JP2008088873A - 車両用ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置 - Google Patents

車両用ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置 Download PDF

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Abstract

【課題】車両用内燃機関の電子スロットル制御装置に係り、保持、点検、整備作業を容易に遂行できかつ、コンパクトな車両用内燃機関を提供する。
【解決手段】吸気通路に燃料噴射弁20およびスロットル弁11を備え、該スロットル弁11の開度は、人間の操作量に基づいて動作するスロットル駆動モータ31によりスロットル弁開度が制御される車両用Ｖ型内燃機関１の制御装置において、前記スロットル駆動モータ31を、頂面視で全吸気ポート９にそれぞれ付設されたスロットル弁ボディ10で囲まれた領域Ｘの外側に配置されたことを特徴とする車両用Ｖ型内燃機関１の電子スロットル制御装置である。
【選択図】図５

Description

本発明は、車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置に係り、特に、人間の操作量を電気的に検出し、この検出信号に基づく電気出力をワイヤを介してスロットル弁近傍のスロットル駆動モータに送り、スロットル駆動モータの動力でもってスロットル弁開度を制御する電子スロットル制御装置に関するものである。
電子スロットル制御装置を備えた車両用内燃機関において、スロットル弁を開閉駆動するスロットル駆動モータは、内燃機関の頂面視でその略中央部に配置されている（特許文献１および特許文献２参照）。
特開２００６−４２４４６号公報
特許文献１に開示された車両用内燃機関は、直列４気筒内燃機関であって、各気筒にそれぞれ接続される各スロットル弁ボディは、それぞれシリンダヘッドに対し斜上方に指向した状態でこのシリンダヘッドに一体に装着され、このスロットル弁軸は、この気筒列に沿って直線状に相互に連結され、このスロットル弁ボディの上端に隣接し、かつこの気筒列の中央に位置して配置されたスロットル駆動モータの駆動軸は、減速歯車列を介して前記スロットル弁軸に連結されているので、前記スロットル弁を介して各気筒に空気を供給するエアクリーナは、高い位置に配置されたスロットル駆動モータや減速歯車列の入力側の大きな減速歯車に邪魔されて、内燃機関のシリンダヘッドカバーから離れてしまい、内燃機関の小型化が困難であった。
本願発明は、このような難点を克服した車両用内燃機関の電子スロットル制御装置に係り、保持、点検、整備作業を容易に遂行できかつ、コンパクトな車両用内燃機関を提供することを課題としている。
請求項１記載の発明は、吸気通路に燃料噴射弁およびスロットル弁を備え、該スロットル弁の開度は、人間の操作量に基づいて動作するスロットル駆動モータによりスロットル弁開度が制御される車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置において、前記スロットル駆動モータは、頂面視で全吸気ポートにそれぞれ付設されたスロットル弁ボディで囲まれた領域の外側に配置されたことを特徴とする車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置である。
請求項２記載の発明は、前記燃料噴射弁は、頂面視で全吸気ポートにそれぞれ付設されたスロットル弁ボディで囲まれた領域の内側に配置されたことを特徴とする請求項１記載の車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置である。
請求項３記載の発明は、前記スロットル駆動モータは、１個で、一方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸に連結され、他方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸は、リンクを介して前記一方のスロットル弁のシャフトに連結されたことを特徴とする請求項１記載の車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置である。
請求項４記載の発明は、前記スロットル駆動モータの内の１個のスロットル駆動モータは、一方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸に連結されるとともに、他の１個のスロットル駆動モータは、他方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸に連結されたことを特徴とする請求項１記載の車両用Ｖ型内燃機関である。
請求項５記載の発明は、両バンクの一方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸に１個のスロットル駆動モータが連結されるとともに、両バンクの他方のバンクの気筒列の各スロットル弁の弁軸にそれぞれ駆動モータが１個ずつ連結されたことを特徴とする請求項1記載の車両用Ｖ型内燃機関である。
請求項１記載の発明によれば、内燃機関の頂面視で全吸気ポートにそれぞれ付設されたスロットル弁ボディで囲まれた領域の外側にスロットル駆動モータは配置されているため、該スロットル弁ボディに邪魔されずに、スロットル弁駆動系の保守、点検、整備作業を能率良く容易に遂行することができ、しかもスロットル駆動モータの存在によって吸気通路を大幅に曲げることなく略直線状に形成できる。これによって、吸気抵抗が低減されるため、吸気の充填効率が改善される。
また、請求項２記載の発明によれば、燃料噴射弁は、内燃機関の頂面視で全吸気ポートにそれぞれ付設されたスロットル弁ボディで囲まれた領域の内側に配置されているため、前記燃料噴射弁への燃料供給ラインが短くなり簡略化される。
さらに、請求項３記載の発明によれば、１個のスロットル駆動モータでもって、全スロットル弁を一斉に駆動するので、構造が簡略化される。また、コストダウンが可能となる。
さらにまた、請求項４記載の発明によれば、両バンクの気筒または気筒列のスロットル弁をそれぞれ個別に開閉駆動できるため、運転状況に応じて両バンクの内の一方の気筒または気筒列のスロットル弁を他方のスロットル弁と異なって駆動し、気筒休止制御を行うことができる。また、バンク間のスロットル弁軸を連結するリンク等の伝動系を廃止することができることにより、機構の簡素化とコストダウンが可能となる。
しかも、請求項５記載の発明によれば、両バンクの一方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁が１個のスロットル駆動モータにより開閉駆動されるとともに、両バンクの他方のバンクの気筒列の各スロットル弁がそれぞれ別個のスロットル駆動モータにより個別に開閉駆動されるため、複数の気筒を運転状況に対応して個別に気筒休止させ、あるいは各気筒の出力を個別に制御することができる。これによって、燃費の向上を図ることができる。
以下、図１ないし図６に図示された本願発明の一実施形態について説明する。
自動二輪車に搭載されるＶ型内燃機関１は、前後Ｖ型４気筒内燃機関であって、該Ｖ型内燃機関１は、自動二輪車のメインフレーム２に、図示されないブラケット等を介して一体に装架され、該Ｖ型内燃機関１では、クランクケース３の上方に前後Ｖ状にシリンダ４およびシリンダヘッド５が順次重ねられて相互に一体に結合され、該シリンダヘッド５の上部はヘッドカバー６で覆われている。
また、シリンダ４に形成されたシリンダ孔７にピストン８が上下に櫂動自在に嵌装され、該ピストン８と、車幅方向へ指向した図示されないクランクシャフトとはコネクティングロッド（図示されず）によって相互に連結されており、ピストン８の昇降に伴なってクランクシャフトが回転駆動されるようになっている。
さらに、Ｖ型内燃機関１のＶバンク内側に位置してシリンダヘッド５に、吸気ポート９が形成されるとともに、その反対側に位置してシリンダヘッド５に、図示されない排気ポートが形成され、吸気ポート９の上流端開口にスロットル弁11の下流端が一体に接続され、エアクリーナ14のクリーナケース15を内部から外部に向かって貫通した吸気管13の下流端が前記スロットル弁11の上流端に一体に接続されている。
さらにまた、エアクリーナ14のクリーナケース15内では、吸気管13の上流部が存在するクリーン空間16と、その車体前方のダスト空間17とが、略上下方向に沿って立てられたクリーナエレメント18でも前後に仕切られ、ダスト空間17の前下方左右両側部の開口に、左右1対の空気吸入ダクト19の下流端が接続され、この左右1対の空気吸入ダクト19の上流端はメインフレーム２を前方に向って貫通し、図示されないフロントカウルあるいはフロントカバーで囲まれた空間に開口し、または車体前方へ露出して開口している。
しかも、クリーナケース15より下方に位置して前後スロットル弁ボディ10で挟まれた空間から、斜下方へ向かって燃料噴射弁20が設けられており、燃料噴射弁20より吸気ポート９内の下流側弯曲外側面に向って燃料が噴射されるようになっている。
また、各バンク毎の1対のスロットル弁11の弁軸12は、図５に図示されるように、一直線状に配置され、この一直線状に配置された1対の弁軸12には、それぞれアーム21、22が半径方向へ一体に突設され、これら1対のアーム21、22の先端は連結部材23でもって相互に一体に連結され、前バンクの左側のアーム21と後バンクの左側のアーム21とは、リンク24でもって同時に同一角度回転できるように連結されている。
さらに、図６に図示されるように、前バンクの左側弁軸12の左端部には、スロットル弁駆動歯車26が一体に嵌着され、該スロットル弁駆動歯車26は、中間減速歯車27の小歯車28に噛み合わされ、中間減速歯車27の大歯車29は、スロットル駆動モータ31の出力歯車30に噛み合わされ、これら減速機構25、スロットル弁駆動歯車26および出力歯車30の各中心は、図２に図示されるように直線に沿って配列され、その配列直線とスロットル弁ボディ10および吸気管13の中心線とのなす角は約７０°に設定されており、スロットル駆動モータ31が動作して、弁軸12がいずれかの方向へ旋回駆動されると、スロットル弁11が開閉されるようになっている。
さらにまた、前記スロットル駆動モータ31は、前バンクの左側スロットル弁ボディ10と一体に形成されたスロットル弁駆動ユニットケース32の駆動モータ収納部33に収納され、中間減速歯車27を回転自在に軸支する歯車軸35は、スロットル弁駆動ユニットケース32の孔と該スロットル弁駆動ユニットケース32内空間を密閉するユニットケースカバー34の孔とに嵌着されている。
しかも、スロットル駆動モータ31は、図５に図示されるように、Ｖバンクの頂面視で、全吸気ポート９にそれぞれ付設されたスロットル弁ボディ10で囲まれた２点鎖線で図示される領域Ｘの外側に配置されている。
そして、自動二輪車の図示されないグリップには、スロットル開度操作検出センサ（図示されず）が設けられるとともに、前バンクの左側アーム21の弁軸12の左端部にスロットル開度検出センサ36が配置され、これらスロットル開度操作検出センサの出力と、スロットル開度検出センサ36の出力とを比較して、この両出力の差を零にするように、大歯車29を制御する、図示されないスロットル制御装置が設けられており、ライダーがグリップを加速方向または減速方向へ操作すると、スロットル開度操作検出センサで検出されたスロットル開度操作検出値に対応して大歯車29が駆動されて、スロットルグリップのスロットル開度操作量に対応した開度にスロットル弁11が制御されるようになっている。
また、図２に図示されるように、シリンダ４のシリンダ孔７に開口する吸気ポート９の下流端には、吸気弁37が開閉自在に設けられ、該吸気弁37の頂端に嵌着されたリテーナ38と、シリンダヘッド５のバネ受け部とにバルブスプリング39が介装され、シリンダヘッド５には吸気弁37の擢動方向に沿ってバルブリフタ40を擢動させるリフタガイド41が形成され、該バルブリフタ40は図示されないクランク軸からチェーン伝動系を介して連結されたカムシャフト42の吸気カム43によって、吸気弁37の頂端に押し付けられ、吸気弁37は、クランク角に対応して開閉されるようになっている。さらに、図示されない排気弁も同様に構成されている。
さらに、図２および図５に図示されるように、燃料噴射弁20に燃料を供給するＵ字に形成された燃料供給管44が配置され、この燃料供給管44の一端44ａは図示されない燃料供給ポンプの吐出口に接続されるとともに、燃料供給管44の他端44ｂは前記燃料供給ポンプの吸入口に接続され、該燃料供給管44はそれぞれ、燃料噴射弁20に接続されている。
図１ないし図６に図示の実施形態は、前述したように構成されているので、Ｖ型内燃機関１が稼動状態となると、空気吸入ダクト19の前端開口から走行に伴なう空気が空気吸入ダクト19内を通過してクリーナケース15のダスト空間17内に吸入され、クリーナエレメント18で吸入空気が濾過されて、クリーン空間16に流入し、クリーン空間16に開口した吸気管13からスロットル弁ボディ10の弁通路に流入する。
ライダーが図示されないスロットルグリップを所要の角度に捩ると、この捩り角度は図示されないスロットル開度操作検出センサによって検出され、このスロットル開度操作信号に対応した角度迄スロットル駆動モータ31が動作し、スロットル弁11はそのスロットルグリップの操作角度に対応したスロットル弁開度に制御される。
Ｖ型内燃機関１では、Ｖバンクの内側に位置してシリンダヘッド５の吸気ポート９にスロットル弁ボディ10が接続されているため、スロットル弁ボディ10の上流端に接続されている吸気管13の上流端は、図２に図示されるように相互に接近し、その結果、クリーナケース15の大型化が回避される。
また、クリーン空間16より前方にダスト空間17が配置され、ダスト空間17に下流端が接続される空気吸入ダクト19はメインフレーム２を貫通して前方へ向いているので、走行に伴なう走行風が円滑にクリーナケース15内のクリーン空間16に導入されうる。
さらに、燃料噴射弁20は、Ｖバンクの内側に位置し、スロットル弁ボディ10の下流側に向って斜めに取り付けられ、スロットル弁ボディ10の吸気通路の弯曲外側壁面10ａに向って燃料噴射弁20より燃料が噴射されるため、スロットル弁ボディ10の吸気通路を通過する吸気と充分に混合され、かつ吸気通路の弯曲外側壁面10ａに付近した燃料は、該吸気通路内を通過する吸気に晒される結果、スロットル弁ボディ10の吸気通路壁の燃料付着量が削減され、Ｖ型内燃機関１の運転応答性が高い。
さらにまた、スロットル駆動モータ31および減速機構25が、前バンクの左側スロットル弁ボディ10の左外側に配置されているため、スロットル弁11の駆動系（スロットル駆動モータ31および減速機構25）の保守、点検、整備作業を容易に行うことが可能となる。
しかも、減速機構25の減速歯車軸列は、スロットル弁ボディ10および吸気管13の中心線に対して約７０°の角度をなして設けられているため、スロットル弁駆動ユニットケース32に大きく邪魔されずにクリーナケース15はＶ型内燃機関１のヘッドカバー６に接近して配置されることが可能となり、Ｖ型内燃機関１全体の小型化が可能となる。
また、１個のスロットル駆動モータ31で前後Ｖバンクの４個のスロットル弁11を同時に開閉動作させることができるので、構造を簡略化し、コストダウンを図ることができる。
さらに、図７に図示するように、第二実施形態として、Ｖバンクの頂面視で、全スロットル弁ボディ10で囲まれた２点鎖線で囲まれた領域Ｘの外側に位置して、２個のスロットル駆動モータを配置し、タ31前バンクのスロットル弁11と後バンクのスロットル弁11とをそれぞれ別個のスロットル駆動モータ31で開閉動作させるように構成すれば、必要に応じて前後バンクのいずれか一方のシリンダ４を休止させることができる。
さらにまた、図８に図示するように、第三実施形態として、Ｖバンクの頂面視で、全スロットル弁ボディ10で囲まれた２点鎖線で囲まれた領域Ｘの外側に位置して、３個のスロットル駆動モータを配置し、前バンクの左右１対のスロットル弁11をアーム21、22および連結部材23で相互に連結して、１個のスロットル駆動モータ31で開閉駆動させ、後バンクの左右１対のスロットル弁11を相互に連結せず、その各スロットル弁11をスロットル駆動モータ31でそれぞれ開閉させるように構成してもよく、該第三実施形態では、運動状況に対応して、前バンクの２個のスロットル弁11と、後バンクの左スロットル弁11と、後バンクの右スロットル弁11とを個別に気筒休止させ、あるいはスロットル開度を個別に制御し、最適な状態でＶ型内燃機関を運転させることができる。
また、図８に図示された第三実施形態において、Ｕ字状の燃料供給管44の代りにＩ字状の燃料供給管45を設け、該燃料供給管45の左端を図示されない燃料ポンプに接続し、燃料供給管45の右端を閉塞した第四実施形態を構成してもよい。
図１は、自動二輪車のメインフレームに本発明の内燃機関が取り付けられた要部側面図である。 図１の要部拡大図で、一部縦断された図面である。 図１の要部平面図である。 図１の要部正面図である。 スロットル弁の開閉駆動力伝達系の要部縦断平面図である。 図５の要部拡大縦断平面図である。 他の第二実施形態のスロットル弁の開閉駆動力伝達系の要部縦断平面図である。 さらに他の第三実施形態のスロットル弁の開閉駆動力伝達系の要部縦断平面図である。 また他の第四実施形態のスロットル弁の開閉駆動力伝達系の要部縦断平面図である。
符号の説明
１…Ｖ型内燃機関、２…メインフレーム、３…クランクケース、４…シリンダ、５…シリンダヘッド、６…ヘッドカバー、７…シリンダ孔、８…ピストン、９…吸気ポート、10…スロットル弁ボディ、11…スロットル弁、12…弁軸、13…吸気管、14…エアクリーナ、15…クリーナケース、16…クリーン空間、17…ダスト空間、18…クリーナエレメント、19…空気吸入ダクト、20…燃料噴射弁、21…アーム、22…アーム、23…連結部材、24…リンク、25…減速機構、26…スロットル弁駆動歯車、27…中間減速歯車、28…小歯車、29…大歯車、30…出力歯車、31…スロットル駆動モータ、32…スロットル弁駆動ユニットケース、33…駆動モータ収納部、34…ユニットケースカバー、35…歯車軸、36…スロットル開度検出センサ、37…吸気弁、38…リテーナ、39…バルブスプリング、40…バルブリフタ、41…リフタガイド、42…カムシャフト、43…吸気カム、44、45…燃料供給管。

Claims (5)

  1. 吸気通路に燃料噴射弁およびスロットル弁を備え、該スロットル弁の開度は、人間の操作量に基づいて動作するスロットル駆動モータによりスロットル弁開度が制御される車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置において、
    前記スロットル駆動モータは、頂面視で全吸気ポートにそれぞれ付設されたスロットル弁ボディで囲まれた領域の外側に配置されたことを特徴とする車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置。
  2. 前記燃料噴射弁は、頂面視で全吸気ポートにそれぞれ付設されたスロットル弁ボディで囲まれた領域の内側に配置されたことを特徴とする請求項１記載の車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置。
  3. 前記スロットル駆動モータは、１個で、一方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸に連結され、他方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸は、リンクを介して前記一方のスロットル弁のシャフトに連結されたことを特徴とする請求項１記載の車両用Ｖ型内燃機関の電子スロットル制御装置。
  4. 前記スロットル駆動モータの内の１個のスロットル駆動モータは、一方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸に連結されるとともに、他の１個のスロットル駆動モータは、他方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸に連結されたことを特徴とする請求項１記載の車両用Ｖ型内燃機関。
  5. 両バンクの一方のバンクの気筒または気筒列のスロットル弁の弁軸に１個のスロットル駆動モータが連結されるとともに、両バンクの他方のバンクの気筒列の各スロットル弁の弁軸にそれぞれ駆動モータが１個ずつ連結されたことを特徴とする請求項1記載の車両用Ｖ型内燃機関。
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