WO2016152010A1 - エンジンシステムおよび鞍乗り型車両 - Google Patents

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WO2016152010A1
WO2016152010A1 PCT/JP2016/000842 JP2016000842W WO2016152010A1 WO 2016152010 A1 WO2016152010 A1 WO 2016152010A1 JP 2016000842 W JP2016000842 W JP 2016000842W WO 2016152010 A1 WO2016152010 A1 WO 2016152010A1
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WO
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crankshaft
engine
angle
motor
engine system
Prior art date
Application number
PCT/JP2016/000842
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English (en)
French (fr)
Inventor
裕生 山口
貴裕 増田
Original Assignee
ヤマハ発動機株式会社
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Publication date
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B62—LAND VEHICLES FOR TRAVELLING OTHERWISE THAN ON RAILS
    • B62M—RIDER PROPULSION OF WHEELED VEHICLES OR SLEDGES; POWERED PROPULSION OF SLEDGES OR SINGLE-TRACK CYCLES; TRANSMISSIONS SPECIALLY ADAPTED FOR SUCH VEHICLES
    • B62M11/00—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels
    • B62M11/04—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio
    • B62M11/06—Transmissions characterised by the use of interengaging toothed wheels or frictionally-engaging wheels of changeable ratio with spur gear wheels
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D13/00—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing
    • F02D13/02—Controlling the engine output power by varying inlet or exhaust valve operating characteristics, e.g. timing during engine operation
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D41/00—Electrical control of supply of combustible mixture or its constituents
    • F02D41/02—Circuit arrangements for generating control signals
    • F02D41/04—Introducing corrections for particular operating conditions
    • F02D41/06—Introducing corrections for particular operating conditions for engine starting or warming up
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D43/00—Conjoint electrical control of two or more functions, e.g. ignition, fuel-air mixture, recirculation, supercharging or exhaust-gas treatment
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N11/00—Starting of engines by means of electric motors
    • F02N11/08—Circuits or control means specially adapted for starting of engines
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02N—STARTING OF COMBUSTION ENGINES; STARTING AIDS FOR SUCH ENGINES, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F02N3/00—Other muscle-operated starting apparatus
    • F02N3/04—Other muscle-operated starting apparatus having foot-actuated levers
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02P—IGNITION, OTHER THAN COMPRESSION IGNITION, FOR INTERNAL-COMBUSTION ENGINES; TESTING OF IGNITION TIMING IN COMPRESSION-IGNITION ENGINES
    • F02P5/00—Advancing or retarding ignition; Control therefor
    • F02P5/04—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions
    • F02P5/145—Advancing or retarding ignition; Control therefor automatically, as a function of the working conditions of the engine or vehicle or of the atmospheric conditions using electrical means
    • F02P5/15—Digital data processing

Definitions

  • the present invention relates to an engine system and a saddle-ride type vehicle equipped with the same.
  • a saddle-ride type vehicle such as a motorcycle equipped with an engine may be provided with a mechanism for starting the engine manually.
  • Patent Document 1 describes a kick starter provided in a motorcycle.
  • the kick starter includes a kick pedal for applying torque to the crankshaft of the engine.
  • An occupant of the saddle riding type vehicle can start the engine by depressing the kick pedal.
  • JP 2012-67700 A JP 2012-67700 A
  • a torque that should be applied to the crankshaft when starting the engine can be reduced by providing a decompression mechanism (decompression mechanism) in the valve drive unit that opens the valve of the engine to reduce the pressure in the cylinder.
  • a decompression mechanism decompression mechanism
  • the occupant can start the engine even when the kick pedal is depressed with a weaker force.
  • a decompression mechanism is provided in the valve drive unit, the valve drive unit becomes complicated.
  • An object of the present invention is to provide an engine system and a saddle-ride type vehicle that can easily start an engine by human power with a simple configuration.
  • An engine system includes an engine, a manual starter that is manually operated by a user to start the engine, a motor configured to be able to rotate the crankshaft in the forward direction,
  • the manual starter is configured to control the engine and the motor, and the manual starter is an input unit to which a user's human power is applied when the engine is started, and the manual force applied to the input unit is positive in the crankshaft.
  • a power transmission unit that transmits power to the crankshaft for rotation, and the control unit causes the crankshaft to rotate in the forward direction when human power applied to the input unit is transmitted to the crankshaft by the power transmission unit. To control the motor.
  • the user's human power is applied to the input part of the manual starting part when starting the engine.
  • the human power applied to the input unit is transmitted to the crankshaft by the power transmission unit of the manual start unit.
  • the crankshaft is rotated in the forward direction by the motor.
  • the engine can be easily started with weaker human power without providing a decompression mechanism (decompression mechanism) in the engine. Therefore, the configuration of the engine system can be simplified. As a result, the engine can be easily started manually with a simple configuration.
  • the manual starting unit may include a kick starting unit, and the input unit may include a kick pedal.
  • the user can easily start the engine by depressing the kick pedal of the kick starting portion.
  • the control unit may control the motor so that the crankshaft rotates when detecting that a predetermined start condition is satisfied.
  • the user when sufficient electric power remains in the engine system, the user can start the engine more easily by satisfying a predetermined start condition.
  • the motor is configured such that the crankshaft can be driven to rotate in the reverse direction opposite to the forward direction
  • the engine includes a fuel injection device disposed in the intake passage, an intake valve and an exhaust port that opens and closes the intake port.
  • the control unit includes a valve driving unit configured to drive each exhaust valve that opens and closes and an ignition device configured to ignite an air-fuel mixture in the combustion chamber, and the control unit satisfies a predetermined starting condition.
  • the motor is controlled so that the crankshaft rotates in the reverse direction, and the valve drive unit performs the first operation in the period in which the fuel injected by the fuel injection device is rotated in the reverse direction.
  • the intake valve is driven so as to be guided from the intake passage through the intake port into the combustion chamber.
  • the control unit rotates the crankshaft in the reverse direction.
  • piston in a state of air-fuel mixture is compressed by the shrink chamber may control the ignition device to ignite the mixture at the second time point that does not reach the compression top dead center.
  • the crankshaft when the start condition is satisfied, the crankshaft is rotated in the reverse direction by the motor.
  • the intake valve is driven by the valve drive unit so that the fuel injected by the fuel injection device is guided from the intake passage through the intake port into the combustion chamber at a first time point during which the crankshaft is rotated in the reverse direction. .
  • the fuel is introduced into the combustion chamber at the first time point, at a second time point when the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber due to the reverse rotation of the crankshaft and the piston does not reach the compression top dead center.
  • the mixture is ignited by the ignition device.
  • the piston is driven so that the crankshaft rotates in the positive direction by the energy of combustion generated in the combustion chamber.
  • sufficient torque in the positive direction is obtained, and the crank angle can easily exceed the angle corresponding to the first compression top dead center. Therefore, when sufficient electric power remains in the engine system, the engine can be started stably and easily.
  • the control unit may drive the crankshaft in the forward direction by the motor after the second time point.
  • the motor may include a rotating electric machine that can generate electric power by rotating the crankshaft after the engine is started.
  • a saddle-ride type vehicle includes a main body having drive wheels and an engine system according to one aspect of the present invention that generates power for rotating the drive wheels.
  • the user's human power is applied to the input part of the manual starting part when the engine is started.
  • the human power applied to the input unit is transmitted to the crankshaft by the power transmission unit of the manual start unit.
  • the crankshaft is rotated in the forward direction by the motor.
  • the engine can be easily started with weaker human power without providing a decompression mechanism (decompression mechanism) in the engine. Therefore, the configuration of the engine system can be simplified. As a result, the engine can be easily started manually with a simple configuration.
  • the engine can be easily started manually with a simple configuration.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing a schematic configuration of a motorcycle according to an embodiment of the present invention.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the engine system.
  • FIG. 3 is a view for explaining an assist kick start operation of the engine unit.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the reverse rotation start operation of the engine unit.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining engine start in the kick start operation with assistance.
  • FIG. 6 is a view for explaining engine starting in the reverse rotation starting operation.
  • FIG. 7 is a flowchart of the engine start process.
  • FIG. 1 is a schematic side view showing a schematic configuration of a motorcycle according to an embodiment of the present invention.
  • a front fork 2 is provided at the front portion of the vehicle body 1 so as to be swingable in the left-right direction.
  • a handle 4 is attached to the upper end of the front fork 2, and a front wheel 3 is rotatably attached to the lower end of the front fork 2.
  • the seat 5 is provided at the substantially upper center of the vehicle body 1. Below the seat 5, an ECU (Engine Control Unit) 6 and an engine unit EU are provided.
  • the engine unit EU includes, for example, a single cylinder engine 10.
  • the engine system 200 is configured by the ECU 6 and the engine unit EU.
  • a rear wheel 7 is rotatably attached to the lower rear end of the vehicle body 1. The rear wheel 7 is rotationally driven by the power generated by the engine 10.
  • FIG. 2 is a schematic diagram for explaining the configuration of the engine system 200.
  • the engine unit EU includes an engine 10, a rotating electrical machine 14, and a manual starter 500.
  • the engine 10 includes a piston 11, a connecting rod (connecting rod) 12, a crankshaft 13, an intake valve 15, an exhaust valve 16, a valve drive unit 17, a spark plug 18, and an injector 19.
  • the piston 11 is provided so as to be able to reciprocate in the cylinder 31 and is connected to the crankshaft 13 via a connecting rod 12.
  • the reciprocating motion of the piston 11 is converted into the rotational motion of the crankshaft 13.
  • the rotation direction of the crankshaft 13 during normal operation after the engine 10 is started is referred to as a forward direction
  • the direction opposite to the forward direction is referred to as a reverse direction.
  • Rotating electric machine 14 is provided on the crankshaft 13.
  • the rotating electrical machine 14 is a generator having a function of a starter motor, and rotates the crankshaft 13 in the forward direction and the reverse direction and generates electric power by the rotation of the crankshaft 13.
  • the rotating electrical machine 14 transmits torque directly to the crankshaft 13 without using a reduction gear.
  • a manual starter 500 is provided on the crankshaft 13.
  • Manual starter 500 includes an input unit 510 and a power transmission unit 560.
  • manual starter 500 is a kick starter and input unit 510 is a kick pedal.
  • the manual starter 500 is kicked by the occupant when the engine 10 is started. In this case, the occupant can easily start the engine 10 by stepping on the input unit 510.
  • the power transmission unit 560 is, for example, a clutch mechanism.
  • the power transmission unit 560 transmits to the crankshaft 13 human power by the occupant applied to the input unit 510 as torque for rotating the crankshaft 13 in the forward direction.
  • the rotating electrical machine 14 rotates the crankshaft 13 in the forward direction.
  • the rotation of the crankshaft 13 in the forward direction is transmitted to the rear wheel 7 so that the rear wheel 7 is rotationally driven.
  • a combustion chamber 31 a is formed on the piston 11.
  • the combustion chamber 31 a communicates with the intake passage 22 through the intake port 21 and communicates with the exhaust passage 24 through the exhaust port 23.
  • An intake valve 15 is provided to open and close the intake port 21, and an exhaust valve 16 is provided to open and close the exhaust port 23.
  • the intake valve 15 and the exhaust valve 16 are driven by a valve drive unit 17.
  • the intake passage 22 is provided with a throttle valve TV for adjusting the flow rate of air flowing from the outside.
  • the spark plug 18 is configured to ignite the air-fuel mixture in the combustion chamber 31a.
  • the injector 19 is configured to inject fuel into the intake passage 22.
  • ECU6 contains CPU (central processing unit) and memory, for example.
  • a microcomputer may be used instead of the CPU and the memory.
  • a main switch 40, a starter switch 41, an intake pressure sensor 42, a crank angle sensor 43, a current sensor 44 and a temperature sensor 45 are electrically connected to the ECU 6.
  • the main switch 40 is provided, for example, below the handle 4 in FIG. 1, and the starter switch 41 is provided, for example, in the handle 4 in FIG.
  • the main switch 40 and the starter switch 41 are operated by a passenger.
  • the intake pressure sensor 42 detects the pressure in the intake passage 22.
  • the crank angle sensor 43 detects the rotational position of the crankshaft 13 (hereinafter referred to as the crank angle).
  • the current sensor 44 detects a current flowing through the rotating electrical machine 14 (hereinafter referred to as a motor current).
  • the temperature sensor 45 detects, for example, the water temperature or oil temperature in the engine 10 or the machine temperature as a value corresponding to the temperature of the engine 10 (hereinafter referred to as engine temperature).
  • the operation of the main switch 40 and the starter switch 41 is given to the ECU 6 as operation signals, and the detection results by the intake pressure sensor 42, the crank angle sensor 43, the current sensor 44 and the temperature sensor 45 are given to the ECU 6 as detection signals.
  • the ECU 6 controls the rotating electrical machine 14, the spark plug 18, and the injector 19 based on the given operation signal and detection signal.
  • the engine 10 is started by turning on the starter switch 41 in FIG. 2 or kicking the input unit 510 with the main switch 40 in FIG. 2 turned on. . Further, the engine 10 is stopped by turning off the main switch 40 of FIG. Further, the engine 10 may be automatically stopped when a predetermined idle stop condition is satisfied, and then the engine 10 may be automatically restarted when a predetermined idle stop cancellation condition is satisfied. .
  • the idle stop condition includes, for example, a condition related to at least one of a throttle opening (opening of the throttle valve TV), a vehicle speed, and a rotation speed of the engine 10.
  • the idling stop release condition is, for example, that the throttle opening is larger than 0 when the accelerator grip is operated.
  • an idle stop state a state where the engine 10 is automatically stopped when the idle stop condition is satisfied.
  • the engine unit EU When the input unit 510 of FIG. 2 is kicked, the engine unit EU performs a kicking operation and a starting operation by the rotating electrical machine 14 (hereinafter referred to as an assisting kick starting operation). On the other hand, when a predetermined start condition is satisfied, engine unit EU performs a reverse rotation start operation of engine 10.
  • the predetermined start condition is that the starter switch 41 is turned on or that the idle stop cancellation condition is satisfied.
  • FIG. 3 is a view for explaining the kick start operation with assist of the engine unit EU.
  • FIG. 4 is a diagram for explaining the reverse rotation start operation of the engine unit EU.
  • the top dead center through which the piston 11 passes during the transition from the compression stroke to the expansion stroke is referred to as the compression top dead center
  • the top dead center through which the piston 11 passes during the transition from the exhaust stroke to the intake stroke Called dead point.
  • the bottom dead center through which the piston 11 passes during the transition from the intake stroke to the compression stroke is called the intake bottom dead center
  • the bottom dead center through which the piston 11 passes during the transition from the expansion stroke to the exhaust stroke is called the expansion bottom dead center.
  • the rotation angle in the range of two rotations (720 degrees) of the crankshaft 13 is represented by one circle. Two rotations of the crankshaft 13 correspond to one cycle of the engine 10.
  • the crank angle sensor 43 in FIG. 2 detects the rotational position of the crankshaft 13 in the range of one rotation (360 degrees).
  • the ECU 6 determines whether the rotational position detected by the crank angle sensor 43 based on the pressure in the intake passage 22 detected by the intake pressure sensor 42 is one of the two rotations of the crankshaft 13 corresponding to one cycle of the engine 10. It is determined whether it corresponds to the rotation of. Thereby, the ECU 6 can acquire the rotational position of the crankshaft 13 in the range of two rotations (720 degrees).
  • the angle A0 is a crank angle when the piston 11 (FIG. 2) is located at the exhaust top dead center
  • the angle A2 is a crank angle when the piston 11 is located at the compression top dead center.
  • the angle A1 is a crank angle when the piston 11 is located at the intake bottom dead center
  • the angle A3 is a crank angle when the piston 11 is located at the expansion bottom dead center.
  • crankshaft 13 in the forward direction rotation of the crankshaft 13 in the forward direction
  • reverse rotation rotation of the crankshaft 13 in the reverse direction
  • Arrow R1 indicates the direction of change in the crank angle when the crankshaft 13 rotates forward
  • arrow R2 indicates the direction of change in the crank angle when the crankshaft 13 rotates reversely
  • Arrows P1 to P4 indicate the moving direction of the piston 11 when the crankshaft 13 rotates forward
  • arrows P5 to P8 indicate the moving direction of the piston 11 when the crankshaft 13 rotates reversely.
  • FIG. 5 is a diagram for explaining the start of the engine 10 in the assist kick start operation.
  • the horizontal axis indicates the crank angle
  • the vertical axis indicates the rotational load of the crankshaft 13.
  • the assist kick start operation of the engine unit EU will be described with reference to FIGS. 3 and 5.
  • the occupant performs the kick operation of the input unit 510 in FIG.
  • the human power by the occupant applied to the input unit 510 is transmitted to the crankshaft 13 as torque.
  • the torque by the rotating electrical machine 14 in FIG. 2 is slightly delayed and transmitted to the crankshaft 13.
  • the torque generated by the kick operation is illustrated by a thick one-dot chain line
  • the torque generated by the rotating electrical machine 14 is illustrated by a thick two-dot chain line.
  • the piston 11 descends in the range from the angle A0 to the angle A1.
  • the piston 11 rises in the range from the angle A1 to the angle A2.
  • the piston 11 is lowered in the range from the angle A2 to the angle A3.
  • the piston 11 rises in the range from the angle A3 to the angle A0.
  • angle A11 fuel is injected into the intake passage 22 (FIG. 2) by the injector 19 (FIG. 2).
  • the angle A11 is located on the more advanced side than the angle A0.
  • the intake port 21 (FIG. 2) is opened by the intake valve 15 (FIG. 2).
  • the angle A12 is positioned more retarded than the angle A11 and more advanced than the angle A0, and the angle A13 is positioned more retarded than the angle A1.
  • the range from the angle A12 to the angle A13 is an example of the normal intake range.
  • the air-fuel mixture containing air and fuel is introduced into the combustion chamber 31a (FIG. 2) through the intake port 21.
  • the air-fuel mixture in the combustion chamber 31a (FIG. 2) is ignited by the spark plug 18 (FIG. 2).
  • the angle A14 is located on the more advanced side than the angle A2.
  • the exhaust port 23 (FIG. 2) is opened by the exhaust valve 16 (FIG. 2).
  • the angle A15 is located on the more advanced side than the angle A3, and the angle A16 is located on the more retarded side than the angle A0.
  • the range from the angle A15 to the angle A16 is an example of the normal exhaust range.
  • FIG. 6 is a diagram for explaining the start of the engine 10 in the reverse rotation start operation.
  • the horizontal axis indicates the crank angle
  • the vertical axis indicates the rotational load of the crankshaft 13.
  • the reverse rotation starting operation of the engine unit EU will be described with reference to FIGS. 4 and 6.
  • the crank angle is adjusted to a predetermined angle range (hereinafter referred to as a start range) before the reverse rotation start operation of the engine is performed.
  • the start range is, for example, in the range from angle A0 to angle A2 in the positive direction, and preferably in the range from angle A13 to angle A2.
  • the start range is an angle A30.
  • the angle range A30 is in the range from the angle range A13 to the angle A2.
  • the piston 11 is lowered in the range from the angle A2 to the angle A1.
  • the piston 11 rises in the range from the angle A1 to the angle A0.
  • the piston 11 is lowered in the range from the angle A0 to the angle A3.
  • the piston 11 rises in the range from the angle A3 to the angle A2.
  • the moving direction of the piston 11 when the crankshaft 13 rotates in the reverse direction is opposite to the moving direction of the piston 11 when the crankshaft 13 rotates in the forward direction.
  • the rotation load of the crankshaft 13 is maximized at an angle A2 where the crank angle corresponds to the compression top dead center. Further, between the angle A1 and the angle A0, the rotational load on the crankshaft 13 increases due to the drive of the intake valve 15. Further, between the angle A0 and the angle A3, the rotational load on the crankshaft 13 increases due to the drive of the exhaust valve 16.
  • the intake port 21 is opened in the range from the angle A13 to the angle A12 and the exhaust port 23 is opened in the range from the angle A16 to A15, as in the forward rotation. be opened.
  • the intake port 21 may not be opened in the range from the angle A13 to the angle A12, and the exhaust port 23 may not be opened in the range from the angle A16 to the angle A15. .
  • the angle A23 is located on the more advanced side than the angle A0. Further, in the range from the angle A21 to the angle A22, the intake port 21 (FIG. 2) is opened by the intake valve 15 (FIG. 2).
  • the range from the angle A21 to the angle A22 is an example of the starting intake air range. In the reverse direction, the angles A21 and A22 are in the range from the angle A0 to the angle A3.
  • the piston 11 rises, so even if the intake port 21 is opened in the range from the angle A13 to the angle A12, air and fuel are hardly introduced into the combustion chamber 31a.
  • the intake port 21 is opened in the range from the angle A21 to the angle A22, so that the air-fuel mixture containing air and fuel is taken in from the intake passage 22. It is introduced into the combustion chamber 31a through the port 21.
  • the angle A31a is located on the more advanced side than the angle A31, and the angle A31 is located on the more advanced side than the angle A2.
  • the angle A31 is an example of the starting ignition range.
  • the rotation direction of the crankshaft 13 is switched from the reverse direction to the forward direction.
  • the torque in the positive direction of the crankshaft 13 is increased by the combustion of the air-fuel mixture.
  • the engine 10 shifts to a normal operation similar to that in FIG.
  • the rotation direction of the crankshaft 13 is switched from the reverse direction to the forward direction by the rotating electrical machine 14 at the angle A31.
  • a larger torque in the positive direction can be obtained.
  • the crank angle can more easily exceed the angle corresponding to the first compression top dead center.
  • the engine 10 can be started more easily.
  • the air-fuel mixture in the combustion chamber 31a is ignited by the spark plug 18, but the crankshaft 13 can be driven in the forward direction. If there is, the stop of the reverse rotation of the crankshaft 13 and the ignition by the spark plug 18 may not be simultaneous.
  • the air-fuel mixture is guided to the combustion chamber 31a while the crankshaft 13 is reversely rotated by the rotating electrical machine 14. Thereafter, the air-fuel mixture in the combustion chamber 31a is ignited with the piston 11 approaching the compression top dead center. Thereby, the piston 11 is driven so that the crankshaft 13 rotates forward.
  • FIG. 7 is a flowchart of the engine start process.
  • the engine start process is performed when, for example, the input unit 510 (FIG. 2) is kicked, the main switch 40 (FIG. 2) is turned on, or the engine 10 (FIG. 2) shifts to an idle stop state. Done.
  • the ECU 6 determines whether or not a predetermined start condition is satisfied (step S1).
  • the start condition is, for example, that the starter switch 41 (FIG. 2) is turned on.
  • the start condition is that the idle stop release condition is satisfied.
  • the ECU 6 performs a reverse rotation start operation of the engine 10 (step S2). Thereafter, the ECU 6 ends the engine start process.
  • step S3 the ECU 6 determines whether or not the input unit 510 has been kicked.
  • step S3 If the input unit 510 is not kicked in step S3, the ECU 6 returns to the process of step S1. Steps S1 and S3 are repeated until the start condition is satisfied in step S1 or the input unit 510 is kicked in step S2. When the input unit 510 is kicked in step S3, the ECU 6 performs an assist kick start operation of the engine 10 (step S4). Thereafter, the ECU 6 ends the engine start process.
  • the occupant's human power is applied to input unit 510 of manual starting unit 500 when engine 10 is started.
  • the human power applied to the input unit 510 is transmitted to the crankshaft 13 by the power transmission unit 560 of the manual starter unit 500.
  • human power applied to the input unit 510 is transmitted to the crankshaft 13 by the power transmission unit 560, the crankshaft 13 is rotated in the forward direction by the rotating electrical machine 14.
  • the engine 10 can be easily started with a weaker human power without providing a decompression mechanism (decompression mechanism) in the valve drive unit 17 of the engine 10. Therefore, the configuration of engine system 200 can be simplified. As a result, the engine 10 can be easily started manually with a simple configuration.
  • the crankshaft 13 is rotated in the reverse direction by the rotating electrical machine 14.
  • the fuel injected by the injector 19 is guided from the intake passage 22 through the intake port 21 into the combustion chamber 31a. Thereafter, when the air-fuel mixture is compressed in the combustion chamber 31a due to the reverse rotation of the crankshaft 13 and the piston 11 does not reach the compression top dead center, the air-fuel mixture is ignited by the spark plug 18.
  • the piston 11 is driven by the energy of combustion generated in the combustion chamber 31a so that the crankshaft 13 rotates in the forward direction.
  • the crankshaft 13 rotates in the forward direction.
  • the manual starter 500 is a kick starter having a kick pedal, but the present invention is not limited to this.
  • the manual starter 500 may be a recoil starter. In this case, the user can start the recoil starter by pulling the starter rope as an input unit and rotating the crankshaft.
  • Manual starter 500 may be another type of starter that can start the engine manually.
  • the engine system 200 includes the rotating electrical machine 14, but the present invention is not limited to this.
  • Engine system 200 may include a starter motor and a generator separately in place of rotating electrical machine 14.
  • engine system 200 may include a starter motor instead of rotating electrical machine 14.
  • the engine system 200 is preferably provided with a start condition for starting the engine 10, but the present invention is not limited to this.
  • the engine system 200 may not have a start condition. According to this configuration, the engine 10 is started only when a passenger is manually applied to the input unit 510 of the manual start unit 500.
  • the above embodiment is an example in which the present invention is applied to a motorcycle.
  • the present invention is not limited to this, and other saddle-type vehicles such as a motorcycle or an ATV (All Terrain Vehicle) are used.
  • the present invention may be applied.
  • the engine 10 is an example of an engine
  • the manual starter 500 is an example of a manual starter and a kick starter
  • the crankshaft 13 is an example of a crankshaft.
  • the rotating electrical machine 14 is an example of a motor and a rotating electrical machine
  • the ECU 6 is an example of a control unit
  • the input unit 510 is an example of an input unit and a kick pedal
  • the power transmission unit 560 is an example of a power transmission unit.
  • the engine system 200 is an example of an engine system
  • the intake passage 22 is an example of an intake passage
  • the injector 19 is an example of a fuel injection device
  • the intake port 21 is an example of an intake port.
  • the intake valve 15 is an example of an intake valve
  • the exhaust port 23 is an example of an exhaust port.
  • the exhaust valve 16 is an example of an exhaust valve
  • the valve drive unit 17 is an example of a valve drive unit.
  • the combustion chamber 31a is an example of a combustion chamber
  • the spark plug 18 is an example of an ignition device
  • the piston 11 is an example of a piston
  • the rear wheel 7 is an example of a driving wheel
  • the vehicle body 1 is an example of a main body.
  • the motorcycle 100 is an example of a saddle-ride type vehicle.
  • the present invention can be effectively used for various engine systems and saddle riding type vehicles.

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Abstract

　エンジンシステムは、エンジンと、エンジンを始動させるために使用者によりマニュアル操作されるマニュアル始動部と、クランク軸を正方向に回転駆動可能に構成されたモータと、エンジンおよびモータを制御するように構成された制御部とを備える。マニュアル始動部は、エンジンの始動時に使用者の人力が加えられる入力部と、入力部に加えられた人力をクランク軸を正方向に回転させるためにクランク軸に伝達する動力伝達部とを含む。制御部は、入力部に加えられた人力が動力伝達部によりクランク軸に伝達された場合、クランク軸を正方向に回転させるようにモータを制御する。

Description

エンジンシステムおよび鞍乗り型車両
　本発明は、エンジンシステムおよびそれを備えた鞍乗り型車両に関する。
　エンジンを備えた自動二輪車等の鞍乗り型車両には、人力でエンジンを始動させるための機構が設けられることがある。特許文献１には、自動二輪車に設けられるキック始動装置が記載されている。キック始動装置は、エンジンのクランク軸にトルクを与えるためのキックペダルを含む。鞍乗り型車両の乗員は、キックペダルを踏み込むことにより、エンジンを始動させることができる。
特開２０１２－６７７００号公報
　特許文献１に記載されたキック始動装置において、エンジンを始動させる際には、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度を超えるためにクランク軸に大きなトルクが与えられることが必要となる。そのため、乗員には、キックペダルを非常に強い力で踏み込むことが要求される。しかしながら、乗員によっては、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度を超えるほどの強い力でキックペダルを踏み込むことは困難である。
　そこで、エンジンのバルブを開放してシリンダ内の圧力を減少させるデコンプレッション機構（デコンプ機構）をバルブ駆動部に設けることにより、エンジンを始動させる際にクランク軸に加えられるべきトルクを低減することが可能である。この構成によれば、乗員は、より弱い力でキックペダルを踏み込んだ場合でもエンジンを始動させることができる。しかしながら、バルブ駆動部にデコンプ機構を設けるとバルブ駆動部が複雑化する。
　本発明の目的は、単純な構成により人力でエンジンを容易に始動させることが可能なエンジンシステムおよび鞍乗り型車両を提供することである。
　（１）本発明の一局面に従うエンジンシステムは、エンジンと、エンジンを始動させるために使用者によりマニュアル操作されるマニュアル始動部と、クランク軸を正方向に回転駆動可能に構成されたモータと、エンジンおよびモータを制御するように構成された制御部とを備え、マニュアル始動部は、エンジンの始動時に使用者の人力が加えられる入力部と、入力部に加えられた人力をクランク軸を正方向に回転させるためにクランク軸に伝達する動力伝達部とを含み、制御部は、入力部に加えられた人力が動力伝達部によりクランク軸に伝達された場合、クランク軸を正方向に回転させるようにモータを制御する。
　このエンジンシステムにおいては、エンジンの始動時に、使用者の人力がマニュアル始動部の入力部に加えられる。入力部に加えられた人力は、マニュアル始動部の動力伝達部によりクランク軸に伝達される。入力部に加えられた人力が動力伝達部によりクランク軸に伝達された場合、モータによりクランク軸が正方向に回転される。
　この場合、使用者の人力とモータとにより、正方向への十分なトルクが得られる。これにより、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度を容易に超えることができる。したがって、エンジンを安定に始動させることができる。
　上記の構成によれば、エンジンにデコンプレッション機構（デコンプ機構）を設けることなく、より弱い人力でエンジンを容易に始動させることができる。そのため、エンジンシステムの構成を単純にすることができる。その結果、単純な構成により人力でエンジンを容易に始動させることができる。
　（２）マニュアル始動部はキック始動部を含み、入力部はキックペダルを含んでもよい。
　この場合、使用者はキック始動部のキックペダルを踏み込むことにより、エンジンを容易に始動させることができる。
　（３）制御部は、予め定められた始動条件が満たされたことを検出した場合、クランク軸が回転するようにモータを制御してもよい。
　この構成によれば、エンジンシステムに十分な電力が残存している場合には、使用者は予め定められた始動条件が満たされることによりエンジンをより容易に始動させることができる。
　（４）モータは、クランク軸を正方向とは反対の逆方向に回転駆動可能に構成され、エンジンは、吸気通路に配置された燃料噴射装置と、吸気口を開閉する吸気バルブおよび排気口を開閉する排気バルブをそれぞれ駆動するように構成されたバルブ駆動部と、燃焼室内の混合気に点火するように構成された点火装置とを含み、制御部は、予め定められた始動条件が満たされたことを検出した場合、クランク軸が逆方向に回転するようにモータを制御し、バルブ駆動部は、燃料噴射装置により噴射された燃料が、クランク軸が逆方向に回転される期間における第１の時点で、吸気通路から吸気口を通して燃焼室内に導かれるように吸気バルブを駆動し、制御部は、第１の時点で燃焼室内に燃料が導かれた後、クランク軸の逆方向の回転により燃焼室内で混合気が圧縮された状態にありかつピストンが圧縮上死点に達しない第２の時点で混合気に点火させるように点火装置を制御してもよい。
　この構成によれば、始動条件が満たされた場合、モータによりクランク軸が逆方向に回転される。クランク軸が逆方向に回転される期間における第１の時点で、燃料噴射装置により噴射された燃料が吸気通路から吸気口を通して燃焼室内に導かれるように、吸気バルブがバルブ駆動部により駆動される。第１の時点で燃焼室内に燃料が導かれた後、クランク軸の逆方向の回転により燃焼室内で混合気が圧縮された状態にありかつピストンが圧縮上死点に達しない第２の時点で点火装置により混合気に点火される。
　この場合、燃焼室内で生じる燃焼のエネルギーにより、クランク軸が正方向に回転するようにピストンが駆動される。それにより、正方向への十分なトルクが得られ、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度を容易に超えることができる。そのため、エンジンシステムに十分な電力が残存している場合には、エンジンを安定にかつ容易に始動させることができる。
　（５）制御部は、第２の時点の後、モータによりクランク軸を正方向に駆動させてもよい。
　この場合、モータにより第２の時点の後に正方向へのより大きなトルクが得られる。それにより、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度をより容易に超えることができる。その結果、エンジンをより容易に始動させることができる。
　（６）モータは、エンジンの始動後のクランク軸の回転により電力を発生可能な回転電機を含んでもよい。
　この場合、エンジンの始動後のクランク軸の回転により電力が発生される。そのため、エンジンの始動時にモータを回転させるための電力を容易に供給することができる。
　（７）本発明の他の局面に従う鞍乗り型車両は、駆動輪を有する本体部と、駆動輪を回転させるための動力を発生する本発明の一局面に従うエンジンシステムとを備える。
　この鞍乗り型車両においては、上記のエンジンシステムから発生する動力により駆動輪が回転する。これにより、本体部が移動する。
　エンジンシステムにおいては、エンジンの始動時に、使用者の人力がマニュアル始動部の入力部に加えられる。入力部に加えられた人力は、マニュアル始動部の動力伝達部によりクランク軸に伝達される。入力部に加えられた人力が動力伝達部によりクランク軸に伝達された場合、モータによりクランク軸が正方向に回転される。
　この場合、使用者の人力とモータとにより、正方向への十分なトルクが得られる。これにより、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度を容易に超えることができる。したがって、エンジンを安定に始動させることができる。
　上記の構成によれば、エンジンにデコンプレッション機構（デコンプ機構）を設けることなく、より弱い人力でエンジンを容易に始動させることができる。そのため、エンジンシステムの構成を単純にすることができる。その結果、単純な構成により人力でエンジンを容易に始動させることができる。
　本発明によれば、単純な構成により人力で容易にエンジンを始動させることが可能になる。
図１は本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の概略構成を示す模式的側面図である。 図２はエンジンシステムの構成について説明するための模式図である。 図３はエンジンユニットのアシスト付キック始動動作について説明するための図である。 図４はエンジンユニットの逆回転始動動作について説明するための図である。 図５はアシスト付キック始動動作におけるエンジンの始動を説明するための図である。 図６は逆回転始動動作におけるエンジンの始動を説明するための図である。 図７はエンジン始動処理のフローチャートである。
　以下、本発明の実施の形態に係る鞍乗り型車両の一例として、自動二輪車について図面を用いて説明する。
　（１）自動二輪車
　図１は、本発明の一実施の形態に係る自動二輪車の概略構成を示す模式的側面図である。図１の自動二輪車１００においては、車体１の前部にフロントフォーク２が左右方向に揺動可能に設けられる。フロントフォーク２の上端にハンドル４が取り付けられ、フロントフォーク２の下端に前輪３が回転可能に取り付けられる。
　車体１の略中央上部にシート５が設けられる。シート５の下方にＥＣＵ（Engine Control Unit；エンジン制御装置）６およびエンジンユニットＥＵが設けられる。エンジンユニットＥＵは、例えば単気筒のエンジン１０を含む。ＥＣＵ６およびエンジンユニットＥＵによりエンジンシステム２００が構成される。車体１の後端下部には後輪７が回転可能に取り付けられる。エンジン１０により発生される動力により後輪７が回転駆動される。
　（２）エンジンシステム
　図２は、エンジンシステム２００の構成について説明するための模式図である。図２に示すように、エンジンユニットＥＵは、エンジン１０、回転電機１４およびマニュアル始動部５００を含む。エンジン１０は、ピストン１１、コンロッド（コネクティングロッド）１２、クランク軸１３、吸気バルブ１５、排気バルブ１６、バルブ駆動部１７、点火プラグ１８およびインジェクタ１９を備える。
　ピストン１１はシリンダ３１内で往復動可能に設けられ、コンロッド１２を介してクランク軸１３に接続される。ピストン１１の往復運動がクランク軸１３の回転運動に変換される。以下、エンジン１０の始動後の通常動作時におけるクランク軸１３の回転方向を正方向と呼び、正方向の逆の方向を逆方向と呼ぶ。
　クランク軸１３に回転電機１４が設けられる。回転電機１４は、スタータモータの機能を有する発電機であり、クランク軸１３を正方向および逆方向に回転駆動しかつクランク軸１３の回転により電力を発生する。回転電機１４は、減速機を介することなく直接的にクランク軸１３にトルクを伝達する。
　また、クランク軸１３にマニュアル始動部５００が設けられる。マニュアル始動部５００は、入力部５１０および動力伝達部５６０を含む。本実施の形態においては、マニュアル始動部５００はキック始動部であり、入力部５１０はキックペダルである。マニュアル始動部５００は、エンジン１０の始動時に乗員によりキック操作される。この場合、乗員は入力部５１０を踏み込むことにより、エンジン１０を容易に始動させることができる。
　動力伝達部５６０は、例えばクラッチ機構である。動力伝達部５６０は、クランク軸１３を正方向に回転させるためのトルクとして、入力部５１０に加えられた乗員による人力をクランク軸１３に伝達する。回転電機１４は、入力部５１０に加えられた人力が動力伝達部５６０によりクランク軸１３に伝達された場合、クランク軸１３を正方向に回転させる。エンジン１０の始動後の通常動作時には、クランク軸１３の正方向の回転が後輪７に伝達されることにより後輪７が回転駆動される。
　ピストン１１上に燃焼室３１ａが形成される。燃焼室３１ａは、吸気口２１を介して吸気通路２２に連通し、排気口２３を介して排気通路２４に連通する。吸気口２１を開閉するように吸気バルブ１５が設けられ、排気口２３を開閉するように排気バルブ１６が設けられる。吸気バルブ１５および排気バルブ１６は、バルブ駆動部１７により駆動される。吸気通路２２には、外部から流入する空気の流量を調整するためのスロットルバルブＴＶが設けられる。点火プラグ１８は、燃焼室３１ａ内の混合気に点火するように構成される。インジェクタ１９は、吸気通路２２に燃料を噴射するように構成される。
　ＥＣＵ６は、例えばＣＰＵ（中央演算処理装置）およびメモリを含む。ＣＰＵおよびメモリの代わりに、マイクロコンピュータが用いられてもよい。ＥＣＵ６には、メインスイッチ４０、スタータスイッチ４１、吸気圧力センサ４２、クランク角センサ４３、電流センサ４４および温度センサ４５が電気的に接続される。メインスイッチ４０は、例えば図１のハンドル４の下方に設けられ、スタータスイッチ４１は、例えば図１のハンドル４に設けられる。メインスイッチ４０およびスタータスイッチ４１は、乗員により操作される。吸気圧力センサ４２は、吸気通路２２内の圧力を検出する。クランク角センサ４３は、クランク軸１３の回転位置（以下、クランク角と呼ぶ。）を検出する。電流センサ４４は、回転電機１４に流れる電流（以下、モータ電流と呼ぶ。）を検出する。温度センサ４５は、エンジン１０の温度に対応する値（以下、エンジン温度と呼ぶ。）として、例えば、エンジン１０内の水温もしくは油温、または機温を検出する。
　メインスイッチ４０およびスタータスイッチ４１の操作が操作信号としてＥＣＵ６に与えられ、吸気圧力センサ４２、クランク角センサ４３、電流センサ４４および温度センサ４５による検出結果が検出信号としてＥＣＵ６に与えられる。ＥＣＵ６は、与えられた操作信号および検出信号に基づいて、回転電機１４、点火プラグ１８およびインジェクタ１９を制御する。
　（３）エンジンの動作
　例えば、図２のメインスイッチ４０がオンされた状態で、図２のスタータスイッチ４１がオンされるか、または入力部５１０がキック操作されることによりエンジン１０が始動される。また、図２のメインスイッチ４０がオフされることにより、エンジン１０が停止される。さらに、予め定められたアイドルストップ条件が満たされることによりエンジン１０が自動的に停止され、その後に予め定められたアイドルストップ解除条件が満たされることによりエンジン１０が自動的に再始動されてもよい。
　アイドルストップ条件は、例えば、スロットル開度（スロットルバルブＴＶの開度）、車速およびエンジン１０の回転速度のうち少なくとも１つに関する条件を含む。アイドルストップ解除条件は、例えば、アクセルグリップが操作されてスロットル開度が０より大きくなることである。以下、アイドルストップ条件が満たされることによってエンジン１０が自動的に停止された状態をアイドルストップ状態と呼ぶ。
　図２の入力部５１０がキック操作された場合には、エンジンユニットＥＵはキック操作および回転電機１４による始動動作（以下、アシスト付キック始動動作と呼ぶ。）を行なう。一方、予め定められた始動条件が満たされた場合には、エンジンユニットＥＵはエンジン１０の逆回転始動動作を行なう。本実施の形態では、予め定められた始動条件は、スタータスイッチ４１がオンされたこと、またはアイドルストップ解除条件が満たされたことである。
　図３は、エンジンユニットＥＵのアシスト付キック始動動作について説明するための図である。図４は、エンジンユニットＥＵの逆回転始動動作について説明するための図である。以下の説明では、圧縮行程から膨張行程への移行時にピストン１１が経由する上死点を圧縮上死点と呼び、排気行程から吸気行程への移行時にピストン１１が経由する上死点を排気上死点と呼ぶ。吸気行程から圧縮行程への移行時にピストン１１が経由する下死点を吸気下死点と呼び、膨張行程から排気行程への移行時にピストン１１が経由する下死点を膨張下死点と呼ぶ。
　図３および図４においては、クランク軸１３の２回転（７２０度）の範囲における回転角度が１つの円で表される。クランク軸１３の２回転は、エンジン１０の１サイクルに相当する。図２のクランク角センサ４３は、クランク軸１３の１回転（３６０度）の範囲における回転位置を検出する。ＥＣＵ６は、吸気圧力センサ４２により検出された吸気通路２２内の圧力に基づいて、クランク角センサ４３により検出された回転位置が、エンジン１０の１サイクルに相当するクランク軸１３の２回転のうちいずれの回転に対応するかを判定する。それにより、ＥＣＵ６は、クランク軸１３の２回転（７２０度）の範囲における回転位置を取得することができる。
　図３および図４において、角度Ａ０はピストン１１（図２）が排気上死点に位置するときのクランク角であり、角度Ａ２はピストン１１が圧縮上死点に位置するときのクランク角である。角度Ａ１はピストン１１が吸気下死点に位置するときのクランク角であり、角度Ａ３はピストン１１が膨張下死点に位置するときのクランク角である。
　以下、クランク軸１３の正方向への回転を正回転と呼び、クランク軸１３の逆方向への回転を逆回転と呼ぶ。矢印Ｒ１はクランク軸１３の正回転時におけるクランク角の変化の方向を表し、矢印Ｒ２はクランク軸１３の逆回転時におけるクランク角の変化の方向を表す。矢印Ｐ１～Ｐ４はクランク軸１３の正回転時におけるピストン１１の移動方向を表し、矢印Ｐ５～Ｐ８はクランク軸１３の逆回転時におけるピストン１１の移動方向を表す。
　（ａ）アシスト付キック始動動作
　図５は、アシスト付キック始動動作におけるエンジン１０の始動を説明するための図である。図５において、横軸はクランク角を示し、縦軸はクランク軸１３の回転負荷を示す。図３および図５を参照しながらエンジンユニットＥＵのアシスト付キック始動動作について説明する。
　アシスト付キック始動動作では、乗員により図２の入力部５１０のキック操作が行なわれる。それにより、入力部５１０に加えられた乗員による人力がトルクとしてクランク軸１３に伝達される。その後、図２の回転電機１４によるトルクがわずかに遅延してクランク軸１３に伝達される。図５には、キック操作によるトルクが太い一点鎖線で図示され、回転電機１４によるトルクが太い二点鎖線で図示される。
　キック操作および回転電機１４によるトルクがクランク軸１３に伝達されることにより、クランク軸１３（図２）が正回転する。この動作によれば、クランク軸１３に非常に大きなトルクが加わりクランク軸１３が回転するので、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度Ａ２を超えて、矢印Ｒ１の方向に回転する。
　この場合、矢印Ｐ１で示されるように、角度Ａ０から角度Ａ１までの範囲でピストン１１（図２）が下降する。次に、矢印Ｐ２で示されるように、角度Ａ１から角度Ａ２までの範囲でピストン１１が上昇する。続いて、矢印Ｐ３で示されるように、角度Ａ２から角度Ａ３までの範囲でピストン１１が下降する。その後、矢印Ｐ４で示されるように、角度Ａ３から角度Ａ０までの範囲でピストン１１が上昇する。
　角度Ａ１１において、インジェクタ１９（図２）により吸気通路２２（図２）に燃料が噴射される。正方向において、角度Ａ１１は角度Ａ０よりも進角側に位置する。続いて、角度Ａ１２から角度Ａ１３までの範囲において、吸気バルブ１５（図２）により吸気口２１（図２）が開かれる。正方向において、角度Ａ１２は角度Ａ１１よりも遅角側でかつ角度Ａ０よりも進角側に位置し、角度Ａ１３は角度Ａ１よりも遅角側に位置する。角度Ａ１２から角度Ａ１３までの範囲が通常吸気範囲の例である。これにより、空気および燃料を含む混合気が吸気口２１を通して燃焼室３１ａ（図２）内に導入される。
　次に、角度Ａ１４において、点火プラグ１８（図２）により燃焼室３１ａ（図２）内の混合気に点火される。正方向において、角度Ａ１４は角度Ａ２よりも進角側に位置する。混合気に点火されることにより、燃焼室３１ａ内で燃焼が生じる。混合気の燃焼のエネルギーがピストン１１の駆動力となる。これにより、エンジン１０が始動し、エンジン１０の通常動作が継続する。
　その後、角度Ａ１５から角度Ａ１６までの範囲において、排気バルブ１６（図２）により排気口２３（図２）が開かれる。正方向において、角度Ａ１５は角度Ａ３よりも進角側に位置し、角度Ａ１６は角度Ａ０よりも遅角側に位置する。角度Ａ１５から角度Ａ１６までの範囲が通常排気範囲の例である。これにより、燃焼室３１ａから排気口２３を通して燃焼後の気体が排出される。
　（ｂ）逆回転始動動作
　図６は、逆回転始動動作におけるエンジン１０の始動を説明するための図である。図６において、横軸はクランク角を示し、縦軸はクランク軸１３の回転負荷を示す。図４および図６を参照しながらエンジンユニットＥＵの逆回転始動動作について説明する。
　本例では、エンジンの逆回転始動動作が行われる前にクランク角が予め定められた角度範囲（以下、開始範囲と呼ぶ。）に調整される。開始範囲は、正方向において例えば角度Ａ０から角度Ａ２までの範囲にあり、角度Ａ１３から角度Ａ２までの範囲にあることが好ましい。図４において、開始範囲は、角度Ａ３０である。角度範囲Ａ３０は、角度範囲Ａ１３から角度Ａ２までの範囲にある。
　逆回転始動動作では、クランク角が開始範囲にある状態で、乗員により始動条件を満たすための操作が行なわれる。それにより、図２の回転電機１４によりクランク軸１３が逆方向に回転され、クランク角が図４の矢印Ｒ２の方向に変化する。
　この場合、矢印Ｐ６で示されるように、角度Ａ２から角度Ａ１までの範囲でピストン１１が下降する。次に、矢印Ｐ５で示されるように、角度Ａ１から角度Ａ０までの範囲でピストン１１が上昇する。続いて、矢印Ｐ８で示されるように、角度Ａ０から角度Ａ３までの範囲でピストン１１が下降する。その後、矢印Ｐ７で示されるように、角度Ａ３から角度Ａ２までの範囲でピストン１１が上昇する。クランク軸１３の逆回転時におけるピストン１１の移動方向は、クランク軸１３の正回転時におけるピストン１１の移動方向と逆になる。
　図６に示すように、クランク角が圧縮上死点に対応する角度Ａ２において、クランク軸１３の回転負荷が最大になる。また、角度Ａ１と角度Ａ０との間において、吸気バルブ１５の駆動のために、クランク軸１３の回転負荷が大きくなる。また、角度Ａ０と角度Ａ３との間において、排気バルブ１６の駆動のために、クランク軸１３の回転負荷が大きくなる。
　本例では、クランク軸１３の逆回転時においても、正回転時と同様に、角度Ａ１３から角度Ａ１２までの範囲で吸気口２１が開かれ、かつ角度Ａ１６からＡ１５までの範囲で排気口２３が開かれる。しかしながら、クランク軸１３の逆回転時には、角度Ａ１３から角度Ａ１２までの範囲で吸気口２１が開かれなくてもよいし、角度Ａ１６から角度Ａ１５までの範囲で排気口２３が開かれなくてもよい。
　図４に示すように、角度Ａ２３において、インジェクタ１９（図２）により吸気通路２２（図２）に燃料が噴射される。逆方向において、角度Ａ２３は、角度Ａ０より進角側に位置する。また、角度Ａ２１から角度Ａ２２までの範囲において、吸気バルブ１５（図２）により吸気口２１（図２）が開かれる。角度Ａ２１から角度Ａ２２までの範囲は、始動吸気範囲の例である。逆方向において、角度Ａ２１，Ａ２２は、角度Ａ０から角度Ａ３までの範囲にある。
　角度Ａ１から角度Ａ０までの範囲では、ピストン１１が上昇するので、角度Ａ１３から角度Ａ１２までの範囲で吸気口２１が開かれても、燃焼室３１ａに空気および燃料がほとんど導入されない。一方、角度Ａ０から角度Ａ３までの範囲では、ピストン１１が下降するので、角度Ａ２１から角度Ａ２２までの範囲で吸気口２１が開かれることにより、吸気通路２２から空気および燃料を含む混合気が吸気口２１を通して燃焼室３１ａ内に導入される。
　続いて、角度Ａ３１ａにおいて、点火プラグ１８（図２）に接続される点火コイルへの通電が開始される。その後、角度Ａ３１において、点火コイルへの通電を停止することで、点火プラグ１８（図２）により燃焼室３１ａ内の混合気に点火される。逆方向において、角度Ａ３１ａは角度Ａ３１より進角側に位置し、角度Ａ３１は角度Ａ２より進角側に位置する。角度Ａ３１は、始動点火範囲の例である。
　また、角度Ａ３１において、クランク軸１３の回転方向が逆方向から正方向に切り替えられる。この場合、混合気の燃焼によりクランク軸１３の正方向のトルクが高められる。その後、エンジン１０が図３と同様の通常動作に移行する。
　本実施の形態では、角度Ａ３１で回転電機１４によりクランク軸１３の回転方向が逆方向から正方向に切り替えられる。この場合、正方向へのより大きなトルクが得られる。それにより、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度をより容易に超えることができる。その結果、エンジン１０をより容易に始動させることができる。
　本実施の形態では、クランク軸１３の逆回転が停止されるのと同時に、点火プラグ１８により燃焼室３１ａ内の混合気に点火されるが、クランク軸１３を正方向に駆動することが可能であれば、クランク軸１３の逆回転の停止と、点火プラグ１８による点火とが同時でなくてもよい。
　このように、本実施の形態では、始動条件が満たされた場合には、回転電機１４によりクランク軸１３が逆回転されつつ燃焼室３１ａに混合気が導かれる。その後、ピストン１１が圧縮上死点に近づいた状態で、燃焼室３１ａ内の混合気に点火される。それにより、クランク軸１３が正回転するようにピストン１１が駆動される。
　（４）エンジン始動処理
　ＥＣＵ６は、予めメモリに記憶された制御プログラムに基づいて、エンジン始動処理を行なう。図７は、エンジン始動処理のフローチャートである。エンジン始動処理は、例えば、入力部５１０（図２）がキック操作されるか、メインスイッチ４０（図２）がオンされるか、またはエンジン１０（図２）がアイドルストップ状態に移行した場合に行われる。
　図７に示すように、ＥＣＵ６は、予め定められた始動条件が満たされたか否かを判定する（ステップＳ１）。エンジンユニットＥＵがアイドルストップ状態でない場合、始動条件は、例えば、スタータスイッチ４１（図２）がオンされることである。エンジンユニットＥＵがアイドルストップ状態である場合、始動条件は、アイドルストップ解除条件が満たされることである。始動条件が満たされた場合、ＥＣＵ６は、エンジン１０の逆回転始動動作を行なう（ステップＳ２）。その後、ＥＣＵ６は、エンジン始動処理を終了する。
　一方、ステップＳ１において始動条件が満たされていない場合でも、乗員は、図２の入力部５１０をキック操作することにより、エンジン１０の始動を開始させることができる。そのため、ステップＳ１において始動条件が満たされていない場合、ＥＣＵ６は、入力部５１０がキック操作されたか否かを判定する（ステップＳ３）。
　ステップＳ３において入力部５１０がキック操作されていない場合、ＥＣＵ６はステップＳ１の処理に戻る。ステップＳ１において始動条件が満たされるか、またはステップＳ２において入力部５１０がキック操作されるまで、ステップＳ１，Ｓ３の処理が繰り返される。ステップＳ３において入力部５１０がキック操作された場合、ＥＣＵ６は、エンジン１０のアシスト付キック始動動作を行なう（ステップＳ４）。その後、ＥＣＵ６は、エンジン始動処理を終了する。
　（５）効果
　本実施の形態に係るエンジンシステム２００においては、エンジン１０の始動時に、乗員の人力がマニュアル始動部５００の入力部５１０に加えられる。入力部５１０に加えられた人力は、マニュアル始動部５００の動力伝達部５６０によりクランク軸１３に伝達される。入力部５１０に加えられた人力が動力伝達部５６０によりクランク軸１３に伝達された場合、回転電機１４によりクランク軸１３が正方向に回転される。
　この場合、乗員の人力および回転電機１４によるアシスト付キック始動動作により、正方向への十分なトルクが得られる。これにより、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度を容易に超えることができる。したがって、エンジン１０を安定に始動させることができる。
　上記の構成によれば、エンジン１０のバルブ駆動部１７にデコンプレッション機構（デコンプ機構）を設けることなく、より弱い人力でエンジン１０を容易に始動させることができる。そのため、エンジンシステム２００の構成を単純にすることができる。その結果、単純な構成により人力でエンジン１０を容易に始動させることができる。
　一方で、始動条件が満たされた場合、回転電機１４によりクランク軸１３が逆方向に回転される。クランク軸１３が逆方向に回転される期間において、インジェクタ１９により噴射された燃料が吸気通路２２から吸気口２１を通して燃焼室３１ａ内に導かれる。その後、クランク軸１３の逆方向の回転により燃焼室３１ａ内で混合気が圧縮された状態にありかつピストン１１が圧縮上死点に達しない時点で点火プラグ１８により混合気に点火される。
　この場合、燃焼室３１ａ内で生じる燃焼のエネルギーにより、クランク軸１３が正方向に回転するようにピストン１１が駆動される。それにより、小型の回転電機１４を用いた場合でも、正方向への十分なトルクが得られ、クランク角が最初の圧縮上死点に対応する角度を容易に超えることができる。そのため、エンジンシステム２００に十分な電力が残存している場合には、エンジン１０を安定にかつ容易に始動させることができる。
　（６）他の実施の形態
　（ａ）上記実施の形態において、マニュアル始動部５００はキックペダルを有するキック始動部であるが、本発明はこれに限定されない。マニュアル始動部５００は、リコイルスタータであってもよい。この場合、使用者は、入力部であるスタータロープを引いてクランク軸を回転させることにより、リコイルスタータを始動させることができる。マニュアル始動部５００は、人力でエンジンを始動可能な他の種類の始動部であってもよい。
　（ｂ）上記実施の形態において、エンジンシステム２００は回転電機１４を含むが、本発明はこれに限定されない。エンジンシステム２００は、回転電機１４に代えてスタータモータおよび発電機を別個に含んでもよい。あるいは、エンジンシステム２００は、回転電機１４に代えてスタータモータを含んでもよい。
　（ｃ）上記実施の形態において、エンジン１０の始動時に始動条件が満たされた場合には、エンジンユニットＥＵは、逆回転始動動作を行なうが、本発明はこれに限定されない。回転電機１４がクランク軸１３に十分大きいトルクを加えることができる場合において、エンジン１０の始動時に始動条件が満たされた場合には、エンジンユニットＥＵは、クランク軸１３を正回転させるように始動動作を行なってもよい。
　（ｄ）上記実施の形態において、エンジンシステム２００にエンジン１０を始動させるための始動条件が設けられることが好ましいが、本発明はこれに限定されない。エンジンシステム２００に始動条件が設けられなくてもよい。この構成によれば、乗員がマニュアル始動部５００の入力部５１０に人力が加えられた場合にのみエンジン１０が始動する。
　（ｅ）上記実施の形態は、本発明を自動二輪車に適用した例であるが、これに限らず、自動三輪車もしくはＡＴＶ（All Terrain Vehicle；不整地走行車両）等の他の鞍乗り型車両に本発明を適用してもよい。
　（７）請求項の各構成要素と実施の形態の各部との対応関係
　以下、請求項の各構成要素と実施の形態の各要素との対応の例について説明するが、本発明は下記の例に限定されない。
　上記実施の形態では、エンジン１０がエンジンの例であり、マニュアル始動部５００がマニュアル始動部およびキック始動部の例であり、クランク軸１３がクランク軸の例である。回転電機１４がモータおよび回転電機の例であり、ＥＣＵ６が制御部の例であり、入力部５１０が入力部およびキックペダルの例であり、動力伝達部５６０が動力伝達部の例である。
　エンジンシステム２００がエンジンシステムの例であり、吸気通路２２が吸気通路の例であり、インジェクタ１９が燃料噴射装置の例であり、吸気口２１が吸気口の例である。吸気バルブ１５が吸気バルブの例であり、排気口２３が排気口の例である。排気バルブ１６が排気バルブの例であり、バルブ駆動部１７がバルブ駆動部の例である。燃焼室３１ａが燃焼室の例であり、点火プラグ１８が点火装置の例であり、ピストン１１がピストンの例であり、後輪７が駆動輪の例であり、車体１が本体部の例であり、自動二輪車１００が鞍乗り型車両の例である。
　請求項の各構成要素として、請求項に記載されている構成または機能を有する他の種々の要素を用いることもできる。
　本発明は、種々のエンジンシステムおよび鞍乗り型車両に有効に利用することができる。

Claims (7)

  1. エンジンと、
    　前記エンジンを始動させるために使用者によりマニュアル操作されるマニュアル始動部と、
    　クランク軸を正方向に回転駆動可能に構成されたモータと、
    　前記エンジンおよび前記モータを制御するように構成された制御部とを備え、
    　前記マニュアル始動部は、
    　前記エンジンの始動時に使用者の人力が加えられる入力部と、
    　前記入力部に加えられた人力を前記クランク軸を前記正方向に回転させるために前記クランク軸に伝達する動力伝達部とを含み、
    　前記制御部は、前記入力部に加えられた人力が前記動力伝達部により前記クランク軸に伝達された場合、前記クランク軸を前記正方向に回転させるように前記モータを制御する、エンジンシステム。
  2. 前記マニュアル始動部はキック始動部を含み、
    　前記入力部はキックペダルを含む、請求項１記載のエンジンシステム。
  3. 前記制御部は、予め定められた始動条件が満たされたことを検出した場合、前記クランク軸が回転するように前記モータを制御する、請求項１または２記載のエンジンシステム。
  4. 前記モータは、前記クランク軸を前記正方向とは反対の逆方向に回転駆動可能に構成され、
    　前記エンジンは、
    　吸気通路に配置された燃料噴射装置と、
    　吸気口を開閉する吸気バルブおよび排気口を開閉する排気バルブをそれぞれ駆動するように構成されたバルブ駆動部と、
    　燃焼室内の混合気に点火するように構成された点火装置とを含み、
    　前記制御部は、予め定められた始動条件が満たされたことを検出した場合、前記クランク軸が前記逆方向に回転するように前記モータを制御し、
    　前記バルブ駆動部は、前記燃料噴射装置により噴射された燃料が、前記クランク軸が前記逆方向に回転される期間における第１の時点で、前記吸気通路から前記吸気口を通して前記燃焼室内に導かれるように前記吸気バルブを駆動し、
    　前記制御部は、前記第１の時点で前記燃焼室内に燃料が導かれた後、前記クランク軸の前記逆方向の回転により前記燃焼室内で混合気が圧縮された状態にありかつピストンが圧縮上死点に達しない第２の時点で混合気に点火させるように前記点火装置を制御する、請求項３記載のエンジンシステム。
  5. 前記制御部は、前記第２の時点の後、前記モータにより前記クランク軸を前記正方向に駆動させる、請求項４記載のエンジンシステム。
  6. 前記モータは、前記エンジンの始動後の前記クランク軸の回転により電力を発生可能な回転電機を含む、請求項１～５のいずれか一項に記載のエンジンシステム。
  7. 駆動輪を有する本体部と、
    　前記駆動輪を回転させるための動力を発生する請求項１～６のいずれか一項に記載のエンジンシステムとを備える、鞍乗り型車両。
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