(57)【要約】【課題】変速機のギヤポジションごとに適切な領域においてカムを使用することで、エンジンの出力や燃費を向上させる。【解決手段】本発明は、エンジン１４と、エンジン１４の回転を変速する変速機８３と、エンジン１４を制御する制御部８１と、を備えた車両用制御装置８０であって、エンジン１４は、燃焼室を開閉するバルブと、所定の回転軸を中心に回転することでバルブを作動させると共に回転軸方向にカムプロフィールが変化するカム５３と、を備え、制御部８１は、変速機８３のギヤポジションごとにカム５３の使用可能範囲を設定することを特徴とする。【選択図】図６
2015175370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、前記エンジンの回転を変速する変速機と、前記エンジンを制御する制御部と、を備えた車両用制御装置であって、
前記エンジンは、
燃焼室を開閉するバルブと、
所定の回転軸を中心に回転することで前記バルブを作動させると共に前記回転軸方向にカムプロフィールが変化するカムと、を備え、
前記制御部は、前記変速機のギヤポジションごとに前記カムの使用可能範囲を設定することを特徴とする車両用制御装置。
【請求項２】
前記カムは、
所定のバルブリフト量を有する低リフト領域と、
前記低リフト領域よりもバルブリフト量が多い高リフト領域と、を備え、
前記変速機は、
所定の低速ギヤの変速比によって前記エンジンの回転を変速する低速ポジションと、
前記低速ギヤよりも変速比が小さい高速ギヤの変速比によって前記エンジンの回転を変速する高速ポジションと、の間でギヤポジションを切り替え可能に設けられ、
前記制御部は、前記低速ポジションについては前記カムの前記低リフト領域及び前記高リフト領域の使用を可能とし、前記高速ポジションについては前記カムの前記低リフト領域の使用を制限すると共に前記カムの前記高リフト領域の使用を可能とし、
前記カムの前記低リフト領域の使用中に前記変速機のギヤポジションが前記低速ポジションから前記高速ポジションに切り替わると、前記制御部が前記カムの使用領域を前記低リフト領域から前記高リフト領域に切り替えることを特徴とする請求項１に記載の車両用制御装置。
【請求項３】
前記低速ギヤは、１速ギヤであることを特徴とする請求項２に記載の車両用制御装置。
【請求項４】
前記カムは、
所定のバルブリフト量を有する低カム部と、
前記低カム部よりもバルブリフト量が多い中カム部と、
前記中カム部よりもバルブリフト量が多い高カム部と、を備えた多段階式３次元カムであり、
前記低リフト領域は、前記低カム部によって構成され、
前記高リフト領域は、前記中カム部及び前記高カム部によって構成され、
前記カムの前記低カム部の使用中に前記変速機のギヤポジションが前記低速ポジションから前記高速ポジションに切り替わると、前記制御部が前記カムの使用領域を前記低カム部から前記中カム部に切り替えることを特徴とする請求項２又は３に記載の車両用制御装置。
【請求項５】
前記制御部は、前記変速機のギヤポジションの切り替えに伴って前記カムの使用領域が前記使用可能範囲外となった場合には、前記カムの使用領域が前記使用可能範囲内となるように前記カムの使用領域を切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の車両用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、自動二輪車等に設けられる車両用制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動二輪車等には車両用制御装置が設けられている。この車両用制御装置は、例えば、エンジンと、エンジンの回転を変速する（減速して駆動軸に伝える）変速機と、エンジンを制御する制御部と、を備えている。
【０００３】
上記のエンジンは、燃焼室を開閉するバルブと、所定の回転軸を中心に回転することで上記のバルブを作動させるカムと、を備えている。上記のカムの中には、回転軸方向にカムプロフィールが変化するカム（所謂「３次元カム」）が存在する（例えば、特許文献１参照）。このようなカムを用いる場合には、回転軸方向にカムを移動させることで、カムのうちで運転条件に最適なバルブリフト特性を備えた領域でバルブを作動させる。
【０００４】
また、上記の変速機は、複数のギヤポジションを切り替え可能に設けられている。上記の複数のギヤポジションには、例えば、低速ギヤ（例えば１速ギヤ）の変速比（減速比）によってエンジンの回転を変速する低速ポジションと、低速ギヤよりも変速比が小さい高速ギヤ（例えば、２速ギヤ〜６速ギヤ）の変速比によってエンジンの回転を変速する高速ポジションと、が含まれている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１３−２３８１９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記のような構成の車両用制御装置では、変速機のギヤポジションとカムの使用領域の組み合わせが適切でない場合に、エンジンの出力や燃費を十分に向上させることができない恐れがある。例えば、変速機のギヤポジションが高速ポジションであるにも関わらずカムのうちでバルブリフト量が少ない領域が使用されている場合には、エンジンの出力を十分に向上させることができない恐れがある。
【０００７】
そこで、本発明は上記の事情を考慮し、変速機のギヤポジションごとに適切な領域においてカムを使用することで、エンジンの出力や燃費を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、エンジンと、前記エンジンの回転を変速する変速機と、前記エンジンを制御する制御部と、を備えた車両用制御装置であって、前記エンジンは、燃焼室を開閉するバルブと、所定の回転軸を中心に回転することで前記バルブを作動させると共に前記回転軸方向にカムプロフィールが変化するカムと、を備え、前記制御部は、前記変速機のギヤポジションごとに前記カムの使用可能範囲を設定することを特徴とする。
【０００９】
このような構成を採用することで、変速機のギヤポジションごとに適切な領域においてカムを使用することが可能となり、エンジンの出力や燃費を向上させることができる。
【００１０】
前記カムは、所定のバルブリフト量を有する低リフト領域と、前記低リフト領域よりもバルブリフト量が多い高リフト領域と、を備え、前記変速機は、所定の低速ギヤの変速比によって前記エンジンの回転を変速する低速ポジションと、前記低速ギヤよりも変速比が小さい高速ギヤの変速比によって前記エンジンの回転を変速する高速ポジションと、の間でギヤポジションを切り替え可能に設けられ、前記制御部は、前記低速ポジションについては前記カムの前記低リフト領域及び前記高リフト領域の使用を可能とし、前記高速ポジションについては前記カムの前記低リフト領域の使用を制限すると共に前記カムの前記高リフト領域の使用を可能とし、前記カムの前記低リフト領域の使用中に前記変速機のギヤポジションが前記低速ポジションから前記高速ポジションに切り替わると、前記制御部が前記カムの使用領域を前記低リフト領域から前記高リフト領域に切り替えても良い。
【００１１】
このような構成を採用することで、運転者が変速機のギヤポジションを切り替えるのを契機にカムの使用領域の切り替えが行われることになる。そのため、カムの使用領域の切り替えに伴うエンジンの出力の上昇を運転者に予測させることができ、エンジンの出力が上昇しすぎないようにスロットル操作やクラッチ操作を行うことを運転者に促すことが可能となる。これに伴って、カムの使用領域の切り替えを滑らかに行うことが可能となり、運転者に与える違和感を抑制することができる。また、予測し得ないエンジンの出力の上昇に備えながら車両を運転しなければならないような事態や予測し得ないエンジンの出力の上昇に対処するために車両を減速させなければならないような事態を回避することができる。
【００１２】
前記低速ギヤは、１速ギヤであっても良い。
【００１３】
このような構成を採用することで、車両の発進時にカムの低リフト領域を使用することが可能となり、燃費の向上を図ることが可能となる。
【００１４】
前記カムは、所定のバルブリフト量を有する低カム部と、前記低カム部よりもバルブリフト量が多い中カム部と、前記中カム部よりもバルブリフト量が多い高カム部と、を備えた多段階式３次元カムであり、前記低リフト領域は、前記低カム部によって構成され、前記高リフト領域は、前記中カム部及び前記高カム部によって構成され、前記カムの前記低カム部の使用中に前記変速機のギヤポジションが前記低速ポジションから前記高速ポジションに切り替わると、前記制御部が前記カムの使用領域を前記低カム部から前記中カム部に切り替えても良い。
【００１５】
このような構成を採用することで、中カム部から高カム部への切り替えと比較してエンジンの出力の大幅な上昇が発生し易い低カム部から中カム部への切り替えを運転者に予測させることが可能となる。これに伴って、カムの使用領域の切り替えに伴うエンジンの出力の上昇を運転者に予測させるメリットを高めることが可能となる。
【００１６】
前記制御部は、前記変速機のギヤポジションの切り替えに伴って前記カムの使用領域が前記使用可能範囲外となった場合には、前記カムの使用領域が前記使用可能範囲内となるように前記カムの使用領域を切り替えても良い。
【００１７】
このような構成を採用することで、現在使用しているカム部（カムの使用領域）が使用可能範囲外となった場合に、使用可能範囲内となるように使用するカム部を変えるので、カムが使用可能範囲外で使用されるのを確実に防止することが可能となり、エンジンの出力の低下を抑制することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、変速機のギヤポジションごとに適切な領域においてカムを使用することで、エンジンの出力や燃費を向上させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る自動二輪車を示す右側面図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る自動二輪車のエンジンを示す断面図である。
【図３】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、吸気側動弁装置及びその周辺部を示す背面図である。
【図４】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、吸気側動弁装置及びその周辺部を示す平面図である。
【図５】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、吸気カム及びその周辺部を示す斜視図である。
【図６】本発明の一実施形態に係る自動二輪車の構成を示すブロック図である。
【図７】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、バルブリフト量とクランク角の関係を示すグラフである。
【図８】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、エンジンの回転数と全開出力の関係を示すグラフである。
【図９】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、ギヤポジションごとの吸気カムの使用可能範囲の設定例を示す表である。
【図１０】本発明の一実施形態に係る自動二輪車において、吸気カムの使用領域制御を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面に基づき、本発明の好適な実施形態について説明する。以下の実施形態では、本発明を自動二輪車１に適用した場合について説明する。以下、上下、左右、前後等の方向を示す語は、自動二輪車１の乗員から見た方向を基準として用いる。各図に適宜付される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒは、それぞれ自動二輪車１の前方、後方、左方、右方を示している。
【００２１】
まず、図１を用いて、自動二輪車１の概要について説明する。
【００２２】
自動二輪車１には、骨組を構成する車体フレーム２が設けられ、車体フレーム２の前方から下方にかけて設けられたカウリング３により、車両前部が覆われている。車体フレーム２は、例えばツインチューブ型であり、車体フレーム２の前部上端に配置されたヘッドパイプ４と、ヘッドパイプ４から後下方に向かって延びる左右一対のメインフレーム５と、メインフレーム５の後部から後上方に向かって延びる左右一対のシートレール６と、を主体として構成されている。
【００２３】
ヘッドパイプ４には、左右一対のフロントフォーク７が支持されている。フロントフォーク７の下端には前輪８が軸支され、フロントフォーク７の上端にはハンドルバー１０が固定され、ハンドルバー１０の左右両端部にはハンドルグリップ１１が設けられている。
【００２４】
左右一対のメインフレーム５の間には燃料タンク１２が設けられ、燃料タンク１２の後方には運転者シート１３が設けられている。燃料タンク１２の下方にはエンジン１４が搭載されている。左右一対のメインフレーム５の後下部にはピボット軸１５が架設され、ピボット軸１５にはスイングアーム１６の前端部が上下方向揺動可能に支持されている。スイングアーム１６の後端部には後輪１７が軸支されている。
【００２５】
次に、図２〜図５を用いて、エンジン１４について更に詳細に説明する。エンジン１４は、例えば、並列４気筒型エンジンである。
【００２６】
図２に示されるように、エンジン１４は、クランクケース２０と、クランクケース２０から上方に延びるシリンダー２１と、シリンダー２１から上方に延びるシリンダーヘッド２２と、シリンダーヘッド２２の上側を覆うヘッドカバー２３と、を備えている。なお、図２において、クランクケース２０及びシリンダー２１は、その概略のみが一点鎖線で表示されている。
【００２７】
クランクケース２０内には、クランク軸２４が軸支されている。クランク軸２４は、シリンダー２１内に往復動可能に収納されたピストン２５とコンロッド２６を介して接続されており、ピストン２５の往復動がコンロッド２６を介してクランク軸２４の回転に変換されるように構成されている。
【００２８】
シリンダー２１とシリンダーヘッド２２の間には、燃焼室２７が形成されている。燃焼室２７の後部には、吸気口２８が形成されている。吸気口２８は、シリンダーヘッド２２の後面に開口された吸気ポート３０と連通している。吸気ポート３０には、エアクリーナー（図示せず）や燃料噴射装置（図示せず）が接続されており、エアクリーナーから導入された空気と燃料噴射装置から噴射された燃料が混合された後、吸気口２８を介して燃焼室２７に導入されるように構成されている。
【００２９】
燃焼室２７の前部には、排気口３１が形成されている。排気口３１は、シリンダーヘッド２２の前面に開口された排気ポート３２と連通している。排気ポート３２には、排気管（図示せず）が接続されており、燃焼室２７からの排気が、排気口３１、排気ポート３２及び排気管を介して排出されるように構成されている。
【００３０】
シリンダーヘッド２２の後部には、吸気バルブ３３が気筒ごとに２個ずつ設けられている。吸気バルブ３３は、所定の軸方向（本実施形態では、上方に向かって後方に傾斜する方向）に延びている。吸気バルブ３３は、その軸方向に移動することで燃焼室２７の吸気口２８を開閉するように構成されている。吸気バルブ３３は、吸気側バルブスプリング３４によって燃焼室２７の吸気口２８を閉止する方向（本実施形態では上方）に付勢されている。
【００３１】
シリンダーヘッド２２の前部には、排気バルブ３５が気筒ごとに２個ずつ設けられている。排気バルブ３５は、所定の軸方向（本実施形態では、上方に向かって前方に傾斜する方向）に延びている。排気バルブ３５は、その軸方向に移動することで燃焼室２７の排気口３１を開閉するように構成されている。排気バルブ３５は、排気側バルブスプリング３６によって燃焼室２７の排気口３１を閉止する方向（本実施形態では上方）に付勢されている。
【００３２】
シリンダーヘッド２２の上部には、カムハウジング３７が設けられ、カムハウジング３７の後上方には、ボールスクリューハウジング３８が設けられている。
【００３３】
シリンダーヘッド２２の後上部には、吸気バルブ３３の上方に吸気側動弁装置４４が設けられている。図３、図４に示されるように、吸気側動弁装置４４は、シリンダーヘッド２２の右後隅に設けられる駆動モーター４５（駆動源）と、駆動モーター４５の左方に設けられるボールスクリュー４６と、ボールスクリュー４６に支持されるスライドナット４７と、スライドナット４７に固定されるナットフォーク４８と、ボールスクリュー４６の前方に配置されるカムフォークシャフト５０と、カムフォークシャフト５０に固定されるカムフォーク５１と、カムフォークシャフト５０の下方に配置されるカムシャフト５２と、カムシャフト５２に支持される吸気カム５３と、シリンダーヘッド２２の左後隅に設けられるカム位置センサー５４と、を備えている。
【００３４】
駆動モーター４５には、左方に向かって突出する出力軸５５が設けられている。出力軸５５の外周には出力ギヤ５６が設けられており、駆動モーター４５の駆動に伴って出力軸５５と出力ギヤ５６が一体に回転するように構成されている。
【００３５】
ボールスクリュー４６は、左右方向に延びている。ボールスクリュー４６の右端部には接続ギヤ５７が設けられている。接続ギヤ５７は、駆動モーター４５の出力ギヤ５６と噛合している。これにより、駆動モーター４５の駆動に伴ってボールスクリュー４６が回転するようになっている。ボールスクリュー４６は、ボールスクリューハウジング３８（図２等参照）に収容されている。
【００３６】
図３、図４に示されるように、スライドナット４７は、ボールスクリュー４６の外周に噛合している。スライドナット４７は、回転が規制された状態で設けられており、ボールスクリュー４６の回転に伴って左右方向に移動するように構成されている。
【００３７】
ナットフォーク４８は、フォーク本体６０と、フォーク本体６０から前方に向かって張り出すベースプレート６１と、を備えている。フォーク本体６０は、スライドナット４７の外周面に固定されている。これにより、スライドナット４７が左右方向に移動すると、ナットフォーク４８がスライドナット４７と一体的に左右方向に移動するようになっている。ベースプレート６１は、平板状を成しており、左右方向に延びている。
【００３８】
カムフォークシャフト５０は、左右方向に延びている。カムフォークシャフト５０は、カムハウジング３７に設けられた複数個（本実施形態では５個）の軸受部６４によって左右方向に移動可能に支持されている。
【００３９】
カムフォーク５１は、カムフォークシャフト５０の外周に固定されており、カムフォークシャフト５０と一体的に左右方向に移動するようになっている。カムフォーク５１は、左右方向に間隔をおいて４個設けられている。４個のカムフォーク５１のうちの左右方向中央の２個は、ナットフォーク４８のベースプレート６１の左右両端部に固定されている。これにより、ナットフォーク４８が左右方向に移動すると、カムフォークシャフト５０及びカムフォーク５１がナットフォーク４８と一体的に左右方向に移動するようになっている。
【００４０】
カムシャフト５２は、左右方向に延びている。カムシャフト５２の右端部には、カムスプロケット６５が設けられている。カムスプロケット６５は、クランク軸２４（図３、図４では図示せず）とカムチェーン（図示せず）を介して接続されている。
【００４１】
吸気カム５３は、カムシャフト５２に周設されており、左右方向に延びる回転軸Ｙを中心にカムシャフト５２と一体的に回転するように設けられている。つまり、本実施形態では、左右方向が吸気カム５３の回転軸方向である。吸気カム５３は、カムシャフト５２に対して左右方向に移動可能に設けられている。吸気カム５３は、左右方向に間隔をおいて４個設けられている。
【００４２】
図５に示されるように、吸気カム５３の右端部は、ベアリング６６を介してカムフォーク５１に取り付けられている。これにより、吸気カム５３がカムフォーク５１と一体的に左右方向に移動可能となっている。
【００４３】
吸気カム５３は、所謂「３次元カム」であり、左右方向（回転軸方向）にカムプロフィールが変化している。吸気カム５３には、外径側に向かって隆起するカムロブ６７が設けられている。カムロブ６７の右端部（左右方向一端部）には低カム部６８（低リフト領域）が設けられ、カムロブ６７の左右方向中央部には中カム部６９（高リフト領域）が設けられ、カムロブ６７の左端部（左右方向他端部）には、高カム部７０（高リフト領域）が設けられている。低カム部６８、中カム部６９及び高カム部７０は、左右方向に対して平行に設けられている。カム部６８〜７０のカムプロフィールは、低カム部６８、中カム部６９、高カム部７０の順に大きくなっている。
【００４４】
吸気カム５３のカムロブ６７には、低カム部６８と中カム部６９の間に第１移行部７１が設けられ、中カム部６９と高カム部７０の間に第２移行部７２が設けられている。第１移行部７１及び第２移行部７２は、右方から左方に向かって徐々に拡径しており、左右方向に対して傾斜している。
【００４５】
以上のように、本実施形態の吸気カム５３は、左右方向（回転軸方向）の一端部から他端部まで連続的にカムプロフィールが変化する無段階式３次元カムでは無く、カムプロフィールが変化しない部分（低カム部６８、中カム部６９、高カム部７０）の間にカムプロフィールが変化する部分（第１移行部７１、第２移行部７２）が配置される３段階式３次元カム（多段階式３次元カム）である。
【００４６】
吸気カム５３の下方には、タペット７３が設けられている。タペット７３は、タペットガイド７４に支持されている。タペット７３は、左右方向に延びるタペットアーム７５と、タペットアーム７５の左右方向中央部に回転可能に支持されるタペットローラー７６と、を備えている。タペットアーム７５の左右両端部は、吸気バルブ３３の上端部の上方に位置している。タペットアーム７５の左右両端部と吸気バルブ３３の上端部の間には、シム５８が介装されている。タペットローラー７６は、吸気カム５３に当接している。
【００４７】
カム位置センサー５４（図３、図４参照）は、ロータリーエンコーダー等によって構成されている。カム位置センサー５４は、吸気カム５３の左右方向（回転軸方向）の位置を検出するように構成されている。なお、カム位置センサー５４は、吸気カム５３の左右方向の位置を直接検出しても良いし、吸気カム５３と一体的に左右方向に移動する部材（例えば、スライドナット４７、ナットフォーク４８、カムフォークシャフト５０又はカムフォーク５１）の位置を検出することで、吸気カム５３の左右方向の位置を間接的に検出しても良い。
【００４８】
図２に示されるように、シリンダーヘッド２２の前上部には、排気バルブ３５の上方に排気側動弁装置７７が設けられている。排気側動弁装置７７は、排気カムシャフト７８と一体に回転する排気カム７９を備えている。排気カム７９は、３次元カムによって構成される吸気カム５３とは異なり、平板状のカムによって構成されている。排気側動弁装置７７の詳細については、説明を省略する。
【００４９】
次に、自動二輪車１の構成について、主に図６を用いて更に説明する。
【００５０】
エンジン１４は、制御部８１に接続されている。制御部８１は、例えば、ＥＣＵ（Engine  Control  Unit）等によって構成されており、エンジン１４を制御している。制御部８１は、例えば、ＣＰＵ（Central  Processing  Unit）と、ＲＯＭ（Read-Only  Memory）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）等の記憶部と、を備えており、記憶部に記憶されたプログラムに従って各種処理を実行する機能を有している。
【００５１】
制御部８１は、エンジン１４の吸気側動弁装置４４に設けられた駆動モーター４５と接続されており、制御部８１からの信号に基づいて駆動モーター４５が駆動するようになっている。
【００５２】
制御部８１は、エンジン１４の吸気側動弁装置４４に設けられたカム位置センサー５４に接続されており、カム位置センサー５４からのカム位置信号が、制御部８１に出力されるようになっている。
【００５３】
前述のように、エンジン１４にはクランク軸２４が設けられている。クランク軸２４は、クラッチ８２及び変速機８３を介して後輪１７に接続されており、クランク軸２４の回転が後輪１７に伝達されることで、後輪１７が回転するように構成されている。
【００５４】
変速機８３は、エンジン１４のクランク軸２４の回転を変速（減速）する機能を有している。変速機８３は、１速ギヤＧ１（低速ギヤ）及び２速ギヤＧ２〜６速ギヤＧ６（高速ギヤ）を有している。１速ギヤＧ１〜６速ギヤＧ６は、１速ギヤＧ１〜６速ギヤＧ６の順に変速比（減速比）が小さくなっている。変速機８３は、１速ギヤＧ１の変速比によってエンジン１４のクランク軸２４の回転を変速する１速ポジション（低速ポジション）と、２速ギヤＧ２〜６速ギヤＧ６の変速比によってエンジン１４のクランク軸２４の回転を変速する２速ポジション〜６速ポジション（高速ポジション）と、エンジン１４のクランク軸２４の回転を後輪１７に伝達しない中立ポジションと、の間でギヤポジションを切り替え可能に設けられている。以下、１速ポジション〜６速ポジションを、「１速〜６速」と略称し、中立ポジションをＮ（ニュートラル）と略称する。
【００５５】
変速機８３は、シフト機構８５に接続されている。そして、運転者によってシフト機構８５が操作されると、変速機８３のギヤポジションが切り替えられるようになっている。
【００５６】
変速機８３は、ギヤポジションセンサー８６に接続されており、ギヤポジションセンサー８６は制御部８１に接続されている。そして、ギヤポジションセンサー８６が変速機８３のギヤポジションを検出すると、ギヤポジションセンサー８６から制御部８１にギヤポジション信号が出力されるようになっている。
【００５７】
制御部８１は、アクセルグリップ８７に接続されており、アクセルグリップ８７の操作量が制御部８１に出力されるようになっている。
【００５８】
制御部８１は、イグニッションスイッチ８８に接続されている。そして、イグニッションスイッチ８８がＯＦＦからＯＮに切り替わると、制御部８１がエンジン１４を始動させ、イグニッションスイッチ８８がＯＮからＯＦＦに切り替わると、制御部８１がエンジン１４を停止させるように構成されている。
【００５９】
上記のように構成された自動二輪車１の走行時には、エンジン１４のクランク軸２４が回転する。このようにクランク軸２４が回転すると、この回転がカムチェーン（図示せず）を介してカムシャフト５２に伝達され、カムシャフト５２が回転する。このようにカムシャフト５２が回転すると、回転軸Ｙを中心に吸気カム５３が回転し、吸気カム５３に設けられたカム部６８〜７０のいずれかがタペット７３のタペットローラー７６を下方に押圧する。これに伴って、タペット７３のタペットアーム７５がシム５８を介して吸気バルブ３３を下方に押圧し、吸気バルブ３３が燃焼室２７の吸気口２８を開放する。以上のようにして、吸気カム５３のカム部６８〜７０のいずれかが吸気バルブ３３を作動させる。
【００６０】
また、上記のように構成された自動二輪車１の走行時には、エンジン１４の回転数又はアクセルグリップ８７の操作量に応じて制御部８１が駆動モーター４５を駆動させる。このように駆動モーター４５が駆動すると、ボールスクリュー４６が回転し、ボールスクリュー４６の外周に噛合するスライドナット４７が左右方向に移動する。このようにスライドナット４７が左右方向に移動すると、ナットフォーク４８、カムフォークシャフト５０、カムフォーク５１及び吸気カム５３が左右方向に移動する。以上のようにして、駆動モーター４５が吸気カム５３を左右方向に移動させる。これに伴って、吸気カム５３の使用領域（吸気カム５３のうちで吸気バルブ３３を作動させる領域）が、低カム部６８、中カム部６９、高カム部７０の間で切り替わる。具体的には、エンジン１４の回転数又はアクセルグリップ８７の操作量が上昇するのに伴って、吸気カム５３の使用領域が低カム部６８、中カム部６９、高カム部７０の順に切り替わる。これにより、エンジン１４の燃費の向上が図られる。
【００６１】
図７に示されるように、低カム部６８は、所定のバルブリフト量を有し、中カム部６９は、低カム部６８よりもバルブリフト量が多く（大きく）、高カム部７０は、中カム部６９よりもバルブリフト量が更に多い（更に大きい）。つまり、吸気カム５３のカム部６８〜７０が吸気バルブ３３を作動させるときのバルブリフト量は、低カム部６８、中カム部６９、高カム部７０の順に多く（大きく）なる。
【００６２】
また、吸気バルブ３３が開くタイミング（クランク角）は、低カム部６８、中カム部６９、高カム部７０の順に早くなる。つまり、カム部６８〜７０のうちで吸気バルブ３３が開くタイミングが最も遅いのは低カム部６８であり、吸気バルブ３３が開くタイミングが最も早いのは高カム部７０である。
【００６３】
また、吸気バルブ３３が閉じるタイミング（クランク角）は、低カム部６８、中カム部６９、高カム部７０の順に遅くなる。つまり、カム部６８〜７０のうちで吸気バルブ３３が閉じるタイミングが最も早いのは低カム部６８であり、吸気バルブ３３が閉じるタイミングが最も遅いのは高カム部７０である。
【００６４】
以上のように本実施形態では、バルブリフト特性（バルブリフト量及びバルブリフトタイミング）が異なるカム部６８〜７０によって吸気バルブ３３を作動させている。つまり、本実施形態の吸気側動弁装置４４は、所謂「可変動弁装置」である。なお、排気バルブ３５を作動させる排気カム７９については、バルブリフト特性（バルブリフト量及びバルブリフトタイミング）は一定である。この為、排気上死点近傍で排気バルブ３５と吸気バルブ３３が共に開いている状態（所謂オーバーラップ状態）は、低カム部６８の使用時から高カム部７０の使用時になるに従い長くなる。
【００６５】
低カム部６８のカムプロフィールは、その他のカム部の形状に対し出力よりも燃費重視の形状である為、図８に示されるように、低カム部６８と中カム部６９の間のエンジン１４の全開出力の最大差Ｗ１は、中カム部６９と高カム部７０の間のエンジン１４の全開出力の最大差Ｗ２よりも大きい。このことからも明らかなように、本実施形態のエンジン１４においては、中カム部６９から高カム部７０への切り替え時と比較して、低カム部６８から中カム部６９への切り替え時にエンジン１４の出力の大幅な上昇が発生しやすい。
【００６６】
次に、ギヤポジションごとの吸気カム５３の使用可能範囲の設定例について説明する。
【００６７】
制御部８１は、変速機８３のギヤポジションごとに吸気カム５３の使用可能範囲を設定し、これを内部の記憶領域に記憶している。図９に示されるように、制御部８１は、Ｎ（ニュートラル）及び１速については、高出力が要求されない発進時やアイドリング状態の可能性がある為吸気カム５３の低カム部６８、中カム部６９及び高カム部７０の使用を可能としている。これに対して、２速〜６速については、吸気カム５３の低カム部６８の使用を制限（禁止）すると共に吸気カム５３の中カム部６９及び高カム部７０の使用を可能としている。このように、制御部８１は、変速機８３のギヤポジションによって吸気カム５３の使用可能範囲を異ならせている。
【００６８】
次に、吸気カム５３の使用領域制御について、主に図１０を用いて説明する。
【００６９】
制御部８１は、カム位置センサー５４からのカム位置信号に基づいて吸気カム５３の現在の使用領域（低カム部６８、中カム部６９又は高カム部７０）を定期的に確認している。
【００７０】
制御部８１は、まず、ギヤポジションセンサー８６からギヤポジション信号を取得し、変速機８３のギヤポジションを確認する（ステップＳ１０１）。
【００７１】
次に、制御部８１は、カム位置センサー５４からのカム位置信号に基づいて確認される吸気カム５３の現在の使用領域が、変速機８３のギヤポジションごとに設定された吸気カム５３の使用可能範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳ１０２）。
【００７２】
ステップＳ１０２がＹＥＳの場合（吸気カム５３の現在の使用領域が使用可能範囲内である場合）には、制御部８１は、引き続き吸気カム５３の使用領域を使用可能範囲内に維持する（ステップＳ１０３）。つまり、吸気カム５３の使用領域が使用可能範囲内であれば、吸気カム５３の使用領域を変更する必要はなく、吸気カム５３の使用領域が使用可能範囲外になることを禁止する。
【００７３】
これに対して、ステップＳ１０２がＮＯの場合（吸気カム５３の現在の使用領域が使用可能範囲内でない場合）には、制御部８１は、吸気カム５３の使用領域が使用可能範囲内となるように吸気カム５３の使用領域を切り替える（ステップＳ１０４）。つまり、吸気カム５３の使用領域が使用可能範囲外であるので、吸気カム５３の使用領域を変更する。その後は、ステップＳ１０２がＹＥＳの場合と同様に、制御部８１は、吸気カム５３の使用領域を使用可能範囲内に維持する（ステップＳ１０３）。
【００７４】
以上のような吸気カム５３の使用領域制御を、図９に示す吸気カム５３の使用可能範囲が設定されている場合を例に更に説明する。
【００７５】
例えば、吸気カム５３の低カム部６８の使用中に、操作者がシフト機構８５を操作することで変速機８３のギヤポジションが１速から２速に切り替わると、制御部８１は、ギヤポジションセンサー８６からギヤポジション信号を取得し、変速機８３のギヤポジションが２速であることを確認する（ステップＳ１０１）。
【００７６】
次に、制御部８１は、低カム部６８が２速における吸気カム５３の使用可能範囲内であるかどうかを確認する（ステップＳ１０２）。低カム部６８は２速における吸気カム５３の使用可能範囲内ではないので、ステップＳ１０２はＮＯとなる。即ち、変速機８３のギヤポジションの切り替えに伴って吸気カム５３の使用領域が使用可能範囲外となったことになる。
【００７７】
この場合、制御部８１は、吸気カム５３の使用領域が２速における吸気カム５３の使用可能範囲内となるように、吸気カム５３の使用領域を低カム部６８から中カム部６９に切り替える（ステップＳ１０４）。
【００７８】
その後は、制御部８１は、ギヤポジションの切り替えが行われない限り、吸気カム５３の使用領域を２速における吸気カム５３の使用可能範囲である中カム部６９又は高カム部７０に維持する（ステップＳ１０３）。
【００７９】
本実施形態では上記のように、変速機８３のギヤポジションごとに吸気カム５３の使用可能範囲を制御部８１が設定している。このような構成を採用することで、変速機８３のギヤポジションごとに適切な領域において吸気カム５３を使用することが可能となり、エンジン１４の出力や燃費を向上させることができる。
【００８０】
ところで、本実施形態では上記のように、無段階式３次元カムではなく３段階式３次元カム（多段階式３次元カム）を吸気カム５３として用いている。無段階式３次元カムを吸気カム５３として用いる場合には、吸気カム５３の使用領域の切り替えに伴ってエンジン１４の出力が変化するのを抑制するような設定が可能である。これに対して、燃費を優先させる３段階式３次元カムを吸気カム５３として用いる場合には、カム部６８〜７０の間におけるエンジン１４の出力差（特に、低カム部６８と中カム部６９の間におけるエンジン１４の出力差）が大きい。そのため、吸気カム５３の使用領域の切り替えに伴ってエンジン１４の出力が変化するのを抑制するような設定は困難であり、吸気カム５３の使用領域の切り替えに伴って運転者に違和感を与える恐れがある。
【００８１】
そこで、３段階式３次元カムを吸気カム５３として用いる場合には、吸気カム５３の使用領域の切り替え中又は切り替え直後に空燃比調整や点火時期調整（例えば、遅角制御）を一定期間行うことで、エンジン１４の出力の上昇を抑制し、吸気カム５３の使用領域を滑らかに切り替えられるように制御を行っている。
【００８２】
しかしながら、加速のために大きくしたスロットル開度が低カム部６８から中カム部６９や高カム部７０への切り替え後も維持された時などには、上記の空燃比調整や点火時期調整が終了した後にエンジン１４の出力が上昇しすぎてしまう場合がある。このような場合には、運転者に大きな違和感を与える恐れがある。また、エンジン１４の出力オーバーに対処するために、アクセルグリップ８７の手動操作によって運転者がスロットル開度を小さくして自動二輪車１のエンジン１４の回転を低下させなければならなくなる恐れがある。
【００８３】
しかしながら、本実施形態では、吸気カム５３の低カム部６８の使用中に変速機８３のギヤポジションが１速から２速に切り替わると、制御部８１が吸気カム５３の使用領域を低カム部６８から中カム部６９に切り替えるようになっている。このような構成を採用することで、運転者がシフト機構８５やクラッチ８２の操作によって変速機８３のギヤポジションを切り替えるのを契機に吸気カム５３の使用領域の切り替えが行われることになる。そのため、吸気カム５３の使用領域の切り替えに伴うエンジン１４の出力の上昇を運転者に予測させることができる。そのため、運転者は、クラッチ８２を繋いだ時のスロットル開度が小さくなるようにアクセルグリップ８７を操作したり、クラッチ８２をゆっくり繋いだりして、エンジン１４の出力が上昇しすぎないようにすることができる。これに伴って、吸気カム５３の使用領域の切り替えを滑らかに行うことが可能となり、運転者に与える違和感を抑制することができる。また、予測し得ないエンジン１４の出力の上昇に備えながら自動二輪車１を運転しなければならないような事態や予測し得ないエンジン１４の出力の上昇に対処するために自動二輪車１を減速させなければならないような事態を回避することができる。
【００８４】
また、本実施形態では、１速ギヤＧ１を、吸気カム５３の低カム部６８を使用可能な低速ギヤとしている。このような構成を採用することで、自動二輪車１の発進時に吸気カム５３の低カム部６８を使用することが可能となり、燃費の向上を図ることが可能となる。
【００８５】
また、吸気カム５３の低カム部６８の使用中に変速機８３のギヤポジションが１速から２速に切り替わると、制御部８１が吸気カム５３の使用領域を低カム部６８から中カム部６９に切り替えている。つまり、運転者の変速操作（シフト機構８５やクラッチ８２の操作）と連動して使用するカム部の位置を切り替えている。そのため、中カム部６９から高カム部７０への切り替えと比較してエンジン１４の出力の大幅な上昇が発生し易い低カム部６８から中カム部６９への切り替えを運転者に予測させることが可能となる。これに伴って、吸気カム５３の使用領域の切り替えに伴うエンジン１４の出力の上昇を運転者に予測させるメリットを高めることが可能となる。
【００８６】
また、制御部８１は、変速機８３のギヤポジションの切り替えに伴って吸気カム５３の使用領域が使用可能範囲外となった場合には、吸気カム５３の使用領域が使用可能範囲内となるように吸気カム５３の使用領域を切り替えている。このような構成を採用することで、吸気カム５３が使用可能範囲外で使用されるのを確実に防止することが可能となり、エンジン１４の出力の低下を抑制することができる。
【００８７】
本実施形態では、変速機８３のギヤポジションの切り替え後に、制御部８１が吸気カム５３の使用領域を切り替える場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、変速機８３のギヤポジションの切り替え中に、制御部８１が吸気カム５３の使用領域を切り替えても良い。この場合、ギヤポジションセンサー８６からの出力の変化でシフト操作方向を判断し、現在の吸気カム５３の使用領域が変速後のギヤポジションにおける使用可能範囲内であるか判断し、必要に応じて早期に吸気カム５３を切り替えることができる。
【００８８】
本実施形態では、変速機８３のギヤポジションごとの吸気カム５３の使用可能範囲が１パターンのみ設定される場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、変速機８３のギヤポジションごとの吸気カム５３の使用可能範囲を複数パターン設定し、この複数パターンの使用可能範囲を自動二輪車１の走行モードなどに応じて使い分けても良い。例えば、変速機８３のあるギヤポジションについて、高カム部７０を使用可能範囲とするパターンと、中カム部６９及び高カム部７０を使用可能範囲とするパターンと、低カム部６８、中カム部６９及び高カム部７０を使用可能範囲とするパターンを使い分けても良い。
【００８９】
本実施形態では、１速ギヤＧ１を低速ギヤとし、２速ギヤＧ２〜６速ギヤＧ６を高速ギヤとした。一方で、他の異なる実施形態では、１速ギヤＧ１と２速ギヤＧ２を低速ギヤとし、３速ギヤＧ３〜６速ギヤＧ６を高速ギヤとしたり、１速ギヤＧ１〜３速ギヤＧ３を低速ギヤとし、４速ギヤＧ４〜６速ギヤＧ６を高速ギヤとしたりして吸気カム５３の使用可能範囲を設定しても良い。
【００９０】
本実施形態では、６段変速式の変速機８３を用いる場合について説明したが、他の異なる実施形態では、異なる変速段数の変速機（例えば、４段変速式や５段変速式の変速機）を用いても良い。
【００９１】
本実施形態では、低カム部６８を低リフト領域とし、中カム部６９及び高カム部７０を高リフト領域とする場合について説明した。一方で、他の異なる実施形態では、低カム部６８及び中カム部６９を低リフト領域とし、高カム部７０を高リフト領域としても良い。
【００９２】
本実施形態では、３段階式３次元カムによって吸気カム５３を構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、２段階式又は４段階式以上の多段階式３次元カムによって吸気カム５３を構成しても良い。また、更に他の異なる実施形態では、左右方向（回転軸方向）の一端部から他端部まで連続的にカムプロフィールが変化する無段階式３次元カムによって吸気カム５３を構成しても良い。
【００９３】
本実施形態では、吸気カム５３のみを３次元カムによって構成する場合について説明したが、他の異なる実施形態では、吸気カム５３と排気カム７９の両方を３次元カムによって構成しても良いし、排気カム７９のみを３次元カムによって構成しても良い。
【００９４】
本実施形態では、並列４気筒型エンジンに本発明の構成を適用したが、他の異なる実施形態では、単気筒型エンジンやＶ型エンジン等の並列４気筒型エンジン以外のエンジンに本発明の構成を適用することも可能である。
【００９５】
本実施形態では、本発明の構成を自動二輪車１のエンジン１４に適用したが、他の異なる実施形態では、自動車その他の車両のエンジン等に本発明の構成を適用することも可能である。
【符号の説明】
【００９６】
１４  エンジン
２７  燃焼室
３３  吸気バルブ（バルブ）
５３  吸気カム（カム）
６８  低カム部（低リフト領域）
６９  中カム部（高リフト領域）
７０  高カム部（高リフト領域）
８１  制御部
８３  変速機
Ｇ１  １速ギヤ（低速ギヤ）
Ｇ２  ２速ギヤ（高速ギヤ）
Ｇ３  ３速ギヤ（高速ギヤ）
Ｇ４  ４速ギヤ（高速ギヤ）
Ｇ５  ５速ギヤ（高速ギヤ）
Ｇ６  ６速ギヤ（高速ギヤ）
Ｙ  （吸気カムの）回転軸
【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】
2015175370.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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