動二輪車1は走行中に傾いた姿勢をとり得る。上、下は、自動二輪車1が水平面上に静止しているときの鉛直方向の上、下に相当する。図面中の符号U、D、F、Re、L、Rは、上、下、前、後、左、右をそれぞれ表す。後述するエンジン11各部の説明についても、上記各方向を用いる。従って、エンジン11における前、後、左、右、上、下は、エンジン11が自動二輪車1に搭載された状態において、乗員から見た前、後、左、右、上、下を意味する。
In the following description, unless otherwise specified, the upper, lower, front, rear, left, and right are respectively the upper, lower, front, rear, left, and right as viewed from the occupant of the
図1に示すように、自動二輪車1は、車体フレーム2と、車体フレーム2に揺動可能に支持されたパワーユニット10と、乗員が着座するシート6と、シート6よりも前方に位置する低床な足載せ台7とを備えている。車体フレーム2の前端には、ヘッドパイプ3が設けられている。ヘッドパイプ3には、フロントフォーク4が回動可能に支持されている。フロントフォーク4の下端部には、前輪5が支持されている。
As shown in FIG. 1, a
パワーユニット10は、いわゆるユニットスイング式のパワーユニットである。パワーユニット10は、図示しないピボット軸を介して車体フレーム2に上下揺動可能に支持されている。パワーユニット10の後端部は、自動二輪車1の左方において後輪8の駆動軸8aに取り付けられている。自動二輪車1の右方において、後輪8の駆動軸8aにはリアアーム9の後端部が支持されている。リアアーム9の前端部は、パワーユニット10に取り付けられている。図2に示すように、パワーユニット10は、内燃機関(以下、エンジンという)11とVベルト式無段変速機(以下、CVTという)12とを備えている。エンジン11の駆動力は、CVT12を介して後輪8に伝達される。
The
エンジン11は、クランクケース14と、シリンダ部19を備えている。エンジン11は、クランクケース14の前部に接続されたシリンダボディ16と、シリンダボディ16に接続されたシリンダヘッド17と、シリンダヘッド17に接続されたシリンダヘッドカバー18とを備えている。シリンダボディ16、シリンダヘッド17、およびシリンダヘッドカバー18は、シリンダ部19を構成している。平面視において、シリンダ部19はクランクケース14から前方に延びている。図1に示すように、側面視において、シリンダ部19は前斜め上向きに傾いている。ただし、シリンダ部19は、側面視において、クランクケース14から水平方向に前向きに延びていてもよい。本実施形態では、シリンダボディ16とクランクケース14とは別体に成形されている。シリンダボディ16とクランクケース14とは一体に形成されていてもよい。
The
図2に示すように、エンジン11は、左右方向(車幅方向)に延びるクランク軸15を備えている。クランク軸15は、クランクケース14内に配置されている。クランク軸15は、クランクケース14に支持されている。クランク軸15には、スプロケット15Sが設けられている。
As shown in FIG. 2, the
CVT12は、エンジン11の左方に配置されている。CVT12は、クランク軸15の左端部に取り付けられた駆動プーリ28と、駆動プーリ28の後方に配置された従動プーリ29と、駆動プーリ28および従動プーリ29に巻き掛けられたVベルト30とを備えている。従動プーリ29は軸31に支持されている。軸31には、従動プーリ29の回転速度が基準速度以上になると従動プーリ29と軸31とを連動させる発進クラッチ32Aが取り付けられている。軸31は、ギア32および図示しないギアを介して駆動軸8aに連結されている。クランクケース14の左方には、変速機ケース33が配置されている。CVT12は変速機ケース33内に配置されている。変速機ケース33の左方には、カバー34が配置されている。
The
シリンダ部19は、シリンダ20を備えている。シリンダ20は、シリンダボディ16の内部に形成されている。シリンダ20は、クランクケース14の前部から前方に延びている。エンジン11は、単気筒のエンジンである。単気筒のエンジン11を備える自動二輪車1では、クランク軸15の単位時間当たりの回転数の最高値(すなわちエンジンの最高回転数)が自動車よりも高く、後述の吸気弁41(図3参照)の開閉速度は、自動車のものよりも速くなる傾向にある。シリンダ20には、シリンダ20内を往復するピストン21が収容されている。ピストン21は、コンロッド22を介してクランク軸15に接続されている。シリンダ部19の内部には、燃焼室24が設けられている。燃焼室24は、シリンダヘッド17の凹部23と、シリンダ20の内周面と、ピストン21の頂面とにより区画されている。燃焼室24には、燃焼室24内の燃料に点火を行う点火装置25(図3参照)が設けられている。
The
シリンダ部19は、燃焼室24の隣に位置するカムチェーン室35を有している。カムチェーン室35は、燃焼室24の左方に位置する。ただし、カムチェーン室35は、燃焼室24の右方に配置されていてもよい。カムチェーン室35は、シリンダヘッドカバー18と、シリンダヘッド17と、シリンダボディ16と、クランクケース14との全体に亘って形成されている。カムチェーン室35内には、カムチェーン36が配置されている。カムチェーン36は、クランク軸15のスプロケット15Sおよび後述するカムチェーンスプロケット61Sに巻かれている。カムチェーン36は、クランク軸15と連動する。
The
図3に示すように、エンジン11は、吸気弁41と、排気弁43とを備えている。図4Aに示すように、吸気弁41および排気弁43は、シリンダヘッド17内およびシリンダヘッドカバー18内に配置されている。吸気弁41は、吸気通路42と燃焼室24との間を開閉する。吸気弁41が開いたとき、吸気通路42と燃焼室24とは連通する。吸気弁41が閉じたとき、吸気通路42と燃焼室24とは連通しない。排気弁43は、燃焼室24と排気通路44との間を開閉する。なお、図4Aでは、後述の第2の吸気ロッカーアーム64(図4B参照)の図示を省略している。
As shown in FIG. 3, the
シリンダ部19の内部には、動弁室37が形成されている。動弁室37は、シリンダヘッド17およびシリンダヘッドカバー18に形成されている。動弁室37には、可変動弁機構60が配置されている。可変動弁機構60は、吸気弁41および排気弁43を駆動する。
A
可変動弁機構60は、左右方向に延びるカム軸61と、カム軸61と平行な吸気ロッカー軸62と、カム軸61と平行な排気ロッカー軸82と、吸気弁41を駆動する第1の吸気ロッカーアーム63と、第2の吸気ロッカーアーム64(図3参照)と、排気弁43を駆動する排気ロッカーアーム83とを備えている。カム軸61、吸気ロッカー軸62および排気ロッカー軸82は、シリンダヘッド17に支持されている。
The
図2に示すように、カム軸61の左端部には、カムチェーンスプロケット61Sが取り付けられている。カム軸61は、カムチェーン36を介してクランク軸15に連結されている。カム軸61は、カムチェーン36を介してクランク軸15の回転が伝達され、回転する。カム軸61には、第1の吸気ロッカーアーム63を駆動する第1の吸気カム65と、第2の吸気ロッカーアーム64を駆動する第2の吸気カム66と、排気ロッカーアーム83を駆動する排気カム84とが設けられている。第1の吸気カム65と、第2の吸気カム66と、排気カム84とは、カム軸61の軸方向に並んで配置されている。第1の吸気カム65と、第2の吸気カム66と、排気カム84とは、カム軸61の軸方向に右から左に順に配置されている。ただし、第1の吸気カム65と、第2の吸気カム66と、排気カム84との配置の順序はこれに限定されない。
As shown in FIG. 2, a
第1の吸気カム65は、カム軸61と一体になって回転する。図4Aに示すように、第1の吸気カム65は、一定の外径を有するベース部65Aと、所定のカムプロフィールを有するリフト部65Bとから構成されている。カム軸61の軸心O1からリフト部65Bの外周までの距離は一定ではない。カム軸61の軸心O1からリフト部65Bの先端65BTまでの距離H2が長いほど、吸気弁41の最大リフト量は大きくなる。ベース部65Aに対するリフト部65Bの割合が大きいほど、吸気弁41が開いている時間は長くなる。ベース部65Aとリフト部65Bとの2つの境界部分65X、65Yと、カム軸61の軸心O1とのなす角度αが大きいほど、吸気弁41が開いている時間は長くなる。カム軸61の軸心O1とベース部65Aとの距離H1は、カム軸61の軸心O1とリフト部65Bの先端65BTとの距離H2よりも短い。第2の吸気カム66は、カム軸61と一体になって回転する。図4Bに示すように、第2の吸気カム66は、一定の外径を有するベース部66Aと、所定のカムプロフィールを有するリフト部66Bとから構成されている。リフト部66Bは、リフト部65Bと異なる形状をしている。カム軸61の軸心O1からリフト部66Bの外周までの距離は一定ではない。カム軸61の軸心O1からリフト部66Bの先端66BTまでの距離I2が長いほど、吸気弁41の最大リフト量は大きくなる。ベース部66Aに対するリフト部66Bの割合が大きいほど、吸気弁41が開いている時間は長くなる。ベース部66Aとリフト部66Bとの2つの境界部分66X、66Yとカム軸61の軸心O1とのなす角度βが大きいほど、吸気弁41が開いている時間は長くなる。カム軸61の軸心O1とベース部66Aとの距離I1は、カム軸61の軸心O1とリフト部66Bの先端66BTとの距離I2よりも短い。カム軸61の軸心O1と第1の吸気カム65のリフト部65Bの先端65BTとの距離H2は、カム軸61の軸心O1と第2の吸気カム66のリフト部66Bの先端66BTとの距離I2よりも短い。図2に示すように、排気カム84は、カム軸61と一体になって回転する。排気カム84は、第1の吸気カム65と同様の形状をしている。排気カム84は、第1の吸気カム65と異なる形状を有していてもよい。
The
図5は、第1の吸気カム65による吸気弁41のリフト量と、第2の吸気カム66による吸気弁41のリフト量とを示すグラフである。図5において、Lqは吸気弁41のリフト量を示す。Caはクランク軸15が2回転するときの角度を示す。Ic1は第1の吸気カム65による吸気弁41のリフト量を示す。Ic2は第2の吸気カム66による吸気弁41のリフト量を示す。クランク軸15が2回転したときに、カム軸61は1回転する。図5に示すように、第1の吸気カム65が一回転したときの吸気弁41のリフト量は、第2の吸気カム66が一回転したときの吸気弁41のリフト量よりも小さい。吸気弁41のリフト量が大きいほど、吸気通路42から燃焼室24に流入する空気量は多くなる。なお、第1の吸気カム65による吸気弁41のリフト量とは、ローラ69Rと第1の吸気カム65のベース部65Aとが接触しているときを基準としたローラ支持部69の移動量を示す。第2の吸気カム66による吸気弁41のリフト量とは、ローラ70Rと第2の吸気カム66のベース部66Aとが接触しているときを基準としたローラ支持部70の移動量を示す。
FIG. 5 is a graph showing the lift amount of the
図5に示すように、吸気弁41が第2の吸気カム66によって開閉される場合、排気行程P1においてクランク軸15の角度がCa1のときに、吸気弁41は開き始める。吸気弁41は、吸気行程P2においてクランク軸15の角度がCa3のときに最大リフト量Lq2となる。吸気弁41は、圧縮行程P3においてクランク軸15の角度がCa5のときに閉じる。一方、吸気弁41が第1の吸気カム65によって開閉される場合、排気行程P1においてクランク軸15の角度がCa1より大きな角度であるCa2のときに、吸気弁41は開き始める。吸気弁41は、吸気行程P2においてクランク軸15の角度がCa3のときに最大リフト量Lq1となる。最大リフト量Lq1は、最大リフト量Lq2より小さい。吸気弁41は、圧縮行程P3においてクランク軸15の角度がCa5より小さな角度であるCa4のときに閉じる。このように、第1の吸気カム65によって吸気弁41を開いている時間は、第2の吸気カム66によって吸気弁41を開いている時間より短い。第1の吸気カム65によって吸気弁41を開閉する場合は、第2の吸気カム66によって吸気弁41を開閉する場合と比較して、吸気弁41は、早く開き始めかつ早く閉じる。
As shown in FIG. 5, when the
図6に示すように、第1の吸気ロッカーアーム63は、吸気ロッカー軸62に回動可能に支持されている。第1の吸気ロッカーアーム63は、本体部67と、ローラ支持部69と、腕部71と、ボス部73とを有している。図7に示すように、本体部67には、吸気ロッカー軸62が挿入される挿入孔67Hが形成されている。ローラ支持部69は、二股状に形成されている。ローラ支持部69は、本体部67から下方に向けて延びている。ローラ支持部69には、ローラ69Rが回転自在に支持されている。図4Aに示すように、ローラ69Rは、第1の吸気カム65と接触している。ローラ69Rは、第1の吸気カム65の前方に位置する。第1の吸気ロッカーアーム63は、第1の吸気カム65のリフト部65Bから力を受けて回動する。第1の吸気カム65の回転によって、第1の吸気ロッカーアーム63は、図4Aの矢印Z1および矢印Z2の方向に回動する。図3に示すように、腕部71は、一対の腕71R、71Lを有している。図4Aに示すように、腕部71は、本体部67から上方に向けて延びている。各腕71R、71Lは、吸気弁41の前端41Bと対向する位置に配置されている。腕71Rには、吸気弁41の前端41Bと対向する位置に押圧部(図示せず)が取り付けられている。腕71Lには、吸気弁41の前端41Bと対向する位置に押圧部71Pが取り付けられている。押圧部71Pは、吸気弁41の前端41Bに向けて突出している。押圧部71Pは、吸気弁41の前端41Bと接触している。なお、押圧部71Pと吸気弁41の前端41Bとの間に隙間があってもよい。図3に示すように、ボス部73は、本体部67から前斜め上方に延びる。図7に示すように、ボス部73には、後述する連結ピン90が挿入される孔73Hが形成されている。ボス部73は、第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと対向する側面73Sを有する。
As shown in FIG. 6, the first
「第1の吸気ロッカーアーム63が回動する」とは、第1の吸気ロッカーアーム63のローラ69Rが第1の吸気カム65のベース部65Aに接しているときの第1の吸気ロッカーアーム63の位置を基準として、ローラ69Rが第1の吸気カム65のリフト部65Bに接することによって、第1の吸気ロッカーアーム63が吸気ロッカー軸62を中心に回動することを意味する。
“The first
図6に示すように、第2の吸気ロッカーアーム64は、吸気ロッカー軸62に回動可能に支持されている。第2の吸気ロッカーアーム64は、第1の吸気ロッカーアーム63の側方に配置されている。第2の吸気ロッカーアーム64は、第1の吸気ロッカーアーム63の左方に配置されている。第2の吸気ロッカーアーム64は、本体部68と、ローラ支持部70と、ボス部74とを有している。図7に示すように、本体部68には、吸気ロッカー軸62が挿入される挿入孔68Hが形成されている。ローラ支持部70は、本体部68から下方に向けて延びている。ローラ支持部70は、二股状に形成されている。ローラ支持部70には、ローラ70Rが回転自在に支持されている。図4Bに示すように、ローラ70Rは、第2の吸気カム66と接触している。ローラ70Rは、第2の吸気カム66の前方に位置する。第2の吸気ロッカーアーム64は、第2の吸気カム66のリフト部66Bから力を受けて回動する。第2の吸気カム66の回転によって、第2の吸気ロッカーアーム64は、図4Bの矢印Z1および矢印Z2の方向に回動する。図3に示すように、ボス部74は、本体部68から前斜め上方に延びる。ボス部74には、連結ピン90が挿入される孔74Hが形成されている。図4Bに示すように、吸気弁41が閉じているとき、側面視で、ボス部73の孔73Hとボス部74の孔74Hとは重なる。吸気弁41が閉じているとき、連結ピン90の軸線方向で、ボス部73の孔73Hとボス部74の孔74Hとが一致する。図3に示すように、本体部68の左端部68Lには、バネ88が取り付けられている。バネ88の一端は、ボス部74から左方に向けて突出するピン74Pに係止している。図4Bに示すように、バネ88の他の一端は、シリンダヘッド17に設けられたピン17Pに係止している。バネ88は、ボス部74に対して図4Bの矢印Z2の方向の力を加えている。図7に示すように、ボス部74は、第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73の側面73Sと対向する側面74Sを有する。
As shown in FIG. 6, the second
「第2の吸気ロッカーアーム64が回動する」とは、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接しているときの第2の吸気ロッカーアーム64の位置を基準として、ローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接することによって、第2の吸気ロッカーアーム64が吸気ロッカー軸62を中心に回動することを意味する。
"The second
図5に示すように、第1の吸気カム65のリフト部65Bから力を受けて回動する第1の吸気ロッカーアーム63の回動のタイミングと、第2の吸気カム66のリフト部66Bから力を受けて回動する第2の吸気ロッカーアーム64の回動のタイミングとを比較すると、第2の吸気ロッカーアーム64は、第1の吸気ロッカーアーム63よりも先に回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63よりも後に回動を完了する。
As shown in FIG. 5, the timing of the rotation of the first
図8に示すように、可変動弁機構60は、吸気ロッカー軸62と平行な方向に移動自在な連結ピン90を有している。連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73に形成された孔73Hに挿入されている。連結ピン90は、第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74に形成された孔74Hに挿入可能である。連結ピン90は、円柱状の本体部90Aと、本体部90Aの半径方向に突出する突出部90Bとを有する。ボス部73に形成された孔73Hは、本体部90Aの直径より大きく突出部90Bの直径よりも小さい内径を有する第1の孔73HAと、突出部90Bの直径よりも大きい内径を有する第2の孔73HBとを備えている。図6に示すように、連結ピン90の先端90Tは、連結ピン90の端部のうちプッシュロッド102に対してソレノイド100が設けられている方向と反対方向に位置する端部である。言い換えると、連結ピン90の先端90Tは、連結ピン90が非連結位置から連結完了位置に向かって移動するときに、最初に第2の吸気ロッカーアーム64の孔73Hに挿入される端部である。また、連結ピン90の先端90Tは、連結ピン90が連結完了位置から非連結位置に向かって移動するときに、最後に第2の吸気ロッカーアーム64の孔73Hから出る端部である。非連結位置では、連結ピン90の先端90Tは連結ピン90の移動方向において第1の吸気ロッカーアーム63と重なる位置に配置される。連結完了位置では、連結ピン90の先端90Tは連結ピン90の移動方向において第2の吸気ロッカーアーム64と重なる位置に配置される。
As shown in FIG. 8, the
図8に示すように、可変動弁機構60は、連結ピン90を付勢するコイルばね91を有する。コイルばね91は、本体部90Aの外周に配置されている。コイルばね91は、吸気ロッカー軸62の軸線W(図6参照)の方向において後述の連結完了位置から非連結位置に向かって連結ピン90を付勢している。すなわち、コイルばね91は、吸気ロッカー軸62の軸線Wの方向において第2の吸気ロッカーアーム64から第1の吸気ロッカーアーム63に向かう方向に連結ピン90を付勢している。ただし、連結ピン90を非連結位置に向かって付勢する部材はコイルばね91に限定されず、ゴム等の弾性体であってもよい。第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74に形成された孔74Hは、本体部90Aの直径より大きい。連結ピン90が第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結していないときは、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は、それぞれ独立して回動する。第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とが連結していないときとは、連結ピン90が第1の吸気ロッカーアーム63の孔73Hに挿入されており、かつ、連結ピン90が第2の吸気ロッカーアーム64の孔74Hに挿入されていない状態を意味する。一方、図9に示すように、連結ピン90が第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結しているときは、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は、一体となって回動する。第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とが連結しているときとは、連結ピン90が第1の吸気ロッカーアーム63の孔73Hおよび第2の吸気ロッカーアーム64の孔74Hに挿入されている状態を意味する。
As shown in FIG. 8, the
図3に示すように、可変動弁機構60は、アクチュエータとしてソレノイド100を備えている。ソレノイド100は、動弁室37(図4A参照)の外に配置されている。ソレノイド100は、シリンダ部19(図2参照)の外に配置されている。ソレノイド100は、動弁室37内に収容されていてもよい。図7に示すように、ソレノイド100は、第1の吸気ロッカーアーム63に対し、連結ピン90の軸線Pの方向において、第2の吸気ロッカーアーム64と反対に配置されている。ソレノイド100は、第1の吸気ロッカーアーム63の右方に配置されている。ソレノイド100と、第1の吸気ロッカーアーム63と、第2の吸気ロッカーアーム64とは、連結ピン90の軸線Pの方向に右から左に順に配置されている。ソレノイド100は、プッシュロッド102を有している。プッシュロッド102は、動弁室37内に収容されている。プッシュロッド102は、連結ピン90の端部90Sと接触している。ソレノイド100に対する通電の有無によって、プッシュロッド102は、左右方向に移動する。ソレノイド100に対して通電したとき、プッシュロッド102は、図7の矢印L1の方向に移動し、連結ピン90を左方に移動させる。ソレノイド100に対して通電を停止したとき、プッシュロッド102は、図7の矢印L2の方向に移動する。このとき、連結ピン90にはソレノイド100の力が加わっていない。このため、連結ピン90は、コイルばね91の付勢力によって右方に移動し、後述の非連結位置に移動する。
As shown in FIG. 3, the
図10A〜図10Dに示すように、ソレノイド100は、第1の非連結位置Pn1と連結完了位置Pfとの間で、連結ピン90を吸気ロッカー軸62の軸線W(図6参照)の方向に移動させる。図10Aに示すように、ソレノイド100に対して通電していないときは、連結ピン90の先端90Tは、吸気ロッカー軸62の軸線Wの方向において第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73の側面73Sよりもソレノイド100の方に位置する。かかる位置を「第1の非連結位置Pn1」とする。このとき、連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73の孔73Hに保持されている。連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結していない。連結ピン90が第1の非連結位置Pn1に位置するとき、ソレノイド100は通電されていない。連結ピン90が第1の非連結位置Pn1に位置するとき、連結ピン90は、吸気ロッカー軸62の軸線Wの方向においてコイルばね91(図8参照)によって第2の吸気ロッカーアーム64から第1の吸気ロッカーアーム63に向かう方向に付勢されている。図10Bに示すように、ソレノイド100に対して通電すると、プッシュロッド102(図7参照)の押圧力によって、連結ピン90は、図10Bの矢印L1の方向に移動する。すなわち、連結ピン90は、吸気ロッカー軸62の軸線Wの方向において第2の吸気ロッカーアーム64の方に移動する。平面視で、連結ピン90の先端90Tは、吸気ロッカー軸62の軸線Wの方向において第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと同位置に到達する。かかる位置を「第2の非連結位置Pn2」とする。このとき、連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73の孔73Hに保持されている。連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結していない。上記第1の非連結位置Pn1および第2の非連結位置Pn2を含む領域であって、第1の非連結位置Pn1から第2の非連結位置Pn2までの領域を総称して非連結位置とする。非連結位置では、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は、それぞれ独立して回動する。このため、吸気弁41は、第1の吸気ロッカーアーム63によって駆動される。
As shown in FIGS. 10A to 10D, the
図10Cに示すように、ソレノイド100に対して通電を続けると、プッシュロッド102の押圧力によって、連結ピン90は、図10Cの矢印L1の方向にさらに移動し、第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の孔74Hに挿入される位置まで進む。すなわち、連結ピン90の先端90Tは、吸気ロッカー軸62の軸線Wの方向において第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sよりも図10Cの矢印L1の方に位置する。かかる位置を連結中途位置Phとする。連結中途位置Phは、第2の非連結位置Pn2および連結完了位置Pfを含まない領域であって、第2の非連結位置Pn2から連結完了位置Pfまでの領域を表す。その後、図10Dに示すように、ソレノイド100に対してさらに通電を続けると、連結ピン90は、図10Dの矢印L1の方向にさらに移動し、連結ピン90が第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結する連結完了位置Pfに到達する。このとき、連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73の孔73Hおよび第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の孔74Hに保持されている。連結ピン90が連結完了位置Pfに位置するとき、ソレノイド100は通電状態である。連結中途位置Phおよび連結完了位置Pfでは、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は一体となって回動する。このため、吸気弁41は、リフト量がより大きいリフト部65Bを備えた第2の吸気カム66と連動する第2の吸気ロッカーアーム64によって駆動される。ソレノイド100の通電を停止すると、連結ピン90は、コイルばね91(図8参照)によって図10Dの矢印L2の方向に移動し、第1の非連結位置Pn1に移動する。連結ピン90を第1の非連結位置Pn1と連結完了位置Pfとの間で移動させることによって、吸気弁41の開閉のタイミングを変更することができる。すなわち、吸気弁41を駆動するロッカーアームを変更することによって、吸気弁41の開閉のタイミングを変更することができる。
As shown in FIG. 10C, when energization is continued with respect to the
図4Aに示すように、排気ロッカーアーム83は、排気ロッカー軸82に回動可能に支持されている。排気ロッカーアーム83は、本体部85と、ローラ支持部86と、腕部87とを有している。本体部85には、排気ロッカー軸82が挿入される挿入孔85Hが形成されている。ローラ支持部86は、本体部85から上方に向けて延びている。図3に示すように、ローラ支持部86は、二股状に形成されている。ローラ支持部86には、ローラ86Rが回転自在に支持されている。ローラ86Rは、排気カム84(図2参照)と接触している。ローラ86Rは、排気カム84の前方に位置する。排気カム84の回転によって、排気ロッカーアーム83は、図4Aの矢印S1および矢印S2の方向に回動する。腕部87は、一対の腕87R、87Lを有している。図4Aに示すように、腕部87は、本体部85から下方に向けて延びている。各腕87R、87Lは、排気弁43の前端43Bと対向する位置に配置されている。腕87Rには、排気弁43の前端43Bと対向する位置に押圧部(図示せず)が取り付けられている。腕87Lには、排気弁43の前端43Bと対向する位置に押圧部87Pが取り付けられている。押圧部は、排気弁43の前端43Bに向けて突出している。押圧部87Pは、排気弁43の前端43Bと接触している。なお、押圧部87Pと排気弁43の前端43Bとの間に隙間があってもよい。
As shown in FIG. 4A, the
図11に示すように、エンジン11には、クランク軸検出器50が設けられている。クランク軸検出器50は、クランク軸15の回転速度を検出する回転速度検出部と、クランク軸15の回転位置を検出する回転位置検出部とを備えている。なお、「クランク軸15の回転速度およびクランク軸15の回転位置を検出する」には、クランク軸15の回転速度およびクランク軸15の回転位置を直接的に検出する場合と、クランク軸15の回転速度およびクランク軸15の回転位置を推定することにより、クランク軸15の回転速度およびクランク軸15の回転位置を間接的に検出する場合とが含まれる。本実施形態では、クランク軸検出器50は、クランク軸15と一体に回転する部材に等間隔に設けられた被検出部がクランク軸15の回転によりクランク軸検出器50を通過することを検出する。クランク軸検出器50の被検出部の検出に基づいて、クランク軸15の回転速度およびクランク軸15の回転位置が推定され、クランク軸15の回転速度及びクランク軸15の回転位置が間接的に検出される。クランク軸15の回転速度とは、クランク軸15の単位時間当たりの回転数のことである。クランク軸15の回転位置とは、クランク軸15の回転角度のことである。なお、回転速度検出部および回転位置検出部は、それぞれ異なる検出器が備えていてもよい。すなわち、回転速度検出部を備える第1の検出器および回転位置検出部を備える第2の検出器の2つの検出器を用いてもよい。クランク軸15の回転位置を検出することによって、カム軸61の回転状況を把握することができる。
As shown in FIG. 11, the
エンジン11は、ソレノイド100等の制御を行う制御装置として、ECU(Electric Control Unit)110を備えている。ECU110は、指示部115と、駆動信号供給部125と、監視部130と、電流制御部135とを備えている。
The
指示部115は、クランク軸検出器50により検出されるクランク軸15の回転速度に基づいて、ソレノイド100の駆動を指示する。例えば、クランク軸15の回転速度が所定の回転速度以上となった場合またはクランク軸15の回転速度が所定の回転速度より小さくなった場合、指示部115は、ソレノイド100の駆動を指示する。なお、ソレノイド100を駆動して第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結するときのクランク軸15の回転速度と、ソレノイド100を駆動して第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との連結を解除するときの回転速度とは同じであってもよいし、異なっていてもよい。
The
駆動信号供給部125は、指示部115によりソレノイド100の駆動が指示された状態で、クランク軸検出器50により検出されるクランク軸15の回転位置に基づいて、ソレノイド100に駆動信号を供給する。クランク軸15の回転位置に基づいて、吸気弁41の開閉の程度は判断することができる。クランク軸15の回転位置に基づいて、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動位置を判断することができる。クランク軸15の回転位置に基づいて、第1の吸気ロッカーアーム63の孔73Hと第2の吸気ロッカーアーム64の孔74Hとが、連結ピン90の軸線方向で、一致しているか、あるいは相対的にずれているかを判断することができる。駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始めた後に連結ピン90の先端90Tが吸気ロッカー軸62の軸線W(図6参照)の方向に第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと同位置(図10B参照)に到達し、かつ第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に連結ピン90が連結完了位置(図10D参照)に至るように、ソレノイド100に駆動信号の供給を開始するように構成されている。本実施形態では、第2の吸気ロッカーアーム64は、第1の吸気ロッカーアーム63より先に回動し始める。第2の吸気ロッカーアーム64は、第1の吸気ロッカーアーム63よりも後に回動を完了する。
The drive
「第1の吸気ロッカーアーム63が回動し始める」とは、第1の吸気ロッカーアーム63のローラ69Rが第1の吸気カム65のベース部65Aに接している状態から、ローラ69Rが第1の吸気カム65のリフト部65Bに接している状態に変化することを意味する。「第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始める」とは、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接している状態から、ローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接している状態に変化することを意味する。
“The first
「第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始める」とは、第1の吸気ロッカーアーム63のローラ69Rが第1の吸気カム65のベース部65Aに接している状態から、ローラ69Rが第1の吸気カム65のリフト部65Bに接している状態に変化するか、または、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接している状態から、ローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接している状態に変化することによって、第1の吸気ロッカーアーム63の孔73Hと、第2の吸気ロッカーアーム64の孔74Hとの相対位置が変化し始めることを意味する。
"The
本実施形態では、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接している状態から、ローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接している状態に変化するタイミングは、第1の吸気ロッカーアーム63のローラ69Rが第1の吸気カム65のベース部65Aに接している状態から、ローラ69Rが第1の吸気カム65のリフト部65Bに接している状態に変化するタイミングよりも早い。このため、「第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始める」タイミングは、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接している状態から、ローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接している状態に変化するタイミングを指す。
In the present embodiment, the
「第1の吸気ロッカーアーム63の回動が完了」とは、第1の吸気ロッカーアーム63のローラ69Rが第1の吸気カム65のリフト部65Bに接している状態から、ローラ69Rが第1の吸気カム65のベース部65Aに接している状態に変化したことを意味する。「第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了」とは、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接している状態から、ローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接している状態に変化したことを意味する。
“The rotation of the first
「第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了」とは、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64が回動しておらず、吸気弁41が閉じている状態を示す。即ち、第1の吸気ロッカーアーム63のローラ69Rが第1の吸気カム65のリフト部65Bに接している状態から、ローラ69Rが第1の吸気カム65のベース部65Aに接している状態に変化し、かつ、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接している状態から、ローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接している状態に変化したことを意味する。
“The rotation of the first
本実施形態では、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接している状態から、ローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接している状態に変化するタイミングは、第1の吸気ロッカーアーム63のローラ69Rが第1の吸気カム65のリフト部65Bに接している状態から、ローラ69Rが第1の吸気カム65のベース部65Aに接している状態に変化するタイミングよりも遅い。このため、「第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了」するタイミングは、第2の吸気ロッカーアーム64のローラ70Rが第2の吸気カム66のリフト部66Bに接している状態から、ローラ70Rが第2の吸気カム66のベース部66Aに接している状態に変化するタイミングを指す。
In this embodiment, the
駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了しているときにソレノイド100に駆動信号の供給を開始するように構成されていてもよい。駆動信号供給部125は、吸気弁41が開き始めた後に連結ピン90の先端90Tが吸気ロッカー軸62の軸線W(図6参照)の方向に第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと同位置(図10B参照)に到達し、かつ吸気弁41が閉じ終わってから次に開き始めるまでの間に連結ピン90が連結完了位置(図10D参照)に至るように、ソレノイド100に駆動信号の供給を開始するように構成されていてもよい。なお、駆動信号供給部125が駆動信号の供給を開始してから、ソレノイド100が駆動し、プッシュロッド102が移動するまでの間には、時間遅れが生じる。
The drive
また、駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に、連結ピン90の先端90Tが吸気ロッカー軸62の軸線W(図6参照)の方向に第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと同位置(図10B参照)に戻り、かつ、連結ピン90が第1の非連結位置(図10A参照)に戻るように、ソレノイド100に駆動信号の供給を停止するように構成されている。
In addition, the drive
駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了しているときにソレノイド100に駆動信号の供給を停止するように構成されていてもよい。駆動信号供給部125は、吸気弁41が閉じ終わってから次に開き始めるまでの間に、連結ピン90の先端90Tが第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと同位置(図10B参照)に戻り、かつ、連結ピン90が第1の非連結位置(図10A参照)に戻るように、ソレノイド100に駆動信号の供給を停止するように構成されていてもよい。
The drive
監視部130は、バッテリ105の電圧を監視する。バッテリ105はソレノイド100に接続されている。
The
電流制御部135は、ソレノイド100に供給する電流を制御する。上記電流の制御は、監視部130により監視されたバッテリ105の電圧に基づいて行われる。電流制御部135は、現在のバッテリ105の電圧に応じてソレノイド100に供給する電流値を設定する。電流制御部135によって、ソレノイド100に供給される電流の変化を小さくすることができる。なお、ソレノイド100に供給される電流は、バッテリ105の電圧およびソレノイド100の温度によって異なる。エンジン11が駆動することにより、バッテリ105に蓄電されるため、バッテリ105の電圧は変化する。ECU110は、ソレノイド100の温度が上昇しにくいように制御している。このため、ソレノイド100の温度変化による電流の変化は小さい。従って、バッテリ105の電圧に基づいて電流を制御することができる。
The
次に、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の動作について説明する。まず、連結ピン90が非連結位置に位置する場合について説明する。第1の吸気ロッカーアーム63は、第1の吸気カム65のリフト部65Bから力を受けて回動することにより吸気弁41を駆動する。より具体的には、カム軸61の回転に伴い、カム軸61に設けられている第1の吸気カム65は、図4Aの矢印Aの方向に回転する。第1の吸気カム65の回転に伴って、リフト部65Bとローラ69Rとが接触し、ローラ支持部69は、吸気ロッカー軸62を中心に図4Aの矢印X1の方向に移動する。ローラ支持部69は、本体部67を介して腕部71と接続している。このため、ローラ支持部69の上記移動によって、腕部71は、吸気ロッカー軸62を中心に図4Aの矢印Y1の方向に移動する。これにより、腕部71は、吸気弁41を燃焼室24内に向けて押し出す。この結果、吸気弁41は、吸気通路42と燃焼室24との間を開く。
Next, operations of the first
カム軸61がさらに回転すると、リフト部65Bとローラ69Rとは接触しなくなり、ベース部65Aとローラ69Rとが接触する。このとき、ローラ支持部69は、図4Aの矢印X2の方向に移動する。ローラ支持部69の移動に伴い、腕部71は、図4Aの矢印Y2の方向に移動する。これにより、吸気弁41も図4Aの矢印Y2の方向に移動する。この結果、吸気弁41は、吸気通路42と燃焼室24との間を閉じる。
When the
第2の吸気ロッカーアーム64は、連結ピン90が非連結位置に位置する場合、第2の吸気カム66のリフト部66Bから力を受けて回動しても吸気弁41を駆動しない。より具体的には、カム軸61の回転に伴い、カム軸61に設けられている第2の吸気カム66は、図4Bの矢印Aの方向に回転する。第2の吸気カム66の回転に伴って、第2の吸気カム66のリフト部66Bとローラ70Rとが接触し、ローラ支持部70は、吸気ロッカー軸62を中心に図4Bの矢印X3の方向に移動する。ローラ支持部70は、本体部68を介してボス部74と接続している。このため、ローラ支持部70の上記移動によって、ボス部74は、吸気ロッカー軸62を中心に図4Bの矢印Z1の方向に移動する。しかし、連結ピン90が上記非連結位置に位置し、連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結していない。このため、ローラ支持部70の上記移動によって、第1の吸気ロッカーアーム63の腕部71は移動しない。
The second
次に、連結ピン90が連結完了位置に位置する場合について説明する。図5に示すように、第2の吸気カム66による吸気弁41のリフト量は、第1の吸気カム65による吸気弁41のリフト量よりも大きい。このため、図9に示すように、連結ピン90が連結完了位置に位置する場合、吸気弁41は、第2の吸気カム66と連動する第2の吸気ロッカーアーム64によって駆動される。連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結している。このため、上述したように、ボス部74が吸気ロッカー軸62を中心に図4Bの矢印Z1の方向に移動したとき、第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73も吸気ロッカー軸62を中心に図4Aの矢印Z1の方向に移動し、第1の吸気ロッカーアーム63の腕部71は、吸気ロッカー軸62を中心に図4Aの矢印Y1の方向に移動する。これにより、腕部71は、吸気弁41を燃焼室24内に向けて押し出す。この結果、吸気弁41は、吸気通路42と燃焼室24との間を開く。第2の吸気カム66による吸気弁41のリフト量は、第1の吸気カム65による吸気弁41のリフト量よりも大きいため、吸気弁41が開く時間はより長くなる。
Next, the case where the
カム軸61がさらに回転すると、第2の吸気カム66のリフト部66Bとローラ70Rとは接触しなくなり、第2の吸気カム66のベース部66Aとローラ70Rとが接触する。このとき、ローラ支持部70は、図4Bの矢印X4の方向に移動する。ローラ支持部70の移動に伴い、ボス部74は、図4Bの矢印Z2の方向に移動し、ボス部73も図4Aの矢印Z2の方向に移動する。この結果、第1の吸気ロッカーアーム63の腕部71は、図4Aの矢印Y2の方向に移動する。これにより、吸気弁41も図4Aの矢印Y2の方向に移動する。この結果、吸気弁41は、吸気通路42と燃焼室24との間を閉じる。
When the
次に、図12を参照しながら、本実施形態に係る連結ピン90の移動制御の一例について説明する。図12は、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との連結に関するタイミングチャートである。図12において、実線は、駆動信号供給部125を備えている場合の連結ピン90の動きを表している。一点鎖線は、駆動信号供給部125を備えていない場合の連結ピン90の動きを表している。二点鎖線は、吸気弁41の実際の動きを表している。破線は、吸気弁41の仮想の動きを表している。
Next, an example of movement control of the connecting
図12において、Ppは連結ピン90の位置を示す。Pn1は第1の非連結位置を表す。Pn2は第2の非連結位置を表す。Pfは連結完了位置を表す。連結ピン90の位置Ppは、第1の非連結位置Pn1と、第2の非連結位置Pn2と、連結完了位置Pfとの間で変化する。Bpは吸気弁41のリフト量を示す。B0は第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64が回動を完了し吸気弁41が閉じた位置、すなわちリフト量ゼロである。B1は第1の吸気ロッカーアーム63によって吸気弁41が最も開いたときのリフト量である。B2は、第2の吸気ロッカーアーム64によって吸気弁41が最も開いたときのリフト量である。Tは時間を表す。時刻T1、T3xおよびT5において吸気弁41は開き始め、時刻T2、T4xおよびT6において吸気弁41は閉じ終わる。
In FIG. 12, Pp indicates the position of the connecting
まず、駆動信号供給部125を備えている場合の連結ピン90の動きについて説明する。自動二輪車1が走行しているときの時刻Txにおいて、クランク軸検出器50により検出されるクランク軸15の回転速度が所定の回転速度以上となったため、指示部115は、ソレノイド100の駆動を指示する。駆動信号供給部125は、クランク軸検出器50により検出されるクランク軸15の回転位置に基づいて、第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始めた後に連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達し、かつ第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始めるまでの間に連結ピン90が連結完了位置Pfに至るように、時刻Tc1において、ソレノイド100に駆動信号の供給を開始する。時刻Tc2において、連結ピン90の移動が開始される。連結ピン90の位置Ppは、第1の非連結位置Pn1から第2の非連結位置Pn2に変化し始める。
First, the movement of the connecting
時刻T3において、第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始める。時刻T3xにおいて、第1の吸気ロッカーアーム63が回動し吸気弁41が開き始める。第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始めてから第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了するまでの時刻Tc3において、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達する。このとき、連結ピン90の先端90Tは、第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sを押し続けている。
At time T 3, begins to second
時刻T4xにおいて、第1の吸気ロッカーアーム63の回動が完了し吸気弁41が閉じ終わる。時刻T4において、第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了すると、側面視で、第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73の孔73Hと第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の孔74Hとが重なる。このため、連結ピン90の先端90Tは、孔74H内に挿入されていく。第2の吸気ロッカーアーム64が次に回動し始める時刻T5よりも早い時刻Tc4において、連結ピン90が連結完了位置Pfに至る。これにより、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とが連結される。その後、時刻T5において、第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始め吸気弁41が第2のロッカーアーム64のタイミングで開き始める。時刻T6において、第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了し、吸気弁41は閉じる。時刻T5〜時刻T6では、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とは連結されているため、第2の吸気ロッカーアーム64と第1の吸気ロッカーアーム63との相対位置は変化しない。
At time T4x , the rotation of the first
次に、駆動信号供給部125を備えていない場合の連結ピン90の動きについて説明する。時刻Ta1において、ソレノイド100に駆動信号の供給が開始されると、時刻Ta2において、連結ピン90の移動が開始される。時刻T3よりも早い時刻Ta3において、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達する。このとき、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は回動していないため、連結ピン90の先端90Tは、孔74H内に挿入されていく。時刻T3において、第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始めたとき、連結ピン90は連結完了位置Pfに至っていない。このため、時刻T3〜時刻T4においては、連結ピン90は、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを完全に連結していない。すなわち、連結ピン90が連結完了位置Pfに位置しない状態で、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は回動し、第2の吸気ロッカーアーム64のタイミングで吸気弁41の開閉が行われる。連結ピン90は、第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の孔74Hに完全に挿入されていないため、連結ピン90のうち孔74Hに挿入された部分には過剰な荷重が加わる。この結果、連結ピンを連結完了位置Pfに円滑に移動させることができない。時刻T4において、第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了すると、連結ピン90の先端90Tは、孔74H内を連結完了位置Pfに向けて再度移動し始める。時刻Ta4において、連結ピン90は連結完了位置Pfに到達する。
Next, the movement of the connecting
また、時刻Tb1において、ソレノイド100に駆動信号の供給が開始されると、時刻Tb2において、連結ピン90の移動が開始される。時刻T3において、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達する。このとき、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は回動していないため、連結ピン90の先端90Tは、孔74H内に挿入されていく。しかし、時刻T3において、連結ピン90の移動と同時に第2の吸気ロッカーアーム64は回動し始める。このため、連結ピン90は第1の吸気ロッカーアーム63の方に弾かれてしまう。すなわち、連結ピン90は、第2の非連結位置Pn2から第1の非連結位置Pn1の方向に弾かれてしまう。連結ピン90が弾かれることによって、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との連結が解除される。時刻Tb3において、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に再度到達するが、連結ピン90の軸線方向で、ボス部73の孔73Hとボス部74の孔74Hとが一致していない。このため、連結ピン90の先端90Tは第2の非連結位置Pn2までしか移動できない。時刻T4において、第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了すると、連結ピン90の先端90Tは、孔74H内を移動し始める。時刻Tb4において、連結ピン90は連結完了位置Pfに到達する。
Also, at time T b1, the supply of the drive signal to the
次に、図13を参照しながら、本実施形態に係る連結ピン90の移動制御の一例について説明する。図13は、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との連結解除に関するタイミングチャートである。図13において、実線は、駆動信号供給部125を備えている場合の連結ピン90の動きを表している。一点鎖線は、駆動信号供給部125を備えていない場合の連結ピン90の動きを表している。二点鎖線は、吸気弁41の実際の動きを表している。破線は、吸気弁41の仮想の動きを表している。時刻T1、T3およびT5xにおいて吸気弁41は開き始め、時刻T2、T4およびT6Xにおいて吸気弁41は閉じ終わる。
Next, an example of movement control of the connecting
まず、駆動信号供給部125を備えている場合の連結ピン90の動きについて説明する。自動二輪車1が走行しているときの時刻Tyにおいて、クランク軸検出器50により検出されるクランク軸15の回転速度が所定の回転速度より小さくなったため、指示部115は、ソレノイド100の駆動を指示する。駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始めるまでの間に、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に戻り、かつ、連結ピン90が第1の非連結位置Pn1に戻るように、時刻Te1において、ソレノイド100への駆動信号の供給を停止する。時刻Te2において、コイルばね91の付勢力によって連結ピン90の移動が開始される。連結ピン90の位置Ppは、連結完了位置Pfから第1の非連結位置Pn1に変化し始める。
First, the movement of the connecting
第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了し吸気弁41が閉じた時刻T4から第2の吸気ロッカーアーム64が次に回動し始める時刻T5までの間の時刻Te3において、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に戻り、時刻T5よりも早い時刻である時刻Te4において、連結ピン90は第1の非連結位置Pn1に戻る。これにより、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との連結が解除される。その後、時刻T5において、第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始める。時刻T5xにおいて、第1の吸気ロッカーアーム63が回動し始め吸気弁41が第1のロッカーアーム63のタイミングで開き始める。時刻T6xにおいて、第1の吸気ロッカーアーム63の回動が完了し、吸気弁41は閉じる。
At time T e3 of between time T 4 the
次に、駆動信号供給部125を備えていない場合の連結ピン90の動きについて説明する。時刻Td1において、ソレノイド100に駆動信号の供給が開始されると、時刻Td2において、連結ピン90の移動が開始される。このとき、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は回動していないため、連結ピン90の先端90Tは、連結完了位置Pfから第2の非連結位置Pn2に向けて移動する。時刻T3において、第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始めたとき、連結ピン90は第2の非連結位置Pn2に至っていない。このため、連結ピン90が連結完了位置Pfに位置しない状態で、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64が回動する。すなわち、第2の吸気ロッカーアーム64のタイミングで吸気弁41の開閉が行われる。このため、連結ピン90のうち孔74Hに挿入された部分には過剰な荷重が加わる。この結果、連結ピンを第2の非連結位置Pn2に円滑に移動させることができない。時刻T4において、第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了すると、連結ピン90の先端90Tは、孔74H内を第2の非連結位置Pn2に向けて再度移動し始める。時刻Td3において、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に戻り、時刻T5よりも早い時刻である時刻Td4において、連結ピン90は第1の非連結位置Pn1に戻る。
Next, the movement of the connecting
図14に示すように、ECU110は、電流供給回路140を備えている。電流供給回路140は、駆動信号としての電圧がバッテリ105から印加されることによりソレノイド100に電流を供給する。電流供給回路140には、還流ダイオード145と、第1スイッチ素子150と、第2スイッチ素子155とが配置されている。還流ダイオード145はソレノイド100と共に還流回路160を構成する。第1スイッチ素子150は、バッテリ105の電圧のデューティ制御を行う。第2スイッチ素子155は、ソレノイド100の上流に設けられている。
As shown in FIG. 14, the
第1スイッチ素子150がONの状態で、バッテリ105から電流が供給されると、図14の矢印Mのように、電流はソレノイド100を流れた後、第1スイッチ素子150に流れる。一方、第1スイッチ素子150がOFFの状態で、バッテリ105から電流が供給されると、図15の矢印Nのように、電流は還流回路160を流れる。すなわち、電流は、ソレノイド100、還流ダイオード145、第2スイッチ素子155、ソレノイド100の順に流れ続ける。
When a current is supplied from the
次に、図16を参照しながら、本実施形態に係る連結ピン90の移動制御時における電流の流れについて説明する。図16において、DSSは、駆動信号供給部125を示す。CURは、ソレノイド100に流れる電流の値を示す。SW1は、第1スイッチ素子150を示す。SW2は、第2スイッチ素子155を示す。Ppは連結ピン90の位置を示す。Pn1は第1の非連結位置を表す。Pfは連結完了位置を表す。連結ピン90の位置Ppは、第1の非連結位置Pn1と、連結完了位置Pfとの間で変化する。Tは時間を表す。
Next, the flow of current during movement control of the connecting
時刻T1において、駆動信号供給部125は、クランク軸検出器50により検出されるクランク軸15の回転位置に基づいて、第2の吸気ロッカーアーム64が回動し、め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始めた後に連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達し、かつ第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始めるまでの間に連結ピン90が連結完了位置Pfに至るように、ソレノイド100に駆動信号の供給を開始する。駆動信号供給部125がソレノイド100に駆動信号の供給を開始すると、ECU110は、第1スイッチ素子150および第2スイッチ素子155をONする。時刻T2において、連結ピン90は連結完了位置Pfに到達する。連結ピン90が連結完了位置Pfに到達した後もソレノイド100には電流が流れ続ける。時刻T3において、ECU110は、ディーティ制御を開始する。時刻T3になると、ECU110は、第1スイッチ素子150のONとOFFを繰り返す。このため、ソレノイド100に供給される電流の値は徐々に低下していく。時刻T4において、ECU110は、ソレノイド100に供給される電流値がXとなっており、ECU110は、第1スイッチ素子150および第2スイッチ素子155をOFFすることができる。時刻T4において、駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始めるまでの間に、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に戻り、かつ、連結ピン90が第1の非連結位置Pn1に戻るように、ソレノイド100への駆動信号の供給を停止する。ソレノイド100への駆動信号の供給を停止するのは、ソレノイド100に供給される電流値がX以下であるとよく、ソレノイド100に供給される電流値がXとなる時刻T4より遅い時間であるとよい。時刻T4では、ソレノイド100に供給される電流値が十分低減されているため、第2スイッチ素子155に逆起電力が発生しても第2スイッチ素子155にかかる逆起電力を小さくすることができる。この結果、第2スイッチ素子155の破損は防止される。第2スイッチ素子155をOFFすることによって、ソレノイド100に供給される電流は即座に停止される。このため、連結ピン90はコイルばね91によって直ちに第1の非連結位置Pn1に向けて移動を開始する。時刻T5において、連結ピン90は、第1の非連結位置Pn1へと移動を完了する。なお、ソレノイド100への駆動信号の供給を停止するのは、ソレノイド100に供給される電流値がX以下でなくてもよく、常時ソレノイド100への駆動信号の供給を停止することができる。
At time T 1, the drive
自動二輪車1では、レイアウトの制約があるため、小型のソレノイド100を用いることによってコンパクト化を図ることができる。しかし、小型のソレノイド100は、ソレノイド100の力が小さい傾向にあり、連結ピン90を移動させるのに比較的時間を要する。このため、連結ピン90の一部が第2の吸気ロッカーアーム64の孔74Hに挿入されているが、連結ピン90が連結完了位置Pfに到達していない状態で、第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始めた場合や、連結ピン90の先端90Tが第2の吸気ロッカーアーム64の孔74Hに挿入された状態で、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のいずれか一方が回動し始めた場合に、連結ピン90が第1の吸気ロッカーアーム63の方に弾き戻されることが生じ得る。しかし、本実施形態によれば、駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化した後に連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達し、かつ第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に連結ピン90が連結完了位置Pfに至るように、ソレノイド100に対して駆動信号の供給を開始する。このため、連結ピン90が連結完了位置Pfに到達していない状態で、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64が一体となって回動したり、連結ピン90が弾き戻されたりすることを防止することができる。このため、弁の開閉のタイミングを円滑に変更することができる。連結ピンの先端に荷重が加わることが防止されるため、連結ピンの剛性を比較的低くすることができる。すなわち、連結ピンの重量を低減することができ、さらにソレノイドを小型化することも可能である。
Since the
また、駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めてから、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了するまでの間に、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達し、かつ第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に連結ピン90が連結完了位置Pfに至るように、ソレノイド100に対して駆動信号の供給を開始する。これにより、連結ピン90の弾かれを防ぎつつ、連結ピン90の先端90Tが非連結位置Pn2に到達するまでの時間の自由度が大きくなる。すなわち、連結ピン90の先端90Tが非連結位置Pn2に到達するまでの時間を比較的長くすることができるので、ソレノイド100の大型化を抑制することができる。
Further, the drive
一方、ソレノイド100への駆動信号の供給が停止されると、連結ピン90はコイルばね91の付勢力によって、吸気ロッカー軸62の軸線Wの方向において連結完了位置Pfから第1の非連結位置Pn1に向かって移動する。連結ピン90が連結中途位置Phに位置する場合、第2の吸気ロッカーアーム64および第1の吸気ロッカーアーム63が一体となって回動する。このため、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の少なくともいずれかの回動による荷重が連結ピン90の先端90Tに過剰に加わってしまう。しかし、本実施形態によれば、連結ピン90が連結中途位置Phにある状態では、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64は回動しない。このため、連結ピンを非連結位置に円滑に移動させることができる。
On the other hand, when the supply of the drive signal to the
連結ピン90に加えられるソレノイド100の力は、ソレノイド100に供給される電流の値によって異なる。本実施形態では、バッテリ105の電圧に基づいてソレノイド100に供給する電流の変化を小さくすることができる。このため、電流の値を監視しなくてもよく、構成が簡易となる。
The force of the
<第2実施形態>
第1実施形態では、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始めた後に連結ピン90の先端90Tが第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと同位置(図10B参照)に到達する。このため、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めてから、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64が回動を完了するまでの間に連結ピン90の先端90Tがボス部74の側面74Sを押し続けることがあった。図17に示すように、第2実施形態では、連結ピン90の先端90Tがボス部74の側面74Sに接触しないようにしたものである。
Second Embodiment
In the first embodiment, of the first
駆動信号供給部125は、指示部115によりソレノイド100の駆動が指示された状態で、クランク軸検出器50により検出されるクランク軸15の回転位置に基づいて、ソレノイド100に駆動信号を供給する。駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第1の吸気ロッカーアームおよび第2の吸気ロッカーアーム64のうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に、連結ピン90の先端90Tが第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと同位置(図10B参照)に到達し、かつ連結ピン90が連結完了位置(図10D参照)に至るように、ソレノイド100に駆動信号の供給を開始するように構成されている。駆動信号供給部125は、吸気弁41が閉じているときにソレノイド100に駆動信号の供給を開始するように構成されていてもよい。駆動信号供給部125は、吸気弁41が閉じ終わってから次に開き始めるまでの間に、連結ピン90の先端90Tが第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sと同位置(図10B参照)に到達し、かつ連結ピン90が連結完了位置(図10D参照)に至るように、ソレノイド100に駆動信号の供給を開始するように構成されていてもよい。
The drive
次に、図17を参照しながら、本実施形態に係る連結ピン90の移動制御の一例について説明する。図17は、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との連結に関するタイミングチャートである。図17において、実線は、駆動信号供給部125を備えている場合の連結ピン90の動きを表している。二点鎖線は、吸気弁41の実際の動きを表している。破線は、吸気弁41の仮想の動きを表している。
Next, an example of movement control of the connecting
駆動信号供給部125は、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了してから次に第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始めるまでの間に、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達し、かつ連結ピン90が連結完了位置Pfに至るように、時刻Tf1において、ソレノイド100に駆動信号の供給を開始する。第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了した時刻T4よりも遅い時刻Tf2において、連結ピン90の移動が開始される。なお、時刻T4において、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達していないタイミングであれば、連結ピン90の移動開始は時刻T4よりも早い時間であってもよい。第2の吸気ロッカーアーム64が次に回動し始める時刻T5よりも早い時刻Tf3において、連結ピン90の先端90Tが第2の非連結位置Pn2に到達する。このとき、第1の吸気ロッカーアーム63のボス部73の孔73Hと第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の孔74Hとは、連結ピン90の軸線方向で重なっている。このため、連結ピン90の先端90Tは、孔74H内に挿入されていく。第2の吸気ロッカーアーム64が次に回動し始める時刻T5よりも早い時刻Tf4において、連結ピン90が連結完了位置Pfに至る。
The drive
第2の吸気ロッカーアーム64が回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始めたときに、連結ピン90の先端90Tが第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sに接触すると、連結ピン90を押すソレノイド100の押圧力は徐々に高まっていく。このため、第1の吸気ロッカーアーム63および第2の吸気ロッカーアーム64の回動が完了し、連結ピン90がボス部74の孔74Hに挿入されるときに、ソレノイド100の力が通常よりも大きくなってしまい、ソレノイド100の動作音や連結ピン90から発せられる音が大きくなってしまうことがある。また、ソレノイド100が通常とは異なる動作をするため、ソレノイド100に負荷がかかる虞がある。かかる負荷に耐えうるように、ソレノイド100の剛性を高める必要がある。ソレノイド100の剛性を高めることは、コストの増加およびソレノイド100自体の大型化に繋がる傾向にある。しかし、本実施形態によれば、連結ピン90が第1の非連結位置Pn1から連結完了位置Pfに向けて移動する際に連結ピン90の先端90Tは、第2の吸気ロッカーアーム64のボス部74の側面74Sに接触しない。このため、ソレノイド100に発生し得る不具合を防止すると共に、ソレノイド100を小型化することができる。
When the second
上述した実施形態では、第1の吸気ロッカーアーム63の腕71R、71Lが吸気弁41を駆動していたが、第2の吸気ロッカーアーム64に腕を設けて、該腕によって吸気弁41を駆動してもよい。連結ピン90が第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結していないときは、第2の吸気ロッカーアーム64の回動によって吸気弁41は開閉される。連結ピン90が第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64とを連結しているときは、第1の吸気ロッカーアーム63の回動によって吸気弁41は開閉される。
In the embodiment described above, the
上述した実施形態では、第2の吸気ロッカーアーム64が第1の吸気ロッカーアーム63よりも先に回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始めていたが、これに限定されない。即ち、第1の吸気ロッカーアーム63が第2の吸気ロッカーアーム64よりも先に回動し始め、第1の吸気ロッカーアーム63と第2の吸気ロッカーアーム64との相対位置が変化し始めてもよい。
In the above-described embodiment, the second
上述した実施形態では、排気ロッカーアーム83が排気弁43を駆動していたが、吸気弁41の開閉と同様に、リフト量の異なる第1の排気カムおよび第2の排気カムと、それぞれの排気カムによって駆動される第1の排気ロッカーアームおよび第2の排気ロッカーアームと、第1の排気ロッカーアームと第2の排気ロッカーアームとの連結および非連結が可能な連結ピンを有していてもよい。これにより、第1の排気ロッカーアームと第2の排気ロッカーアームとが連結していないときは、第1の排気ロッカーアームの回動によって、排気弁を開閉し、第1の排気ロッカーアームと第2の排気ロッカーアームとが連結しているときは、第2の排気ロッカーアームの回動によって、排気弁を開閉することができる。このように、第1の排気ロッカーアームと第2の排気ロッカーアームとの連結および非連結を制御することによって、排気弁の開閉のタイミングを変更することができる。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、クランク軸検出器50がクランク軸15の回転速度およびクランク軸15の回転位置を検出することによって、カム軸61の回転状況を把握していたが、これに限定されない。例えば、クランク軸15の下流に配置された他の軸等の回転速度および回転位置を直接的または間接的に検出することによって、カム軸61の回転状況を把握してもよいし、カム軸61の回転速度および回転位置を直接的または間接的に検出してもよい。
In the above-described embodiment, the
上述した実施形態では、図16に示すように、ECU110は、時刻T3においてデューティ制御を開始するが、これに限定されない。例えば、ECU110は、時刻T2においてデューティ制御を開始してもよい。この場合、時刻T2から時刻T4までのデューティ比は一定であってもよい。また、時刻T3までのデューティ比よりも時刻T3以降のデューティ比の方が小さくてもよいし、時刻T3までのデューティ比よりも時刻T3以降のデューティ比の方が大きくてもよい。ここで、デューティ比とは、第2スイッチ素子155に印加されるパルス電圧のデューティ比をいう。また、時刻T2から時刻T3までのデューティ比は、一定でもよいし、異なっていてもよい。時刻T3以降のデューティ比は、一定でもよいし、異なっていてもよい。また、ECU110は、連結ピン90の移動制御時において、デューティ制御をしなくてもよい。
In the above embodiment, as shown in FIG. 16,
パワーユニット10は、車体フレーム2に対して上下揺動可能に支持されるユニットスイング式のパワーユニットに限らず、車体フレーム2に揺動不能に支持されたパワーユニットであってもよい。かかるパワーユニットは、例えば、エンジンと、エンジンの後方に位置する有段の変速機構を備え、エンジンと変速機構とがクランクケース内に一緒に配置されていてもよい。
The
ここに用いられた用語及び表現は、説明のために用いられたものであって限定的に解釈するために用いられたものではない。ここに示されかつ述べられた特徴事項の如何なる均等物をも排除するものではなく、本発明のクレームされた範囲内における各種変形をも許容するものであると認識されなければならない。本発明は、多くの異なった形態で具現化され得るものである。この開示は本発明の原理の実施形態を提供するものと見なされるべきである。それらの実施形態は、本発明をここに記載しかつ/又は図示した好ましい実施形態に限定することを意図するものではないという了解のもとで、実施形態がここに記載されている。ここに記載した実施形態に限定されるものではない。本発明は、この開示に基づいて当業者によって認識され得る、均等な要素、修正、削除、組み合わせ、改良及び/又は変更を含むあらゆる実施形態をも包含する。クレームの限定事項はそのクレームで用いられた用語に基づいて広く解釈されるべきであり、本明細書あるいは本願のプロセキューション中に記載された実施形態に限定されるべきではない。 The terms and expressions used herein are used for explanation and are not used for limited interpretation. It should be recognized that any equivalents of the features shown and described herein are not excluded and that various modifications within the claimed scope of the invention are permitted. The present invention can be embodied in many different forms. This disclosure should be regarded as providing embodiments of the principles of the invention. The embodiments are described herein with the understanding that the embodiments are not intended to limit the invention to the preferred embodiments described and / or illustrated herein. It is not limited to the embodiment described here. The present invention also encompasses any embodiment that includes equivalent elements, modifications, deletions, combinations, improvements and / or changes that may be recognized by those skilled in the art based on this disclosure. Claim limitations should be construed broadly based on the terms used in the claims and should not be limited to the embodiments described herein or in the process of this application.
11 エンジン
15 クランク軸
19 シリンダ部
41 吸気弁
63 第1の吸気ロッカーアーム
64 第2の吸気ロッカーアーム
74S 側面
90 連結ピン
100 ソレノイド
110 ECU
115 指示部
125 駆動信号供給部
11
115
Claims (10)
クランク軸を支持するクランクケースと、
前記クランク軸の回転速度を検出する回転速度検出部と、
前記クランク軸の回転位置を検出する回転位置検出部と、
前記クランクケースに接続され、燃焼室と前記燃焼室の隣に位置するカムチェーン室とを有するシリンダ部と、
前記シリンダ部に支持され、前記カムチェーン室内に配置されたカムチェーンにより前記クランク軸と連結されたカム軸と、
第1リフト部と第1ベース部とを備え、前記カム軸と一体に回転する第1カムと、
前記第1リフト部と異なる形状の第2リフト部と第2ベース部とを備え、前記カム軸と一体に回転する第2カムと、
前記シリンダ部に支持され、前記カム軸と平行なロッカー軸と、
前記ロッカー軸に回動可能に支持され、前記第1カムの前記第1リフト部から力を受けて回動する第1ロッカーアームと、
前記ロッカー軸に回動可能に支持され、前記第2カムの前記第2リフト部から力を受けて回動し、前記第1ロッカーアームの側方に配置され、前記第1ロッカーアームと対向する側面を有する第2ロッカーアームと、
前記シリンダ部に配置され、前記第1ロッカーアームまたは前記第2ロッカーアームにより駆動され、前記燃焼室を開閉する弁と、
前記ロッカー軸と平行な方向に移動自在な連結ピンと、
前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面よりも前記第1ロッカーアームの方に位置し、前記連結ピンが前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとを連結しない非連結位置と、前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面よりも前記第2ロッカーアームの方に位置し、前記連結ピンが前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとを連結する連結完了位置との間で、前記連結ピンを移動させるソレノイドと、
前記ソレノイドを制御する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、
前記回転速度検出部により検出される前記クランク軸の回転速度に基づいて、前記ソレノイドの駆動を指示する指示部と、
前記指示部により前記ソレノイドの駆動が指示されたときに、前記回転位置検出部により検出される前記クランク軸の回転位置に基づいて、前記ソレノイドに駆動信号を供給する駆動信号供給部と、を備え、
前記駆動信号供給部は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始め、前記第1ロッカーアームと前記第2ロッカーアームとの相対位置が変化し始めた後に前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面と同位置に到達し、かつ前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームの回動が完了してから次に前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に前記連結ピンが前記連結完了位置に至るように、前記駆動信号の供給を開始するように構成されている、内燃機関。 A single cylinder internal combustion engine,
A crankcase that supports the crankshaft;
A rotational speed detector for detecting the rotational speed of the crankshaft;
A rotational position detector for detecting a rotational position of the crankshaft;
A cylinder part connected to the crankcase and having a combustion chamber and a cam chain chamber located next to the combustion chamber;
A camshaft supported by the cylinder portion and connected to the crankshaft by a cam chain disposed in the cam chain chamber;
A first cam that includes a first lift portion and a first base portion and rotates integrally with the cam shaft;
A second cam having a second lift part and a second base part having a shape different from that of the first lift part, and rotating integrally with the cam shaft;
A rocker shaft supported by the cylinder portion and parallel to the cam shaft;
A first rocker arm that is rotatably supported by the rocker shaft and that rotates by receiving a force from the first lift portion of the first cam;
It is rotatably supported by the rocker shaft, is rotated by receiving a force from the second lift portion of the second cam, is disposed on the side of the first rocker arm, and faces the first rocker arm. A second rocker arm having a side surface;
A valve disposed in the cylinder portion and driven by the first rocker arm or the second rocker arm to open and close the combustion chamber;
A connecting pin movable in a direction parallel to the rocker shaft;
The distal end of the connecting pin is positioned closer to the first rocker arm than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, and the connecting pin is connected to the first rocker arm and the second rocker arm. A non-connecting position that does not connect, and a tip of the connecting pin is positioned closer to the second rocker arm than the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, and the connecting pin is the first rocker A solenoid for moving the connecting pin between a connection completion position for connecting the arm and the second rocker arm;
A control device for controlling the solenoid,
The controller is
An instruction unit for instructing driving of the solenoid based on the rotation speed of the crankshaft detected by the rotation speed detection unit;
A drive signal supply unit that supplies a drive signal to the solenoid based on the rotation position of the crankshaft detected by the rotation position detection unit when the instruction unit instructs to drive the solenoid. ,
The drive signal supply unit is configured such that a rocker arm that starts to rotate first among the first rocker arm and the second rocker arm starts to rotate, and a relative position between the first rocker arm and the second rocker arm is After starting to change, the tip of the connecting pin reaches the same position as the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, and the rotation of the first rocker arm and the second rocker arm is completed Then, the drive is performed so that the connection pin reaches the connection completion position until the rocker arm that starts rotating first among the first rocker arm and the second rocker arm starts rotating. An internal combustion engine configured to start supplying a signal.
前記駆動信号供給部は、前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームの回動が完了してから次に前記第1ロッカーアームおよび前記第2ロッカーアームのうち先に回動し始めるロッカーアームが回動し始めるまでの間に、前記連結ピンの先端が前記ロッカー軸の軸線方向において前記第2ロッカーアームの前記側面と同位置に戻り、かつ、前記連結ピンが前記非連結位置に戻るように、前記駆動信号の供給を停止するように構成されている、請求項1〜3のいずれか一項に記載の内燃機関。 An elastic body for biasing the connection pin from the connection completion position toward the non-connection position in the axial direction of the rocker shaft;
The drive signal supply unit has a rocker arm that starts to rotate first among the first rocker arm and the second rocker arm after the rotation of the first rocker arm and the second rocker arm is completed. Before the rotation starts, the tip of the connection pin returns to the same position as the side surface of the second rocker arm in the axial direction of the rocker shaft, and the connection pin returns to the non-connection position. The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 3, wherein the internal combustion engine is configured to stop supply of the drive signal.
前記連結ピンは、前記非連結位置にあるときに前記第1ロッカーアームの孔内に保持され、前記連結完了位置にあるときに前記第1ロッカーアームの孔内および前記第2ロッカーアームの孔内に保持され、
前記ソレノイドは、前記連結ピンの軸線方向において、前記第1ロッカーアームに対し、前記第2ロッカーアームと反対に配置され、
前記ソレノイドは、前記連結ピンと当接するプッシュロッドを備えている、請求項1〜4のいずれか一つに記載の内燃機関。 The first rocker arm and the second rocker arm are each formed with a hole into which the connecting pin is inserted,
The connection pin is held in the hole of the first rocker arm when in the non-connection position, and in the hole of the first rocker arm and in the hole of the second rocker arm when in the connection completion position. Held in
The solenoid is disposed opposite to the second rocker arm with respect to the first rocker arm in the axial direction of the connecting pin,
The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, wherein the solenoid includes a push rod that abuts the connection pin.
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