(57)【要約】【課題】本発明は、複数の気筒の燃焼サイクルの切換時において、エンジン出力の差を抑えることができる可変サイクル多気筒エンジンを提供することを課題とする。【解決手段】４サイクルと６サイクルとを切換えることができる可変サイクルエンジン１０に、２つの気筒１７９、１８０が設けられ、各気筒１７９、１８０へ混合気を供給する吸気系１７５に、混合気の供給量を調整するスロットルバルブ１７６が備えられ、このスロットルバルブ１７６にスロットルの開閉を行うスロットルアクチュエータユニット１７１が連結され、このスロットルアクチュエータユニットをサイクル切換による出力差がなくなるように制御するスロットル制御部１７２が備えられている。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クランク軸の回転によりカムシャフトを駆動し、このカムシャフトに吸気弁及び排気弁を作動させるカムが切換可能に取付けられ４サイクルと他サイクルとを切換えることができる気筒を複数有する可変サイクルエンジンであって、
前記気筒へ混合気を供給する吸気系に、混合気の供給量を調整するスロットルバルブが備えられ、このスロットルバルブにスロットルの開閉を行うスロットルアクチュエータユニットが連結され、
サイクル切換による出力差を低減するよう、このスロットルアクチュエータユニットによるスロットルコントロールを行うことを特徴とする可変サイクルエンジン。
【請求項２】
請求項１の可変サイクルエンジンには、４サイクルでのエンジン出力と第１スロットル開度との関係及び他サイクルでのエンジン出力と第２スロットル開度との関係が示されているマップを記憶し、４サイクルから他サイクルに切換える情報を得たとき、４サイクルでのエンジン出力と同等のエンジン出力が得られる第２スロットル開度を決定し、この第２スロットル開度になるように前記スロットルアクチュエータユニットを制御するスロットル制御部が備えられていることを特徴とする。
【請求項３】
前記複数の気筒に、各々、前記スロットルアクチュエータユニットが備えられており、
各気筒ごとにスロットルの開閉を行い、各気筒のサイクル切換を順次行うようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の可変サイクルエンジン。
【請求項４】
前記複数の気筒にインテークマニホールドが連結され、このインテークマニホールドに１つの前記スロットルバルブが備えられ、このスロットルバルブと一体に１つのスロットルアクチュエータユニットが備えられ、
この１つのスロットルアクチュエータユニットでスロットルの開閉を行い、各気筒のサイクル切換を順次行うようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の可変サイクルエンジン。
【請求項５】
前記各気筒に、各々、４サイクル用カムと他サイクル用のカムとが備えられ、
前記４サイクル用カムと前記他サイクル用カムとは、前記カムシャフトにスライド可能に備えられ、前記４サイクル用カムと前記他サイクル用カムをスライドさせることで４サイクル運転と他サイクル運転の切換を行うようにしたことを特徴とする請求項１又は請求項２記載の可変サイクルエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、燃焼サイクルを変更することができる可変サイクルエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
エンジンは、例えば、２サイクルエンジン、４サイクルエンジン等の燃焼サイクルが固定されている固定サイクルエンジンと、例えば、燃焼サイクルを４サイクルと８サイクルの間で変更可能にした、いわゆる、可変サイクルエンジンと、に分類することができる。現在、実用に供されるエンジンの大部分は、固定サイクルエンジンとなっている。
【０００３】
例えば、燃焼サイクルを４サイクルと８サイクルの間で変更可能にした可変サイクルエンジンが知られている（例えば、特許文献１（図２）参照。）。
【０００４】
特許文献１の図２において、可変サイクルエンジンに、吸気側カムシャフト（１６）（括弧付き数字は、特許文献１記載の符号を示す。以下同じ。）が設けられ、この吸気側カムシャフト（１６）に、４サイクル用の第１駆動カム（２５、２６）と、８サイクル用の第２駆動カム（２７）とが並列配置され、これらの第１駆動カム（２５、２６）又は第２駆動カム（２７）に当接可能に吸気側サイクル変更機構（２８）が設けられ、この吸気側サイクル変更機構（２８）からメインロッカアーム（３０ａ）が延設され、このメインロッカアーム（３０ａ）の先端に吸気弁（１４）が配置されている。吸気側サイクル変更機構（２８）によって、第１駆動カム（２５、２６）又は第２駆動カム（２７）のうちの一方のカムの力を吸気弁（１４）に伝達することで、４サイクル運転と８サイクル運転の切換を行う。
４サイクル運転においては、クランクシャフト２回転あたり１回の燃焼が行われ、８サイクル運転においては、クランクシャフト４回転あたり１回の燃焼が行われる。
【０００５】
ところで、単気筒エンジンにおいて、サイクルの切換による出力差が生じるが、多気筒エンジンの場合、複数の気筒をサイクル切換する時の出力差は、気筒の数に比例して大きくなる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００６−１１２２５８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、複数の気筒の燃焼サイクルの切換時において、エンジン出力の差を抑えることができる可変サイクル多気筒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、クランク軸の回転によりカムシャフトを駆動し、このカムシャフトに吸気弁及び排気弁を作動させるカムが切換可能に取付けられ４サイクルと他サイクルとを切換えることができる気筒を複数有する可変サイクルエンジンであって、気筒へ混合気を供給する吸気系に、混合気の供給量を調整するスロットルバルブが備えられ、このスロットルバルブにスロットルの開閉を行うスロットルアクチュエータユニットが連結され、サイクル切換による出力差を低減するよう、このスロットルアクチュエータユニットによるスロットルコントロールを行うことを特徴とする。
【０００９】
請求項２に係る発明は、可変サイクルエンジンには、４サイクルでのエンジン出力と第１スロットル開度との関係及び他サイクルでのエンジン出力と第２スロットル開度との関係が示されているマップを記憶し、４サイクルから他サイクルに切換える情報を得たとき、４サイクルでのエンジン出力と同等のエンジン出力が得られる第２スロットル開度を決定し、この第２スロットル開度になるようにスロットルアクチュエータユニットを制御するスロットル制御部が備えられていることを特徴とする。
【００１０】
請求項３に係る発明は、複数の気筒に、各々、スロットルアクチュエータユニットが備えられており、各気筒ごとにスロットルの開閉を行い、各気筒のサイクル切換を順次行うようにしたことを特徴とする。
【００１１】
請求項４に係る発明は、複数の気筒にインテークマニホールドが連結され、このインテークマニホールドに１つのスロットルバルブが備えられ、このスロットルバルブと一体に１つのスロットルアクチュエータユニットが備えられ、この１つのスロットルアクチュエータユニットでスロットルの開閉を行い、各気筒のサイクル切換を順次行うようにしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項５に係る発明は、各気筒に、各々、４サイクル用カムと他サイクル用のカムとが備えられ、４サイクル用カムと他サイクル用カムとは、カムシャフトにスライド可能に備えられ、４サイクル用カムと他サイクル用カムをスライドさせることで４サイクル運転と他サイクル運転の切換を行うようにしたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
請求項１に係る発明では、クランク軸の回転によりカムシャフトを駆動し、このカムシャフトに吸気弁及び排気弁を作動させるカムが切換可能に取付けられ４サイクルと他サイクルとを切換えることができる気筒を複数有する可変サイクルエンジンに、スロットルバルブにスロットルの開閉を行うスロットルアクチュエータユニットが連結され、サイクル切換による出力差を低減するよう、このスロットルアクチュエータユニットによるスロットルコントロールを行わせるようにした。かかる構成であれば、スロットルアクチュエータユニットによるスロットル開度の制御を行い、出力差を無くすようにサイクル切換をすることができる。
【００１４】
請求項２に係る発明では、４サイクルから他サイクルに切換える情報を得たとき、４サイクルでのエンジン出力と同等のエンジン出力が得られる第２スロットル開度を決定し、この第２スロットル開度になるようにスロットルアクチュエータユニットを制御するスロットル制御部が備えられている。
【００１５】
４サイクルから他サイクルに切換える情報を得たとき、４サイクルでのエンジン出力と同等のエンジン出力が得られる第２スロットル開度を決定し、この第２スロットル開度になるようにスロットルアクチュエータユニットを制御したので、サイクル変換時において、エンジン出力の差を小さくすることができる。
【００１６】
上記と反対に、他サイクルから４サイクルに切換える情報を得たとき、他サイクルでのエンジン出力と同等のエンジン出力が得られる第１スロットル開度を決定し、この第１スロットル開度になるようにスロットルアクチュエータユニットを制御したので、サイクル変換時において、エンジン出力の差を小さくすることができる。
したがって、スロットル制御部によりスロットルの開閉制御を行うことで、サイクルを切換えたときに、サイクル切換によるエンジンの出力差を無くすことができる。
【００１７】
請求項３に係る発明では、複数の気筒に、各々、スロットルアクチュエータユニットが備えられている。
気筒毎に吸・排気弁を開閉するカムシャフトが独立して構成されていれば、気筒ごとにサイクル切換が行える。気筒ごとにサイクル変換が行えるようになれば、サイクル変換を円滑に行わせることが可能になる。
【００１８】
請求項４に係る発明では、インテークマニホールドに１つのスロットルバルブが備えられ、このスロットルバルブと一体に１つのスロットルアクチュエータユニットが備えられている。１つのスロットルアクチュエータユニットで済ませたので、部品点数を減らすことができ、エンジンの費用上昇を抑えての複数気筒のサイクル切換を可能とする。
【００１９】
請求項５に係る発明では、４サイクル用カムと６サイクル用カムとは、カムシャフトにスライド可能に設けられているので、簡便な構造で可変サイクルエンジンを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】本発明に係る可変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】本発明に係る可変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】本発明に係るカムシャフトの要部断面図である。
【図５】本発明に係る可変サイクルエンジンに備えられているカムの説明図である。
【図６】本発明に係る可変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７】本発明に係る可変サイクルエンジンのスロットル開度と出力との関係を説明する図である。
【図８】本発明に係る可変サイクルエンジンの吸気弁・排気弁の動作線図（４サイクル運転時）である。
【図９】本発明に係る可変サイクルエンジンの吸気弁・排気弁の動作線図（６サイクル運転時）である。
【図１０】図６の別実施例図である。
【図１１】図１０の作用図である。
【図１２】図６の更なる別実施例に係る作用図である。
【図１３】図６の変形例に係る作用図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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】
【００２２】
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、可変サイクルエンジン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、１４を摺動自在に収容するシリンダ１５、１６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、２２に臨むように取り付けられる点火プラグ２３、２４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。
【００２３】
ピストン１３、１４およびシリンダ１５、１６とに各々囲まれた領域に、燃焼室２１、２２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、１６に設けたピストン１３、１４は、コンロッド３５、３６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、３８に連結されている。
【００２４】
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に変速時に駆動力が切断され、繋がったときに駆動力が伝達される変速用クラッチ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。
【００２５】
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。
【００２６】
カムシャフト２６に、吸気カム７３と排気カム７４とが設けられており、吸気カム７３は、６サイクル運転時に用いられる第１吸気カム７５と４サイクル運転時に用いられる第２吸気カム７６とからなり、排気カム７４は、６サイクル運転時に用いられる第１排気カム７７と、４サイクル運転時に用いられる第２排気カム７８とからなる。そして、第１吸気カム７５と第２吸気カム７６は切換可能とされ、第１排気カム７７と第２排気カム７８は切換可能とされる。
【００２７】
第１吸気カム７５と第２吸気カム７６と第１排気カム７７と第２排気カム７８とはこの順に配置されているので、クランク軸１１からカムシャフト２６に至る伝動機構７１のコンパクト化を図ることができる。
【００２８】
第１吸気カム７５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、８６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、第１吸気カム７５が当接されている。
【００２９】
第１吸気カム７５と第２吸気カム７６とは、並んで設けられている。第１吸気カム７５と第２吸気カム７６の切換は、サイクル切換機構１００によって、第１吸気カム７５及び第２吸気カム７６をカムシャフト２６の軸方向に移動させ、６サイクル運転と４サイクル運転を切換えるようにした。
【００３０】
第１排気カム７７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、９６）が開閉される。
【００３１】
各気筒に、各々、４サイクル用カム１５３としての第２吸気カム７６及び第２排気カム７８と、６サイクル用のカム１５４としての第１吸気カム７５及び第１排気カム７７とが備えられ、４サイクル用カム１５３と６サイクル用のカム１５４とは、カムシャフト２６にスライド可能に備えられ、４サイクル用カム１５３と６サイクル用のカム１５４をスライドさせることで４サイクル運転と６サイクル運転の切換を行うようにした。
【００３２】
すなわち、可変サイクルエンジン１０に、吸気弁８５及び排気弁９５を作動させる２つの吸気カム７５、７６及び２つの排気カム７７、７８が切換可能にカムシャフト２６に取付けられ、このカムシャフト２６をクランク軸１１で駆動することで４サイクルと６サイクルとを切換えるようにした。
【００３３】
４サイクルと６サイクルとを切換えるサイクル切換機構１００には、サイクル切換用アクチュエータ１０３と、このサイクル切換用アクチュエータ１０３から延びているロッド部１０４と、このロッド部の先端部に設けられ、吸気カム７３と排気カム７４の間に係合するフォーク部１０５とが備えられている。サイクル切換機構１００のその他の部分については後述する。
なお、本実施例において、４サイクルと６サイクルとを切換えるものであるが、例えば、４サイクルと他のサイクルとしての８サイクルとすることは差し支えない。
【００３４】
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、複数のロッカホルダ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。
【００３５】
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２、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２、符号９５）を押圧する出力アーム１２３とからなる。
【００３６】
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（図２、符号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（図２、符号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。
【００３７】
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。
【００３８】
駆動ギヤ１３１とアイドル従動ギヤ１３２のギヤ比は、１：（２．４又は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又は２．４）とした。つまり、クランク軸１１が６回転するときにカムシャフト２６は１回転するようにした。
【００３９】
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。
【００４０】
駆動ギヤ１３１とアイドル従動ギヤ１３２のギヤ比は、１：（２．４又は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又は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。
【００４１】
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。
【００４２】
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の先端部にカムローラ１４２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。
【００４３】
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８６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８６を押し下げ、吸気ポート１２５を開放させる。
【００４４】
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８１が延設され、この第２横腕８１の先端部にカムローラ１４２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、この排気用プッシュロッド受け部１４６から上方に排気用プッシュロッド９２が延ばされている。
【００４５】
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９６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９６を押し下げ、排気ポート１２７を開放させる。
【００４６】
以下、サイクル切換機構において、カムシャフト廻りの構造及びカムプロファイルについて説明する
図４に示すように、カムシャフト２６は、中心部を構成する第１カムシャフト１４７と、この第１カムシャフト１４７の周囲にスプライン部１４９によりスプライン結合され第１カムシャフト１４７にその軸方向に摺動可能に設けられカムを有する第２カムシャフト１４８とからなる。
【００４７】
図１に戻って、吸気カム７３と排気カム７４の間に、溝部１５１が形成されており、この溝部１５１に、カム軸の径方向中心に向けフォーク部１０５が挿入され、このフォーク部１０５の根元に、サイクル切換用アクチュエータ１０３から延びているロッド部１０４が連結されている。
【００４８】
すなわち、第２吸気カム７６及び第２排気カム７８とからなる４サイクル用カム１５３と、第１吸気カム７５及び第１排気カム７７とからなる６サイクル用カム１５４とは、カムシャフト２６にスライド可能に設けられ、４サイクル用カム１５３と６サイクル用カム１５４をスライドさせ、４サイクル運転と６サイクル運転の切換を行うようにした。
４サイクル用カム１５３と６サイクル用カム１５４とは、カムシャフト２６にスライド可能に設けられているので、簡便な構造で可変サイクルエンジンを実現することができる。
【００４９】
次に、４サイクル用カムのプロファイル及び６サイクル用カムのプロファイルについて説明する。
図５（ａ）において、４サイクル用カムのカムプロファイルが示されており、４サイクル用カム１５３のプロファイルは、吸気カム、排気カム共に、いずれも３つのカム山１５６〜１５８を有する。
図５（ｂ）において、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。
【００５０】
図４に戻って、４サイクル用カム１５３が有する３つのカム山のうちの１つのカム山１５６が、６サイクル用カム１５４が有する２つのカム山のうちの１つのカム山１６１と同位相となるように、４サイクル用カム１５３がカムシャフト２６に取付けられている。
【００５１】
４サイクル用カムのカム山のうちの１つのカム山１５６を、６サイクル用カムのカム山のうちの１つのカム山１６１と同位相になるようにした。ここで、サイクルが切換可能なときは、吸気弁８５や排気弁９５がリフトアップされていないときである。
【００５２】
本発明では、４サイクル用カムのカム山のうちの１つのカム山１５６を、６サイクル用カムのカム山のうちの１つのカム山１６１と同位相になるようにしたので、切換可能なタイミングを長くとることができる。サイクル切換可能なタイミングが長くなれば、サイクルの切換を円滑に行わせることができる。
【００５３】
図６に示すように、可変サイクルエンジン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、６サイクル運転から４サイクル運転に変更したときに出力差をなくすように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が連結されている。
この他、可変サイクルエンジン１０に、点火プラグ２３、２４の点火時期を制御する点火制御部１７３が備えられている。
【００５４】
６サイクル運転から４サイクル運転に変更したときに、スロットル開度が同じでは、エンジンの出力は上がる可能性がある。
本発明では、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が備えられているので、このスロットル制御部１７２によってスロットルアクチュエータユニット１７１のスロットル量を変化させて、出力差を調整しつつ６サイクル運転から４サイクル運転に切換えることが可能になる。具体的には、６サイクル運転から４サイクル運転に変更する場合に、スロットル量を絞る制御を行う。このような制御を行うことで、サイクルが切換えられたときに、出力の変動を抑えることができる。
【００５５】
上記と反対に、４サイクル運転から６サイクル運転に変更する場合に、スロットル量を開ける制御を行う。このような制御を行うことで、サイクルが切換えられたときに、出力の変動を抑えることができる。
【００５６】
次に、サイクル切換による出力変動の抑制を図る手段を具体的に説明する。
シリンダ１５へ混合気を供給する吸気系１７５に、混合気の供給量を調整するスロットルバルブ１７６が備えられ、このスロットルバルブ１７６にスロットルの開閉を行わせるスロットルアクチュエータユニット１７１が連結され、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。
【００５７】
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。スロットルアクチュエータユニット１７１は、アクセル操作子から延ばしたワイヤケーブルの力によりスロットルを機械的に駆動する場合には用いられない。
【００５８】
図７において、スロットル制御部（図６、符号１７２）は、４サイクル運転でのエンジン出力（Ｐ１）と第１スロットル開度（Ｔ１）との関係及び６サイクル運転でのエンジン出力（Ｐ２）と第２スロットル開度（Ｔ２）との関係が示されているマップを記憶し、４サイクルから６サイクルに切換える情報を得たとき、４サイクルでのエンジン出力（Ｐ１）と同等のエンジン出力が得られる第２スロットル開度（Ｔ２）を決定し、この第２スロットル開度（Ｔ２）になるようにスロットルアクチュエータユニット１７１を制御するものである。
かかるスロットル制御部１７２によりスロットルの開閉制御を行うことで、サイクルを切換えたときに、サイクル切換によるエンジンの出力差を抑えることができる。
【００５９】
次に、４サイクル運転と６サイクル運転のすみ分けについて説明する。
例えば、５速マニュアルトランスミッションの場合に、発進時や加速時の負荷が高い１速及び２速で、４サイクル運転とし、その後の定常走行では、６サイクル運転となる。この場合に、切換信号は、ギヤのポジションとスロットル開度、及びエンジン回転数を検出し、これらの信号に基づいて、４サイクルと６サイクルとを切り換えれば良い。すなわち、低速運転時には、６サイクル運転とし、必要な（要求される）出力に応じて６サイクルと４サイクルの間の切換を行う。このすみわけは、エンジンの排気量、トランスミッションの段数、その他の要素を勘案して適宜変更することができるものとする。
【００６０】
上記図１〜図７に基づき、可変サイクルエンジンの作用を次に述べる。
図８及び図９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、吸気弁リフト量、排気弁リフト量及びシリンダ内圧である。
【００６１】
図８において、４サイクル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、８６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、１４を上昇させ上死点の近傍で点火プラグ２３、２４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、１４を下降させ、排気行程で排気弁９５、９６をリフトさせてリフト量を大きくし、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。
【００６２】
図９において、燃焼後にバルブを閉じたままの休止サイクルを設けた場合の６サイクル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、８６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、１４を上昇させ上死点の近傍で点火プラグ２３、２４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、１４を下降させ、休止行程で、吸気弁８５、８６及び排気弁９５、９６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、９６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。
【００６３】
すなわち、この場合の６サイクル運転では、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、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を暖め易くなる。
【００６４】
可変サイクルエンジン１０は、４サイクルと６サイクルとが切換可能に構成されている。
仮に、４サイクルと８サイクルとを切換可能にするエンジンの場合には、例えば、４サイクル運転から８サイクル運転に切換えたとき、クランク軸２回転で１回の燃焼からクランク軸４回転で１回の燃焼となるので、エンジン出力の低下が大きいという問題がある。
【００６５】
この点、本発明では、４サイクル用カム１５３と６サイクル用カム１５４とを備え、４サイクル運転と６サイクル運転とを切換可能にした。クランク軸２回転で１回の燃焼（４サイクル運転）とクランク軸３回転で１回の燃焼（６サイクル運転）との切換運転としたので、クランク軸２回転で１回の燃焼（４サイクル運転）とクランク軸４回転で１回の燃焼（８サイクル運転）とを切換える場合に較べて、サイクルの切換による出力の低下を抑えることができる。
【００６６】
以上に述べた可変サイクルエンジンの作用を次に述べる。
図６に戻って、４サイクルから他サイクルに切換える情報を得たとき、４サイクルでのエンジン出力と同等のエンジン出力が得られる第２スロットル開度を決定し、この第２スロットル開度になるように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。
【００６７】
４サイクルから６サイクルに切換える情報を得たとき、４サイクルでのエンジン出力と同等のエンジン出力が得られる第２スロットル開度を決定し、この第２スロットル開度になるようにスロットルアクチュエータユニット１７１を制御したので、サイクル変換時において、エンジン出力の差を小さくすることができる。
【００６８】
上記と反対に、他サイクルから４サイクルに切換える情報を得たとき、他サイクルでのエンジン出力と同等のエンジン出力が得られる第１スロットル開度を決定し、この第１スロットル開度になるようにスロットルアクチュエータユニット１７１を制御したので、サイクル変換時において、エンジン出力の差を小さくすることができる。
したがって、スロットル制御部１７２によりスロットルの開閉制御を行うことで、サイクルを切換えたときに、サイクル切換によるエンジンの出力差を無くすことができる。
【００６９】
次に、スロットルアクチュエータユニットが各気筒毎に設けられている場合について説明を行う。
図１０において、可変サイクルエンジン１０に、第１気筒１７９及び第２気筒１８０が設けられ、これらの第１気筒１７９及び第２気筒１８０に、各々、スロットルバルブ１８６Ａ、１８６Ｂが設けられ、これらのスロットルバルブ１８６Ａ、１８６Ｂに、スロットルバルブ１８６Ａ、１８６Ｂの開閉を行うスロットルアクチュエータユニット１８１Ａ、１８１Ｂが連結され、６サイクル運転から４サイクル運転に変更したときに出力差をなくすようにスロットルアクチュエータユニット１８１Ａ、１８１Ｂを制御するスロットル制御部１７２が接続されている。すなわち、２つの気筒１７９、１８０に、各々、スロットルアクチュエータユニットが備えられており、各気筒ごとにスロットルバルブ（スロットル）の開閉を行い、各気筒のサイクル切換を順次行うようにした。
【００７０】
図６と大きく異なる点は、第１気筒１７９に第１スロットルバルブ１８６Ａが設けられ、第２気筒１８０に第２スロットルバルブ１８６Ｂが設けられていると共に、これらの第１及び第２スロットルバルブ１８６Ａ、１８６Ｂに、各々、第１及び第２スロットルアクチュエータユニット１８１Ａ、１８１Ｂが連結されている点にあり、その他、大きく変わるところはない。かかる構成の作用説明を次図にて行う。
【００７１】
図１１において、気筒毎に吸・排気弁を開閉するカムシャフトが独立して構成され、これらのカムシャフトで、６サイクル運転から４サイクル運転へ、又は、４サイクル運転から６サイクル運転へのサイクル切換が可能となっている。
以下、６サイクル運転から４サイクル運転に順次サイクル切換を行わせる場合について説明する。
【００７２】
図１１（ａ）において、第１気筒１７９及び第２気筒１８０は、共に、６サイクル運転している状態が示されている。
図１１（ｂ）において、第１気筒１７９が、６サイクル運転から４サイクル運転へサイクル切換した状態が示されている。この場合に、第１スロットルバルブ１８６Ａを図矢印ｂ方向へ絞り、エンジン出力の上昇を抑えるようにした。
【００７３】
図１１（ｃ）において、第１気筒１７９に加え、第２気筒１８０が、６サイクル運転から４サイクル運転へサイクル切換した状態が示されている。この場合に、第２スロットルバルブ１８６Ｂを図矢印ｃ方向へ絞り、エンジン出力の上昇を抑えるようにした。
このように、各気筒ごとにスロットルバルブ（スロットル）の開閉を行い、各気筒のサイクル切換を順次行うようにしたので、サイクル変換を円滑に行わせることができる。
【００７４】
以下、本発明を４気筒可変サイクルエンジンに適用した場合について説明する。
図１２において、４気筒の可変サイクルエンジンにおいて、第１〜第４気筒１９１〜１９４に、各々、第１〜第４スロットルアクチュエータユニット２０１〜２０４が備えられている。
第１〜第４気筒２０１〜２０４の各気筒ごとにスロットルの開閉を行い、各気筒のサイクル切換を順次行うようにした。
【００７５】
図１２（ａ）において、６サイクル運転中の第１気筒１９１〜第４気筒１９４のうち、第４気筒１９４を６サイクル運転から４サイクル運転に切換えた状態が示されている。この場合に、第４スロットルバルブ２０４を図矢印ａ方向へ絞り、エンジン出力の上昇を抑えるようにした。
【００７６】
図１２（ｂ）において、第４気筒１９４に加え、第３気筒１９３を６サイクル運転から４サイクル運転へサイクル切換した状態が示されている。この場合に、第３スロットルバルブ２０３を図矢印ｂ方向へ絞り、エンジン出力の上昇を抑えるようにした。
【００７７】
図１２（ｃ）において、第３気筒１９３に加え、第２気筒１９２を６サイクル運転から４サイクル運転へサイクル切換した状態が示されている。この場合に、第２スロットルバルブ２０２を図矢印ｃ方向へ絞り、エンジン出力の上昇を抑えるようにした。
【００７８】
図１２（ｄ）において、第２気筒１９２に加え、第１気筒１９１を６サイクル運転から４サイクル運転へサイクル切換した状態が示されている。この場合に、第１スロットルバルブ２０１を図矢印ｄ方向へ絞り、エンジン出力の上昇を抑えるようにした。
したがって、気筒ごとに順次サイクル変換が行うことで、サイクル変換を円滑に行わせることが可能になる。
【００７９】
図１３において、４つの気筒１９１〜１９４にインテークマニホールド２１１が連結され、このインテークマニホールド２１１に１つのスロットルバルブ２１０が備えられ、このスロットルバルブ２１０と一体に１つのスロットルアクチュエータユニット２１２が備えられている。
【００８０】
図１２に示した構成と大きく異なる点は、第１〜第４気筒１９１〜１９４に１つの共通のインテークマニホールド２１１が連結され、このインテークマニホールド２１１に、１つのスロットルバルブ２１０を設けた点にあり、その他、大きく変わるところはない。
【００８１】
以下、作用説明を行う。
図１３（ａ）において、第１気筒１９１〜第４気筒１９４は、いずれも、６サイクル運転している状態が示されている。
図１３（ｂ）において、第３気筒１９３及び第４気筒１９４が、６サイクル運転から４サイクル運転へサイクル切換した状態が示されている。この場合に、スロットルバルブ２１０を矢印ｂ方向へ絞り、エンジン出力の上昇を抑えるようにした。
【００８２】
図１３（ｃ）において、第３気筒１９３及び第４気筒１９４に加えて、第１気筒１９１及び第２気筒１９２が、６サイクル運転から４サイクル運転へサイクル切換した状態が示されている。この場合に、スロットルバルブ２１０を矢印ｃ方向へさらに絞り、エンジン出力の上昇を抑えるようにした。
【００８３】
すなわち、１つのスロットルアクチュエータユニット２１２でスロットルの開閉を行い、各気筒のサイクル切換を順次に行うようにした。
インテークマニホールド２１１に１つのスロットルバルブ２１０が備えられ、このスロットルバルブ２１０と一体に１つのスロットルアクチュエータユニット２１２が備えられている。１つのスロットルアクチュエータユニット２１２で済ませたので、部品点数を減らすことができ、エンジンの費用上昇を抑えることができる。
なお、４気筒に適用する他、５気筒、６気筒、８気筒、１０気筒等の任意の気筒数に適用することは差し支えない。
【００８４】
尚、本発明は、実施の形態では四輪車に適用したが、三輪車にも適用可能であり、一般の車両に適用することは差し支えない。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明の可変サイクル多気筒エンジンは、車両に好適である。
【符号の説明】
【００８６】
１０…可変サイクルエンジン、１１…クランク軸、２６…カムシャフト、７３…カム（吸気カム）、７４…カム（排気カム）、８５…吸気弁、８６…吸気弁、９５…排気弁、９６…排気弁、１５３…４サイクル用カム、１５４…他サイクル用カム（６サイクル用カム）、１７１…スロットルアクチュエータユニット、１７２…スロットル制御部、１７５…吸気系、１７６…スロットルバルブ、１７９…気筒（第１気筒）、１８０…気筒（第２気筒）、１８１Ａ…スロットルアクチュエータユニット（第１スロットルアクチュエータユニット）、１８１Ｂ…スロットルアクチュエータユニット（第２スロットルアクチュエータユニット）、１８６Ａ…スロットルバルブ（第１スロットルバルブ）、１８６Ｂ…スロットルバルブ（第２スロットルバルブ）、１９１…気筒（第１気筒）、１９２…気筒（第２気筒）、１９３…気筒（第３気筒）、１９４…気筒（第４気筒）、２０１…スロットルバルブ（第１スロットルバルブ）、２０２…スロットルバルブ（第２スロットルバルブ）、２０３…スロットルバルブ（第３スロットルバルブ）、２０４…スロットルバルブ（第４スロットルバルブ）、２１１…インテークマニホールド、２１２…スロットルアクチュエータユニット。
【図１】
2011074868.tif 000003
【図２】
2011074868.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
2011074868.tif 000007
【図６】
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【図７】
2011074868.tif 000009
【図８】
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【図９】
2011074868.tif 000011
【図１０】
2011074868.tif 000012
【図１１】
2011074868.tif 000013
【図１２】
2011074868.tif 000014
【図１３】
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