TWI553214B - 引擎系統及跨坐型車輛 - Google Patents

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TWI553214B
TWI553214B TW104115779A TW104115779A TWI553214B TW I553214 B TWI553214 B TW I553214B TW 104115779 A TW104115779 A TW 104115779A TW 104115779 A TW104115779 A TW 104115779A TW I553214 B TWI553214 B TW I553214B
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crankshaft
engine
speed
rotational speed
rotation
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TW104115779A
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Inventor
前橋耕生
西村哲彥
梶原謙一
洞口養一
Original Assignee
山葉發動機股份有限公司
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  • Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
  • Valve Device For Special Equipments (AREA)

Description

引擎系統及跨坐型車輛
本發明係關於一種引擎系統及跨坐型車輛。
為了提高引擎之啟動性而使用使氣缸內之壓力降低之減壓機構。於日本專利特開平8-28313號公報中所記載之減壓裝置中,以貫通凸輪軸之方式設置有銷,於該銷之一端安裝有減壓配重,且於另一端卡止有彈簧之一端。又,於減壓配重安裝有減壓凸輪之一端部。於引擎啟動時,藉由彈簧之施力而使減壓凸輪之另一端部抵接於搖臂之減壓用滑塊。藉此驅動閥。當引擎之旋轉速度上升時,藉由離心力而使減壓配重移動,減壓凸輪之另一端部自各搖臂之減壓用滑塊離開。藉此,不驅動閥。
於如上所述之利用離心力進行切換之減壓機構中,當引擎之旋轉速度接近減壓機構進行切換之旋轉速度時,減壓機構之狀態變得不穩定。因此,於複數個構件間產生碰撞聲等異音。於引擎啟動時,產生混合氣之燃燒之爆炸聲,故而不易聽到減壓機構之異音。另一方面,於引擎停止時,未產生混合氣之燃燒之爆炸聲,故而容易聽到減壓機構之異音。尤其是,於自動地進行引擎之怠速停止及再啟動之情形時,引擎頻繁地停止,故而產生此種異音之機會較多,從而增加騎乘者之不快感。
本發明之目的在於提供一種防止減壓機構之異音之產生之引擎系統及包含其之跨坐型車輛。
(1)本發明之一態樣之引擎系統包含:引擎;旋轉驅動部,其使引擎之曲柄軸旋轉;旋轉速度檢測部,其檢測引擎之曲柄軸之旋轉速度;以及控制部,其控制引擎及旋轉驅動部;且引擎包含:凸輪軸,其與曲柄軸之旋轉連動而進行旋轉,並驅動排氣閥及進氣閥;以及減壓機構,其可驅動排氣閥及進氣閥中之至少一者地設置於凸輪軸;且減壓機構包含:離心構件,其與凸輪軸一併旋轉且可相對於凸輪軸於低速位置與高速位置之間移動地設置;施力構件,其將離心構件朝低速位置施力;以及驅動構件,其以於離心構件位於低速位置之情形時成為驅動至少一個閥之驅動狀態,且於離心構件位於高速位置之情形時成為不驅動排氣閥及進氣閥之非驅動狀態之下方式設置;離心構件係於引擎啟動時,於曲柄軸之旋轉速度低於第1旋轉速度時,藉由施力構件之施力而保持於低速位置,當曲柄軸之旋轉速度高於第1旋轉速度時,藉由離心力而保持於高速位置,控制部係於自滿足預先設定之怠速停止條件至滿足預先設定之怠速停止解除條件為止之怠速停止期間,以不使混合氣於引擎之氣缸內燃燒之方式控制引擎,於怠速停止期間之曲柄軸之旋轉時,當藉由旋轉速度檢測部檢測出之旋轉速度成為比第1旋轉速度高之第2旋轉速度以下時,以對曲柄軸進行制動之方式控制旋轉驅動部,且離心構件係以藉由曲柄軸制動時所產生之慣性力而保持於低速位置或高速位置之方式構成。
於該引擎系統中,以可驅動排氣閥及進氣閥中之至少一者之方式將減壓機構設置於凸輪軸。減壓機構包含離心構件、施力構件及驅動構件。於引擎啟動時,於曲柄軸之旋轉速度低於第1旋轉速度時,藉由施力構件之施力而將離心構件保持於低速位置。此情形時,由於驅動構件維持於驅動狀態,故而藉由驅動構件而驅動進氣閥及排氣閥 之至少一者。因此,得以降低氣缸內之壓力,且得以降低曲柄軸之旋轉負載。藉此,得以提高引擎之啟動性。當引擎之旋轉速度高於第1旋轉速度時,藉由離心力而將離心構件保持於高速位置。此情形時,由於驅動構件維持於非驅動狀態,故而無法藉由驅動構件驅動進氣閥及排氣閥。藉此,可於氣缸內將混合氣適當地壓縮。
於怠速停止期間,不使混合氣於氣缸內燃燒,故而曲柄軸之旋轉速度慢慢降低。當曲柄軸之旋轉速度低於第3旋轉速度時,藉由旋轉驅動部而對曲柄軸進行制動。此情形時,藉由因曲柄軸之制動而產生之慣性力,將離心構件保持於低速位置或高速位置。藉此,即便曲柄軸之旋轉速度成為第1旋轉速度,離心構件亦不於低速位置與高速位置之間移動。藉此,可防止減壓機構之異音之產生。
(2)亦可為旋轉驅動部構成為可選擇性地對曲柄軸賦予正方向之轉矩及反方向之轉矩,控制部以於引擎啟動時對曲柄軸賦予正方向之轉矩,且於曲柄軸制動時對曲柄軸賦予反方向之轉矩之方式控制旋轉驅動部。
此情形時,無需複雜之構成及控制便可容易地對曲柄軸進行制動。
(3)旋轉驅動部亦可為包含設置於曲柄軸之轉子之旋轉電機。
此情形時,與旋轉驅動部經由減速機而連接於曲柄軸之情形相比,得以抑制於曲柄軸驅動時及制動時產生機械聲,而提高安靜性。
另一方面,於怠速停止期間之曲柄軸之旋轉速度降低時,慣性力作用於轉子,藉此,曲柄軸之減速度變低。因此,於曲柄軸之旋轉速度經過第1旋轉速度時,減壓機構之狀態容易變得不穩定。即便於此情形時,根據上述構成,亦可藉由對曲柄軸進行制動而防止離心構件之移動,從而防止減壓機構之異音之產生。
(4)亦可為離心構件以藉由曲柄軸制動時所產生之慣性力而保持 於高速位置之方式構成。
此情形時,可一面使驅動構件維持於非驅動狀態,一面降低曲柄軸之旋轉速度,故而未藉由驅動構件驅動進氣閥及排氣閥。因此,可更提高怠速停止時之安靜性。
(5)亦可為控制部以於怠速停止期間之曲柄軸之旋轉時,當藉由旋轉速度檢測部檢測出之旋轉速度低於第1旋轉速度以下之第3旋轉速度時,停止曲柄軸之制動之方式控制旋轉驅動部。
此情形時,藉由停止曲柄軸之制動,而使曲柄軸之旋轉穩定地停止。又,於曲柄軸之旋轉速度低於第1旋轉速度之後停止曲柄軸之制動,故而即便制動之慣性力消失,亦可將離心構件保持於低速位置。因此,得以防止離心構件移動,而不會產生減壓機構之異音。
(6)本發明之另一態樣之跨坐型車輛包含:本體部,其具有驅動輪;以及上述引擎系統,其產生用以使驅動輪旋轉之動力。
於該跨坐型車輛中,由於使用有上述引擎系統,故可防止減壓機構之異音之產生。
1‧‧‧車體
2‧‧‧前叉
3‧‧‧前輪
4‧‧‧把手
5‧‧‧座部
6‧‧‧ECU
7‧‧‧後輪
10‧‧‧引擎
11‧‧‧活塞
12‧‧‧連桿
13‧‧‧曲柄軸
15‧‧‧進氣閥
16‧‧‧排氣閥
16a‧‧‧閥彈簧
17‧‧‧凸輪軸
17a、17b‧‧‧凸輪軸頸
18‧‧‧噴射器
19‧‧‧點火裝置
20‧‧‧燃燒室
21‧‧‧進氣口
22‧‧‧進氣通路
23‧‧‧排氣口
24‧‧‧排氣通路
30‧‧‧旋轉電機
31‧‧‧定子
31a‧‧‧定子線圈
32‧‧‧轉子
32a‧‧‧磁鐵
40‧‧‧把手桿
41‧‧‧固定握把
42‧‧‧加速器握把
43、44‧‧‧煞車桿
45‧‧‧把手罩
46‧‧‧啟動開關
51‧‧‧離心構件
51a‧‧‧貫通孔
51b‧‧‧缺口
51c‧‧‧開口
52‧‧‧驅動構件
52a‧‧‧擺動片
52b‧‧‧突出銷
53‧‧‧施力構件
71‧‧‧突出銷
72‧‧‧突出銷
73‧‧‧開口
100‧‧‧機車
BL‧‧‧皮帶
CA1‧‧‧進氣凸輪
CA2‧‧‧排氣凸輪
CS‧‧‧凸輪鏈輪
CU‧‧‧缺口
CY‧‧‧氣缸
DE‧‧‧減壓機構
DP‧‧‧減壓銷
DPa‧‧‧缺口
DPs‧‧‧減壓作用部
DS‧‧‧凸輪軸驅動鏈輪
ES‧‧‧引擎系統
EU‧‧‧引擎單元
Fi‧‧‧慣性力
H1‧‧‧貫通孔
MS‧‧‧主開關
R1‧‧‧箭頭
RA1、RA2‧‧‧搖臂
RA2a‧‧‧輥
RA2b‧‧‧調整器
RC‧‧‧旋轉中心線
S1‧‧‧步驟
S2‧‧‧步驟
S3‧‧‧步驟
S4‧‧‧步驟
SE1‧‧‧曲柄角感測器
SE2‧‧‧節流開度感測器
SE3‧‧‧車速感測器
t0‧‧‧時間點
t1‧‧‧時間點
t2‧‧‧時間點
t3‧‧‧時間點
t4‧‧‧時間點
t5‧‧‧時間點
TA‧‧‧端部
TB‧‧‧端部
TL‧‧‧節流閥
V1‧‧‧制動開始速度
V2‧‧‧切換速度
V3‧‧‧制動停止速度
圖1係表示機車之概略構成之模式性側視圖。
圖2係表示把手之構成之外觀立體圖。
圖3係用以對引擎單元之構成進行說明之模式圖。
圖4係用以對引擎單元之構成進行說明之模式圖。
圖5係表示引擎系統之控制系統之構成之方塊圖。
圖6係用以對減壓機構之詳細情況進行說明之圖。
圖7係用以對減壓機構之詳細情況進行說明之圖。
圖8(a)及(b)係用以對驅動構件之切換進行說明之圖。
圖9(a)及(b)係用以對驅動構件之切換進行說明之圖。
圖10(a)及(b)係用以對減壓機構之異音之產生進行說明之圖。
圖11(a)及(b)係用以對減壓機構之異音之產生進行說明之圖。
圖12(a)及(b)係用以對減壓機構之異音之產生進行說明之圖。
圖13(a)及(b)係用以對曲柄軸制動時之減壓機構之動作進行說明之圖。
圖14係表示引擎停止時及其前後之曲柄軸之旋轉速度之變化的圖。
圖15係引擎停止處理之流程圖。
以下,對本發明之實施形態之引擎系統及包含其之機車進行說明。機車為跨坐型車輛之一例。於以下之說明中,前、後、左及右意指以機車之騎乘者為基準之前、後、左及右。
(1)機車
圖1係表示本發明之一實施形態之機車之概略構成之模式性側視圖。於圖1之機車100中,前叉2可朝左右方向擺動地設置於車體1之前部。於前叉2之上端安裝有把手4,於前叉2之下端,可旋轉地安裝有前輪3。
於車體1之大致中央上部設置有座部5。於座部5之下方設置有ECU(Engine Control Unit,引擎控制單元)6及引擎單元EU。由ECU6及引擎單元EU構成引擎系統ES。於車體1之後端下部,可旋轉地安裝有後輪7。利用藉由引擎單元EU所產生之動力而對後輪7進行旋轉驅動。
圖2係表示把手4之構成之外觀立體圖。如圖2所示,把手4包含向左右延伸之把手桿40。於把手桿40之左端部設置有固定握把41,於把手桿40之右端部設置有加速器握把42。加速器握把42可相對於把手桿40於特定之角度範圍旋轉。藉由操作加速器握把42而調整下述節流閥TL(圖3)之開度。
於固定握把41之前方設置有用以使後輪7(圖1)之煞車作動之煞車桿43,於加速器握把42之前方設置有用以使前輪3(圖1)之煞車作動之煞車桿44。把手桿40由把手罩45覆蓋。以與加速器握把42相鄰之方式,於把手罩45設置啟動開關46。於把手4之下方設置有主開關MS(下述圖5)。
圖3及圖4係用以對引擎單元EU之構成進行說明之模式圖。如圖3所示,引擎單元EU包含引擎10及旋轉電機30。旋轉電機30作為啟動兼發電機發揮功能。引擎10包含氣缸CY、活塞11、連桿(connecting rod)12、曲柄軸13、進氣閥15、排氣閥16、凸輪軸17、噴射器18及點火裝置19。於本實施形態中,引擎10為4衝程之單氣缸引擎。
活塞11可於氣缸CY內往復移動地設置,且經由連桿12而連接於曲柄軸13。藉由氣缸CY及活塞11而區劃燃燒室20。燃燒室20係經由進氣口21而與進氣通路22連通,經由排氣口23而與排氣通路24連通。 以使進氣口21開閉之方式設置有進氣閥15,以使排氣口23開閉之方式設置有排氣閥16。於進氣通路22設置有用以調整導引至燃燒室20之空氣之流量之節流閥TL。如上所述,藉由操作圖2之加速器握把42而調整節流閥TL之開度。
噴射器18係以對進氣通路22噴射燃料之方式構成。點火裝置19係以對燃燒室20內之混合氣進行點火之方式構成。將藉由噴射器18噴射之燃料與空氣混合並導引至燃燒室20,藉由點火裝置19而對燃燒室20內之混合氣進行點火。藉由混合氣燃燒而驅動活塞11,活塞11之往復運動轉換為曲柄軸13之旋轉運動。藉由將曲柄軸13之旋轉力傳遞至圖1之後輪7而驅動後輪7。
凸輪軸17係以與曲柄軸13之旋轉連動而進行旋轉之方式設置。 搖臂RA1、RA2以抵接於凸輪軸17之方式可擺動地設置。凸輪軸17係經由搖臂RA1而驅動進氣閥15,經由搖臂RA2而驅動排氣閥16。
如圖4所示,於凸輪軸17之一端部設置有凸輪鏈輪CS。又,於曲柄軸13設置有凸輪軸驅動鏈輪DS。於凸輪鏈輪CS及凸輪軸驅動鏈輪DS捲繞有皮帶BL。經由皮帶BL,將曲柄軸13之旋轉力傳遞至凸輪軸17。凸輪軸17之旋轉速度為曲柄軸13之旋轉速度之二分之一。
凸輪軸17具有凸輪軸頸17a、17b、進氣凸輪CA1及排氣凸輪CA2。凸輪軸頸17a以與凸輪鏈輪CS相鄰之方式配置,凸輪軸頸17b配置於凸輪軸17之另一端部。凸輪軸頸17a、17b分別由未圖示之軸承部保持。於凸輪軸頸17a、17b之間設置有進氣凸輪CA1及排氣凸輪CA2。進氣凸輪CA1以與凸輪軸頸17b相鄰之方式設置,排氣凸輪CA2以與凸輪軸頸17a相鄰之方式設置。於曲柄角(曲柄軸13之旋轉位置)處於與進氣步驟對應之角度範圍時,進氣凸輪CA1驅動圖3之搖臂RA1。又,於曲柄角處於與排氣步驟對應之角度範圍時,排氣凸輪CA2驅動圖3之搖臂RA2。
於凸輪軸17設置有減壓機構DE。減壓機構DE係藉由與排氣凸輪CA2分開地提昇排氣閥16,而降低氣缸CY內之壓力。關於減壓機構之詳細情況係於下文進行敍述。
旋轉電機30包含定子31及轉子32。定子31固定於未圖示之曲柄軸箱,包含U相、V相及W相之複數個定子線圈31a。複數個定子線圈31a以沿以曲柄軸13之旋轉中心線為中心之圓排列之方式配置。轉子32以包圍定子31之方式固定於曲柄軸13。轉子32包含複數個磁鐵32a,該複數個磁鐵32a以沿以曲柄軸13之旋轉中心線為中心之圓排列之方式配置。旋轉電機30可利用自未圖示之電池供給之電力而驅動曲柄軸13,且可利用藉由曲柄軸13之旋轉而產生之電力對電池進行充電。亦可代替旋轉電機30而個別地設置啟動馬達及發電機。
圖5係表示引擎系統ES之控制系統之構成之方塊圖。如圖5所示,引擎系統ES包含曲柄角感測器SE1、節流開度感測器SE2及車速 感測器SE3。曲柄角感測器SE1檢測曲柄角。節流開度感測器SE2檢測圖3之節流閥TL之開度(以下稱作節流開度)。車速感測器SE3檢測機車100之移動速度(車速)。曲柄角感測器SE1、節流開度感測器SE2及車速感測器SE3之檢測結果分別作為檢測信號而被賦予至ECU6。又,主開關MS之操作及啟動開關46之操作分別作為操作信號而被賦予至ECU6。
ECU6例如包含CPU(Central Processing Unit,中央處理單元)(中央運算處理裝置)及記憶體。亦可代替CPU及記憶體而使用微電腦。 ECU6係根據被賦予之檢測信號及操作信號而控制噴射器18、點火裝置19及旋轉電機30。
當主開關MS接通且啟動開關46接通時,引擎10啟動。引擎10啟動係指藉由開始噴射器18之燃料噴射及點火裝置19之點火而開始混合氣之燃燒。當主開關MS斷開時,引擎10停止。引擎10停止係指藉由使噴射器18之燃料噴射及點火裝置19之點火之至少一者停止而停止混合氣之燃燒。又,藉由滿足預先設定之怠速停止條件而使引擎10自動地停止,其後,藉由滿足預先設定之怠速停止解除條件而使引擎10自動地再啟動。
怠速停止條件包含與節流開度、車速及引擎10之旋轉速度中之至少一者有關之條件。例如怠速停止條件為藉由節流開度感測器SE2檢測出之節流開度為0,藉由車速感測器SE3檢測出之車速為0,且引擎10之旋轉速度大於0rpm且為2500rpm以下。又,怠速停止條件亦可為煞車桿43、44(圖2)被操作等其他條件。
怠速停止解除條件包含與節流開度有關之條件。例如怠速停止解除條件為藉由節流開度感測器SE2檢測出之節流開度大於0。又,怠速停止解除條件亦可為煞車桿43、44(圖2)之操作被解除等其他條件。
(2)減壓機構
圖6及圖7係用以對減壓機構DE之詳細情況進行說明之圖。於圖6中表示減壓機構DE、凸輪軸17之一部分及搖臂RA2,於圖7中表示減壓機構DE及凸輪軸17之一部分。於以下之說明中,將與凸輪軸17之旋轉中心線RC平行之方向稱作軸方向。
如圖6所示,搖臂RA2包含輥RA2a及調整器RA2b。輥RA2a之外周面抵接於排氣凸輪CA2之外周面,調整器RA2b抵接於圖3之排氣閥16之上端部。藉由凸輪軸17與圖3之曲柄軸13之旋轉連動地進行旋轉,排氣凸輪CA2將輥RA2a上推。藉此,搖臂RA2擺動,圖3之排氣閥16被提昇。
減壓機構DE設置於凸輪軸17之一端部。減壓機構DE包含離心構件51、驅動構件52及施力構件53。離心構件51配置於凸輪鏈輪CS之一面上。所謂凸輪鏈輪CS之一面係指與面向凸輪軸頸17a及排氣凸輪CA2之面為相反側之凸輪鏈輪CS之面。
如圖7所示,離心構件51具有大致U字形狀。於離心構件51之一端部設置有圓形之貫通孔51a。於離心構件51之另一端部形成有以固定寬度朝一方向延伸之缺口51b。又,於離心構件51設置有呈圓弧狀延伸之開口51c。
於凸輪鏈輪CS之一面,以朝軸方向突出之方式分別設置有突出銷71、72。突出銷71插入至離心構件51之貫通孔51a,突出銷72插入至離心構件51之開口51c。離心構件51係以突出銷71為中心可相對於凸輪鏈輪CS擺動地設置。藉由突出銷72抵接於開口51c之一端部TA及另一端部TB而限制離心構件51之擺動範圍。
施力構件53配置於突出銷71之外周面上。施力構件53之一端卡止於離心構件51,另一端卡止於突出銷71。施力構件53係以突出銷72抵接於開口51c之一端部TA之方式施力離心構件51。
驅動構件52包含擺動片52a、突出銷52b及減壓銷DP。於凸輪鏈輪CS形成有開口73。驅動構件52之擺動片52a設置於開口73內。突出銷52b係以自擺動片52a之一面朝軸方向突出之方式設置。突出銷52b嵌合於離心構件51之缺口51b。突出銷52b之直徑與缺口51b之寬度大致相等。
如圖6所示,於凸輪軸頸17a形成有沿軸方向延伸之貫通孔H1,於排氣凸輪CA2,於軸方向形成有固定深度之缺口CU。減壓銷DP係以自擺動片52a之另一面通過凸輪軸頸17a之貫通孔H1朝軸方向延伸之方式設置。減壓銷DP之前端部位於排氣凸輪CA2之缺口CU內。減壓銷DP與凸輪軸17之旋轉中心線RC之間之距離,小於突出銷52b與凸輪軸17之旋轉中心線RC之間之距離。
驅動構件52係能以減壓銷DP為中心相對於凸輪軸17擺動地設置。如圖7所示,突出銷52b嵌合於離心構件51之缺口51b,故而驅動構件52之擺動與離心構件51之擺動連動。於離心構件51及驅動構件52擺動時,突出銷52b於缺口51b內滑動。
如圖6所示,於減壓銷DP之前端部,於軸方向形成有固定長度之缺口DPa。藉此,減壓銷DP之前端部(以下稱作減壓作用部DPs)具有半圓狀之剖面(圖7)。驅動構件52可切換為減壓作用部DPs之一部分自排氣凸輪CA2之外周面突出之狀態、及整個減壓作用部DPs收容於排氣凸輪CA2之缺口CU內之狀態。
圖8及圖9係用以對驅動構件52之切換進行說明之圖。圖6之凸輪軸17係於引擎10之正常動作時朝箭頭R1之方向旋轉。
對離心構件51作用取決於凸輪軸17之旋轉速度之離心力。於作用於離心構件51之離心力較小之情形時,如圖8(a)所示,藉由施力構件53之施力而以突出銷72抵接於開口51c之一端部TA之狀態保持離心構件51。此情形時,如圖8(b)所示,減壓作用部DPs之一部分自排氣 凸輪CA2之外周面突出。以下,將突出銷72抵接於開口51c之一端部TA時之離心構件51相對於凸輪軸17之相對位置稱作低速位置。又,將離心構件51位於低速位置時之驅動構件52之狀態稱作驅動狀態。
若凸輪軸17之旋轉速度提高,則作用於離心構件51之離心力變大。於作用於離心構件51之離心力變大之情形時,如圖9(a)所示,藉由離心力而以突出銷72抵接於開口51c之另一端部TB之狀態保持離心構件51。此情形時,如圖9(b)所示,整個減壓作用部DPs收容於排氣凸輪CA2之缺口CU內。以下,將突出銷72抵接於開口51c之另一端部TB時之離心構件51相對於凸輪軸17之相對位置稱作高速位置。又,將離心構件51位於高速位置時之驅動構件52之狀態稱作非驅動狀態。
於在引擎10剛啟動後,曲柄軸13之旋轉速度低於預先設定之切換速度時,離心構件51保持於圖8(a)之低速位置。藉此,驅動構件52維持於圖8(b)之驅動狀態。切換速度低於引擎10怠速時之曲柄軸13之旋轉速度。
此情形時,不同於排氣凸輪CA2之驅動構件52使排氣閥16(圖3)提昇。具體而言,於曲柄角處於與壓縮步驟對應之角度範圍之一部分時,減壓作用部DPs將搖臂RA2(圖6)之輥RA2a上推。藉此,搖臂RA2擺動,調整器RA2b將排氣閥16下壓。此情形時,由於在壓縮步驟中使氣缸CY內之壓力降低,故而曲柄角容易超過與壓縮上死點對應之角度。藉此,引擎10之啟動性提高。
當曲柄軸13之旋轉速度高於切換速度時,離心構件51保持於圖9(a)之高速位置。藉此,驅動構件52維持於圖9(b)之驅動狀態。此情形時,驅動構件52不使排氣閥16提昇。藉此,可於壓縮步驟中將混合氣在氣缸CY內適當地壓縮,且可於膨脹衝程中使混合氣適當地燃燒。
(3)減壓機構之異音之產生
於曲柄軸13之旋轉速度與切換速度相等或相近時,有因減壓機構DE而產生異音之情況。圖10、圖11及圖12係用以對減壓機構DE之異音之產生進行說明之圖。
如圖10(a)所示,排氣閥16被閥彈簧16a以將排氣口23關閉之方式施力。藉由閥彈簧16a之施力而使得搖臂RA2之輥RA2a壓抵於排氣凸輪CA2。於曲柄軸13之旋轉速度與切換速度相等或相近之情形時,如圖10(b)所示,離心構件51於低速位置與高速位置之間變得不穩定。 藉此,如圖10(a)所示,驅動構件52未保持於驅動狀態或非驅動狀態而不穩定地擺動。尤其是,於本實施形態中,旋轉電機30之轉子32設置於曲柄軸13,故而慣性力作用於轉子32,藉此,曲柄軸13之減速度較低。因此,離心構件51及驅動構件52變得不穩定之時間相對較長。
當於該狀態下減壓作用部DPs抵接於輥RA2a時,如圖11(a)所示,藉由輥RA2a之反作用力而使減壓作用部DPs旋轉,驅動構件52成為非驅動狀態。此情形時,如圖11(b)所示,離心構件51瞬間移動至高速位置,突出銷72與離心構件51之開口51c之另一端部TB碰撞。因此產生碰撞聲。
又,有如下情況:如圖12(a)所示,於減壓作用部DPs暫時將搖臂RA2之輥RA2a上推之後,如圖12(b)所示,藉由輥RA2a之反作用力而使減壓作用部DPs旋轉。此情形時,排氣閥16自將排氣口23打開之狀態瞬間切換為將排氣口23關閉之狀態。因此,排氣閥16與排氣口23之緣部碰撞而產生碰撞聲。
如上所述,切換速度低於怠速時之曲柄軸13之旋轉速度。因此,此種減壓機構DE之異音係於引擎10啟動時及引擎停止時產生。 然而,於引擎10啟動時,產生混合氣之燃燒之爆炸聲,故而不易聽到如上所述之減壓機構DE之異音。另一方面,於引擎10停止時,不產生混合氣之燃燒之爆炸聲,故而容易聽到減壓機構DE之異音。尤其 是,由於頻繁地進行滿足怠速停止條件之引擎10之停止,故而產生異音之機會較多。
(4)旋轉電機之制動
於本實施形態中,於藉由滿足怠速停止條件而使引擎10停止之後,當曲柄軸13之旋轉速度成為預先設定之制動開始速度以下時,藉由旋轉電機30對曲柄軸13進行制動。制動開始速度設定得高於上述切換速度。
例如以自旋轉電機30對曲柄軸13賦予與曲柄軸13之旋轉方向為反方向之轉矩之方式控制旋轉電機30,藉此可使曲柄軸13制動。又,亦可藉由使旋轉電機30之定子線圈31a短路而使曲柄軸13制動。
圖13係用以對曲柄軸13之制動時之減壓機構DE之動作進行說明的圖。藉由將曲柄軸13制動,而亦將與曲柄軸13(圖4)連動之凸輪軸17(圖4)制動。此情形時,如圖13(a)所示,對減壓機構DE之離心構件51作用箭頭R1之方向(凸輪軸17之旋轉方向)之慣性力Fi。該慣性力Fi向使離心構件51自低速位置移向高速位置之方向作用。旋轉電機30之制動力被以藉由慣性力Fi使離心構件51對抗施力構件53之施力而保持於高速位置之方式進行調整。藉此,即便曲柄軸13之旋轉速度低於切換速度,亦可如圖13(b)所示,使驅動構件52維持於非驅動狀態。其結果,得以防止於複數個構件間產生碰撞聲等異音。
其後,當曲柄軸13之旋轉速度成為預先設定之制動停止速度時,使利用旋轉電機30之曲柄軸13之制動停止。制動停止速度設定得低於上述切換速度。藉此,離心構件51自高速位置移動至低速位置,驅動構件52自非驅動狀態切換為驅動狀態。此情形時,作用於離心構件51之離心力充分小,且未作用有慣性力,故而離心構件51保持於圖8(a)之低速位置,驅動構件52維持於圖8(b)之驅動狀態。
圖14係表示引擎10停止時及其前後之曲柄軸13之旋轉速度之變 化的圖。於圖13中,橫軸表示時間,縱軸表示曲柄軸13之旋轉速度。 於圖14之例中,切換速度為V2,制動開始速度為V1,制動停止速度為V3。
於圖14之例中,於自時間點t0至時間點t1為止之期間,引擎10進行怠速,且引擎10於時間點t1停止。引擎10怠速時之曲柄軸13之旋轉速度高於切換速度V2。因此,離心構件51保持於圖9(a)之高速位置,驅動構件52維持於圖9(b)之非驅動狀態。
引擎10於時間點t1停止,藉此曲柄軸13之旋轉速度慢慢降低。於時間點t2,曲柄軸13之旋轉速度成為制動開始速度V1,從而開始利用旋轉電機30之曲柄軸13之制動。藉由對曲柄軸13進行制動,曲柄軸13之旋轉之減速度提高。於時間點t3,曲柄軸13之旋轉速度成為切換速度V2。然而,藉由伴隨曲柄軸13之制動之慣性力,離心構件51保持於圖9(a)之高速位置,驅動構件52維持於圖9(b)之非驅動狀態。
於時間點t4,曲柄軸13之旋轉速度成為制動停止速度V3,利用旋轉電機30之曲柄軸13之制動停止。藉此,離心構件51移動至圖8(a)之低速位置,驅動構件52切換為圖8(b)之驅動狀態。其後,藉由氣缸CY內之壓力變化而使得曲柄軸13之旋轉速度變動,於時間點t5,曲柄軸13之旋轉停止。
(5)引擎停止處理
圖5之ECU6係根據預先記憶於記憶體之控制程式而進行引擎停止處理。圖15為引擎停止處理之流程圖。引擎停止處理係例如於滿足怠速停止條件之情形時進行。
如圖15所示,ECU6係根據來自曲柄角感測器SE1之檢測信號,而判定曲柄軸13之旋轉速度是否為制動開始速度以下(步驟S1)。於曲柄軸13之旋轉速度高於制動開始速度之情形時,ECU6重複步驟S1之處理。於曲柄軸13之旋轉速度為制動開始速度以下之情形時,ECU6 以開始曲柄軸13之制動之方式控制旋轉電機30(步驟S2)。
其次,ECU6係根據來自曲柄角感測器SE1之檢測信號而判定曲柄軸13之旋轉速度是否為制動停止速度以下(步驟S3)。於曲柄軸13之旋轉速度高於制動停止速度之情形時,ECU6重複步驟S3之處理。於曲柄軸13之旋轉速度為制動停止速度以下之情形時,ECU6以使曲柄軸13之制動停止之方式控制旋轉電機30(步驟S4),而結束引擎停止處理。藉此,實現引擎10停止時之上述動作。
(6)效果
於本實施形態之引擎系統中,於藉由滿足怠速停止條件而使引擎10停止之後,當曲柄軸13之旋轉速度成為制動開始速度以下時,藉由旋轉電機30而對曲柄軸13進行制動。此情形時,慣性力作用於減壓機構DE之離心構件51。藉由該慣性力而以離心構件51對抗施力構件53之施力而保持於高速位置之方式進行調整。藉此,即便曲柄軸13之旋轉速度成為切換速度,驅動構件52亦維持於非驅動狀態。其結果,得以防止複數個構件間產生碰撞聲等異音。
又,於本實施形態中,藉由自旋轉電機30對曲柄軸13賦予反方向之轉矩而將曲柄軸13制動。藉此,無需複雜之構成及控制即可容易地將曲柄軸13制動。
又,於本實施形態中,於曲柄軸13制動時,驅動構件52維持於非驅動狀態,故而進氣閥15及排氣閥16未被驅動。因此,得以提高怠速停止時之安靜性。
又,於本實施形態中,當曲柄軸13之旋轉速度成為預先設定之制動停止速度時,停止利用旋轉電機30進行曲柄軸13之制動。此情形時,曲柄軸13之旋轉穩定地停止。又,即便伴隨曲柄軸13之制動之慣性力消失,亦可將離心構件保持於低速位置,故而得以防止離心構件51之移動。藉此,得以防止減壓機構DE產生異音。
(7)其他實施形態 (7-1)
於上述實施形態中,藉由曲柄軸13制動時所產生之慣性力而將減壓機構DE之離心構件51保持於高速位置,但本發明並不限定於此。亦能以藉由曲柄軸13制動時所產生之慣性力將離心構件51保持於低速位置之方式構成減壓機構DE。於此情形時,亦無於曲柄軸13之旋轉速度降低時減壓機構DE變得不穩定之情況。藉此,與上述實施形態同樣地,得以防止減壓機構DE之異音之產生。
(7-2)
於上述實施形態中,於藉由滿足怠速停止條件而使引擎10停止時,以減壓機構DE不會變得不穩定之方式,利用旋轉電機30將曲柄軸13制動,但本發明並不限定於此。亦可為於藉由使主開關MS斷開而使引擎10停止時,以減壓機構DE不會變得不穩定之方式,利用旋轉電機30將曲柄軸13制動。
(7-3)
於上述實施形態中,以使排氣閥16提昇之方式構成減壓機構DE,但本發明並不限定於此。亦能以代替排氣閥16而使進氣閥15提昇之方式構成減壓機構DE,或以使排氣閥16及進氣閥15之兩者提昇之方式構成減壓機構DE。
(7-4)
上述實施形態為將本發明應用於包含單氣缸引擎之機車之例,但並不限定於此,亦可將本發明應用於包含多氣缸引擎之機車。又,亦可將本發明應用於三輪機車或ATV(All Terrain Vehicle;全地形車輛)等其他跨坐型車輛。
(8)請求項之各構成要素與實施形態之各要素之對應
以下,對請求項之各構成要素與實施形態之各要素之對應之例 進行說明,但本發明並不限定於下述示例。
於上述實施形態中,引擎系統ES為引擎系統之例,引擎10為引擎之例,曲柄軸13為曲柄軸之例,旋轉電機30為旋轉驅動部及旋轉電機之例,曲柄角感測器SE1為旋轉速度檢測部之例,ECU6為控制部之例,排氣閥16為排氣閥之例,進氣閥15為進氣閥之例,凸輪軸17為凸輪軸之例,減壓機構DE為減壓機構之例。又,離心構件51為離心構件之例,施力構件53為施力構件之例,驅動構件52為驅動構件之例,切換速度為第1旋轉速度之例,制動開始速度為第2旋轉速度之例,制動停止速度為第3旋轉速度之例。又,機車100為跨坐型車輛之例,車體1為本體部之例,後輪7為驅動輪之例。
作為請求項之各構成要素,亦可使用具有請求項中所記載之構成或功能之其他各種要素。
[產業上之可利用性]
本發明可有效地利用於各種引擎系統。
17‧‧‧凸輪軸
51‧‧‧離心構件
51c‧‧‧開口
52‧‧‧驅動構件
53‧‧‧施力構件
71‧‧‧突出銷
72‧‧‧突出銷
CA2‧‧‧排氣凸輪
CS‧‧‧凸輪鏈輪
CU‧‧‧缺口
DPs‧‧‧減壓作用部
Fi‧‧‧慣性力
R1‧‧‧箭頭
RC‧‧‧旋轉中心線

Claims (5)

  1. 一種引擎系統,其包含:引擎;旋轉驅動部,其使上述引擎之曲柄軸旋轉;旋轉速度檢測部,其檢測上述引擎之曲柄軸之旋轉速度;以及控制部,其控制上述引擎及上述旋轉驅動部;且上述引擎包含:凸輪軸,其與上述曲柄軸之旋轉連動而進行旋轉,並驅動排氣閥及進氣閥;以及減壓機構,其可驅動上述排氣閥及上述進氣閥中之至少一者地設置於上述凸輪軸;且上述減壓機構包含:離心構件,其與上述凸輪軸一併旋轉且可相對於上述凸輪軸於低速位置與高速位置之間移動地設置;施力構件,其將上述離心構件朝上述低速位置施力;以及驅動構件,其以於上述離心構件位於上述低速位置之情形時成為驅動上述至少一個閥之驅動狀態,當上述離心構件位於上述高速位置之情形時成為不驅動上述排氣閥及上述進氣閥之非驅動狀態之方式設置;上述離心構件係於上述引擎啟動時,於上述曲柄軸之旋轉速度低於第1旋轉速度時,藉由上述施力構件之施力而保持於上述低速位置,於上述曲柄軸之旋轉速度高於上述第1旋轉速度時,藉由離心力而保持於上述高速位置,上述控制部係:於自滿足預先設定之怠速停止條件至滿足預先設定之怠速停 止解除條件為止之怠速停止期間,以不使混合氣於上述引擎之氣缸內燃燒之方式控制上述引擎;於上述怠速停止期間上述曲柄軸之旋轉減速時,當藉由上述旋轉速度檢測部檢測出之旋轉速度成為比上述第1旋轉速度高之第2旋轉速度時,以藉由開始上述曲柄軸之制動而增加上述曲柄軸之減速度之方式控制上述旋轉驅動部;且上述離心構件係以於藉由上述曲柄軸之制動使上述曲柄軸之旋轉速度通過上述第1旋轉速度時,藉由上述曲柄軸制動時所產生之慣性力保持於上述高速位置之方式構成。
  2. 如請求項1之引擎系統,其中上述旋轉驅動部構成為可選擇性地對上述曲柄軸賦予正方向之轉矩及反方向之轉矩,上述控制部以於上述引擎啟動時對上述曲柄軸賦予上述正方向之轉矩,且於上述曲柄軸制動時對上述曲柄軸賦予上述反方向之轉矩之方式控制上述旋轉驅動部。
  3. 如請求項1或2之引擎系統,其中上述旋轉驅動部為包含設置於上述曲柄軸之轉子之旋轉電機。
  4. 如請求項1或2之引擎系統,其中上述控制部以於上述怠速停止期間之上述曲柄軸之旋轉時,當藉由上述旋轉速度檢測部檢測出之旋轉速度低於上述第1旋轉速度以下之第3旋轉速度時,停止上述曲柄軸之制動之方式控制上述旋轉驅動部。
  5. 一種跨坐型車輛,其包含:本體部,其具有驅動輪;以及如請求項1或2之引擎系統,其產生用以使上述驅動輪旋轉之動力。
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