(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸（１１）を３回転させる間に、シリンダ（１５）内にピストン（１３）を往復運動させ、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を実施させる６サイクルエンジンであって、
前記吸気行程の開始点から、前記クランク軸（１１）をほぼ１回転させたとき又はほぼ２回転させたときに点火を実施する点火制御部（１７３）を備え、前記吸気行程と前記排気行程のとの間に休止サイクルを備え、
前記シリンダ（１５）に温度センサ（１７４）を設け、この温度センサ（１７４）で検出した温度が所定値未満のとき、前記排気行程は、前記クランク軸（１１）が２回転終了後に設け、前記点火は、前記クランク軸（１１）をほぼ１回転させたときに実施することで前記膨張行程と前記排気行程のとの間に休止サイクルを確保する第１パターンを前記点火制御部（１７３）で実施させ、
前記温度センサ（１７４）で検出した温度が所定値以上のとき、前記排気行程は、前記クランク軸（１１）が２回転終了後に設け、前記点火は、前記クランク軸（１１）をほぼ２回転させたときに実施することで前記吸気行程と前記圧縮行程のとの間に休止サイクルを確保する第２パターンを前記点火制御部（１７３）で実施させることを特徴とする６サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、クランク軸の３回転で１回の燃焼を行う６サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
レシプロエンジンには、例えば、２サイクルエンジンと４サイクルエンジンがある。２サイクルエンジンは、クランク軸の１回転で１回の燃焼が行われる。また、４サイクルエンジンは、クランク軸の２回転で１回の燃焼が行われる。
この他、レシプロエンジンの１つに、６サイクルエンジンがあり、クランク軸の３回転で１回の燃焼が行われる。
【０００３】
ポンピングロスを抑えることによりエンジン効率の低下を回避させる６サイクルエンジンが知られている（例えば、特許文献１（図７）参照。）。
【０００４】
特許文献１の図７において、６サイクルエンジンの制御フローが示されており、ステップ（Ｓ１０）（括弧付き数字は、特許文献１記載の符号を示す。以下同じ。）で、エンジンが高温状態にあるか否かの判定が行われ、エンジンが高温状態にあると判定されたときは、ステップ（Ｓ２０）に進み冷却サイクルを実行する。この冷却サイクルでは、可変動弁機構は開弁される。一方、エンジンが熱負荷の低い状態にあると判定されたときは、ステップ（Ｓ１００）へ進み通常サイクルでエンジンの運転が行われる。このときには、可変動弁機構は閉弁される。
【０００５】
しかしながら、特許文献１の技術では、例えば、冷却サイクル（Ｓ２０）では、エンジンが高温状態にあると判定された場合に、吸・排気弁が開弁される。
このため、冷却サイクル（Ｓ２０）では、依然、ポンピングロスが発生するという課題がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−１７０５５９公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、ポンピングロスを解消することにより燃料消費量の低減を図ることができる６サイクルエンジンを提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１に係る発明は、クランク軸を３回転させる間に、シリンダ内にピストンを往復運動させ、吸気行程、圧縮行程、膨張行程、排気行程を実施させる６サイクルエンジンであって、吸気行程の開始点から、クランク軸をほぼ１回転させたとき又はほぼ２回転させたときに点火を実施する点火制御部を備え、吸気行程と排気行程のとの間に休止サイクルを備え、シリンダに温度センサを設け、この温度センサで検出した温度が所定値未満のとき、排気行程は、クランク軸が２回転終了後に設け、点火は、クランク軸をほぼ１回転させたときに実施することで膨張行程と排気行程のとの間に休止サイクルを確保する第１パターンを点火制御部で実施させ、温度センサで検出した温度が所定値以上のとき、排気行程は、クランク軸が２回転終了後に設け、点火は、クランク軸をほぼ２回転させたときに実施することで吸気行程と圧縮行程のとの間に休止サイクルを確保する第２パターンを点火制御部で実施させることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
請求項１に係る発明では、６サイクルエンジンに、吸気行程の開始点から、クランク軸をほぼ１回転させたとき又はほぼ２回転させたときに点火を実施する点火制御部が備えられ、吸気行程と排気行程のとの間に休止サイクルが備えられている。
吸気行程と排気行程のとの間に休止サイクルが備えられているので、吸気行程及び排気行程におけるポンピングロスが解消される。
この結果、本発明によれば、ポンピングロスを解消することにより燃料消費量の低減を図ることができる６サイクルエンジンが提供される。
また、シリンダに温度センサを設け、この温度センサで検出した温度によって、第１パターン又は第２パターンを実施させた。第１パターンでは、点火は、クランク軸をほぼ１回転させたときに実施し、膨張行程と排気行程のとの間に休止サイクルを確保するようにし、第２パターンでは、点火は、クランク軸をほぼ２回転させたときに実施し、吸気行程と圧縮行程のとの間に休止サイクルを確保するようにした。
第１パターンの休止サイクルでは、燃焼後のガスを圧縮及び膨張させ、第２パターンの休止サイクルでは、燃焼前のガスを圧縮及び膨張させている。
第２パターンの休止サイクルでは、燃焼前のガスを圧縮及び膨張させており、第２パターンの圧縮に係る仕事量は、第１パターンの圧縮に係る仕事量に較べ低い。その分だけ、第２パターンの圧縮仕事が減ることになる。
したがって、第１パターンでは、シリンダの温度が所定値未満のとき、シリンダの温度を暖め易くしたので、燃料消費量の低減を図ることができる。
加えて、第２パターンでは、シリンダの温度が所定値以上のとき、圧縮仕事を低く抑えることができ、燃料消費量の低減を図ることができる。このように、シリンダの温度によって、第１パターンと第２パターンを選択的に実施させたので、より一層、燃料消費量の低減を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明に係る６サイクルエンジンの要部断面図である。
【図２】図１の２−２線断面図である。
【図３】本発明に係る６サイクルエンジンのカム伝動機構を説明する図である。
【図４】図１の４−４線断面図である。
【図５】本発明に係る６サイクルエンジンに備えられているスロットル制御部の系統図である。
【図６】本発明に係る６サイクルエンジンの吸気弁・排気弁の動作線図（第１パターン運転時）である。
【図７】本発明に係る６サイクルエンジンの吸気弁・排気弁の動作線図（第２パターン運転時）である。
【図８】本発明に係る６サイクルエンジンの制御フロー図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態について、詳細に説明する。
【実施例】
【００２０】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、６サイクルエンジン１０に、クランク軸１１を収容するクランクケース１２と、このクランクケース１２から上方に延びておりピストン１３を摺動自在に収容するシリンダ１５を有するシリンダブロック１７と、このシリンダブロック１７の上方を覆うように取り付けられるシリンダヘッド１８と、このシリンダヘッド１８に、燃焼室２１に臨むように取り付けられる点火プラグ２３と、シリンダブロック１７にカム軸ホルダ２５を介して取付けられるカムシャフト２６と、シリンダヘッド１８の上方を覆うヘッドカバー３１と、が備えられている。
【００２１】
ピストン１３、シリンダ１５及びシリンダヘッド１８に囲まれた領域に、燃焼室２１が形成され、クランクケース１２とシリンダ１５を形成するシリンダブロック１７とシリンダヘッド１８とヘッドカバー３１とで囲まれた領域に、動弁室３２が形成されている。
シリンダ１５に設けたピストン１３は、コンロッド３５を介してクランク軸１１に設けられているクランクピン３７に連結されている。
【００２２】
クランク軸の一端４１に遠心クラッチ４２が取付けられ、この遠心クラッチの外周部４３はクランク軸１１の外周面に嵌めたスリーブ４５に固着され、このスリーブ４５に一体に設けたドライブギヤ４６に、メインシャフト４７を軸心とするドリブンギヤ４８が噛合わされ、このドリブンギヤ４８にエンジンの駆動力を断接する変速用クラッチ５１が取付けられ、この変速用クラッチ５１の下流側にメインシャフト４７が設けられ、このメインシャフト４７と平行にドライブシャフト５３が配置され、メインシャフト４７とドライブシャフト５３の間に変速ギヤ列５４が設けられ、ドライブシャフト５３の他端に、駆動力が出力されるドライブスプロケット５５が取付けられている。
【００２３】
ドライブシャフト５３の下方に、始動用に用いられるキックペダル５８を有するスタータシャフト５９が配置され、スタータシャフト５９とドライブシャフト５３とは、始動時に、一対のギヤ６１、６２で噛み合わされ、始動時に、スタータシャフト５９の回転力がクランク軸１１へ伝達されるように構成した。スタータシャフト５９にキックスプリング６３が設けられている。
【００２４】
クランク軸１１とカムシャフト２６の間に、カムシャフト２６を駆動する伝動機構７１が備えられ、この伝動機構７１に、クランク軸１１とカムシャフト２６との間に設けられ、クランク軸１１からカムシャフト２６へ駆動力を伝達するアイドル軸７２が配置されている。アイドル軸７２は、クランク軸１１の上方でシリンダ１５の下端部側方に配置されている。
カムシャフト２６に、吸気カム７３と排気カム７４とが設けられている。
【００２５】
吸気カム７３の上端部に、第１横腕８１が揺動可能に当接し、この第１横腕８１の上端部に吸気用プッシュロッド８２を配置し、この吸気用プッシュロッド８２は上方に延びてその上端部８３が吸気用ロッカアーム８４に当接し、この吸気用ロッカアーム８４で吸気弁８５を開閉する。具体的には、第１横腕８１に、吸気用カムローラ８７が回動可能に取付けられ、この吸気用カムローラ８７に、吸気カム７３が当接されている。
【００２６】
排気カム７４の上端部に排気用カムローラ９７を含む第２横腕９１が揺動可能に当接し、この第２横腕の上端部９３に排気用プッシュロッド９２を配置し、この排気用プッシュロッド９２は上方に延びてその上端部９３が排気用ロッカアーム９４に当接し、この排気用ロッカアーム９４によって排気弁（図２、符号９５）が開閉される。
【００２７】
図２に示すように、吸気用ロッカアーム８４は、揺動軸としての吸気ロッカ軸１１１と、この吸気ロッカ軸１１１から延設され吸気用プッシュロッドの上端部８３に当接し吸気用プッシュロッド（図１、符号８２）によって図裏から表方向に押し上げられる入力アーム１１２と、吸気ロッカ軸１１１から延設され入力アーム１１２とは吸気ロッカ軸１１１を挟んで反対側に延設され吸気弁（図１、符号８５）を押圧する出力アーム１１３とからなる。入力アーム１１２と出力アーム１１３は、共に、吸気ロッカ軸１１１に固着されており、この吸気ロッカ軸１１１は、ロッカホルダ１１４に回動可能に支持され、吸気ロッカ軸１１１を軸として吸気用ロッカアーム８４を揺動可能にした。
【００２８】
同様に、排気用ロッカアーム９４は、揺動軸としての排気ロッカ軸１２１と、この排気ロッカ軸１２１から延設され排気用プッシュロッドの上端部９３に当接し排気用プッシュロッド（図１、符号９２）に押圧される入力アーム１２２と、排気ロッカ軸１２１から入力アーム１２２とは排気ロッカ軸１２１と反対側に延設され排気弁（図１、符号９５）を押圧する出力アーム１２３とからなる。
【００２９】
図３に示すように、シリンダヘッド１８で、吸気ポート１２５と燃焼室２１の間に、吸気ポート１２５を開閉する吸気弁８５が配置され、この吸気弁８５とシリンダヘッド１８の間に、スプリング１２９が介在されている。スプリング１２９を介在させることで、吸気用ロッカアーム８４から力を受けていないときは、吸気弁８５は吸気ポート１２５を閉じるように作用する。同様に、排気ポート１２７と燃焼室２１の間に、排気ポート１２７を開閉する排気弁９５が配置され、この排気弁９５とシリンダヘッド１８の間に、スプリング１２９が介在されている。スプリング１２９を介在させることで、排気用ロッカアーム９４から力を受けていないときは、排気弁９５は排気ポート１２７を閉じるように作用する。
【００３０】
クランク軸１１からカムシャフト２６までの伝動機構７１は、クランク軸１１に設けられている駆動ギヤ１３１と、エンジンのクランクケース１２にアイドル軸７２で支持され駆動ギヤ１３１で回されるアイドル従動ギヤ１３２と、このアイドル従動ギヤ１３２に一体形成されているアイドル駆動ギヤ１３３と、カムシャフト２６に設けられアイドル駆動ギヤ１３３で駆動されるカムギヤ１３４と、からなる。
【００３１】
駆動ギヤ１３１とアイドル従動ギヤ１３２のギヤ比は、１：（２．４若しくは２．５）とし、アイドル駆動ギヤ１３３とカムギヤ１３４のギヤ比は、１：（２．５若しくは２．４）とし、合計のギヤ比を１：６とした。
【００３２】
駆動ギヤ１３１を有するクランク軸１１とカムギヤ１３４を有するカムシャフト２６との間に、アイドル従動ギヤ１３２とアイドル駆動ギヤ１３３とを有するアイドル軸７２を介在させた。アイドル軸７２を介在させることで、減速比をかせぐことができ、ギヤの大径化を回避することができる。ギヤの大径化が回避されれば、伝動機構７１の大型化を防止することができる。
【００３３】
駆動ギヤ１３１とアイドル従動ギヤ１３２のギヤ比は、１：（２．４若しくは２．５）とし、アイドル駆動ギヤ１３３とカムギヤ１３４のギヤ比は、１：（２．５若しくは〜２．４）とした。かかるギヤ比であれば、ギヤ径の大型化を回避しつつ最適なギヤ比にすることができる。
【００３４】
カムシャフトの一端１３６からカムギヤ１３４を見たときに、このカムギヤ１３４にアイドル従動ギヤ１３２の一部が重なるように配置されているので、伝動機構７１をコンパクトな配置とすることができる。
【００３５】
次に、カムシャフトからプッシュロッド、そして、ロッカアームを介して吸気弁及び排気弁を駆動する機構について説明する。
シリンダブロック１７の下部に、図裏から表に向け第１支持軸１４１が突設され、この第１支持軸１４１から吸気カム７３の上端に向け第１横腕８１が延設され、この第１横腕８１の先端部に吸気用カムローラ８７が回動可能に取付けられ、第１横腕８１の先端部と第１支持軸１４１の間で第１横腕８１の上面に吸気用プッシュロッド受け部１４３が取付けられ、この吸気用プッシュロッド受け部１４３から上方に吸気用プッシュロッド８２が延ばされている。
【００３６】
吸気用プッシュロッドの上端部８３に、吸気用ロッカアームの入力アーム１１２が当接され、吸気ロッカ軸１１１を挟んで、入力アーム１１２と反対側に設けた出力アーム１１３の先端部に吸気弁８５が当接されている。そして、吸気用プッシュロッド８２がリフトすると、吸気ロッカ軸１１１を軸として吸気用ロッカアーム８４が揺動し、吸気弁８５を押し下げ、吸気ポート１２５を開放させる。
【００３７】
また、シリンダブロック１７の下部に、図裏から表に向け第２支持軸１４４が突設され、この第２支持軸１４４から排気カムの上端に向け第２横腕９１が延設され、この第２横腕９１の先端部に排気用カムローラ９７が回動可能に取付けられ、第２横腕９１の先端部と第２支持軸１４４の間で第２横腕９１の上面に排気用プッシュロッド受け部１４６が取付けられている。
【００３８】
排気用プッシュロッドの上端部９３に、排気用ロッカアームの入力アーム１２２が当接され、排気ロッカ軸１２１を挟んで、入力アーム１１２と反対側に設けた出力アーム１２３の先端部に排気弁９５が当接されている。そして、排気用プッシュロッド９２がリフトすると、排気ロッカ軸１２１を軸として排気用ロッカアーム９４が揺動し、排気弁９５を押し下げ、排気ポート１２７を開放させる。
【００３９】
以下、サイクル切換機構において、カムプロファイルについて説明する
図４において、カムシャフト２６に、６サイクル用カムのカムプロファイルが示されており、６サイクル用カム１５４は、吸気カム、排気カム共に、いずれも２つのカム山１６１、１６２を有する。
【００４０】
図５に示すように、６サイクルエンジン１０に、スロットルバルブ１７６の開閉を行うスロットルアクチュエータユニット１７１が備えられ、このスロットルアクチュエータユニット１７１を制御するスロットル制御部１７２が備えられている。
この他、６サイクルエンジン１０のシリンダ１５に、温度センサ１７４が備えられ、点火プラグ２３の点火時期を制御する点火制御部１７３が備えられ、この点火制御部１７３に温度センサ１７４が連結されている。
【００４１】
ここで、スロットルアクチュエータユニット１７１とは、アクセル操作子１７７に連結して設けた、例えば、ポテンショメータ１７８からの信号に基づいて、スロットルバルブ１７６を駆動する手段である。
【００４２】
上記図１〜図５に基づき、６サイクルエンジンの作用を次に述べる。
図６及び図７において、いずれも、横軸はクランク軸の回転角であり、縦軸は、（ａ）吸気弁リフト量、（ｂ）排気弁リフト量及び（ｃ）シリンダ内圧である。
【００４３】
図６において、第１パターン運転時の動弁系の作用及びシリンダ内圧が示されている。
吸気行程で吸気弁８５をリフトさせて、吸気ポート１２５から混合気を吸気させ、圧縮行程でピストン１３を上昇させ上死点の近傍で点火プラグ２３を点火させ吸気した混合気を燃焼させ、膨張行程でピストン１３を下降させ、休止行程で、吸気弁８５及び排気弁９５をリフトさせることなくクランク軸１１を１回転させ、排気行程で排気弁９５をリフトさせて、排気ポート１２７から燃焼ガス（排気ガス）を排気させ一連のサイクルが完了する。
【００４４】
すなわち、第１パターンでは、排気行程は、クランク軸１１が２回転終了後に設けられ、点火は、クランク軸１１をほぼ１回転させたときに実施する。そして、吸気行程と排気行程のとの間に休止サイクルを確保する制御を点火制御部１７３にて実施する。
吸気行程の開始点から、クランク軸１１をほぼ１回転させたときに点火させるときは、燃焼により発生した熱を休止サイクルで保持することができるのでエンジンが暖め易いという利点がある。
【００４５】
加えて、膨張行程と排気行程のとの間にバルブ閉状態での休止サイクルが備えられているので、休止サイクルにおけるポンピングロスが解消される。
この結果、ポンピングロスを解消することにより燃料消費量の低減を図ることができる６サイクルエンジンが提供される。
【００４６】
図７において、第２パターン運転時の動弁系の作用及びシリンダ内圧が示されている。
吸気行程で吸気弁８５をリフトさせ、吸気ポート１２５から混合気を吸気させる。次いで、休止行程で、吸気弁８５及び排気弁９５をリフトさせることなくクランク軸１１を１回転させ、圧縮行程でピストン１３を上昇させ上死点の近傍で点火プラグ２３を点火させ吸気した混合気を燃焼させ、膨張行程でピストン１３を下降させ、排気行程で排気弁９５をリフトさせ、排気ポート１２７から燃焼ガス（排気ガス）を排気させ一連のサイクルが完了する。
【００４７】
すなわち、第２パターンでは、排気行程は、クランク軸１１が２回転終了後に設けられ、点火は、クランク軸１１をほぼ２回転させたときに実施する。そして、吸気行程と排気行程のとの間に休止サイクルを確保する制御を点火制御部１７３にて実施する。
吸気行程の開始点から、クランク軸をほぼ２回転させたときに点火させたときには、吸気行程で吸入した混合気がシリンダ内で気化及び撹拌されより均一になるので、好ましい燃焼をさせることができるという利点がある。
【００４８】
図８において、ステップ０１（以下、ステップ××をＳＴ××と記す。）では、温度センサ１７４にて、シリンダ１５の温度（Ｔ）を検出し、シリンダ１５の温度が所定値（Ｔ１）未満のときは、ＳＴ０２に進み、シリンダ１５の温度が所定値（Ｔ１）以上のときは、ＳＴ０３の第２パターン運転に進む。
【００４９】
ＳＴ０２では、点火は、クランク軸１１をほぼ１回転させたときに実施することで膨張行程と排気行程のとの間に休止サイクルを確保する第１パターン（図６）が実施される。
ＳＴ０３では、点火は、クランク軸１１をほぼ２回転させたときに実施することで膨張行程と排気行程のとの間に休止サイクルを確保する第２パターン（図７）が実施される。
【００５０】
すなわち、シリンダ１５に温度センサ１７４を設け、この温度センサ１７４で検出した温度が所定値（Ｔ）未満のとき、排気行程は、クランク軸１１が２回転終了後に設け、点火は、クランク軸１１をほぼ１回転させたときに実施することで膨張行程と排気行程のとの間に休止サイクルを確保する第１パターンを点火制御部１７３で実施させ、温度センサ１７４で検出した温度が所定値以上のとき、排気行程は、クランク軸１１が２回転終了後に設け、点火は、クランク軸１１をほぼ２回転させたときに実施することで膨張行程と排気行程のとの間に休止サイクルを確保する第２パターンを点火制御部１７３で実施させる。
【００５１】
第１パターンの休止サイクルでは、燃焼後のガスを圧縮及び膨張させ、第２パターンの休止サイクルでは、燃焼前のガスを圧縮及び膨張させている。
第２パターンの休止サイクルでは、燃焼前のガスを圧縮及び膨張させており、第２パターンの圧縮に係る仕事量は、第１パターンの圧縮に係る仕事量に較べ低い。その分だけ、第２パターンの圧縮仕事が減ることになる。
【００５２】
したがって、第１パターンでは、シリンダの温度が所定値未満のとき、シリンダの温度を暖め易くしたので、燃料消費量の低減を図ることができる。
加えて、第２パターンでは、シリンダの温度が所定値以上のとき、圧縮仕事を低く抑えることができ、燃料消費量の低減を図ることができる。このように、シリンダの温度によって、第１パターンと第２パターンを選択的に実施させたので、より一層、燃料消費量の低減を図ることができる。
【産業上の利用可能性】
【００５３】
本発明は、車両に搭載されるエンジンに好適である。
【符号の説明】
【００５４】
１０…６サイクルエンジン、１１…クランク軸、１３…ピストン、１５…シリンダ、１７３…点火制御部、１７４…温度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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