(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
１サイクル中に吸入行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程を含む４ストロークのエンジンユニットであって、
少なくとも一つの吸気ポートおよび少なくとも一つの排気ポートが設けられた燃焼室と、
前記少なくとも一つの吸気ポートに接続され、かつ、前記少なくとも一つの吸気ポートを介して大気中の空気を前記燃焼室内に導く吸気通路と、
前記少なくとも一つの排気ポートに接続され、かつ、前記少なくとも一つの排気ポートを介して前記燃焼室内の気体を大気に排出する排気通路と、
前記吸気ポートを開閉する吸気弁と、
前記排気ポートを開閉する排気弁と、
前記吸気通路に設けられ、かつ、前記吸気通路の開口面積を調整する調整弁とを備え、
前記吸気弁は、少なくとも当該エンジンユニットの運転領域が予め定められた低負荷運転領域である場合に、前記１サイクル中において、前記排気弁が閉じる前に開き、かつ、前記排気弁が開く前に閉じ、
前記調整弁は、少なくとも前記低負荷運転領域の場合に、前記１サイクル中において、前記吸気通路内における前記調整弁と前記燃焼室との間の吸気圧力が、下記式（１）および（２）の関係を満たすように、前記開口面積を調整する、エンジンユニット。
ＰＩＣ＜ＰＶＩＣ  ・・・（１）
ＰＩＯ＞ＰＶＩＯ  ・・・（２）
ただし、上記式（１）および（２）において、
ＰＶＩＣは、前記吸気通路の開口面積を、前記１サイクルの間、一定の値に固定したと仮定した仮想固定運転状態において、前記吸気弁が閉じた時点の前記吸気圧力であり、
ＰＩＣは、前記開口面積が前記１サイクル中に前記調整弁によって調整されている調整運転状態において、前記吸気弁が閉じた時点の前記吸気圧力であり、
前記調整運転状態では、前記調整弁は、当該エンジンユニットの回転速度が、前記仮想固定運転状態のときの回転速度に等しくなるように、前記開口面積を調整し、
ＰＶＩＯは、前記仮想固定運転状態において、前記吸気弁が開いた時点の前記吸気圧力であり、
ＰＩＯは、前記調整運転状態において、前記吸気弁が開いた時点の前記吸気圧力である。
【請求項２】
前記調整運転状態では、前記調整弁は、前記１サイクルの間において、前記吸気弁が開いているときの前記開口面積の平均値が前記仮想固定運転状態における前記開口面積よりも小さくなり、かつ前記吸気弁が閉じているときの前記開口面積の平均値が、前記仮想固定運転状態における前記開口面積よりも大きくなるように、前記開口面積を調整する、請求項１に記載のエンジンユニット。
【請求項３】
前記調整弁の開度を調整する制御部と、
前記吸気圧力を検出する圧力検出部とをさらに備え、
前記制御部は、前記圧力検出部によって検出された前記吸気圧力に基づいて前記運転領域が前記予め定められた低負荷運転領域であるか否かを判別する、請求項１または２に記載のエンジンユニット。
【請求項４】
前記調整弁は、連続する２サイクルの各サイクルにおいて、前記吸気圧力が上記式（１）および（２）の関係を満たすように、前記開口面積を調整する、請求項１から３のいずれかに記載のエンジンユニット。
【請求項５】
前記エンジンユニットは、単気筒のエンジンユニットである、請求項１から４のいずれかに記載のエンジンユニット。
【請求項６】
前記燃焼室、前記吸気通路および前記調整弁がそれぞれ複数設けられ、
複数の前記燃焼室に複数の前記吸気通路がそれぞれ接続され、
複数の前記吸気通路に複数の前記調整弁がそれぞれ設けられる、請求項１から４のいずれかに記載のエンジンユニット。
【請求項７】
電子制御式のスロットルバルブを備え、
前記スロットルバルブが前記調整弁である、請求項１から６のいずれかに記載のエンジンユニット。
【請求項８】
請求項１から７のいずれかに記載のエンジンユニットを備える鞍乗型車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンユニットおよび鞍乗型車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動二輪車に搭載可能な独立スロットル型の４ストロークエンジンが知られている（例えば、特許文献１参照）。なお、独立スロットル型のエンジンとは、燃焼室（気筒）ごとにスロットルバルブが設けられているエンジンのことをいう。
【０００３】
特許文献１に開示されている４サイクルエンジンは、燃焼室と、吸気通路と、排気通路と、吸気弁と、排気弁と、吸気通路に設けられたスロットルバルブとを備えている。特許文献１のエンジンは、高出力化のために、吸気弁と排気弁とが共に開いている期間（オーバーラップ期間）を有する。また、エンジンの低負荷運転時における燃焼安定性を向上させるために、吸気通路の容積が調整されている。具体的には、吸気通路の燃焼室側の開口（吸気弁開口）からスロットルバルブまでの容積（ポート容積）の行程容積（気筒あたりの排気量）に対する割合（容積比）が、オーバーラップ期間に基づいて設定されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平１０−２１２９８０号公報
【特許文献２】特開２００８−２３０５３５号公報
【特許文献３】特開２００９−９２０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述のように、特許文献１において容積比は、行程容積（気筒あたりの排気量）に対するポート容積の割合を意味する。このため、所定の排気量を有するエンジンにおいて容積比を調整するためには、ポート容積を調整する必要がある。したがって、所定の排気量を有するエンジンの上記燃焼安定性を向上させるために特許文献１の技術を利用して吸気通路を構成する場合には、該エンジンの排気量に従ってポート容積が決定される。
【０００６】
一方、吸気通路の断面積はエンジンの出力に影響する。よって、エンジンの高出力化を実現するためには、吸気通路の断面積が該エンジンの高出力化に適した大きさになるように、吸気通路を設計する必要がある。
【０００７】
したがって、エンジンの高出力化を実現しつつ、特許文献１の技術を利用してエンジンの上記燃焼安定性を向上させる場合、吸気通路の断面積およびポート容積が特定の値に決定される。上述のように、ポート容積は吸気弁開口からスロットルバルブまでの容積を意味する。このため、吸気通路の断面積およびポート容積を決定することにより、吸気弁開口とスロットルバルブとの距離も決まる。
【０００８】
ところで、自動二輪車等の鞍乗型車両では、エンジンの近傍にスロットルボディを配置するためのスペースを十分に確保できない場合がある。例えば、特許文献２に開示されているスクータ型の自動二輪車では、エンジンユニットの上方に収納ボックスが配置される。この場合、エンジンユニットと収納ボックスとの間にスロットルボディを配置するためのスペースを十分に確保することが難しい。そのため、特許文献２の自動二輪車では、該自動二輪車の幅方向において、該自動二輪車の中央よりも一方側に偏るようにスロットルボディが配置されている。
【０００９】
また、例えば、特許文献３に開示されているＶ型エンジンを備えた自動二輪車では、エアクリーナの下方に、スロットルボディアッセンブリ、前側シリンダおよび後側シリンダが配置されている。特許文献３に開示されている自動二輪車では、前側シリンダと後側シリンダとの間に十分なスペースを確保することが難しい。そのため、前側シリンダおよび後側シリンダよりも上方に、スロットルボディアッセンブリが配置されている。
【００１０】
このように、鞍乗型車両においては、収納ボックスおよびシリンダ等の構成要素によって、スロットルボディの位置は制約を受ける。これにより、スロットルバルブの位置も制約を受ける。このため、エンジンの低負荷運転時（アイドリング時を含む）の燃焼安定性向上の観点から上述のポート容積を決定した場合、吸気通路の断面積を自由に調整することができない。これにより、エンジンの高出力化が困難になる。一方、エンジンの高出力化の観点から吸気通路の断面積を決定した場合、ポート容積を自由に調整することができなくなる。これにより、エンジンの低負荷運転時の燃焼安定性の向上が困難になる。
【００１１】
したがって、本発明は、スロットルバルブの位置に制約がある場合でも、エンジンの高出力化および低負荷運転時の燃焼安定性の向上を両立可能な構成を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
エンジンの低負荷運転時（アイドリング時を含む）には、吸気通路内においてスロットルバルブよりも下流の部分が負圧になる。このため、オーバーラップ期間を有するエンジンでは、低負荷運転時のオーバーラップ期間に、燃焼室内の既燃ガスが吸気通路内へ逆流しやすい。吸気通路内へ逆流した既燃ガスは、吸入行程において再び燃焼室内に流入する。これにより、燃焼安定性が低下する。特に、吸気通路内においてスロットルバルブよりも下流の部分の容積が大きくなると、上記の現象が顕著になる。したがって、エンジンの低負荷運転時の燃焼安定性を向上させるためには、吸気通路内においてスロットルバルブよりも下流の部分の容積を小さくすることが好ましい。
【００１３】
しかしながら、上述したように、鞍乗型車両ではスロットルバルブの位置に制約がある。このため、吸気通路内においてスロットルバルブよりも下流の部分の容積を小さくすることができない場合がある。そこで、本発明者らは、上記スロットルバルブよりも下流の部分の容積を小さくすることなく、エンジンの低負荷運転時の燃焼安定性を向上させるために、種々の検討を行った。
【００１４】
その結果、エンジンの低負荷運転時のオーバーラップ期間において、吸気通路内の圧力が排気通路内の圧力よりも低くなるため、上述の既燃ガスの逆流が発生することが分かった。さらに、上記オーバーラップ期間において、吸気通路内の圧力（吸気圧力）と排気通路内の圧力（排気圧力）との差を小さくすること、または吸気通路内の圧力を排気通路内の圧力よりも高くすることによって、上述の既燃ガスの逆流を抑制できることが分かった。
【００１５】
上記の知見に基づいて検討を進める中で、本発明者らは、オーバーラップ期間において吸気通路内の圧力を高くすることによって、エンジンの低負荷運転時の燃焼安定性を向上させることを試みた。その結果、さらに以下のことが分かった。
【００１６】
オーバーラップ期間において吸気通路内の圧力が高くなると、１サイクルにおけるエンジンの吸気量が増加するため、エンジンの出力が高くなる。これにより、エンジンの運転領域を所望の低負荷運転領域に維持することができなくなる。例えば、エンジンのアイドリング時に、１サイクルにおけるエンジンの吸気量が増加すると、エンジンの出力をアイドリングに適した出力に維持することができない。
【００１７】
このため、従来のエンジンの構成では、低負荷運転時のオーバーラップ期間において吸気通路内の圧力を高くする場合、点火時期を遅らせることによって、出力を低下させる必要がある。しかしながら、エンジンの低負荷運転時に点火時期を遅らせると、燃費が低下するおそれがある。したがって、エンジンの低負荷運転時に点火時期を遅らせることは好ましくない。このように、従来のエンジンの構成では、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において吸気通路内の圧力を高くすることは困難であった。
【００１８】
そこで、本発明者らは、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において吸気通路内の圧力を高くすることができるエンジンの構成について、さらに研究を進めた。その研究の中で、本発明者らは、通常の低負荷運転時の吸気通路内の圧力を基準圧力として、１サイクル中に、吸気通路内の圧力が該基準圧力よりも低い領域（クランク角の範囲）と、該基準圧力よりも高い領域とを有するエンジンについて、特性を詳細に検討した。その結果、吸気通路内の圧力が基準圧力に対して上記のように変化することによって、１サイクルにおけるエンジンの吸気量の増加を防止しつつ、オーバーラップ期間において吸気通路内の圧力を高くすることができることが分かった。すなわち、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において吸気通路内の圧力を高くすることができることが分かった。この構成により、スロットルバルブの位置にかかわらず、エンジンの低負荷運転時の燃焼安定性を向上することが可能になった。
【００１９】
上記の知見に基づいて、本発明者らは、以下のようなエンジンユニットの構成に想到した。
【００２０】
本発明の一実施形態に係るエンジンユニットは、１サイクル中に吸入行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程を含む４ストロークのエンジンユニットである。エンジンユニットは、少なくとも一つの吸気ポートおよび少なくとも一つの排気ポートが設けられた燃焼室と、前記少なくとも一つの吸気ポートに接続され、かつ、前記少なくとも一つの吸気ポートを介して大気中の空気を前記燃焼室内に導く吸気通路と、前記少なくとも一つの排気ポートに接続され、かつ、前記少なくとも一つの排気ポートを介して前記燃焼室内の気体を大気に排出する排気通路と、前記吸気ポートを開閉する吸気弁と、前記排気ポートを開閉する排気弁と、前記吸気通路に設けられ、かつ、前記吸気通路の開口面積を調整する調整弁とを備えている。前記吸気弁は、少なくとも当該エンジンユニットの運転領域が予め定められた低負荷運転領域である場合に、前記１サイクル中において、前記排気弁が閉じる前に開き、かつ、前記排気弁が開く前に閉じる。前記調整弁は、少なくとも前記低負荷運転領域の場合に、前記１サイクル中において、前記吸気通路内における前記調整弁と前記燃焼室との間の吸気圧力が、下記式（１）および（２）の関係を満たすように、前記開口面積を調整する。
ＰＩＣ＜ＰＶＩＣ  ・・・（１）
ＰＩＯ＞ＰＶＩＯ  ・・・（２）
【００２１】
ただし、上記式（１）において、ＰＶＩＣは、前記吸気通路の開口面積を、前記１サイクルの間、一定の値に固定したと仮定した仮想固定運転状態において、前記吸気弁が閉じた時点の前記吸気圧力である。ＰＩＣは、前記開口面積が前記１サイクル中に前記調整弁によって調整されている調整運転状態において、前記吸気弁が閉じた時点の前記吸気圧力である。なお、前記調整運転状態では、前記調整弁は、当該エンジンユニットの回転速度が、前記仮想固定運転状態のときの回転速度に等しくなるように、前記開口面積を調整する。
【００２２】
上記式（２）において、ＰＶＩＯは、前記仮想固定運転状態において、前記吸気弁が開いた時点の前記吸気圧力である。ＰＩＯは、前記調整運転状態において、前記吸気弁が開いた時点の前記吸気圧力である。
【００２３】
本明細書で使用される専門用語は、特定の実施例のみを定義する目的で使用されるのであって、前記専門用語によって発明を制限する意図はない。本明細書で使用される「および／または」は、一つまたは複数の関連して列挙された構成物のすべての組み合わせを含む。本明細書において、「含む、備える（including）」「含む、備える（comprising）」または「有する（having）」およびそれらの変形の使用は、記載された特徴、工程、要素、成分、および/または、それらの等価物の存在を特定するが、ステップ、動作、要素、コンポーネント、および/または、それらのグループのうちの１つまたは複数を含むことができる。本明細書において、「取り付けられた」、「接続された」、「結合された」、および/または、それらの等価物は、広義の意味で使用され、“直接的および間接的な”取り付け、接続および結合の両方を包含する。さらに、「接続された」および「結合された」は、物理的または機械的な接続または結合に限定されず、直接的または間接的な接続または結合を含むことができる。
【００２４】
他に定義されない限り、本明細書で使用される全ての用語（技術用語および科学用語を含む）は、本発明が属する技術分野の当業者によって一般的に理解される意味と同じ意味を有する。一般的に使用される辞書に定義された用語は、関連する技術および本開示の文脈における意味と一致する意味を有すると解釈されるべきであり、本明細書で明示的に定義されていない限り、理想的または過度に形式的な意味で解釈されることはない。
【００２５】
本発明の説明においては、いくつもの技術および工程が開示されていると理解される。これらの各々は、個別の利益を有し、他に開示された技術の１つ以上、または、場合によっては全てと共に使用することもできる。したがって、明確にするために、本発明の説明では、不要に個々のステップの可能な組み合わせをすべて繰り返すことを控える。しかしながら、本明細書および特許請求の範囲は、そのような組み合わせがすべて本発明の範囲内であることを理解して読まれるべきである。
【００２６】
以下の説明では、本発明の完全な理解を提供するために多数の具体的な例を述べる。しかしながら、当業者は、これらの具体的な例がなくても本発明を実施できることが明らかである。
【００２７】
よって、以下の開示は、本発明の例示として考慮されるべきであり、本発明を以下の図面または説明によって示される特定の実施形態に限定することを意図するものではない。
【発明の効果】
【００２８】
本発明の一実施形態に係るエンジンユニットは、スロットルバルブの位置に制約がある場合でも、エンジンの高出力化および低負荷運転時の燃焼安定性の向上を両立できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】図１は、鞍乗型車両を示す左側面図である。
【図２】図２は、エンジンユニットの構成を示す概略図である。
【図３】図３は、吸気通路内の圧力変化および排気通路内の圧力変化を示した図である。
【図４】図４は、低負荷運転時における、スロットル開度とクランク角との関係を示す図である。
【図５】図５は、ＥＣＵの制御動作の一例を示すフローチャートである。
【図６】図６は、他の実施形態に係るエンジンユニットを示す図である。
【図７】図７は、低負荷運転時の補助バルブ開度とクランク角との関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の一実施形態に係るエンジンユニットおよびそれを備えた鞍乗型車両について説明する。なお、各図中の構成部材の寸法は、実際の構成部材の寸法および各構成部材の寸法比率等を忠実に表したものではない。
【００３１】
また、以下の説明において、前方、後方、左方および右方は、ハンドル１６を握りつつ鞍乗型車両１０のシート２４に着座した運転者から見た前方、後方、左方および右方を意味する。
【００３２】
＜鞍乗型車両の構成＞
図１は、鞍乗型車両１０を示す左側面図である。鞍乗型車両１０は、本発明の一実施形態に係るエンジンユニット１００を搭載している。エンジンユニット１００については後述する。なお、図１中の矢印Ｆは、鞍乗型車両１０の前方向を、矢印Ｕは、鞍乗型車両１０の上方向を示す。
【００３３】
図１を参照して、鞍乗型車両１０は、車体フレーム１２を備える。車体フレーム１２の前端部には、ヘッドパイプ１２ａが設けられている。ヘッドパイプ１２ａに、ステアリングシャフト１４が左右方向に回転可能に挿入されている。ステアリングシャフト１４の上端部に、ハンドル１６が取り付けられている。詳細な説明は省略するが、ハンドル１６には、アクセルグリップ（図示せず）が設けられている。運転者によるアクセルグリップの操作量は、アクセル開度として、後述するＡＰＳ４２によって検出される。
【００３４】
ステアリングシャフト１４の下端部には、ブラケット１８が取り付けられている。ブラケット１８には、一対のフロントフォーク２０の上端部が取り付けられている。一対のフロントフォーク２０の下端部に、前輪２２が回転可能に支持されている。
【００３５】
車体フレーム１２の後部に、シート２４が支持されている。シート２４の下方に、収納部２６が設けられている。収納部２６には、例えば、ヘルメット等を収納することができる。
【００３６】
車体フレーム１２の前後方向における略中央部の下方に、後述するエンジンユニット１００のエンジン２８が配置されている。エンジン２８は、例えば、ユニットスイング式のエンジンであり、上下方向に搖動可能に車体フレーム１２に支持されている。
【００３７】
エンジン２８の後方に、伝達装置３０が配置されている。伝達装置３０の後端部に、後輪３２が回転可能に支持されている。伝達装置３０は、エンジン２８が発生した動力を後輪３２に伝達する。これにより、後輪３２が駆動される。
【００３８】
＜エンジンユニットの構成＞
次に、エンジンユニット１００の構成について説明する。図２は、エンジンユニット１００の構成を示す概略図である。なお、以下においては、エンジンユニット１００が単気筒のエンジン２８を有する場合について説明する。また、図２においては、エンジンユニット１００の各構成要素を簡略化して示している。
【００３９】
図２を参照して、エンジンユニット１００は、エンジン２８、エアクリーナ３４、吸気管３６ａ、吸気管３６ｂ、排気管３８、スロットル装置４０、アクセルポジションセンサ（以下、ＡＰＳと記載する。）４２、圧力センサ４４、クランク角センサ４６、およびエンジン制御装置（以下、ＥＣＵと記載する。）４８を備える。まず、エンジン２８以外の構成要素について簡単に説明する。
【００４０】
エアクリーナ３４は、大気中の空気（鞍乗型車両１０の外部の空気）を吸入し、吸入した空気を浄化する。吸気管３６ａの一端は、エアクリーナ３４に接続される。吸気管３６ａの他端は、スロットル装置４０の後述するスロットルボディ４０ｃに接続される。吸気管３６ｂの一端は、スロットル装置４０のスロットルボディ４０ｃに接続される。吸気管３６ｂの他端は、後述するシリンダヘッド５０に形成された通路５０ａに接続される。排気管３８の一端は、後述するシリンダヘッド５０に形成された通路５０ｂに接続される。本実施形態では、例えば、吸気管３６ａ内の空間、スロットルボディ４０ｃ内の空間、吸気管３６ｂ内の空間、および通路５０ａによって吸気通路４９ａが形成される。また、本実施形態では、例えば、通路５０ｂおよび排気管３８内の空間によって排気通路４９ｂが形成される。吸気通路４９ａは、エアクリーナ３４によって浄化された大気中の空気を、後述する吸気ポート７１ａを介してエンジン２８の後述する燃焼室７０内へ導く。一方、排気通路４９ｂは、後述する排気ポート７１ｂを介して燃焼室７０内の気体を大気（鞍乗型車両１０の外部）へ排出する。なお、吸気通路４９ａの構成は、図２に示した構成に限定されず、大気中の空気を後述する燃焼室７０内に導くことができる構成であればよい。また、排気通路４９ｂの構成は、図２に示した構成に限定されず、燃焼室７０内の気体を大気へ排出することができる構成であればよい。以下の説明において、「上流」および「下流」とは、エアクリーナ３４から吸気通路４９ａおよびエンジン２８を介して排気通路４９ｂへと流れる空気の流通方向を基準とした「上流」および「下流」を意味する。
【００４１】
スロットル装置４０は、スロットルバルブ４０ａと、スロットルバルブ４０ａを駆動する駆動装置４０ｂと、スロットルボディ４０ｃとを含む。スロットルバルブ４０ａおよび駆動装置４０ｂは、スロットルボディ４０ｃに設けられる。駆動装置４０ｂとしては、例えば、電動モータを用いることができる。
【００４２】
スロットルバルブ４０ａは、駆動装置４０ｂに駆動されることによって、吸気通路４９ａの開口面積を調整する。すなわち、本実施形態では、スロットルバルブ４０ａが、吸気通路４９ａの開口面積を調整する調整弁である。駆動装置４０ｂは、後述するように、ＥＣＵ４８によって制御される。なお、本実施形態においては、スロットルバルブ４０ａが最も開いているときを、吸気通路４９ａの開口面積が「１」であると定義し、スロットルバルブ４０ａが最も閉じているときを、吸気通路４９ａの開口面積が「０」であると定義する。スロットルバルブ４０ａは、例えば、吸気通路４９ａの開口面積を、０〜１の範囲で調整することができる。
【００４３】
ＡＰＳ４２は、運転者のアクセル操作量を、アクセル開度として検出する。ＡＰＳ４２は、検出したアクセル開度を示す信号を、ＥＣＵ４８へ出力する。圧力センサ４４は、吸気通路４９ａ内においてスロットルバルブ４０ａよりも下流の部分の圧力（吸気圧力）を検出する。すなわち、圧力センサ４４は、吸気通路４９ａ内におけるスロットルバルブ４０ａと後述する燃焼室７０との間の部分の圧力を検出する。なお、以下において、吸気圧力とは、吸気通路４９ａ内におけるスロットルバルブ４０ａと燃焼室７０との間の部分の圧力を意味する。圧力センサ４４は、検出した圧力を示す信号を、ＥＣＵ４８へ出力する。本実施形態では、圧力センサ４４が圧力検出部である。クランク角センサ４６は、エンジン２８の後述するクランク軸５８の回転位置（以下、クランク角という。）を検出する。クランク角センサ４６は、検出したクランク角を示す信号を、ＥＣＵ４８へ出力する。
【００４４】
ＥＣＵ４８は、例えば、ＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリを含む。ＥＣＵ４８は、ＡＰＳ４２、圧力センサ４４およびクランク角センサ４６から出力された信号に基づいて、駆動装置４０ｂを制御することにより、スロットルバルブ４０ａの開度（以下、スロットル開度という。）を調整する。ＥＣＵ４８の制御動作については後述する。
【００４５】
次に、エンジン２８の構成について説明する。なお、エンジン２８の構成としては、公知の種々のエンジンの構成を採用できるので、各構成要素の詳細な説明は省略する。
【００４６】
エンジン２８は、シリンダヘッド５０、シリンダ５２、ピストン５４、クランクケース５６、クランク軸５８、コンロッド６０、吸気弁６２、排気弁６４、燃料噴射装置６６および点火プラグ６８を備える。
【００４７】
ピストン５４は、シリンダ５２内において、往復運動可能に設けられている。クランク軸５８は、クランクケース５６内において、回転運動可能に設けられている。ピストン５４とクランク軸５８とは、コンロッド６０によって連結されている。ピストン５４の往復運動は、コンロッド６０を介してクランク軸５８に伝達される。これにより、クランク軸５８が回転運動する。
【００４８】
エンジン２８において、シリンダヘッド５０、シリンダ５２およびピストン５４によって、燃焼室７０が形成される。燃焼室７０には、吸気ポート７１ａおよび排気ポート７１ｂが設けられている。シリンダヘッド５０には、吸気ポート７１ａに接続される通路５０ａおよび排気ポート７１ｂに接続される通路５０ｂが形成されている。本実施形態では、通路５０ａによって、吸気管３６ｂと燃焼室７０とが接続されている。また、通路５０ｂによって、燃焼室７０と排気管３８とが接続されている。
【００４９】
吸気弁６２は、吸気ポート７１ａを開閉する。排気弁６４は、排気ポート７１ｂを開閉する。吸気弁６２は、図示しない公知の動弁機構によって駆動される。同様に、排気弁６４は、図示しない動弁機構によって駆動される。燃料噴射装置６６は、吸気通路４９ａ内に燃料を噴射する。吸気通路４９ａ内に供給された燃料は、空気とともに、混合気として燃焼室７０へ送られる。点火プラグ６８は、燃焼室７０内の混合気に点火する。
【００５０】
＜エンジンユニットの動作＞
上記の構成を有するエンジン２８では、１サイクル中に吸入行程、圧縮行程、燃焼行程および排気行程が含まれる。すなわち、本実施形態に係るエンジンユニット１００は、４ストロークのエンジンユニットである。また、本実施形態では、少なくともエンジンユニット１００の運転領域が予め定められた低負荷運転領域である場合に、１サイクル中において、吸気弁６２は、排気弁６４が閉じる前に開き、かつ、排気弁６４が開く前に閉じる。言い換えると、少なくとも低負荷運転領域では、排気行程の終了前に、吸入行程が開始される。すなわち、１サイクル中において、吸入行程の開始時に、吸気弁６２および排気弁６４が共に開いているオーバーラップ期間がある。
【００５１】
ここで、上述したように、オーバーラップ期間を有する従来のエンジンでは、低負荷運転時のオーバーラップ期間に、燃焼室内の既燃ガスが吸気通路内へ逆流しやすい。吸気通路内へ逆流した既燃ガスは、吸入行程において再び燃焼室内に流入する。これにより、燃焼安定性が低下する。そこで、本実施形態においては、エンジンユニット１００の運転領域が予め定められた低負荷運転領域である場合に、ＥＣＵ４８は、エンジンユニット１００の運転を、通常運転から低負荷運転に切り替える。なお、本実施形態において「低負荷運転」には、アイドリング運転が含まれる。運転領域の判定方法については後述する。以下、ＥＣＵ４８の制御動作とともに、エンジンユニット１００の低負荷運転について説明する。
【００５２】
まず、エンジンユニット１００の通常運転について説明する。通常運転時には、ＥＣＵ４８は、ＡＰＳ４２から出力された信号に基づいて、スロットル装置４０の駆動装置４０ｂを制御する。本実施形態では、例えば、ＥＣＵ４８のメモリに、アクセル開度とスロットル開度との関係（マップ）が予め記憶されている。ＥＣＵ４８は、上記メモリに記憶された関係およびＡＰＳ４２が検出したアクセル開度に基づいて、駆動装置４０ｂを制御する。これにより、スロットル開度が、アクセル開度に応じた開度に調整される。このようにして、通常運転時には、運転者のアクセル操作量に応じて、スロットル開度が調整される。
【００５３】
次に、エンジンユニット１００の低負荷運転について説明する。以下に詳細を説明するように、本実施形態では、低負荷運転時には、アクセル開度が一定の値に固定されている場合でも、１サイクルの間において吸気通路４９ａの開口面積が変化するように、ＥＣＵ４８によってスロットル装置４０が制御される。以下の説明では、上記のようにスロットル装置４０が制御されている低負荷運転時のエンジンユニット１００の状態を、調整運転状態という。また、以下の説明においては、低負荷運転時の１サイクルの間において、吸気通路４９ａの開口面積が一定の値に固定されていると仮定したエンジンユニット１００の状態を、仮想固定運転状態という。仮想固定運転状態のエンジンユニット１００のスロットル開度は、通常運転時のエンジンユニット１００と同様に、アクセル開度に応じて所定の値に調整される。したがって、仮想固定運転状態のエンジンユニット１００は、スロットル開度がアクセル開度に応じて決まる所定の値に調整され、かつ１サイクルの間においてスロットル開度が上記所定の値に固定されている場合のエンジンユニット１００の運転状態に相当する。本実施形態では、スロットルバルブ４０ａは、調整運転状態において、エンジンユニット１００の回転速度が仮想固定運転状態のときのエンジンユニット１００の回転速度に等しくなるように、吸気通路４９ａの開口面積を調整する。なお、調整運転状態において上記のように吸気通路４９ａの開口面積を調整することによって、エンジンユニット１００の出力および１サイクルにおける吸気量も、仮想固定運転状態時の出力および１サイクルにおける吸気量に略等しくなる。
【００５４】
図３は、エンジンユニット１００の低負荷運転時における、吸気通路４９ａ内の圧力（吸気圧力）の変化および排気通路４９ｂ内の圧力（排気圧力）の変化を示した図である。図３には、比較のために、仮想固定運転状態でエンジンユニット１００が動作していると仮定した場合の吸気通路４９ａ内の吸気圧力の変化の一例が、破線で示されている。なお、図３に示した吸気圧力は、上述したように、吸気通路４９ａ内におけるスロットルバルブ４０ａと燃焼室７０との間の部分の圧力である。また、図３に示した排気圧力は、排気通路４９ｂ内において排気ポート７１ｂ近傍の圧力である。図３において、「ＴＤＣ」は上死点を表し、「ＢＤＣ」は下死点を表している。また、図３において、θＩＣは、吸気弁６２が閉じた時点におけるクランク角を表し、θＩＯは、吸気弁６２が開いた時点におけるクランク角を表している。
【００５５】
図３を参照して、本実施形態では、低負荷運転時の調整運転状態において、吸気圧力が、下記式（１）および（２）の関係を満たすように、吸気通路４９ａの開口面積がスロットルバルブ４０ａによって調整される。
【００５６】
ＰＩＣ＜ＰＶＩＣ  ・・・（１）
上記式（１）のＰＶＩＣは、上述の仮想固定運転状態において、吸気弁６２が閉じた時点（図３のクランク角θＩＣ参照）の吸気圧力である。上記式（１）のＰＩＣは、上述の調整運転状態において、吸気弁６２が閉じた時点の吸気圧力である。
【００５７】
ＰＩＯ＞ＰＶＩＯ  ・・・（２）
上記式（２）のＰＶＩＯは、上述の仮想固定運転状態において、吸気弁６２が開いた時点（図３のクランク角θＩＯ参照）の吸気圧力である。上記式（２）のＰＩＯは、上述の調整運転状態において、吸気弁６２が開いた時点の吸気圧力である。
【００５８】
以下、一例を挙げて、上記式（１）および（２）の関係を満たすように吸気通路４９ａの開口面積を調整する方法について説明する。図４は、調整運転状態における、スロットル開度とクランク角との関係の一例を示す図である。なお、図４には、比較のために、仮想固定運転状態におけるスロットル開度の一例を、仮想スロットル開度として破線で示している。図４に実線で示したスロットル開度でエンジンユニット１００を動作させた場合と、破線で示した仮想スロットル開度でエンジンユニット１００を動作させた場合とで、エンジンユニット１００の回転速度は等しい。
【００５９】
図２および図４を参照して、調整運転状態においては、例えば、ＥＣＵ４８は、１サイクルの間において、吸気弁６２が閉じているときのスロットル開度の平均値が、吸気弁６２が開いているときのスロットル開度の平均値よりも大きくなるように、駆動装置４０ｂを制御する。より具体的には、ＥＣＵ４８は、１サイクルの間において、吸気弁６２が開いているときのスロットル開度の平均値が、仮想スロットル開度よりも小さくなり、かつ吸気弁６２が閉じているときのスロットル開度の平均値が、仮想スロットル開度よりも大きくなるように、駆動装置４０ｂを制御する。例えば、吸気弁６２が開いているときのスロットル開度は、従来のエンジンユニットにおいてアクセル開度に基づいて決定されるスロットル開度の、０．５倍程度の値に設定される。また、吸気弁６２が閉じているときのスロットル開度は、従来のエンジンユニットにおいてアクセル開度に基づいて決定されるスロットル開度の、１．５倍程度の値に設定される。このようにスロットル開度を調整することによって、１サイクルの間において、吸気弁６２が開いているときの吸気通路４９ａの開口面積が、仮想固定運転状態における吸気通路４９ａの開口面積よりも小さくなる。また、１サイクルの間において、吸気弁６２が閉じているときの吸気通路４９ａの開口面積が、仮想固定運転状態における吸気通路４９ａの開口面積よりも大きくなる。これにより、仮想固定運転状態でエンジンユニット１００が動作している場合に比べて、吸気弁６２が開いているときに、吸気通路４９ａ内においてスロットルバルブ４０ａよりも下流の部分に流入する空気量を少なくすることができる。また、仮想固定運転状態でエンジンユニット１００が動作している場合に比べて、吸気弁６２が閉じているときに、吸気通路４９ａ内においてスロットルバルブ４０ａよりも下流の部分に流入する空気量を多くすることができる。これらの結果、上記式（１）および（２）の関係を満たすように、吸気圧力を調整することができる。このように吸気圧力を調整することによって、１サイクルにおける吸気量の増加を防止しつつ、図３に示したように、オーバーラップ期間において吸気圧力を十分に高くすることができる。これにより、オーバーラップ期間において、吸気通路４９ａ内の上記下流部分の圧力と排気通路４９ｂ内の圧力との差を小さくできる、または、吸気通路４９ａ内の上記下流部分の圧力を排気通路４９ｂ内の圧力よりも高くすることができる。なお、本実施形態では、例えば、ＥＣＵ４８のメモリに、低負荷運転時における、アクセル開度、クランク角、およびスロットル開度の関係を示す情報（マップ）が予め記憶されている。ＥＣＵ４８は、メモリに記憶された上記の情報（マップ）、アクセル開度およびクランク角に基づいて、スロットル開度を調整する。
【００６０】
次に、ＥＣＵ４８の制御動作について説明する。図５は、ＥＣＵ４８の制御動作を示すフローチャートである。なお、図５のフローチャートは、鞍乗型車両１０の走行時における、ＥＣＵ４８の制御動作の一例を示している。
【００６１】
図５を参照して、ＥＣＵ４８は、まず、圧力センサ４４の出力信号に基づいて、吸気圧力を取得する（ステップＳ１）。
【００６２】
次に、ＥＣＵ４８は、ステップＳ１で取得した吸気圧力に基づいて、エンジンユニット１００の運転領域が予め定められた低負荷運転領域であるか否かを判別する（ステップＳ２）。本実施形態では、例えば、ＥＣＵ４８は、１サイクルにおける吸気圧力の平均値が所定の閾値以下である場合に、エンジンユニット１００の運転領域が、予め定められた低負荷運転領域であると判別する。なお、上記閾値は、例えば、鞍乗型車両１０の構成（エンジン２８の排気量等）を考慮して、適宜設定される。上記閾値は、例えば、７０ｋＰａ以下の値に設定される。
【００６３】
なお、ステップＳ１において、ＥＣＵ４８は、クランク角センサ４６の検出信号に基づいてエンジンユニット１００（エンジン２８）の回転速度をさらに取得してもよい。そして、ステップＳ２において、ＥＣＵ４８は、ステップＳ１において取得した吸気圧力および回転速度に基づいて、エンジンユニット１００の運転領域が予め定められた低負荷運転領域であるか否かを判別してもよい。具体的には、ＥＣＵ４８は、吸気圧力の上記平均値が所定の閾値以下であり、かつエンジンユニット１００の回転速度が所定の閾値以下である場合に、エンジンユニット１００の運転領域が、予め定められた低負荷運転領域であると判別してもよい。なお、圧力の閾値と同様に、回転速度の閾値も、鞍乗型車両１０の構成を考慮して、適宜設定される。
【００６４】
ステップＳ２において低負荷運転領域ではないと判別された場合（ＮＯの場合）、ＥＣＵ４８は、上述の通常運転の制御を実行する（ステップＳ３）。その後、ステップＳ１に戻る。本実施形態では、ＥＣＵ４８は、例えば、ステップＳ２において低負荷運転領域であると判別されるまで、通常運転の制御を続行する。
【００６５】
ステップＳ２において低負荷運転領域であると判別された場合（ＹＥＳの場合）、ＥＣＵ４８は、上述の低負荷運転の制御を実行する（ステップＳ４）。これにより、エンジンユニット１００は、調整運転状態になる。その後、ステップＳ１に戻る。本実施形態では、ＥＣＵ４８は、例えば、ステップＳ２において低負荷運転領域でないと判別されるまで、低負荷運転の制御を続行する。すなわち、調整運転状態が維持される。
【００６６】
なお、本実施形態では、ＥＣＵ４８は、例えば、ステップＳ２において低負荷運転領域と判別されたサイクルの次の１サイクルにおいて低負荷運転の処理（ステップＳ４）を実行した後、ステップＳ１の処理に戻る。しかしながら、ＥＣＵ４８は、例えば、連続する２サイクルの各サイクルにおいて低負荷運転の処理（ステップＳ４）を実行した後、ステップＳ１の処理に戻ってもよい。また、ＥＣＵ４８は、例えば、連続する３サイクル以上の複数のサイクルのうち、奇数番目のサイクルにおいて低負荷運転の処理を実行し、偶数番目のサイクルでは通常運転の処理を実行した後、ステップＳ１の処理に戻ってもよい。
【００６７】
＜エンジンユニットの効果＞
本実施形態では、４ストロークのエンジン２８においてオーバーラップ期間が設けられている。これにより、エンジン２８の出力を向上できる。
【００６８】
また、本実施形態では、低負荷運転時に、吸気圧力が、上述の式（１）および（２）の関係を満たすように、吸気通路４９ａの開口面積が調整される。これにより、１サイクルにおける吸気量の増加を防止しつつ、オーバーラップ期間において吸気圧力を十分に高くすることができる。すなわち、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において吸気圧力を十分に高くすることができる。
【００６９】
その結果、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において、吸気圧力と排気圧力との差を小さくできる、または、吸気圧力を排気圧力よりも高くすることができる。これにより、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において、燃焼室７０内の既燃ガスが吸気通路４９ａ内へ逆流することを抑制できる。その結果、エンジン２８の低負荷運転時の燃焼安定性を向上できる。
【００７０】
したがって、エンジンユニット１００においては、上記燃焼安定性を向上させるために、吸気通路４９ａ内においてスロットルバルブ４０ａから吸気ポート７１ａまでの部分の容積を調整しなくてもよい。すなわち、エンジンユニット１００によれば、吸気通路４９ａの断面積を適切に設定することによってエンジン２８の高出力化を実現しつつ、スロットルバルブ４０ａによって吸気通路４９ａの開口面積を調整することによって、エンジン２８の低負荷運転時の燃焼安定性を向上させることができる。したがって、スロットルバルブ４０ａの位置（スロットル装置４０の位置）に制約がある場合でも、エンジン２８の高出力化および低負荷運転時の燃焼安定性の向上を両立できる。
【００７１】
なお、エンジンユニット１００では、例えば、連続する２サイクルにおいて、低負荷運転の制御を実行することができる。この場合、エンジン２８の低負荷運転時の燃焼安定性を十分に向上できる。
【００７２】
また、本実施形態では、低負荷運転時の燃焼安定性が低い単気筒のエンジンユニット１００において、燃焼安定性を効果的に向上できる。
【００７３】
また、エンジンユニット１００は、電子制御式のスロットルバルブ４０ａを備えている。ここで、スロットルバルブ４０ａを鞍乗型車両１０に設ける場合、駆動装置４０ｂがスロットルボディ４０ｃに設けられるので、機械式のスロットルバルブを鞍乗型車両に設ける場合に比べて、スロットルボディが大きくなる。このため、電子制御式のスロットルバルブ４０ａを設ける場合には、スロットルボディ４０ｃの配置の自由度が低くなる。すなわち、スロットルバルブ４０ａの位置の制約が大きくなる。しかし、本実施形態では、上述のように、電子制御式のスロットルバルブ４０ａを用いる場合でも、エンジンの高出力化および低負荷運転時の燃焼安定性の向上を両立できる。
【００７４】
＜他の実施形態＞
上述の実施形態では、電子制御式のスロットルバルブ４０ａによって吸気通路４９ａの開口面積を調整する場合について説明したが、吸気通路４９ａの開口面積の調整方法は上述の例に限定されない。以下、本発明の他の実施形態に係るエンジンユニットについて説明する。
【００７５】
図６は、本発明の他の実施形態に係るエンジンユニット１００ａを示す図である。以下においては、エンジンユニット１００ａの構成のうち、エンジンユニット１００と異なる部分について説明する。
【００７６】
図６を参照して、エンジンユニット１００ａが上述のエンジンユニット１００と異なるのは、吸気通路４９ａの代わりに吸気通路７２を有する点、およびスロットル装置４０の代わりにスロットル装置７４を有する点である。
【００７７】
吸気通路７２は、主通路７２ａおよび、副通路７２ｂを有している。なお、本実施形態では、主通路７２ａが上述の吸気通路４９ａに相当する。副通路７２ｂは、主通路７２ａのうち、後述するスロットルバルブ７４ａの上流の部分と下流の部分とを連通している。
【００７８】
スロットル装置７４は、スロットルバルブ７４ａ、補助バルブ７４ｂおよび駆動装置７４ｃを有している。スロットルバルブ７４ａは、ハンドル１６（図１参照）に設けられたアクセルグリップ（図示せず）に機械的に連結されている。すなわち、スロットルバルブ７４ａは、機械式のスロットルバルブである。スロットルバルブ７４ａの開度は、アクセル開度に応じて調整される。
【００７９】
補助バルブ７４ｂは、駆動装置７４ｃによって駆動されることにより、副通路７２ｂの開口面積を調整する。駆動装置７４ｃとしては、例えば、電動モータを用いることができる。より具体的には、駆動装置７４ｃとしては、例えば、ステッピングモータを用いることができる。駆動装置７４ｃは、後述するように、ＥＣＵ４８によって制御される。なお、詳細な説明は省略するが、例えば、ＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブを、補助バルブ７４ｂとして用いることができる。なお、本実施形態では、圧力センサ４４は、吸気通路７２内においてスロットルバルブ７４ａおよび補助バルブ７４ｂよりも下流の部分の圧力（吸気圧力）を検出する。すなわち、圧力センサ４４は、吸気通路７２内におけるスロットルバルブ７４ａおよび補助バルブ７４ｂと燃焼室７０との間の部分の圧力を検出する。なお、以下において、吸気圧力とは、吸気通路７２内におけるスロットルバルブ７４ａおよび補助バルブ７４ｂと燃焼室７０との間の部分の圧力を意味する。
【００８０】
本実施形態では、スロットルバルブ７４ａが最も開いているときを、主通路７２ａの開口面積が「１」であると定義し、スロットルバルブ７４ａが最も閉じているときを、主通路７２ａの開口面積が「０」であると定義する。スロットルバルブ７４ａは、例えば、主通路７２ａの開口面積を、０〜１の範囲で調整することができる。また、本実施形態においては、補助バルブ７４ｂが最も開いているときを、副通路７２ｂの開口面積が「１」であると定義し、補助バルブ７４ｂが最も閉じているときを、副通路７２ｂの開口面積が「０」であると定義する。補助バルブ７４ｂは、例えば、副通路７２ｂの開口面積を、０〜１の範囲で調整することができる。本実施形態では、スロットルバルブ７４ａおよび補助バルブ７４ｂが、吸気通路７２の開口面積を調整する調整弁である。
【００８１】
本実施形態では、通常運転時には、ＥＣＵ４８は、例えば、副通路７２ｂの開口面積が予め設定された一定の大きさになるように、駆動装置７４ｃを制御する。具体的には、副通路７２ｂの開口面積は、例えば、０．５に設定される。このとき、主通路７２ａの開口面積は、アクセル開度に応じてスロットルバルブ７４ａによって調整される。なお、通常運転時に、副通路７２ｂの開口面積が変動してもよい。例えば、アクセル開度に応じて、副通路７２ｂの開口面積が調整されてもよい。
【００８２】
次に、エンジンユニット１００ａの低負荷運転について説明する。以下に詳細を説明するように、本実施形態では、低負荷運転時には、アクセル開度が一定の値に維持されている場合でも、１サイクルの間に吸気通路７２の開口面積が変化するように、ＥＣＵ４８によってスロットル装置７４が制御される。すなわち、エンジンユニット１００ａが調整運転状態になる。具体的には、図３を用いて説明した上述の実施形態と同様に、吸気圧力が、下記式（１）および（２）の関係を満たすように、吸気通路７２の開口面積が調整される。なお、本実施形態では、低負荷運転時の１サイクルの間において、吸気通路７２の開口面積が一定の値に固定されていると仮定したエンジンユニット１００ａの状態を、仮想固定運転状態という。また、本実施形態では、補助バルブ７４ｂは、調整運転状態において、エンジンユニット１００ａの回転速度が、仮想固定運転状態のときのエンジンユニット１００ａの回転速度に等しくなるように、吸気通路７２の開口面積を調整する。なお、調整運転状態において上記のように吸気通路７２の開口面積を調整することによって、エンジンユニット１００ａの出力および１サイクルにおける吸気量も、仮想固定運転状態時の出力および１サイクルにおける吸気量に略等しくなる。
【００８３】
ＰＩＣ＜ＰＶＩＣ  ・・・（１）
本実施形態においては、上記式（１）のＰＶＩＣおよびＰＩＣは、それぞれ以下のように規定される。ＰＶＩＣは、仮想固定運転状態において、吸気弁６２が閉じた時点の吸気圧力である。ＰＩＣは、調整運転状態において、吸気弁６２が閉じた時点の吸気圧力である。
【００８４】
ＰＩＯ＞ＰＶＩＯ  ・・・（２）
本実施形態においては、上記式（２）のＰＶＩＯおよびＰＩＯは、それぞれ以下のように規定される。ＰＶＩＯは、上述の仮想固定運転状態において、吸気弁６２が開いた時点の吸気圧力である。ＰＩＯは、調整運転状態において、吸気弁６２が開いた時点の吸気圧力である。
【００８５】
以下、一例を挙げて、上記式（１）および（２）の関係を満たすように吸気通路７２の開口面積を調整する方法について説明する。図７は、調整運転状態における、補助バルブ７４ｂの開度（以下、補助バルブ開度という。）とクランク角との関係の一例を示す図である。なお、図７には、比較のために、仮想固定運転状態における補助バルブ開度の一例を、仮想補助バルブ開度として破線で示している。本実施形態では、１サイクルの間において、仮想補助バルブ開度は一定の値に維持されている。図７に実線で示した補助バルブ開度でエンジンユニット１００ａを動作させた場合と、破線で示した仮想補助バルブ開度でエンジンユニット１００ａを動作させた場合とで、エンジンユニット１００ａの回転速度はそれぞれ等しい。なお、図７において、「ＴＤＣ」は上死点を表し、「ＢＤＣ」は下死点を表している。
【００８６】
図６および図７を参照して、調整運転状態においては、例えば、ＥＣＵ４８は、１サイクルの間において、吸気弁６２が閉じているときの補助バルブ開度の平均値が、吸気弁６２が開いているときの補助バルブ開度の平均値よりも大きくなるように、駆動装置７４ｃを制御する。より具体的には、ＥＣＵ４８は、１サイクルの間において、吸気弁６２が開いているときの補助バルブ開度の平均値が、仮想補助バルブ開度よりも小さくなり、かつ吸気弁６２が閉じているときの補助バルブ開度の平均値が、仮想補助バルブ開度よりも大きくなるように、駆動装置７４ｃを制御する。例えば、吸気弁６２が開いているときの副通路７２ｂの開口面積が０．１になり、吸気弁６２が閉じているときの副通路７２ｂの開口面積が０．９になるように、ＥＣＵ４８によって補助バルブ開度が調整される。このように補助バルブ開度を調整することによって、１サイクルの間において、吸気弁６２が開いているときの吸気通路７２の開口面積が、仮想固定運転状態における吸気通路７２の開口面積よりも小さくなる。また、１サイクルの間において、吸気弁６２が閉じているときの吸気通路７２の開口面積が、仮想固定運転状態における吸気通路７２の開口面積よりも大きくなる。これにより、仮想固定運転状態でエンジンユニット１００ａが動作している場合に比べて、吸気弁６２が開いているときに、吸気通路７２内においてスロットルバルブ７４ａおよび補助バルブ７４ｂよりも下流の部分に流入する空気量を少なくすることができる。また、仮想固定運転状態でエンジンユニット１００ａが動作している場合に比べて、吸気弁６２が閉じているときに、吸気通路７２内においてスロットルバルブ７４ａおよび補助バルブ７４ｂよりも下流の部分に流入する空気量を多くすることができる。これらの結果、上記式（１）および（２）の関係を満たすように、吸気圧力を調整することができる。このように吸気圧力を調整することによって、１サイクルにおける吸気量の増加を防止しつつ、オーバーラップ期間において吸気圧力を十分に高くすることができる。これにより、オーバーラップ期間において、吸気圧力と排気圧力との差を小さくできる、または、吸気圧力を排気圧力よりも高くすることができる。
【００８７】
なお、詳細な説明は省略するが、例えば、ＥＣＵ４８のメモリに、低負荷運転時におけるクランク角と補助バルブ開度との関係を示す情報（マップ）が予め記憶されていてもよい。低負荷運転時には、ＥＣＵ４８は、メモリに記憶された上記の情報およびクランク角に基づいて、補助バルブ開度を調整してもよい。また、詳細な説明は省略するが、低負荷運転のうち、特にアイドリング時には、例えば、ＥＣＵ４８は、目標回転速度を維持できるように、フィードバック制御を行うことによって補助バルブ開度を調整してもよい。この場合、例えば、吸気弁６２が閉じているときの補助バルブ開度は、予め設定された値に維持され、吸気弁６２が開いているときの補助バルブ開度が、フィードバック制御によって調整される。
【００８８】
上記のように、エンジンユニット１００ａにおいても、低負荷運転時には、吸気圧力が、上述の式（１）および（２）の関係を満たすように、吸気通路７２の開口面積が調整される。これにより、１サイクルにおける吸気量の増加を防止しつつ、オーバーラップ期間において吸気圧力を十分に高くすることができる。すなわち、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において吸気圧力を十分に高くすることができる。その結果、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において、吸気圧力と排気圧力との差を小さくできる、または、吸気圧力を排気圧力よりも高くすることができる。これにより、所望の低負荷運転を可能にしつつ、オーバーラップ期間において、燃焼室７０内の既燃ガスが吸気通路７２内へ逆流することを抑制できる。その結果、エンジン２８の低負荷運転時の燃焼安定性を向上できる。
【００８９】
したがって、エンジンユニット１００ａにおいては、上記燃焼安定性を向上させるために、吸気通路７２内においてスロットルバルブ７４ａおよび補助バルブ７４ｂから吸気ポート７１ａまでの部分の容積を調整しなくてもよい。すなわち、エンジンユニット１００ａによれば、吸気通路７２の断面積を適切に設定することによってエンジン２８の高出力化を実現しつつ、補助バルブ７４ｂによって吸気通路７２（より具体的には、副通路７２ｂ）の開口面積を調整することによって、エンジン２８の低負荷運転時の燃焼安定性を向上させることができる。したがって、スロットルバルブ７４ａの位置（スロットル装置７４の位置）に制約がある場合でも、エンジン２８の高出力化および低負荷運転時の燃焼安定性の向上を両立できる。
【００９０】
なお、本実施形態に係るエンジンユニット１００ａは、例えば、吸気通路に副通路が設けられている種々の鞍乗型車両において利用できる。具体的には、エンジンユニット１００ａは、例えば、アイドルスピードコントロールを行う鞍乗型車両において利用してもよく、ＦＩＤ（ファーストアイドルデバイス）を備えた鞍乗型車両において利用してもよい。
【００９１】
＜変形例＞
上述の実施形態では、エンジンユニットが単気筒のエンジン２８を有する場合について説明したが、エンジンユニットが多気筒の独立スロットル型のエンジンを有していてもよい。この場合、気筒（燃焼室）ごとに吸気通路およびスロットルバルブを設けて、気筒ごとに、上述の低負荷運転の制御を実行すればよい。なお、吸気通路が副通路を有する場合には、気筒ごとに補助バルブを設けて、上述の低負荷運転の制御を実行すればよい。
【００９２】
上述の実施形態では、燃焼室７０に、吸気ポート７１ａおよび排気ポート７１ｂが一つずつ設けられている場合について説明したが、燃焼室に吸気ポートが複数設けられていてもよい。また、燃焼室に排気ポートが複数設けられていてもよい。燃焼室に吸気ポートが複数設けられている場合には、エンジンは、各吸気ポートを開閉する吸気バルブを備える。燃焼室に排気ポートが複数設けられている場合には、エンジンは、各排気ポートを開閉する排気バルブを備える。
【００９３】
上述の実施形態では、ステップＳ２において、吸気圧力に基づいて、運転領域が予め定められた低負荷運転領域か否かを判別しているが、運転領域の判別方法は上述の例に限定されない。例えば、スロットル開度を検出するセンサを設けて、該センサによって検出されるスロットル開度に基づいて、低負荷運転領域を判別してもよい。また、エンジンの出力トルクを検出するセンサを設けて、該センサによって検出される出力トルクに基づいて、低負荷運転領域を判別してもよい。また、吸気通路内の空気の流量を検出するセンサを設けて、該センサによって検出される流量に基づいて、低負荷運転領域を判別してもよい。また、エンジンの回転速度の１サイクル内における変動量に基づいて、低負荷運転領域を判別してもよい。なお、これらの判別方法においても、所定の閾値が設定され、該閾値と各センサの検出結果とを比較することによって、低負荷運転領域が判別される。
【００９４】
上述の実施形態では、運転者がまたがって乗車するスクータ型の鞍乗型車両１０について説明した。しかしながら、本発明は、例えば、運転者が足をそろえた姿勢で乗車するスクータ型の鞍乗型車両、ならびにＡＴＶ（Ａｌｌ  Ｔｅｒｒａｉｎ  Ｖｅｈｉｃｌｅ（全地形型車両）四輪バギー）およびスノーモービルなどの鞍乗型車両においても適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００９５】
本発明によれば、スロットルバルブの位置に制約がある場合でも、エンジンの高出力化および低負荷運転時の燃焼安定性の向上を両立できる。したがって、本発明は、エンジンの高出力化および低負荷運転時の燃焼安定性の向上のために、種々の鞍乗型車両において利用できる。
【符号の説明】
【００９６】
１０  鞍乗型車両
１２  車体フレーム
１４  ステアリングシャフト
１６  ハンドル
１８  ブラケット
２０  フロントフォーク
２２  前輪
２４  シート
２６  収納部
２８  エンジン
３０  伝達装置
３２  後輪
３４  エアクリーナ
３６ａ,３６ｂ  吸気管
３８  排気管
４９ａ，７２  吸気通路
４９ｂ  排気通路
７２ａ  主通路
７２ｂ  副通路
４０，７４  スロットル装置
４０ａ，７４ａ  スロットルバルブ
４０ｂ，７４ｃ  駆動装置
４０ｃ  スロットルボディ
７４ｂ  補助バルブ
４２  ＡＰＳ
４４  圧力センサ
４６  クランク角センサ
４８  ＥＣＵ
５０  シリンダヘッド
５２  シリンダ
５４  ピストン
５６  クランクケース
５８  クランク軸
６０  コンロッド
６２  吸気弁
６４  排気弁
６６  燃料噴射装置
６８  点火プラグ
７０  燃焼室
７１ａ  吸気ポート
７１ｂ  排気ポート
１００，１００ａ  エンジンユニット
【図１】
0006345294.tif 000002
【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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