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JP7347015B2 - internal combustion engine - Google Patents
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Description

本発明は、デコンプ機構を備えた内燃機関に関する。 The present invention relates to an internal combustion engine equipped with a decompression mechanism.

高圧縮比の単気筒エンジンのようにピストンの圧縮反力が大きいエンジンで、圧縮反力を低減して始動を容易にさせる手段として、デコンプ(デコンプレッション)機構が知られている(例えば、特許文献1)。デコンプ機構は、エンジン始動時の圧縮行程で、排気バルブを僅かに開放して燃焼室を減圧させるものである。 A decompression mechanism is known as a means to reduce the compression reaction force in engines with a large compression reaction force on the piston, such as a single-cylinder engine with a high compression ratio, and to make starting easier (for example, a patented decompression mechanism). Reference 1). The decompression mechanism slightly opens the exhaust valve to reduce the pressure in the combustion chamber during the compression stroke when the engine starts.

特許文献1に記載されたデコンプ機構では、排気バルブの動作を制御する排気カム(排気カムロブ)から突出可能なデコンプカムを備えている。デコンプカムは排気カムから突出する位置に付勢されており、エンジン始動時の圧縮行程でデコンプカムを用いて排気バルブを僅かに開かせる。エンジン回転数(クランク軸の回転速度)が上昇すると、デコンプウエイトに加わる遠心力によってデコンプカムが排気カムの輪郭内に収容されて、デコンプ機構が非作動状態に切り替わる。このようなデコンプ機構を用いることにより、エンジンの始動性が向上する。 The decompression mechanism described in Patent Document 1 includes a decompression cam that can protrude from an exhaust cam (exhaust cam lobe) that controls the operation of an exhaust valve. The decompression cam is biased to a position that protrudes from the exhaust cam, and is used to slightly open the exhaust valve during the compression stroke when the engine starts. When the engine speed (rotational speed of the crankshaft) increases, the centrifugal force applied to the decompression weight causes the decompression cam to be accommodated within the contour of the exhaust cam, and the decompression mechanism is switched to a non-operating state. By using such a decompression mechanism, engine startability is improved.

特開2010-1789号公報Japanese Patent Application Publication No. 2010-1789

この種のデコンプ機構では、エンジン停止時に特定の条件下で、デコンプカムが作動状態(排気カムから突出する位置)に戻らない場合がある。近年では、デコンプ機構を備えたエンジンを始動させる手段としてスタータモータ(セルモータ)の採用が増えており、デコンプ機構が機能することを前提として小型軽量のスタータモータの使用が求められている。そのため、デコンプ機構が機能しない状態でスタータモータを駆動すると、高い圧縮反力を乗り越えることができずエンジン始動が困難になる。エンジンが始動しない状態でスタータモータを長時間通電すると、スタータモータ駆動用の回路に大電流が発生して故障などの原因になる。 In this type of decompression mechanism, the decompression cam may not return to its operating state (position protruding from the exhaust cam) under certain conditions when the engine is stopped. In recent years, starter motors (starter motors) have been increasingly used as a means to start engines equipped with decompression mechanisms, and there is a demand for small and lightweight starter motors on the premise that the decompression mechanisms function. Therefore, if the starter motor is driven in a state where the decompression mechanism is not functioning, the high compression reaction force cannot be overcome, making it difficult to start the engine. If the starter motor is energized for a long time without starting the engine, a large current will be generated in the starter motor drive circuit, which may cause a malfunction.

本発明は係る点に鑑みてなされたものであり、デコンプ機構を確実に機能させて始動性を向上させる内燃機関を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above points, and an object of the present invention is to provide an internal combustion engine in which a decompression mechanism functions reliably to improve startability.

本発明の内燃機関は、クランク軸に駆動力を伝えて内燃機関を始動させるスタータモータと、前記始動時に排気バルブに開度を与えて燃焼室を減圧させるデコンプ動作が可能なデコンプ機構と、を備え、前記始動時に、前記デコンプ機構が機能せず前記スタータモータの駆動力によって前記クランク軸の回転が進行しない場合に、前記スタータモータの駆動を停止させてから所定時間後に前記スタータモータを再駆動させ、前記スタータモータの前記駆動停止と前記再駆動を自動で繰り返し、前記駆動停止を行う毎に前記スタータモータの駆動停止回数を示すカウンタにカウンタ数を追加し、前記カウンタの前記カウンタ数が規定値に達した場合は、それ以上の前記スタータモータの前記再駆動を行わないことを特徴とする。 The internal combustion engine of the present invention includes a starter motor that transmits driving force to the crankshaft to start the internal combustion engine, and a decompression mechanism that is capable of a decompression operation that gives an opening to the exhaust valve at the time of starting and reduces the pressure in the combustion chamber. and, when the decompression mechanism does not function and the rotation of the crankshaft does not proceed due to the driving force of the starter motor at the time of starting, the starter motor is restarted after a predetermined period of time after stopping the driving of the starter motor. and automatically repeats the drive stop and the re-drive of the starter motor, and each time the drive is stopped, a counter number is added to a counter indicating the number of drive stops of the starter motor, and the number of counters of the counter is a specified value. If the value is reached, the starter motor is not redriven any further .

本発明の内燃機関によれば、デコンプ機構が機能しない場合に、スタータモータの駆動停止と再駆動を行うことによって、デコンプ機構を確実に機能させて始動性を向上させることができる。 According to the internal combustion engine of the present invention, when the decompression mechanism does not function, by stopping and driving the starter motor again, the decompression mechanism can be made to function reliably and startability can be improved.

エンジンの側面図である。FIG. 3 is a side view of the engine. エンジンの概略構成を示す模式図である。FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an engine. スタータ駆動機構の斜視図である。It is a perspective view of a starter drive mechanism. 動弁装置の斜視図である。It is a perspective view of a valve train. 作動状態のデコンプ機構を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the decompression mechanism in an operating state. 非作動状態のデコンプ機構を示す側面図である。FIG. 3 is a side view showing the decompression mechanism in an inoperative state. デコンプ機構の機能回復を示す図である。FIG. 3 is a diagram showing functional recovery of the decompression mechanism. 本実施の形態のエンジン始動制御を示すグラフである。It is a graph showing engine starting control of this embodiment. 本実施の形態のエンジン始動制御を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows engine start control of this embodiment.

以下、本発明を適用した実施の形態について添付図面を参照して説明する。図1と図2は、本実施の形態の内燃機関であるエンジン1の外観と概略構成を示したものである。図3は、エンジン1の始動を行わせるためのスタータ駆動機構2を示している。図4から図6は、エンジン1に設けた動弁装置3と、その一部であるデコンプ機構4を示している。図7はデコンプ機構4の機能回復を示す図である。図8及び図9は、エンジン1の始動制御を説明するための図である。以下の説明中における上下、左右、前後などの各方向は、エンジン1を搭載する車両(自動二輪車)の車体を基準とした方向を意味する。 Embodiments to which the present invention is applied will be described below with reference to the accompanying drawings. FIGS. 1 and 2 show the appearance and schematic configuration of an engine 1, which is an internal combustion engine of this embodiment. FIG. 3 shows a starter drive mechanism 2 for starting the engine 1. As shown in FIG. 4 to 6 show a valve train 3 provided in the engine 1 and a decompression mechanism 4 that is a part of the valve train 3. FIG. 7 is a diagram showing functional recovery of the decompression mechanism 4. 8 and 9 are diagrams for explaining starting control of the engine 1. In the following description, directions such as up and down, left and right, and front and rear mean directions based on the body of the vehicle (motorcycle) in which the engine 1 is mounted.

まず、図1と図2を参照してエンジン1の全体的な構成と制御システムを説明する。この制御システムは、エンジン1及びその周辺構成の動作を、ECM(Engine Control Module)5で制御するように構成されている。 First, the overall configuration and control system of the engine 1 will be explained with reference to FIGS. 1 and 2. This control system is configured to control the operation of the engine 1 and its peripheral components using an ECM (Engine Control Module) 5.

エンジン1は、自動二輪車用の単気筒4サイクルエンジンであり、図1に示すように、クランクケース10の上部に、シリンダブロック11とシリンダヘッド12を取り付けて構成される。クランクケース10内に形成されたクランク室にクランク軸14(図2参照)が配置されている。クランク軸14は左右方向に延びている。 The engine 1 is a single-cylinder four-stroke engine for a motorcycle, and as shown in FIG. 1, the engine 1 is constructed by attaching a cylinder block 11 and a cylinder head 12 to the upper part of a crankcase 10. A crankshaft 14 (see FIG. 2) is arranged in a crank chamber formed within the crankcase 10. The crankshaft 14 extends in the left-right direction.

図2に示すように、シリンダブロック11の内部にはシリンダ15が形成され、シリンダ15内にピストン16が往復移動可能に配置されている。クランク軸14とピストン16はコンロッドによって連結されており、ピストン16が往復運動すると、クランク軸14がコンロッドを介して回転される。 As shown in FIG. 2, a cylinder 15 is formed inside the cylinder block 11, and a piston 16 is disposed within the cylinder 15 so as to be able to reciprocate. The crankshaft 14 and the piston 16 are connected by a connecting rod, and when the piston 16 reciprocates, the crankshaft 14 is rotated via the connecting rod.

シリンダヘッド12内にはシリンダ15の上部に通じる燃焼室17が形成され、燃焼室17の上部には点火プラグ18が設けられている。点火プラグ18は、ECM5から出力される点火信号に基づいて所定のタイミングで点火し、燃焼室17内で燃料と空気の混合気を燃焼させる。混合気の燃焼によってピストン16が往復運動され、クランク軸14の回転動作として出力する。エンジン1の運転時におけるクランク軸14の通常の回転方向を正転方向R1、これと反対のクランク軸14の回転方向を逆転方向R2とする(図1及び図3参照)。クランク軸14の回転角を検出するクランク角センサ19を備え、クランク角センサ19は検出値をECM5に出力する。ECM5は、クランク角センサ19から入力される検出値に基づいて、エンジン回転数(クランク軸14の回転速度)を算出する。 A combustion chamber 17 communicating with the upper part of the cylinder 15 is formed in the cylinder head 12, and a spark plug 18 is provided in the upper part of the combustion chamber 17. The spark plug 18 ignites at a predetermined timing based on the ignition signal output from the ECM 5, and combusts a mixture of fuel and air within the combustion chamber 17. The combustion of the air-fuel mixture causes the piston 16 to reciprocate, which is output as a rotational movement of the crankshaft 14. The normal rotational direction of the crankshaft 14 during operation of the engine 1 is defined as a forward rotation direction R1, and the opposite rotational direction of the crankshaft 14 is defined as a reverse rotation direction R2 (see FIGS. 1 and 3). A crank angle sensor 19 is provided to detect the rotation angle of the crankshaft 14, and the crank angle sensor 19 outputs a detected value to the ECM 5. The ECM 5 calculates the engine speed (rotational speed of the crankshaft 14) based on the detected value input from the crank angle sensor 19.

シリンダヘッド12には、燃焼室17に連通する吸気ポート20と排気ポート21が形成されている。吸気ポート20を通じて混合気生成用の空気が流入し、燃焼室17で燃焼した後の排気ガスが排気ポート21を経て外部へ排出される。吸排気に関与する可動弁として、吸気ポート20と燃焼室17の間を開閉する吸気バルブ22と、排気ポート21と燃焼室17の間を開閉する排気バルブ23が設置されている。外気を取り入れるタイミング(吸気行程)で吸気バルブ22が開かれ、排気ガスを排出するタイミング(排気行程)で排気バルブ23が開かれる。 The cylinder head 12 is formed with an intake port 20 and an exhaust port 21 that communicate with the combustion chamber 17 . Air for generating a mixture flows in through the intake port 20, and exhaust gas after being combusted in the combustion chamber 17 is discharged to the outside through the exhaust port 21. As movable valves involved in intake and exhaust, an intake valve 22 that opens and closes between the intake port 20 and the combustion chamber 17, and an exhaust valve 23 that opens and closes between the exhaust port 21 and the combustion chamber 17 are installed. The intake valve 22 is opened at the timing to take in outside air (intake stroke), and the exhaust valve 23 is opened at the timing to discharge exhaust gas (exhaust stroke).

吸気ポート20の上流端には吸気管24が接続される。吸気ポート20及び吸気管24は、吸入空気を流入させる吸気通路を構成する。吸気管24の途中には、上流側から順にエアクリーナ25とスロットルバルブ26が設けられている。エアクリーナ25とスロットルバルブ26の間の吸気通路中には、空気量センサ27が設けられている。空気量センサ27は、エアクリーナ25を通過して吸気管24内を流れる空気流量(吸入空気量)を検出し、その検出値をECM5に出力する。 An intake pipe 24 is connected to the upstream end of the intake port 20. The intake port 20 and the intake pipe 24 constitute an intake passage through which intake air flows. In the middle of the intake pipe 24, an air cleaner 25 and a throttle valve 26 are provided in order from the upstream side. An air amount sensor 27 is provided in the intake passage between the air cleaner 25 and the throttle valve 26. The air amount sensor 27 detects the air flow rate (intake air amount) passing through the air cleaner 25 and flowing inside the intake pipe 24, and outputs the detected value to the ECM 5.

スロットルバルブ26は、スロットル駆動装置28によって開閉動作を行う。ECM5の指令に応じてスロットル駆動装置28がスロットルバルブ26を駆動して開度を変更させることで、吸気管24から吸気ポート20へ進む吸入空気の流量(吸入空気量)を調整する。具体的には、空気量センサ27で検出される吸入空気量を参照しながら、スロットルバルブ26の開度が制御される。 The throttle valve 26 is opened and closed by a throttle drive device 28. The throttle drive device 28 drives the throttle valve 26 in response to a command from the ECM 5 to change the opening degree, thereby adjusting the flow rate (intake air amount) of intake air that advances from the intake pipe 24 to the intake port 20. Specifically, the opening degree of the throttle valve 26 is controlled with reference to the intake air amount detected by the air amount sensor 27.

スロットル駆動装置28には、スロットルバルブ26の開度を検出するスロットル開度センサ29が設けられている。スロットル開度センサ29は、スロットル駆動装置28の動作状態に基づいてスロットルバルブ26の開度を検出し、その検出値をECM5に出力する。 The throttle drive device 28 is provided with a throttle opening sensor 29 that detects the opening of the throttle valve 26 . The throttle opening sensor 29 detects the opening of the throttle valve 26 based on the operating state of the throttle drive device 28, and outputs the detected value to the ECM 5.

スロットルバルブ26の下流側には、吸気ポート20内に燃料を噴射する燃料噴射装置としてのインジェクタ30が設けられている。インジェクタ30は、ECM5の指令に応じて吸気ポート20内に所定量の燃料を所定のタイミングで噴射する。 An injector 30 serving as a fuel injection device that injects fuel into the intake port 20 is provided downstream of the throttle valve 26 . The injector 30 injects a predetermined amount of fuel into the intake port 20 at a predetermined timing in accordance with a command from the ECM 5.

排気ポート21の下流端には排気管31が接続される。排気ポート21及び排気管31は、排気ガスを排出する排気通路を構成する。排気管31には、不図示の触媒やマフラが接続される。 An exhaust pipe 31 is connected to the downstream end of the exhaust port 21. The exhaust port 21 and the exhaust pipe 31 constitute an exhaust passage through which exhaust gas is discharged. A catalyst and a muffler (not shown) are connected to the exhaust pipe 31.

乗員によるアクセル32の操作は、アクセルポジションセンサで検出されて、アクセル開度情報を含むアクセル操作信号としてECM5に入力される。ECM5は、アクセル操作信号に応じて、点火プラグ18、スロットルバルブ26、インジェクタ30などの動作を制御する。具体的には、アクセル操作信号による出力要求が大きくなると、ECM5は、スロットルバルブ26の開度を大きくすると共に、インジェクタ30からの燃料噴射を増加させる。 The operation of the accelerator 32 by the occupant is detected by an accelerator position sensor, and is input to the ECM 5 as an accelerator operation signal including accelerator opening information. The ECM 5 controls the operations of the spark plug 18, throttle valve 26, injector 30, etc. in response to the accelerator operation signal. Specifically, when the output request based on the accelerator operation signal increases, the ECM 5 increases the opening degree of the throttle valve 26 and increases the fuel injection from the injector 30.

なお、電動式のスロットル駆動装置28ではなく、乗員が操作するアクセルグリップとスロットルボディをワイヤで接続して、ワイヤの牽引量に応じてスロットルバルブ26の開度を機械的に変化させるタイプのスロットル装置であってもよい。また、スロットルバルブ26の開度の検出は、アクセル開度を検知するアクセルポジションセンサの出力に基づいて行ってもよい。 Note that instead of using the electric throttle drive device 28, this type of throttle connects the accelerator grip operated by the passenger with a wire to the throttle body, and mechanically changes the opening degree of the throttle valve 26 according to the amount of pull of the wire. It may be a device. Further, the opening degree of the throttle valve 26 may be detected based on the output of an accelerator position sensor that detects the accelerator opening degree.

図1に示すように、クランクケース10の右側面にはクラッチカバー33が取り付けられる。クランクケース10とクラッチカバー33の間には、クラッチ機構(不図示)を収納するクラッチ室(不図示)が形成される。クランク軸14の回転は、クラッチ機構を経て変速機構(不図示)に伝達され、自動二輪車の駆動輪(後輪)を駆動させる駆動力として取り出される。 As shown in FIG. 1, a clutch cover 33 is attached to the right side surface of the crankcase 10. A clutch chamber (not shown) that accommodates a clutch mechanism (not shown) is formed between the crankcase 10 and the clutch cover 33. The rotation of the crankshaft 14 is transmitted to a transmission mechanism (not shown) via a clutch mechanism, and is extracted as driving force for driving drive wheels (rear wheels) of the motorcycle.

クランクケース10の左側面には、左方に向けて外囲壁10aが突出している。外囲壁10aは、クランク軸14を囲むように形成されている。外囲壁10aで囲まれた開口を塞ぐように、クランクケース10の左側に発電機カバー(不図示)が取り付けられる。発電機カバーは、外囲壁10aの端面である合わせ面に当接してクランクケース10に固定される。この状態で、クランクケース10と発電機カバーによって囲まれる発電機室が形成される。図1は発電機カバーを外した状態である。 An outer wall 10a projects leftward from the left side surface of the crankcase 10. The outer surrounding wall 10a is formed to surround the crankshaft 14. A generator cover (not shown) is attached to the left side of the crankcase 10 so as to close the opening surrounded by the outer wall 10a. The generator cover is fixed to the crankcase 10 by coming into contact with a mating surface that is an end surface of the outer wall 10a. In this state, a generator chamber surrounded by the crankcase 10 and the generator cover is formed. Figure 1 shows the generator with the cover removed.

発電機室内にはクランク軸14の一端が突出しており、クランク軸14の回転によって発電を行う発電機34が発電機室内に設けられている。発電機34は、クランク軸14に固定される有底の円筒形状のロータ34aと、ロータ34aの内径側に位置するコア(コイル)34bを有している。ロータ34aは磁性体からなり、エンジン1の運転状態ではクランク軸14の回転に伴ってロータ34aが回転し、コア34bを通る磁束密度が変化し、電磁誘導によってコア34bに電流が発生する。発電機34で発生するのは交流電流であり、整流器(不図示)で直流に変換して電圧調整回路(不図示)で電圧を一定以下に制御する。こうして発電機34を用いて得られた電力は、バッテリー35(図2参照)に充電され、エンジン1を搭載した自動二輪車の電装系に供給される。 One end of the crankshaft 14 protrudes into the generator chamber, and a generator 34 that generates power by rotation of the crankshaft 14 is provided in the generator chamber. The generator 34 has a bottomed cylindrical rotor 34a fixed to the crankshaft 14, and a core (coil) 34b located on the inner diameter side of the rotor 34a. The rotor 34a is made of a magnetic material, and when the engine 1 is in operation, the rotor 34a rotates as the crankshaft 14 rotates, the magnetic flux density passing through the core 34b changes, and current is generated in the core 34b due to electromagnetic induction. The alternating current generated by the generator 34 is converted into direct current by a rectifier (not shown), and the voltage is controlled to be below a certain level by a voltage regulating circuit (not shown). The electric power thus obtained using the generator 34 is charged into a battery 35 (see FIG. 2), and is supplied to the electrical system of the motorcycle equipped with the engine 1.

続いて、図1と図3を参照して、スタータ駆動機構2の構成を説明する。クランクケース10の上部には、スタータモータ40が取り付けられている。スタータモータ40は、バッテリー35からの電力供給を受けて駆動される。スタータモータ40の本体部から左方に向けて出力軸40aが突出している。出力軸40aは発電機室内に挿入されている。発電機室内には、発電機34の後部上方に、3つのスタータアイドルギヤ41,42,43が配されている。出力軸40aはスタータアイドルギヤ41に噛合しており、スタータアイドルギヤ41からスタータアイドルギヤ42,43の順で出力軸40aの回転を減速して伝達するギヤ列を構成している。 Next, the configuration of the starter drive mechanism 2 will be explained with reference to FIGS. 1 and 3. A starter motor 40 is attached to the upper part of the crankcase 10. The starter motor 40 is driven by receiving power from the battery 35. An output shaft 40a protrudes leftward from the main body of the starter motor 40. The output shaft 40a is inserted into the generator chamber. In the generator room, three starter idle gears 41, 42, and 43 are arranged above the rear of the generator 34. The output shaft 40a meshes with a starter idle gear 41, forming a gear train that reduces and transmits the rotation of the output shaft 40a in order from the starter idle gear 41 to the starter idle gears 42 and 43.

スタータモータ40は、乗員によるスタータスイッチ46(図2)の操作(スタータスイッチ46の押し込みなど)によって、バッテリー35から通電されて駆動する。スタータスイッチ46が操作されると、操作信号がECM5に入力され、スタータモータ40を駆動するモータドライバにECM5が駆動信号を送る。乗員によるスタータスイッチ46の操作が解除されると、ECM5はモータドライバに停止信号を送り、スタータモータ40が停止する。 The starter motor 40 is powered by the battery 35 and driven by the operation of the starter switch 46 (FIG. 2) by a passenger (such as pushing the starter switch 46). When the starter switch 46 is operated, an operation signal is input to the ECM 5, and the ECM 5 sends a drive signal to the motor driver that drives the starter motor 40. When the operator releases the starter switch 46, the ECM 5 sends a stop signal to the motor driver, and the starter motor 40 stops.

図3に示すように、スタータ駆動機構2はワンウェイクラッチ44を備えている。ワンウェイクラッチ44は、スタータギヤ44aと外輪44bと内輪44cを有している。スタータギヤ44aの周縁には、スタータアイドルギヤ43が噛合する歯が形成されている。スタータギヤ44aの中心部には円筒部44dが設けられ、円筒部44dと外輪44bの間に内輪44cが配置されている。 As shown in FIG. 3, the starter drive mechanism 2 includes a one-way clutch 44. The one-way clutch 44 has a starter gear 44a, an outer ring 44b, and an inner ring 44c. Teeth with which the starter idle gear 43 meshes are formed on the peripheral edge of the starter gear 44a. A cylindrical portion 44d is provided at the center of the starter gear 44a, and an inner ring 44c is disposed between the cylindrical portion 44d and the outer ring 44b.

外輪44bは、内輪44cを囲む形状であり、発電機34のロータ34a(図1)に対して固定されている。ロータ34aはクランク軸14に固定されているので、外輪44bはクランク軸14と一体に回転する。内輪44cには、回転方向に位置を異ならせて複数のローラ(不図示)が保持されている。各ローラは、外輪44bの内周側に形成したカム面(不図示)と、スタータギヤ44aの円筒部44dの外周面に対して接触する。各ローラが配置されている外輪44bと円筒部44dの間の空間を、収容空間とする。 The outer ring 44b has a shape that surrounds the inner ring 44c, and is fixed to the rotor 34a (FIG. 1) of the generator 34. Since the rotor 34a is fixed to the crankshaft 14, the outer ring 44b rotates together with the crankshaft 14. The inner ring 44c holds a plurality of rollers (not shown) at different positions in the rotational direction. Each roller contacts a cam surface (not shown) formed on the inner circumferential side of the outer ring 44b and an outer circumferential surface of the cylindrical portion 44d of the starter gear 44a. The space between the outer ring 44b and the cylindrical portion 44d where each roller is arranged is defined as a housing space.

ワンウェイクラッチ44における各ローラの収容空間は、正転方向R1に進むほど半径方向に狭く(外輪44bのカム面と円筒部44dの外周面との間の半径方向間隔が小さく)なっている。ワンウェイクラッチ44には、正転方向R1(収容空間が半径方向に狭くなる方向)に向けて各ローラを付勢する付勢部材(不図示)が設けられている。付勢部材はバネなどからなる。 The accommodation space for each roller in the one-way clutch 44 becomes narrower in the radial direction (the radial interval between the cam surface of the outer ring 44b and the outer circumferential surface of the cylindrical portion 44d becomes smaller) as it advances in the normal rotation direction R1. The one-way clutch 44 is provided with a biasing member (not shown) that biases each roller in the forward rotation direction R1 (the direction in which the accommodation space narrows in the radial direction). The biasing member is made of a spring or the like.

このワンウェイクラッチ44の構成により、スタータモータ40の駆動力が伝達されたスタータギヤ44aが正転方向R1に回転すると、各ローラが外輪44bのカム面と円筒部44dの外周面に対する接触面圧によって楔のように作用して、スタータギヤ44aと外輪44bが正転方向R1に一体的に回転するようになる。これにより、エンジン1が停止している状態でスタータモータ40を駆動させると、正転方向R1への駆動トルクがクランク軸14に伝達されて、エンジン1を始動させることができる。エンジン1の始動が終了してスタータモータ40の駆動を止める(スタータスイッチ46の操作を解除する)と、スタータギヤ44aが回転を停止する。 With this configuration of the one-way clutch 44, when the starter gear 44a to which the driving force of the starter motor 40 is transmitted rotates in the normal rotation direction R1, each roller is wedged by the contact surface pressure between the cam surface of the outer ring 44b and the outer peripheral surface of the cylindrical portion 44d. As a result, the starter gear 44a and the outer ring 44b rotate integrally in the normal rotation direction R1. As a result, when the starter motor 40 is driven while the engine 1 is stopped, driving torque in the normal rotation direction R1 is transmitted to the crankshaft 14, and the engine 1 can be started. When starting of the engine 1 is completed and driving of the starter motor 40 is stopped (operation of the starter switch 46 is released), the starter gear 44a stops rotating.

エンジン1の運転中には、クランク軸14と共に外輪44bが正転方向R1に回転する。このとき、正転方向R1への外輪44bの回転速度が、正転方向R1へのスタータギヤ44aの回転速度を上回っていると(スタータギヤ44aが停止している場合も含む)、各ローラは収容空間のうち半径方向に広くなる側に進もうとするため、外輪44bと円筒部44dに対する各ローラの接触面圧(楔の効果)が解除される。従って、所定以上のエンジン回転数であるエンジン1の運転中には、ワンウェイクラッチ44は、クランク軸14の駆動トルクをスタータギヤ44aやスタータモータ40に伝えないフリー状態になる。 While the engine 1 is operating, the outer ring 44b rotates together with the crankshaft 14 in the normal rotation direction R1. At this time, if the rotation speed of the outer ring 44b in the normal rotation direction R1 exceeds the rotation speed of the starter gear 44a in the normal rotation direction R1 (including the case where the starter gear 44a is stopped), each roller is moved into the accommodation space. Since the rollers tend to move toward the side that is wider in the radial direction, the contact surface pressure (wedge effect) of each roller against the outer ring 44b and the cylindrical portion 44d is released. Therefore, while the engine 1 is operating at a predetermined engine speed or higher, the one-way clutch 44 is in a free state in which it does not transmit the driving torque of the crankshaft 14 to the starter gear 44a or the starter motor 40.

このように、ワンウェイクラッチ44は、エンジン1の始動時にスタータモータ40の駆動トルクをクランク軸14に伝達し、エンジン1の運転中のクランク軸14の駆動トルクをスタータモータ40側に伝達しないという機能を有する。 In this way, the one-way clutch 44 has the function of transmitting the driving torque of the starter motor 40 to the crankshaft 14 when the engine 1 is started, and not transmitting the driving torque of the crankshaft 14 to the starter motor 40 while the engine 1 is running. has.

なお、エンジン1が停止に近い状態(回転数が低い場合など)にあるとき、ピストン16に対する圧縮反力などを受けてクランク軸14が逆転方向R2に回転しようとする場合がある。クランク軸14が逆転方向R2に回転すると、ワンウェイクラッチ44の各ローラの接触面圧を高める(楔の効果が生じる)方向に外輪44bが回転する。このとき、停止状態のスタータモータ40によってスタータギヤ44aの回転が規制されていると、各ローラを介して外輪44bの回転が制限され、逆転方向R2へのクランク軸14の回転を止めるように作用する。 Note that when the engine 1 is close to stopping (for example, when the rotational speed is low), the crankshaft 14 may attempt to rotate in the reverse direction R2 due to compression reaction force against the piston 16. When the crankshaft 14 rotates in the reverse direction R2, the outer ring 44b rotates in a direction that increases the contact surface pressure of each roller of the one-way clutch 44 (creating a wedge effect). At this time, if the rotation of the starter gear 44a is restricted by the starter motor 40 in the stopped state, the rotation of the outer ring 44b is restricted via each roller, which acts to stop the rotation of the crankshaft 14 in the reverse direction R2. .

続いて、主に図4から図6を参照して、吸気バルブ22と排気バルブ23の開閉動作を行わせる動弁装置3の構成を説明する。吸気バルブ22と排気バルブ23は周知のものであるため、詳細な構成の説明は省略する。吸気バルブ22と排気バルブ23はそれぞれ、バルブスプリング(不図示)によって閉じ方向に付勢されており、ロッカーアームの揺動によって開閉動作を行う。動弁装置3は、クランク軸14の回転に同期して、吸気バルブ22用のロッカーアーム(不図示)と、排気バルブ23用のロッカーアーム61(図7)を所定のタイミングで揺動させる。なお、ロッカーアームを介さずに、吸気カムや排気カムがタペットを押圧して吸気バルブや排気バルブの動作を行わせるタイプの動弁装置であってもよい。 Next, the configuration of the valve train 3 that opens and closes the intake valve 22 and the exhaust valve 23 will be described with reference mainly to FIGS. 4 to 6. Since the intake valve 22 and the exhaust valve 23 are well known, detailed explanation of their configuration will be omitted. The intake valve 22 and the exhaust valve 23 are each biased in a closing direction by a valve spring (not shown), and are opened and closed by swinging of a rocker arm. The valve train 3 swings a rocker arm (not shown) for the intake valve 22 and a rocker arm 61 (FIG. 7) for the exhaust valve 23 at a predetermined timing in synchronization with the rotation of the crankshaft 14. Note that a type of valve operating device may be used in which an intake cam or an exhaust cam presses a tappet to operate an intake valve or an exhaust valve without using a rocker arm.

動弁装置3は、シリンダヘッド12の上部に形成される動弁室内に配置されるカムシャフト49とカムシャフト50を備えている(図1参照)。カムシャフト49,50は、クランク軸14と平行に左右方向へ延びている。カムシャフト49には吸気カム53が設けられており、カムシャフト50には排気カム54が設けられている。 The valve train 3 includes a camshaft 49 and a camshaft 50 that are arranged in a valve train chamber formed in the upper part of the cylinder head 12 (see FIG. 1). The camshafts 49 and 50 extend parallel to the crankshaft 14 in the left-right direction. An intake cam 53 is provided on the camshaft 49, and an exhaust cam 54 is provided on the camshaft 50.

動弁装置3のうち、排気バルブ23の駆動に関与する部分を図4から図6に示した。カムシャフト50は、軸受51,52を介してシリンダヘッド12に対して回転可能に支持されている。カムシャフト50には、軸方向に位置を異ならせて、2つの排気カム54とカムスプロケット55が設けられている(固定されている)。クランク軸14と一体に回転するカムドライブギヤ(不図示)とカムスプロケット55の間にカムチェーン(不図示)が架け渡されており、クランク軸14の回転がカムチェーンを介してカムスプロケット55に伝達される。従って、エンジン1の運転中には、クランク軸14に同期してカムシャフト50が回転する。クランク軸14の正転方向R1への回転に対応するカムシャフト50の回転方向を正転方向R11、クランク軸14の逆転方向R2への回転に対応するカムシャフト50の回転方向を逆転方向R12とする(図4から図6参照)。 Parts of the valve train 3 that are involved in driving the exhaust valve 23 are shown in FIGS. 4 to 6. The camshaft 50 is rotatably supported by the cylinder head 12 via bearings 51 and 52. The camshaft 50 is provided with two exhaust cams 54 and a cam sprocket 55 at different positions in the axial direction (fixed). A cam chain (not shown) is spanned between a cam drive gear (not shown) that rotates together with the crankshaft 14 and a cam sprocket 55, and the rotation of the crankshaft 14 is transmitted to the cam sprocket 55 via the cam chain. communicated. Therefore, while the engine 1 is operating, the camshaft 50 rotates in synchronization with the crankshaft 14. The rotation direction of the camshaft 50 corresponding to the rotation of the crankshaft 14 in the forward rotation direction R1 is referred to as the forward rotation direction R11, and the rotation direction of the camshaft 50 corresponding to the rotation of the crankshaft 14 in the reverse rotation direction R2 is referred to as the reverse rotation direction R12. (See Figures 4 to 6).

詳細な説明を省略するが、吸気カム53を備えたカムシャフト49は、カムシャフト50と同様の機構(カムチェーンやカムスプロケット)を介して、クランク軸14に同期して回転される。 Although a detailed explanation will be omitted, the camshaft 49 including the intake cam 53 is rotated in synchronization with the crankshaft 14 via a mechanism similar to that of the camshaft 50 (cam chain or cam sprocket).

吸気カム53と排気カム54の周面にはカム面が形成されている。吸気カム53のカム面に対して、吸気バルブ22側のロッカーアーム(不図示)に設けたカムフォロアが当接し、排気カム54のカム面に対して、排気バルブ23側のロッカーアーム61(図7)に設けたカムフォロア61a(図7)が当接している。カムシャフト49,50が回転すると、吸気カム53と排気カム54のそれぞれのカム面に対するカムフォロアの当接位置が変化して各ロッカーアームが揺動を行い、吸気バルブ22と排気バルブ23がそれぞれ所定のタイミングで開閉動作を行う。 Cam surfaces are formed on the circumferential surfaces of the intake cam 53 and the exhaust cam 54. A cam follower provided on a rocker arm (not shown) on the intake valve 22 side contacts the cam surface of the intake cam 53, and a cam follower provided on a rocker arm (not shown) on the exhaust valve 23 side contacts the cam surface of the exhaust cam 54 (Fig. ) is in contact with a cam follower 61a (FIG. 7). When the camshafts 49 and 50 rotate, the contact positions of the cam followers with respect to the cam surfaces of the intake cam 53 and the exhaust cam 54 change, causing each rocker arm to swing, causing the intake valve 22 and the exhaust valve 23 to move to their respective predetermined positions. The opening and closing operations are performed at the timing of .

排気カム54のカム面は、ベース円部54aとリフト制御部54bを含んでいる。ベース円部54aは、カムシャフト50の回転中心からの半径が小さい円形(円筒)状部分である。リフト制御部54bは、ベース円部54aに対して外径側への突出量を大きくした非円形の形状である。 The cam surface of the exhaust cam 54 includes a base circular portion 54a and a lift control portion 54b. The base circular portion 54a is a circular (cylindrical) portion having a small radius from the center of rotation of the camshaft 50. The lift control portion 54b has a non-circular shape with a larger protrusion toward the outer diameter side than the base circular portion 54a.

排気バルブ23用のロッカーアーム61のカムフォロア61aが、排気カム54のベース円部54aに対向する状態では、バルブリフト量がゼロであり、排気バルブ23が閉じている。 When the cam follower 61a of the rocker arm 61 for the exhaust valve 23 faces the base circular portion 54a of the exhaust cam 54, the valve lift amount is zero and the exhaust valve 23 is closed.

正転方向R11へのカムシャフト50の回転に伴い、リフト制御部54bがロッカーアーム61のカムフォロア61aに当接すると、バルブスプリングの付勢力に抗して排気バルブ23のリフト動作が開始される。リフト制御部54bのうち外径方向に最も突出した部分がカムフォロア61aに当接する時点で、排気バルブ23のバルブリフト量(開度)が最大になる。 As the camshaft 50 rotates in the normal rotation direction R11, when the lift control section 54b comes into contact with the cam follower 61a of the rocker arm 61, the lift operation of the exhaust valve 23 is started against the biasing force of the valve spring. The valve lift amount (opening degree) of the exhaust valve 23 reaches its maximum at the time when the part of the lift control section 54b that most protrudes in the outer diameter direction comes into contact with the cam follower 61a.

さらに正転方向R11へカムシャフト50が回転すると、リフト制御部54bによるロッカーアーム61への押圧が徐々に解除され、バルブスプリングの付勢力によって排気バルブ23のリフト量が徐々に小さくなる。そして、ベース円部54aがカムフォロア61aに対向する状態で、排気バルブ23が閉じる。 When the camshaft 50 further rotates in the normal rotation direction R11, the pressure on the rocker arm 61 by the lift control section 54b is gradually released, and the lift amount of the exhaust valve 23 gradually decreases due to the biasing force of the valve spring. Then, the exhaust valve 23 is closed with the base circular portion 54a facing the cam follower 61a.

詳細な説明を省略するが、吸気カム53のカム面は、排気カム54と同様にベース円部53aとリフト制御部53bを含んでおり、カムシャフト49の回転に応じて吸気バルブ22の開度を変化させる。 Although a detailed explanation will be omitted, the cam surface of the intake cam 53 includes a base circular portion 53a and a lift control portion 53b similarly to the exhaust cam 54, and the opening of the intake valve 22 is adjusted according to the rotation of the camshaft 49. change.

カムシャフト50の周面の一部には、軸方向に延びる収容溝50aが形成されている。収容溝50aは、軸方向で排気カム54からカムスプロケット55にかけての範囲に形成されている。2つの排気カム54のうち一方には、ベース円部54aの周面の一部を切り欠いて、収容溝50aに連通する収容凹部54cが形成されている。カムスプロケット55には、収容溝50aの延長上に位置する円形の貫通孔55aが形成されている。 A housing groove 50a extending in the axial direction is formed in a part of the circumferential surface of the camshaft 50. The housing groove 50a is formed in the range from the exhaust cam 54 to the cam sprocket 55 in the axial direction. In one of the two exhaust cams 54, a part of the circumferential surface of the base circular portion 54a is cut out to form an accommodation recess 54c that communicates with the accommodation groove 50a. The cam sprocket 55 has a circular through hole 55a located on an extension of the housing groove 50a.

動弁装置3は、エンジン1の始動時に排気バルブ23を僅かに開かせて(開度を与えて)圧縮反力を低減させるデコンプ動作を行うデコンプ機構4を備えている。デコンプ機構4は、デコンプカムシャフト56とデコンプウエイト57を有している。 The valve train 3 includes a decompression mechanism 4 that performs a decompression operation that slightly opens the exhaust valve 23 (provides an opening degree) to reduce compression reaction force when the engine 1 is started. The decompression mechanism 4 includes a decompression camshaft 56 and a decompression weight 57.

デコンプカムシャフト56は、カムシャフト50の軸方向に延びる円柱状の部材であり、収容溝50aに収容されている。デコンプカムシャフト56は、軸受52の内側を通過しており、収容溝50aの内面と軸受52とを介して、デコンプカムシャフト56自身の軸線を中心とする回転が可能に支持されている。 The decompression camshaft 56 is a cylindrical member extending in the axial direction of the camshaft 50, and is accommodated in the accommodation groove 50a. The decompression camshaft 56 passes inside the bearing 52, and is supported via the inner surface of the housing groove 50a and the bearing 52 so as to be rotatable about its own axis.

デコンプカムシャフト56の一方の端部にはデコンプカム58が形成されている。デコンプカム58は、円柱状のデコンプカムシャフト56の一部を切り欠いた形状(Dカット形状)をなし、切り欠かれていない部分に相当する円筒面部58aと、切り欠かれた部分に相当する平面部58bとを有している。 A decompression cam 58 is formed at one end of the decompression camshaft 56. The decompression cam 58 has a shape in which a part of the cylindrical decompression camshaft 56 is cut out (D-cut shape), and has a cylindrical surface portion 58a corresponding to the uncut portion and a flat surface portion corresponding to the cutout portion. 58b.

図5に示すように、円筒面部58aは、収容凹部54cの外側に向いたときに、ベース円部54aよりも外径方向に突出する形状(寸法)である。図6に示すように、平面部58bは、収容凹部54cの外側に向いたときに、ベース円部54aに対して外径方向に突出せずに収容凹部54c内に収容される形状(寸法)である。つまり、カムシャフト50に対するデコンプカムシャフト56の回転に応じて、デコンプカム58は、排気カム54のベース円部54aに対して外径方向に突出する突出位置(図5)と、突出しない格納位置(図6)に変化する。 As shown in FIG. 5, the cylindrical surface portion 58a has a shape (dimensions) that protrudes further in the outer radial direction than the base circular portion 54a when facing outward from the accommodation recess 54c. As shown in FIG. 6, the flat portion 58b has a shape (dimensions) that is accommodated in the accommodation recess 54c without protruding in the outer radial direction with respect to the base circular portion 54a when facing outward of the accommodation recess 54c. It is. That is, depending on the rotation of the decompression camshaft 56 with respect to the camshaft 50, the decompression cam 58 is moved between a protruding position (FIG. 5) in which it protrudes in the outer radial direction with respect to the base circular portion 54a of the exhaust cam 54, and a retracted position (in which it does not protrude). Figure 6).

デコンプカムシャフト56の他方の端部は、貫通孔55aを貫通してデコンプウエイト57に接続している。デコンプウエイト57は、カムスプロケット55の一方の側面に沿って配置されており、デコンプカムシャフト56と一体的に回転(揺動)する。デコンプウエイト57は、デコンプカムシャフト56に接続する基端部57aから、L字状のアーム57bを延出させている。図5及び図6に示すように、アーム57bは、カムスプロケット55の外周付近に沿って逆転方向R12へ延びる鈎状の形状を有している。 The other end of the decompression camshaft 56 passes through the through hole 55a and is connected to the decompression weight 57. The decompression weight 57 is arranged along one side of the cam sprocket 55 and rotates (swings) integrally with the decompression camshaft 56. The decompression weight 57 has an L-shaped arm 57b extending from a base end 57a connected to the decompression camshaft 56. As shown in FIGS. 5 and 6, the arm 57b has a hook-like shape that extends in the reverse rotation direction R12 along the vicinity of the outer periphery of the cam sprocket 55.

図4に示すように、カムスプロケット55に支持プレート59が取り付けられている。支持プレート59は、カムスプロケット55との間にデコンプウエイト57を支持して、軸方向でのデコンプカムシャフト56及びデコンプウエイト57の位置を定める。また、支持プレート59の所定部位にデコンプウエイト57が当接することによって、デコンプウエイト57の揺動範囲が定められる。具体的には、デコンプカム58の突出位置(図5)と、デコンプカム58の格納位置(図6)が、デコンプウエイト57の揺動範囲の一端と他端になるように構成されている。 As shown in FIG. 4, a support plate 59 is attached to the cam sprocket 55. The support plate 59 supports the decompression weight 57 between it and the cam sprocket 55, and determines the positions of the decompression camshaft 56 and the decompression weight 57 in the axial direction. Furthermore, the swing range of the decompression weight 57 is determined by the decompression weight 57 coming into contact with a predetermined portion of the support plate 59. Specifically, the protruding position (FIG. 5) of the decompression cam 58 and the retracted position (FIG. 6) of the decompression cam 58 are configured to be at one end and the other end of the swinging range of the decompression weight 57.

デコンプウエイト57は、図5及び図6に模式的に表すバネ60によって、デコンプカム58を突出位置にさせる方向(図5及び図6の時計方向)に向けて付勢されている。バネ60は、例えばコイルバネやトーションバネなどで構成されるものであり、具体的な形態は限定されない。 The decompression weight 57 is biased by a spring 60 schematically shown in FIGS. 5 and 6 in a direction that causes the decompression cam 58 to be in the protruding position (clockwise in FIGS. 5 and 6). The spring 60 is composed of, for example, a coil spring or a torsion spring, and its specific form is not limited.

カムシャフト50が回転すると、カムシャフト50の回転中心から偏心して設けられたデコンプウエイト57が、遠心力によってデコンプカムシャフト56を中心として揺動する。より詳しくは、カムシャフト50が正転方向R11に回転すると、デコンプウエイト57を図5及び図6で反時計方向に揺動させる遠心力が働く。この遠心力がバネ60の付勢力を超えると、デコンプウエイト57が揺動して、デコンプカム58が突出位置(図5)から格納位置(図6)に回転する。 When the camshaft 50 rotates, the decompression weight 57, which is provided eccentrically from the rotation center of the camshaft 50, swings around the decompression camshaft 56 due to centrifugal force. More specifically, when the camshaft 50 rotates in the normal rotation direction R11, a centrifugal force acts that causes the decompression weight 57 to swing counterclockwise in FIGS. 5 and 6. When this centrifugal force exceeds the urging force of the spring 60, the decompression weight 57 swings, and the decompression cam 58 rotates from the protruding position (FIG. 5) to the retracted position (FIG. 6).

以上の構成のデコンプ機構4は、次のように動作する。エンジン1の停止状態では、カムシャフト50が回転しておらず、デコンプウエイト57に対して遠心力が作用していない。そのため、図5に示すように、バネ60の付勢力によってデコンプカム58が突出位置に保持されて、デコンプ機構4は作動状態にある。 The decompression mechanism 4 having the above configuration operates as follows. When the engine 1 is stopped, the camshaft 50 is not rotating, and no centrifugal force is acting on the decompression weight 57. Therefore, as shown in FIG. 5, the decompression cam 58 is held in the protruding position by the biasing force of the spring 60, and the decompression mechanism 4 is in an operating state.

停止状態のエンジン1を始動させるとき、スタータモータ40の駆動によってクランク軸14が正転方向R1に回転し、これに応じてカムシャフト50が正転方向R11に回転する。すると、圧縮行程において、ベース円部54aよりも外径方向に突出するデコンプカム58の円筒面部58aによって、排気バルブ23用のロッカーアーム61が押圧されて、排気バルブ23が僅かにリフトされる。これにより、排気通路への圧抜きが行われて圧縮反力が低減されて、スタータモータ40の駆動力によってピストン16が圧縮上死点を超えることができる。従って、小型のスタータモータ40を用いて、高圧縮比の単気筒エンジンであるエンジン1における確実な始動を実現できる。 When starting the stopped engine 1, the starter motor 40 is driven to rotate the crankshaft 14 in the normal rotation direction R1, and in response, the camshaft 50 rotates in the normal rotation direction R11. Then, in the compression stroke, the rocker arm 61 for the exhaust valve 23 is pressed by the cylindrical surface portion 58a of the decompression cam 58 that protrudes in the outer diameter direction from the base circular portion 54a, and the exhaust valve 23 is slightly lifted. As a result, pressure is released to the exhaust passage, the compression reaction force is reduced, and the driving force of the starter motor 40 allows the piston 16 to exceed the compression top dead center. Therefore, using the small starter motor 40, reliable starting of the engine 1, which is a single cylinder engine with a high compression ratio, can be realized.

エンジン1が始動してクランク軸14が所定の回転速度(アイドル状態の回転速度)まで達すると、クランク軸14に同期して回転するカムシャフト50に支持されているデコンプウエイト57が、遠心力によってバネ60の付勢力に抗して揺動する。すると、デコンプウエイト57に接続しているデコンプカムシャフト56のデコンプカム58が、図5の突出位置から図6の格納位置へと回転する。これにより、平面部58bが外径側を向き、デコンプカム58(円筒面部58a)が収容凹部54c内に格納されてベース円部54aよりも突出しない状態、すなわちデコンプ機構4の非作動状態になる。デコンプ機構4の非作動状態では、圧縮行程でデコンプカム58(円筒面部58a)による排気バルブ23のバルブリフトが行われず、エンジン1はデコンプ動作を伴わない通常の運転を行う。 When the engine 1 starts and the crankshaft 14 reaches a predetermined rotational speed (idle rotational speed), the decompression weight 57 supported by the camshaft 50, which rotates in synchronization with the crankshaft 14, is moved by centrifugal force. It swings against the urging force of the spring 60. Then, the decompression cam 58 of the decompression camshaft 56 connected to the decompression weight 57 rotates from the protruding position shown in FIG. 5 to the retracted position shown in FIG. 6. As a result, the flat portion 58b faces toward the outer diameter side, and the decompression cam 58 (cylindrical surface portion 58a) is stored in the accommodation recess 54c and does not protrude beyond the base circular portion 54a, that is, the decompression mechanism 4 is in a non-operating state. When the decompression mechanism 4 is in a non-operating state, the decompression cam 58 (cylindrical surface portion 58a) does not lift the exhaust valve 23 during the compression stroke, and the engine 1 performs normal operation without decompression operation.

エンジン1の運転が停止してクランク軸14の回転速度が所定以下になると、デコンプウエイト57に働く遠心力が減少し、バネ60の付勢力によってデコンプウエイト57が揺動し、デコンプカム58が格納位置(図6)から突出位置(図5)に回転する。これにより、デコンプ機構4が作動する状態で次のエンジン始動を行うことができる。 When the engine 1 stops operating and the rotational speed of the crankshaft 14 falls below a predetermined value, the centrifugal force acting on the decompression weight 57 decreases, the decompression weight 57 swings due to the biasing force of the spring 60, and the decompression cam 58 moves to the storage position. (Fig. 6) to the protruding position (Fig. 5). Thereby, the next engine start can be performed with the decompression mechanism 4 operating.

ところで、図7(A)に示すように、特定の条件下では、エンジン1の運転停止に伴ってデコンプカム58が突出位置に戻らず、デコンプ機構4が機能しなくなる場合がある。図7(A)の状態では、デコンプカム58の平面部58bがロッカーアーム61のカムフォロア61aに対向しており、収容凹部54c内に格納されている(格納位置にある)デコンプカム58が、突出位置へ回転することが妨げられる。その結果、エンジン運転中の遠心力で格納位置にあったデコンプカム58が、エンジン1の運転を停止しても格納位置に保持されたままの状態になる。 By the way, as shown in FIG. 7A, under certain conditions, the decompression cam 58 may not return to the protruding position when the engine 1 is stopped, and the decompression mechanism 4 may not function. In the state shown in FIG. 7A, the flat portion 58b of the decompression cam 58 faces the cam follower 61a of the rocker arm 61, and the decompression cam 58 stored in the storage recess 54c (in the storage position) moves to the protruding position. Rotation is prevented. As a result, the decompression cam 58, which was in the retracted position due to centrifugal force during engine operation, remains in the retracted position even when the engine 1 stops operating.

例えば、エンジン停止の際に、惰性で正転方向R1に回転するクランク軸14は、圧縮行程での圧縮反力による抵抗を受けて停止し、続いて逆転方向R2へ回転しようとする。上述のように、クランク軸14が逆転方向R2に回転すると、ワンウェイクラッチ44がクランク軸14の回転を止めるように作用する。従って、エンジン停止時のクランク軸14の停止位置は、圧縮行程での特定範囲に集中する傾向がある。そして、圧縮反力とワンウェイクラッチ44の相互作用によって、圧縮行程の特定位置でクランク軸14が急停止されると、これに伴ってカムシャフト50の回転も急停止される。このとき、デコンプカム58がロッカーアーム61のカムフォロア61aに対向していると、バネ60の付勢力によってデコンプカム58が格納位置から突出位置に戻る前に、平面部58bとカムフォロア61aの当接によってデコンプカム58の復帰回転が制限されてしまい、図7(A)の状態になる。 For example, when the engine is stopped, the crankshaft 14, which rotates in the forward rotation direction R1 due to inertia, stops due to resistance due to the compression reaction force in the compression stroke, and then attempts to rotate in the reverse rotation direction R2. As described above, when the crankshaft 14 rotates in the reverse direction R2, the one-way clutch 44 acts to stop the rotation of the crankshaft 14. Therefore, the stopping position of the crankshaft 14 when the engine is stopped tends to be concentrated in a specific range in the compression stroke. When the crankshaft 14 is suddenly stopped at a specific position in the compression stroke due to the interaction between the compression reaction force and the one-way clutch 44, the rotation of the camshaft 50 is also stopped suddenly. At this time, if the decompression cam 58 is facing the cam follower 61a of the rocker arm 61, before the decompression cam 58 returns from the retracted position to the protruding position due to the urging force of the spring 60, the decompression cam 58 is brought into contact with the flat part 58b and the cam follower 61a. The return rotation of is restricted, resulting in the state shown in FIG. 7(A).

デコンプ機構4が機能しなくなる別の原因として、エンジン1が停止する際に、バネ60の付勢力によってデコンプカム58が格納位置から突出位置に向けて一旦回転したものの、その後のクランク軸14及びカムシャフト50の逆転方向R2,R12への回転に伴って、デコンプカム58がカムフォロア61aに当接して格納位置へ押し戻されてしまい、図7(A)の状態になる可能性もある。 Another cause of the decompression mechanism 4 not functioning is that when the engine 1 stops, the decompression cam 58 once rotates from the retracted position to the protruding position due to the biasing force of the spring 60, but after that the crankshaft 14 and the camshaft As the decompression cam 50 rotates in the reverse directions R2 and R12, the decompression cam 58 may come into contact with the cam follower 61a and be pushed back to the storage position, resulting in the state shown in FIG. 7(A).

原因がいずれの場合も、エンジン1が停止した段階で図7(A)の状態になると、デコンプ機構4の本来の作用が得られない非作動状態から、次回のエンジン始動を行うことになる。スタータモータ40は、デコンプ機構4が作動する状態を前提として出力が設定されているので、デコンプ機構4が非作動状態のままであると、スタータモータ40に要求される駆動トルク(圧縮上死点を乗り越えるために必要なトルク)が過大になり、スタータモータ40の通電を続けてもエンジン1を始動させることができなくなる。そして、この状態が継続すると、スタータモータ40の駆動回路に大電流が発生して不具合(回路の焼損など)が生じてしまうおそれがある。本実施の形態は、このような不具合を防いで、エンジン停止時の状態に関わらずデコンプ機構4を機能させて、確実なエンジン1の始動を実現するものである。以下、その詳細を説明する。 Regardless of the cause, if the state shown in FIG. 7A occurs when the engine 1 is stopped, the engine will be started next time from a non-operating state in which the decompression mechanism 4 cannot function as intended. The output of the starter motor 40 is set on the premise that the decompression mechanism 4 is in operation, so if the decompression mechanism 4 remains inactive, the driving torque required for the starter motor 40 (compression top dead center (torque required to overcome this) becomes excessive, making it impossible to start the engine 1 even if the starter motor 40 continues to be energized. If this state continues, there is a risk that a large current will be generated in the drive circuit of the starter motor 40, resulting in a problem (burnout of the circuit, etc.). The present embodiment prevents such problems and allows the decompression mechanism 4 to function regardless of the state when the engine is stopped, thereby realizing reliable starting of the engine 1. The details will be explained below.

図8に、圧縮行程における筒内圧(シリンダ15及び燃焼室17の内圧)と乗り越えトルクとの関係を示した。デコンプ機構4が作動状態(デコンプカム58が突出位置にある状態)の場合の筒内圧P1は、デコンプ機構4が非作動状態(デコンプカム58が格納位置にある状態)の場合の筒内圧P2よりも小さい。この筒内圧P1,P2の差に応じて、デコンプ機構4が作動状態の場合にスタータモータ40が付与する乗り越えトルクQ1と、デコンプ機構4が非作動状態の場合にスタータモータ40が付与する乗り越えトルクQ2が異なっている。 FIG. 8 shows the relationship between the cylinder pressure (the internal pressure of the cylinder 15 and the combustion chamber 17) and the overcoming torque during the compression stroke. The cylinder pressure P1 when the decompression mechanism 4 is in the operating state (the decompression cam 58 is in the protruding position) is smaller than the cylinder pressure P2 when the decompression mechanism 4 is in the non-operation state (the decompression cam 58 is in the retracted position). . Depending on the difference between the cylinder pressures P1 and P2, the overcoming torque Q1 is applied by the starter motor 40 when the decompression mechanism 4 is in an operating state, and the overcoming torque Q1 is applied by the starter motor 40 when the decompression mechanism 4 is in an inactive state. Q2 is different.

乗り越えトルクが、スタータモータ40の仕様上の最大トルクであるモータ設定トルクQMの範囲内である場合(図8のグラフでモータ設定トルクQMよりも上方にある場合)、圧縮反力に抗してスタータモータ40でクランク軸14を正転方向R1に回転させることができる。 If the overcoming torque is within the range of the motor setting torque QM, which is the maximum torque according to the specifications of the starter motor 40 (if it is above the motor setting torque QM in the graph of FIG. 8), it will resist the compression reaction force. The starter motor 40 can rotate the crankshaft 14 in the normal rotation direction R1.

図8に示すように、デコンプ機構4が作動状態の場合の乗り越えトルクQ1は、圧縮上死点V1を超えるまでモータ設定トルクQMの範囲内であり、圧縮反力に抗してスタータモータ40によってクランキングさせることができる。 As shown in FIG. 8, the overcoming torque Q1 when the decompression mechanism 4 is in the operating state is within the range of the motor setting torque QM until it exceeds the compression top dead center V1, and the starter motor 40 acts against the compression reaction force. Can be cranked.

一方、デコンプ機構4が非作動状態の場合、乗り越えトルクQ2とモータ設定トルクQMが途中で交差している。この交点位置で、スタータモータ40の駆動トルクとエンジン1の圧縮反力とが釣り合う状態になり、クランク軸14を正転方向R1にそれ以上回転させることができなくなる。この状態のクランク軸14の角度位置を、トルク釣り合い位置V2とする。上述のように、デコンプ機構4が機能して圧縮反力を低減させる状態を前提としてスタータモータ40の出力を設定しているため、デコンプ機構4の非作動状態では、スタータモータ40の駆動トルクだけでは圧縮上死点V1を乗り越えさせることができず、トルク釣り合い位置V2が存在する。 On the other hand, when the decompression mechanism 4 is in a non-operating state, the overcoming torque Q2 and the motor setting torque QM intersect in the middle. At this intersection position, the drive torque of the starter motor 40 and the compression reaction force of the engine 1 are balanced, and the crankshaft 14 cannot be rotated any further in the normal rotation direction R1. The angular position of the crankshaft 14 in this state is defined as a torque balance position V2. As mentioned above, since the output of the starter motor 40 is set on the premise that the decompression mechanism 4 is functioning to reduce the compression reaction force, when the decompression mechanism 4 is not operating, only the driving torque of the starter motor 40 is generated. In this case, the compression top dead center V1 cannot be overcome, and a torque balance position V2 exists.

クランク軸14の角度位置に関し、デコンプ機構4が機能する位置(デコンプカム58の円筒面部58aがロッカーアーム61のカムフォロア61aを押圧してデコンプ動作させる位置)をデコンプ機能位置V3とする。図8に示すように、トルク釣り合い位置V2が、デコンプ機能位置V3よりも圧縮上死点V1側に設定されている。言い換えれば、クランク軸14やカムシャフト50の正転方向R1,R11において、デコンプ機能位置V3、トルク釣り合い位置V2、圧縮上死点V1の順序になるように設定している。 Regarding the angular position of the crankshaft 14, the position where the decompression mechanism 4 functions (the position where the cylindrical surface portion 58a of the decompression cam 58 presses the cam follower 61a of the rocker arm 61 to perform the decompression operation) is defined as a decompression function position V3. As shown in FIG. 8, the torque balance position V2 is set closer to the compression top dead center V1 than the decompression function position V3. In other words, in the normal rotation directions R1 and R11 of the crankshaft 14 and the camshaft 50, the decompression function position V3, the torque balance position V2, and the compression top dead center V1 are set in this order.

図7(A)の状態は、デコンプカム58が収容凹部54cに格納されていて機能していないが、クランク軸14の角度位置としてはデコンプ機能位置V3に相当する。そして、図7(A)の状態で乗員がスタータスイッチ46を操作してスタータモータ40が駆動されると、クランク軸14は、デコンプ機能位置V3よりも圧縮上死点V1側のトルク釣り合い位置V2まで回転する。この場合、図8に示す筒内圧P2と乗り越えトルクQ2の関係で推移しているため、スタータモータ40の駆動が継続されている間は、圧縮反力との釣り合いによって、クランク軸14はトルク釣り合い位置V2で停止したままになり、エンジン1が適切に始動されない。 In the state shown in FIG. 7A, the decompression cam 58 is stored in the accommodation recess 54c and is not functioning, but the angular position of the crankshaft 14 corresponds to the decompression function position V3. Then, when the occupant operates the starter switch 46 to drive the starter motor 40 in the state shown in FIG. Rotate until. In this case, since the relationship between the cylinder pressure P2 and the overcoming torque Q2 shown in FIG. It remains stopped at position V2 and engine 1 is not started properly.

クランク軸14のトルク釣り合い位置V2に対応する排気カム54の角度位置を図7(B)に示した。デコンプ機能位置V3(図7(A))からトルク釣り合い位置V2までの回転によって、デコンプカム58がロッカーアーム61のカムフォロア61aと対向する位置関係ではなくなり、カムフォロア61aによる回転制限が解除されたデコンプカム58が、バネ60の付勢力で格納位置から突出位置へ回転している。 The angular position of the exhaust cam 54 corresponding to the torque balance position V2 of the crankshaft 14 is shown in FIG. 7(B). As the decompression cam 58 rotates from the decompression function position V3 (FIG. 7(A)) to the torque balance position V2, the decompression cam 58 is no longer in a positional relationship facing the cam follower 61a of the rocker arm 61, and the decompression cam 58 is no longer restricted from rotation by the cam follower 61a. , is rotated from the retracted position to the protruding position by the biasing force of the spring 60.

ECM5は、スタータモータ40の駆動開始からのタイムカウントを行うと共に、クランク角センサ19の出力信号を監視する。そして、所定時間が経過してもクランク軸14の回転が検出されない(クランク軸14の速度がゼロ、もしくは速度ゼロとみなせる程度の挙動しか行っていない)場合に、スタータモータ40の駆動を停止する。 The ECM 5 counts the time from the start of driving the starter motor 40 and monitors the output signal of the crank angle sensor 19. Then, if the rotation of the crankshaft 14 is not detected even after a predetermined period of time has elapsed (the speed of the crankshaft 14 is zero, or the behavior is such that it can be considered as zero), the drive of the starter motor 40 is stopped. .

スタータモータ40が駆動停止すると、クランク軸14を正転方向R1に回転させる力が解除されて力の均衡状態が解除されるので、圧縮反力を受けるクランク軸14が、トルク釣り合い位置V2からデコンプ機能位置V3に向けて逆転方向R2に回転する。すると、図7(C)に示すように、排気カム54が逆転方向R12に回転し、デコンプカム58がロッカーアーム61のカムフォロア61aに対向する位置関係になる。 When the starter motor 40 stops driving, the force that rotates the crankshaft 14 in the normal rotation direction R1 is released and the force balance state is released, so that the crankshaft 14 receiving the compression reaction force is decompressed from the torque balance position V2. Rotates in reverse direction R2 toward functional position V3. Then, as shown in FIG. 7(C), the exhaust cam 54 rotates in the reverse direction R12, and the decompression cam 58 is positioned to face the cam follower 61a of the rocker arm 61.

先のスタータモータ40の駆動によるトルク釣り合い位置V2までの回転の際に、デコンプカム58がバネ60の付勢力で突出位置に復帰している。そのため、逆転方向R2に回転するクランク軸14がデコンプ機能位置V3に達すると、図7(C)に示すように、デコンプカム58の円筒面部58aがカムフォロア61aに当接して、ロッカーアーム61をバルブリフト方向に押し込む。これにより、デコンプ機構4が作動状態になり、デコンプ機構4の機能が回復する。 When the starter motor 40 is driven to rotate to the torque balance position V2, the decompression cam 58 is returned to the protruding position by the biasing force of the spring 60. Therefore, when the crankshaft 14 rotating in the reverse direction R2 reaches the decompression function position V3, as shown in FIG. push in the direction. As a result, the decompression mechanism 4 becomes activated, and the function of the decompression mechanism 4 is restored.

そして、デコンプ機構4の機能が回復した状態でスタータモータ40を再度駆動させると、図8に示す筒内圧P1と乗り越えトルクQ1の関係に切り替わっているため、スタータモータ40の駆動力によってエンジン1を始動させることができる。 Then, when the starter motor 40 is driven again with the function of the decompression mechanism 4 recovered, the relationship between the cylinder pressure P1 and the overcoming torque Q1 has been changed as shown in FIG. can be started.

以上のエンジン始動時のクランク軸14の動作を、図8に一点鎖線Fで模式的に示した。エンジン1の停止状態からの最初のスタータモータ40の駆動では、クランク軸14がトルク釣り合い位置V2まで正転し(F1)、トルク釣り合い位置V2に到達したところで、圧縮反力によってそれ以上の回転が制限される。スタータモータ40の駆動を停止すると、クランク軸14が圧縮反力を受けてトルク釣り合い位置V2からデコンプ機能位置V3まで逆転する(F2)。続いて、スタータモータ40の再駆動によって、クランク軸14がデコンプ機能位置V3からの正転を行う(F3)。スタータモータ40の再駆動の際には、デコンプ機構4が機能回復しているので、クランク軸14は圧縮反力によって停止されずに正転を継続できる。 The operation of the crankshaft 14 at the time of starting the engine is schematically shown in FIG. 8 by a dashed line F. When the starter motor 40 is first driven from a stopped state of the engine 1, the crankshaft 14 rotates forward to the torque balance position V2 (F1), and when it reaches the torque balance position V2, the compression reaction force prevents it from rotating further. limited. When the drive of the starter motor 40 is stopped, the crankshaft 14 receives the compression reaction force and reverses from the torque balance position V2 to the decompression function position V3 (F2). Subsequently, by re-driving the starter motor 40, the crankshaft 14 performs normal rotation from the decompression function position V3 (F3). When the starter motor 40 is driven again, the decompression mechanism 4 has recovered its function, so the crankshaft 14 can continue to rotate normally without being stopped by the compression reaction force.

図9のフローチャートを参照して、本実施の形態におけるエンジン1の始動制御の流れについて説明する。ステップS1では、スタータスイッチ46の操作の有無をチェックする。スタータスイッチ46の操作が検知された場合(ステップS1のYES)、当該操作によるスタータモータ40の駆動指示が継続しているかを、ステップS2でチェックする。駆動指示が継続的なものである場合(ステップS2のYES)、ステップS3に進み、ECM5が駆動信号を発してスタータモータ40の駆動を開始させる。また、ECM5は、スタータモータ40の駆動からのタイムカウントを開始する。なお、ステップS3では明示していないが、ECM5は、スタータモータ40の駆動に合わせて、インジェクタ30からの燃料噴射や点火プラグ18による点火など、エンジン1の始動に必要な各種動作も実行させる。 With reference to the flowchart of FIG. 9, the flow of starting control of the engine 1 in this embodiment will be described. In step S1, it is checked whether the starter switch 46 has been operated. When the operation of the starter switch 46 is detected (YES in step S1), it is checked in step S2 whether the instruction to drive the starter motor 40 by the operation continues. If the drive instruction is continuous (YES in step S2), the process advances to step S3, where the ECM 5 issues a drive signal to start driving the starter motor 40. Further, the ECM 5 starts counting the time from when the starter motor 40 is driven. Although not explicitly shown in step S3, the ECM 5 also executes various operations necessary for starting the engine 1, such as fuel injection from the injector 30 and ignition using the spark plug 18, in conjunction with the driving of the starter motor 40.

スタータモータ40の駆動開始後に、ステップS4でクランク軸14が回転しているか否かを判定する。この判定は、クランク角センサ19の出力信号を参照してECM5が行う。クランク軸14の回転が検出された場合(ステップS4のYES)、ステップS2に戻ってスタータモータ40の駆動指示が継続しているかを判定する。 After starting driving of the starter motor 40, it is determined in step S4 whether or not the crankshaft 14 is rotating. This determination is made by the ECM 5 with reference to the output signal of the crank angle sensor 19. If rotation of the crankshaft 14 is detected (YES in step S4), the process returns to step S2 and it is determined whether the instruction to drive the starter motor 40 continues.

スタータモータ40の駆動開始から所定時間が経過してもクランク軸14の回転が検出されない場合(ステップS4のNO)、ステップS5に進み、ECM5がスタータモータ40への通電を停止するように制御し、スタータモータ40の駆動を停止させる。なお、ステップS5では明示していないが、ECM5は、スタータモータ40の駆動停止に合わせて、インジェクタ30からの燃料噴射や点火プラグ18による点火なども停止させる。 If the rotation of the crankshaft 14 is not detected even after a predetermined period of time has elapsed since the start of driving the starter motor 40 (NO in step S4), the process proceeds to step S5, where the ECM 5 controls the starter motor 40 to stop being energized. , the driving of the starter motor 40 is stopped. Although not explicitly stated in step S5, the ECM 5 also stops fuel injection from the injector 30 and ignition from the spark plug 18 when the starter motor 40 is stopped.

図7(A)のようなデコンプ機構4の非作動状態でスタータモータ40の駆動を行った場合、スタータモータ40の駆動継続中は、クランク軸14がトルク釣り合い位置V2(図8)から圧縮上死点V1側に進めなくなる。そして、ステップS5でのスタータモータ40の駆動停止によって、クランク軸14が圧縮反力で逆転方向R2(デコンプ機能位置V3側)に回転する。つまり、クランク軸14が、図8に示すF1からF2の動作を行う。このクランク軸14の一連の動作により、デコンプ機構4は、デコンプカム58を格納位置から突出位置に回転させ、図7(C)に示す作動状態に復帰する。 When the starter motor 40 is driven with the decompression mechanism 4 inactive as shown in FIG. It becomes impossible to proceed to the dead center V1 side. Then, by stopping the driving of the starter motor 40 in step S5, the crankshaft 14 is rotated in the reverse direction R2 (towards the decompression function position V3) by the compression reaction force. That is, the crankshaft 14 performs the operations from F1 to F2 shown in FIG. Through this series of operations of the crankshaft 14, the decompression mechanism 4 rotates the decompression cam 58 from the storage position to the protrusion position, returning to the operating state shown in FIG. 7(C).

ステップS5に続くステップS6では、スタータモータ40の駆動停止回数を示すカウンタにカウンタ数「1」を追加すると共に、規定時間待機する。この待機時間は、スタータモータ40の駆動停止により生じるクランク軸14の逆転方向R2の回転(図8のF2)と、デコンプカム58によるロッカーアーム61の押し込み(図7(C))に要する時間に、所定のマージンを加えたものである。ステップS6での待機時間は、エンジンの構成などによっても異なるが、一例として0.1~0.5秒程度に設定される。 In step S6 following step S5, a counter number "1" is added to a counter indicating the number of times the starter motor 40 is stopped, and the process waits for a specified time. This waiting time is the time required for the rotation of the crankshaft 14 in the reverse direction R2 (F2 in FIG. 8) caused by the stoppage of the starter motor 40 and the time required for the decompression cam 58 to push the rocker arm 61 (FIG. 7(C)). A predetermined margin is added. The waiting time in step S6 varies depending on the configuration of the engine, but is set to about 0.1 to 0.5 seconds, as an example.

ステップS6で設定したカウンタの数が規定値に達したか否かを、ステップS7で判定する。カウンタ数が規定値未満の場合(ステップS7のNO)、ステップS2に戻る。そのため、スタータモータ40の駆動指示が継続しているにも関わらずクランク軸14の回転が検出されない間は(ステップS4のNO)、デコンプ機構4の機能回復がなされていないという判定になり、カウンタ数が規定値に達するまで、スタータモータ40の駆動停止(ステップS5)と再駆動(ステップS3)が繰り返される。つまり、スタータモータ40の駆動停止と再駆動を、規定回数自動で繰り返すように制御する。 It is determined in step S7 whether the number of counters set in step S6 has reached a specified value. If the counter number is less than the specified value (NO in step S7), the process returns to step S2. Therefore, while the rotation of the crankshaft 14 is not detected even though the drive instruction for the starter motor 40 continues (NO in step S4), it is determined that the function of the decompression mechanism 4 has not been recovered, and the counter Stopping the starter motor 40 (step S5) and re-driving it (step S3) are repeated until the number reaches the specified value. In other words, the starter motor 40 is controlled to be automatically stopped and restarted a predetermined number of times.

スタータモータ40の1回の駆動停止だけではデコンプ機構4が作動状態に復帰しない場合、駆動停止と再駆動を複数回行うことで、デコンプ機構4が作動状態に復帰する可能性が高くなる。ステップS7でのカウンタ数の規定値は、デコンプ機構4を作動状態に復帰させるのに足りると想定される値に設定される。一般には、ステップS3からステップS6までの動作及び制御は2回程度で足りるため、ステップS7でのカウンタ数の規定値を「2」や「3」などに設定するとよい。しかし、必要に応じて、ステップS7でのカウンタ数の規定値をそれ以上にして、スタータモータ40の駆動停止と再駆動の回数を増やしてもよい。 If the decompression mechanism 4 does not return to the operating state by stopping the starter motor 40 once, the possibility that the decompression mechanism 4 will return to the operating state increases by stopping and re-driving the starter motor 40 multiple times. The specified value of the counter number in step S7 is set to a value that is assumed to be sufficient to return the decompression mechanism 4 to the operating state. Generally, the operations and controls from step S3 to step S6 only need to be performed about twice, so it is preferable to set the specified value of the counter number in step S7 to "2", "3", or the like. However, if necessary, the number of times the starter motor 40 is stopped and restarted may be increased by setting the predetermined value of the counter number in step S7 to be greater than that value.

規定値のカウンタ数まで達した場合(ステップS7のYES)、デコンプ機構4が作動状態に復帰できない何らかのエラーが発生している、あるいはデコンプ機構4以外にエンジン始動を妨げる別種のエラーが発生している、という可能性が想定される。そのため、ステップS7で規定値のカウンタ数に達した場合は、それ以上のスタータモータ40の再駆動を行わずに、図9の制御フローから抜ける。 If the counter number reaches the specified value (YES in step S7), some kind of error has occurred that prevents the decompression mechanism 4 from returning to the operating state, or another type of error has occurred other than the decompression mechanism 4 that prevents the engine from starting. It is assumed that there is a possibility that Therefore, when the counter number reaches the specified value in step S7, the control flow of FIG. 9 is exited without re-driving the starter motor 40 any further.

なお、ステップS7でカウンタ数が規定値に達して制御フローから抜ける場合には、音や表示などによる報知手段を用いて、エンジン1の始動に支障が生じているという警告を発するように制御してもよい。 In addition, when the counter number reaches a predetermined value in step S7 and exits from the control flow, control is performed to issue a warning that there is a problem in starting the engine 1 using a notification means such as sound or display. You can.

また、ステップS1の判定とステップS2の判定のいずれかでNOである場合、すなわちスタータスイッチ46が操作されない場合や、スタータスイッチ46の継続的な操作(スタータモータ40の駆動指示)が解除された場合には、始動制御を終えて図9の制御フローから抜ける。 Further, if the determination in step S1 or step S2 is NO, that is, the starter switch 46 is not operated, or the continuous operation of the starter switch 46 (instruction to drive the starter motor 40) is canceled. In this case, the start control is finished and the control flow shown in FIG. 9 is exited.

例えば、エンジン1が適正に始動してアイドリング状態に移行したことを確認した場合には、乗員はスタータスイッチ46の継続的な操作を解除するので、当該操作解除に伴ってステップS2の判定がNOになる。 For example, when it is confirmed that the engine 1 has started properly and transitioned to the idling state, the occupant cancels the continuous operation of the starter switch 46, so that the determination in step S2 becomes NO due to the cancellation of the operation. become.

なお、上記の制御フローは、エンジン1を始動させる際に、乗員がスタータスイッチ46を継続的に操作する形態と、乗員がスタータスイッチ46を一時的に操作する形態(スタータスイッチ46を一度押したら離すタイプの操作)のいずれにも対応することが可能である。乗員がスタータスイッチ46を一時的に操作する形態では、ステップS2において、スタータスイッチ46への操作入力から所定時間が経過するまで、スタータモータ40の継続的な駆動指示が行われているという判定にする。 Note that when starting the engine 1, the above control flow is divided into two modes: one in which the occupant continuously operates the starter switch 46, and one in which the occupant temporarily operates the starter switch 46 (once the starter switch 46 is pressed once). It is possible to correspond to both types of operations (release type operation). In the case where the occupant temporarily operates the starter switch 46, it is determined in step S2 that a continuous drive instruction for the starter motor 40 is being given until a predetermined period of time has elapsed since the operation input to the starter switch 46. do.

以上のように、本実施の形態のエンジン1では、スタータモータ40に通電しているにも関わらずクランク軸14の回転が検出されない場合に、スタータモータ40の駆動停止と再駆動を少なくとも一回ずつ行うことでデコンプ機構4の機能を回復させ、スタータモータ40に過大な負荷を与えずに確実に始動させることができる。スタータモータ40の駆動力とエンジン1の圧縮反力とが釣り合った状態のままスタータモータ40の駆動を継続させてしまうことがないため、スタータモータ40の長時間駆動に伴う大電流からシステムの破損を回避することができる。また、デコンプ機構4が確実に機能する状態でのエンジン始動を実現できるため、必要最低限な出力及びサイズのスタータモータ40を選択可能となり、電装系やエンジン1全体の小型軽量化を図ることができる。 As described above, in the engine 1 of the present embodiment, when the rotation of the crankshaft 14 is not detected even though the starter motor 40 is energized, the starter motor 40 is stopped and re-driven at least once. By performing these steps, the function of the decompression mechanism 4 can be restored, and the starter motor 40 can be reliably started without applying an excessive load. Since the starter motor 40 does not continue to be driven while the driving force of the starter motor 40 and the compression reaction force of the engine 1 are balanced, system damage may occur due to large current caused by driving the starter motor 40 for a long time. can be avoided. In addition, since the engine can be started with the decompression mechanism 4 functioning reliably, it is possible to select the starter motor 40 with the minimum necessary output and size, and it is possible to reduce the size and weight of the electrical system and the engine 1 as a whole. can.

スタータモータ40の駆動停止と再駆動はECM5の制御によって規定回数まで自動的に実行されるため、スタータモータ40の駆動停止後に乗員がスタータスイッチ46を押し直す必要がなく、複雑な操作による手間をかけずに確実に効果を得ることができる。 Since driving of the starter motor 40 is automatically stopped and restarted up to a specified number of times under the control of the ECM 5, there is no need for the occupant to press the starter switch 46 again after stopping the driving of the starter motor 40, saving the trouble of complicated operations. You can definitely get the effect without using it.

デコンプ機構4の機能の回復は、スタータモータ40の駆動と駆動停止により生じるクランク軸14の往復回転(デコンプ機能位置V3からトルク釣り合い位置V2までの往復動作)に伴って実現される。そして、デコンプ機構4の機能を回復させるための新規な部品などは必要としないため、簡単な構成で効果が得られる。つまり、構成の面では、クランク軸14の角度位置に関して、トルク釣り合い位置V2がデコンプ機能位置V3よりも圧縮上死点V1側にあるという要件を満たしていればよい。また、クランク角センサ19で検出するクランク軸14の回転状態に基づいてスタータモータ40の駆動をオンオフさせるというシンプルな制御であるため、制御の負担が少なく、高価な制御系を要さずに効果を得ることができる。従って、低コストにエンジン1の始動性の向上を実現できる。 Restoration of the function of the decompression mechanism 4 is realized with the reciprocating rotation of the crankshaft 14 (reciprocating movement from the decompression function position V3 to the torque balance position V2) caused by driving and stopping of the starter motor 40. Further, since no new parts are required to restore the function of the decompression mechanism 4, effects can be obtained with a simple configuration. That is, in terms of the configuration, it is sufficient that the angular position of the crankshaft 14 satisfies the requirement that the torque balance position V2 is closer to the compression top dead center V1 than the decompression function position V3. In addition, since the control is simple in that the drive of the starter motor 40 is turned on and off based on the rotational state of the crankshaft 14 detected by the crank angle sensor 19, the control burden is small and the control system is not required and is effective. can be obtained. Therefore, the startability of the engine 1 can be improved at low cost.

なお、以上の説明では、スタータモータ40自体のトルクの変動については省略したが、スタータモータ40が実際に発生するトルクは、電力供給を行うバッテリー35の充電状態による影響を受ける。そのため、上述したトルク釣り合い位置V2とデコンプ機能位置V3の位置関係などは、バッテリー35の充電状態によるスタータモータ40のトルク変動を加味して設定する。 Note that in the above description, fluctuations in the torque of the starter motor 40 itself have been omitted, but the torque actually generated by the starter motor 40 is affected by the state of charge of the battery 35 that supplies power. Therefore, the above-mentioned positional relationship between the torque balance position V2 and the decompression function position V3 is set in consideration of the torque fluctuation of the starter motor 40 depending on the state of charge of the battery 35.

本発明は上記実施の形態に限定されず、種々変更して実施することが可能である。上記実施の形態において、添付図面に図示されている構成や制御等については、これに限定されず、本発明の効果を発揮する範囲内で適宜変更することが可能である。その他、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更して実施することが可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and can be implemented with various modifications. In the embodiments described above, the configuration, control, etc. illustrated in the accompanying drawings are not limited to these, and can be modified as appropriate within the scope of achieving the effects of the present invention. Other changes can be made as appropriate without departing from the scope of the invention.

例えば、上記実施形態では、エンジン始動時のスタータモータ40への通電をクランク角センサ19の検出値に基づいてECM5が制御するものとしたが、これと同様の通電制御にバッテリー35の保護回路を用いることも可能である。具体的には、バッテリー35の内部に、電流値を閾値としてスタータモータ40への通電のオンオフを切り替える保護スイッチを設けると共に、スタータモータ40の駆動に関して所定の保護期間(停止時間)を設定する。エンジン始動指示を受けてバッテリー35からスタータモータ40に通電を行い、上記の閾値を超える電流値になった場合、デコンプ機構4が機能せずに適切なクランキングが実行されていないと判定して、バッテリー35からスタータモータ40への通電を停止する。そして、上記の保護期間(停止時間)の経過後に、バッテリー35からスタータモータ40への通電を再開してスタータモータ40を再駆動させる。 For example, in the above embodiment, the ECM 5 controls the energization of the starter motor 40 when starting the engine based on the detected value of the crank angle sensor 19, but the protection circuit of the battery 35 is used for similar energization control. It is also possible to use Specifically, a protection switch is provided inside the battery 35 to turn on/off energization of the starter motor 40 using a current value as a threshold, and a predetermined protection period (stop time) is set for driving the starter motor 40. When an instruction to start the engine is received, the starter motor 40 is energized from the battery 35, and if the current value exceeds the above threshold, it is determined that the decompression mechanism 4 is not functioning and proper cranking is not being performed. , the power supply from the battery 35 to the starter motor 40 is stopped. Then, after the above protection period (stop time) has elapsed, power supply from the battery 35 to the starter motor 40 is restarted to drive the starter motor 40 again.

この変形例から分かるように、本発明において、デコンプ機構が機能しないことに起因するエンジン始動のエラー(スタータモータを駆動してもクランク軸の回転が進行しないこと)を検出及び判定する手段は、一律のものではなく、様々な検出手段や判定手段を用いることが可能である。 As can be seen from this modification, in the present invention, the means for detecting and determining an engine starting error (failure to rotate the crankshaft even if the starter motor is driven) due to the decompression mechanism not functioning is as follows: It is not uniform and it is possible to use various detection means and determination means.

本発明の内燃機関は車両用のエンジンには限定されない。用途に関わりなく、同様の構成を備える内燃機関全般に適用が可能である。 The internal combustion engine of the present invention is not limited to a vehicle engine. It is applicable to all internal combustion engines having a similar configuration, regardless of the purpose.

以上説明したように、本発明は、内燃機関においてデコンプ機構を確実に機能させて始動性を向上させるという効果を有し、特に、小型軽量なスタータモータで確実に始動させることが求められる内燃機関に有用である。 As explained above, the present invention has the effect of reliably functioning a decompression mechanism in an internal combustion engine to improve startability, and is particularly effective in internal combustion engines that are required to start reliably with a small and lightweight starter motor. It is useful for

1 :エンジン
2 :スタータ駆動機構
3 :動弁装置
4 :デコンプ機構
14 :クランク軸
17 :燃焼室
19 :クランク角センサ
22 :吸気バルブ
23 :排気バルブ
32 :アクセル
33 :クラッチカバー
34 :発電機
35 :バッテリー
40 :スタータモータ
44 :ワンウェイクラッチ
46 :スタータスイッチ
49,50 :カムシャフト
53 :吸気カム
54 :排気カム
56 :デコンプカムシャフト
58 :デコンプカム
V1 :圧縮上死点
V2 :トルク釣り合い位置
V3 :デコンプ機能位置
1: Engine 2: Starter drive mechanism 3: Valve train 4: Decompression mechanism 14: Crankshaft 17: Combustion chamber 19: Crank angle sensor 22: Intake valve 23: Exhaust valve 32: Accelerator 33: Clutch cover 34: Generator 35 : Battery 40 : Starter motor 44 : One-way clutch 46 : Starter switch 49, 50 : Camshaft 53 : Intake cam 54 : Exhaust cam 56 : Decompression camshaft 58 : Decompression cam V1 : Compression top dead center V2 : Torque balance position V3 : Decompression Functional position

Claims (5)

クランク軸に駆動力を伝えて内燃機関を始動させるスタータモータと、
前記始動時に排気バルブに開度を与えて燃焼室を減圧させるデコンプ動作が可能なデコンプ機構と、を備え、
前記始動時に、前記デコンプ機構が機能せず前記スタータモータの駆動力によって前記クランク軸の回転が進行しない場合に、前記スタータモータの駆動を停止させてから所定時間後に前記スタータモータを再駆動させ
前記スタータモータの前記駆動停止と前記再駆動を自動で繰り返し、前記駆動停止を行う毎に前記スタータモータの駆動停止回数を示すカウンタにカウンタ数を追加し、前記カウンタの前記カウンタ数が規定値に達した場合は、それ以上の前記スタータモータの前記再駆動を行わないことを特徴とする内燃機関。
a starter motor that transmits driving force to the crankshaft to start the internal combustion engine;
a decompression mechanism capable of a decompression operation that reduces the pressure in the combustion chamber by giving an opening to the exhaust valve at the time of startup;
At the time of starting, if the decompression mechanism does not function and the rotation of the crankshaft does not proceed due to the driving force of the starter motor, driving the starter motor again after a predetermined time after stopping the driving of the starter motor ;
The driving stop and the re-driving of the starter motor are automatically repeated, and each time the driving is stopped, a counter number is added to a counter indicating the number of driving stops of the starter motor, and the counter number of the counter reaches a specified value. The internal combustion engine is characterized in that, if the starter motor reaches the limit, the starter motor is not redriven any further .
前記デコンプ機構が機能していない状態での前記スタータモータの駆動トルクと前記内燃機関の圧縮反力とが釣り合う前記クランク軸の位置は、前記デコンプ機構が前記デコンプ動作を行うときの前記クランク軸の位置よりも圧縮上死点側であることを特徴とする請求項1に記載の内燃機関。 The position of the crankshaft at which the driving torque of the starter motor and the compression reaction force of the internal combustion engine are balanced when the decompression mechanism is not functioning is the position of the crankshaft when the decompression mechanism performs the decompression operation. The internal combustion engine according to claim 1, wherein the internal combustion engine is located closer to compression top dead center than the position of the engine. 前記クランク軸の回転を検知するクランク角センサを備え、前記クランク軸の回転が前記クランク角センサにより検知されない場合に、前記スタータモータの前記駆動停止と前記再駆動を行うことを特徴とする請求項1又は2に記載の内燃機関。 A crank angle sensor that detects rotation of the crankshaft is provided, and when rotation of the crankshaft is not detected by the crank angle sensor, the drive of the starter motor is stopped and the starter motor is driven again. 2. The internal combustion engine according to 1 or 2. 乗員が操作するスタータスイッチを備え、
前記スタータスイッチが一時的に操作された場合、前記スタータスイッチへの操作入力から所定時間が経過するまで、前記スタータモータへの継続的な駆動指示を行い、
前記駆動指示がある間は、前記スタータモータの駆動力によって前記クランク軸の回転が進行しない場合に、前記スタータモータの前記駆動停止と前記再駆動を自動で繰り返すことを特徴とする請求項1から3のいずれか1項に記載の内燃機関。
Equipped with a starter switch operated by the passenger,
When the starter switch is temporarily operated, continuously instructing the starter motor to drive until a predetermined time period has elapsed since the operation input to the starter switch;
While the drive instruction is given, if the rotation of the crankshaft does not proceed due to the driving force of the starter motor, the stoppage of driving and the re-driving of the starter motor are automatically repeated. 3. The internal combustion engine according to any one of 3.
前記カウンタの前記カウンタ数が前記規定値に達した場合に報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の内燃機関。The internal combustion engine according to any one of claims 1 to 4, further comprising a notification means for notifying when the counter number of the counter reaches the specified value.
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