JP2009030564A - 吸気量制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】簡単な構造で確実に精度よくアイドル回転数制御を行うことができる吸気量制御装置を提供するにある。
【解決手段】スロットルボディ１２Ａの内部に形成された吸気通路２２に、スロットルグリップの操作によって開閉するメインスロットルバルブ１９と、電動モータ２０等のアクチュエータによって開閉制御されるサブスロットルバルブ２１とを設ける一方、吸気通路２２とは別にバイパスエア通路２８Ａを形成し、このバイパスエア通路２８ＡにＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブ３２を設けると共に、このＩＳＣバルブ３２をサブスロットルバルブ２１に連動して開閉制御するように構成したものである。
【選択図】 図４

Description

本発明は、吸気量制御装置に関する。

自動二輪車や自動車等の車両に用いられるエンジンは、シリンダ内に吸気を導く吸気通路内にスロットル弁を設け、このスロットル弁を開閉操作することによりシリンダへの吸気流量を増減させてエンジンの回転数（出力）を制御している。

ところで、スロットルボアのカーボン詰まり等による経年変化や量産時のばらつきを解消する方法として、アイドルスピードコントロール（以下、ＩＳＣと略す）がある。ＩＳＣを行うためには、吸気通路内の、スロットル弁の上流と下流とを連通するバイパスエア通路を設け、このバイパスエア通路の空気流量を制御する必要がある。

ＩＳＣを行う吸気量の制御装置の一例として、例えば吸気通路内にメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとを備えると共に、メインスロットルバルブの上流と下流とを連通するバイパス通路を設け、このバイパス通路内にＩＳＣバルブを設ける一方、このＩＳＣバルブと上記サブスロットルバルブとを互いに独立してＥＣＵ制御したものがある（例えば特許文献１および２参照）。

また、例えば吸気通路を構成する主通路と平行にバイパス通路を構成する副通路を形成すると共に、主通路内に主バルブ、副通路内に副バルブをそれぞれ設ける一方、両バルブを同軸上に互いに回転一体に設け、副通路内に空気制御弁を別途に設けたものもある（例えば特許文献３参照）。

さらに、例えば吸気通路内にメインスロットルバルブとサブスロットルバルブとを備え、サブスロットルバルブを操作してファストアイドル（以下、ＦＩＤと略す）制御を行う吸気制御装置もある（例えば特許文献４参照）。
特開平０６−１０８９０４号公報 特開平０６−１４６９４０号公報 特開平０５−１８００３８号公報 特開２００２−１２９９８７号公報

しかしながら、特許文献１および２に記載されるようにＩＳＣバルブとサブスロットルバルブとを互いに独立してＥＣＵ制御するためには各バルブそれぞれに駆動用アクチュエータが必要となり、構造の複雑化やコストの増加等を招く。

また、特許文献３に記載されるように副通路内に空気制御弁を別途に設けた場合、この空気制御弁を駆動してＩＳＣを行うことになるが、例え空気制御弁を全開にしても副バルブは主バルブと共に全閉状態であるため、ＩＳＣには適していない。

さらに、特許文献４に記載される吸気制御装置は、サブスロットルバルブの回動操作をメインスロットルバルブへ伝達するための複雑なリンク機構を必要とし、構造の複雑化やコストの増加等を招く。

また、複雑なリンク機構の各伝達部並びに各接合部における加工誤差や寸法公差により、ＦＩＤ制御と比較してより緻密で高精度な制御が要求されるＩＳＣに用いることは困難という難点がある。

本発明は上述した事情を考慮してなされたもので、簡単な構造で確実にＩＳＣを行うことができる吸気量制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る吸気量制御装置は、上述した課題を解決するために、請求項１に記載したように、スロットルボディの内部に形成された吸気通路に、スロットルグリップの操作によって開閉するメインスロットルバルブと、アクチュエータによって開閉制御されるサブスロットルバルブとを設ける一方、上記吸気通路とは別にバイパスエア通路を形成し、このバイパスエア通路にＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブを設けると共に、このＩＳＣバルブを上記サブスロットルバルブに連動して開閉制御するように構成したものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項２または４に記載したように、上記ＩＳＣバルブを上記サブスロットルバルブが開動作するときに連動して開くまたは閉じるように設定したものである。

さらに、上述した課題を解決するために、請求項３または５に記載したように、上記サブスロットルバルブが全閉または全開のとき、上記ＩＳＣバルブが全閉となるように設定したものである。

そして、上述した課題を解決するために、請求項６に記載したように、上記吸気通路の上記サブスロットルバルブより上流側と上記メインスロットルバルブより下流側とを上記バイパスエア通路で連通すると共に、上記サブスロットルバルブを回動自在に軸支するサブバルブ軸と同軸上に上記ＩＳＣバルブを回動自在に軸支したものである。

そしてまた、上述した課題を解決するために、請求項７に記載したように、上記バイパスエア通路内のサブバルブ軸の、少なくともその一部の形状を変更して上記ＩＳＣバルブを構成すると共に、上記サブバルブ軸を、上記サブスロットルバルブが所定開度のとき上記バイパスエア通路を閉塞可能に形成したものである。

また、上述した課題を解決するために、請求項８に記載したように、上記サブバルブ軸の軸方向視において、上記バイパスエア通路を、上記メインスロットルバルブを軸支するメインバルブ軸と重ならないようオフセットして配設したものである。

さらに、上述した課題を解決するために、請求項９に記載したように、上記バイパスエア通路に上記メインスロットルバルブを軸支するメインバルブ軸を横断させると共に、このメインバルブ軸にバイパスエア通路の上流側と下流側とを連通する貫通孔を形成し、上記メインスロットルバルブが全閉付近の開度の時にのみ上記バイパスエア通路が連通されるよう上記貫通孔の位置を設定したものである。

さらにまた、上述した課題を解決するために、請求項１０に記載したように、スロットルボディの内部に形成された吸気通路に、スロットルグリップの操作によって開閉するメインスロットルバルブと、アクチュエータによって開閉制御されるサブスロットルバルブとを設ける一方、上記吸気通路とは別にバイパスエア通路を形成し、このバイパスエア通路にＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブを設けると共に、上記メインスロットルバルブが全閉のときに上記アクチュエータで上記サブスロットルバルブを開閉制御することで上記サブスロットルバルブに連動して上記ＩＳＣバルブを開閉制御するように構成したものである。

そして、上述した課題を解決するために、請求項１１に記載したように、上記スロットルボディは複数の吸気通路を備える一方、一つの共通のバイパスエア通路を設け、このバイパスエア通路を上記複数の吸気通路にそれぞれ連通させたものである。

本発明に係る吸気量制御装置によれば、従来必要であった専用のＩＳＣバルブ駆動機構が不要となり、構造の簡素化、小型軽量化およびコストの削減を図ることができる。

また、簡単な構造で確実にＩＳＣを行うことができる。特に、従来のような複雑なリンク機構や配管が不要となると共に、脱調等による制御不能に陥る可能性もなくなため、加工誤差や寸法公差により量産品の精度ばらつきを抑制できて高精度なＩＳＣの制御が可能となる。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。

図１は本発明を適用した自動二輪車用エンジンおよび吸気装置の一部を縦断面図で示したものである。図１に示すように、このエンジン１は主にシリンダヘッドカバー２、シリンダヘッド３、シリンダブロック４、そして図示しないクランクケースから外形が構成される。

シリンダヘッド３内には動弁装置を構成する前後一対のカムシャフト５，５が設けられ、これらのカムシャフト５，５によってシリンダヘッド３内の吸・排気バルブ６，７が開閉操作される。なお、シリンダヘッド３の上部はシリンダヘッドカバー２により塞がれる。

一方、シリンダブロック４内にはピストン８が摺動自在に収納される。また、シリンダヘッド３とピストン８との間の空間には燃焼室９が形成され、その中央部には外方から図示しない点火プラグがネジ結合される。

ところで、このエンジン１への混合気供給方法は燃料噴射式であって、シリンダヘッド３の後ろ側に形成された吸気ポート１０にフューエルインジェクタ１１（燃料噴射装置）を備えたスロットルボディ１２が接続される。そして、スロットルボディ１２はエンジン１の後上方に配置され、スロットルボディ１２の上流側にはエアクリーナ１３が接続されて吸気装置１４を構成する。

一方シリンダヘッド３の前側に形成された排気ポート１５にはエキゾーストパイプ１６の上流端が接続され、その下流端に図示しないサイレンサが接続されて排気装置１７を構成する。

吸気ポート１０の上流側には、上述したように、スロットルボディ１２がインテークパイプ１８を介して接続される。スロットルボディ１２内には図示しないスロットルグリップに接続されたスロットルケーブルによって開閉操作されるメインスロットルバルブ１９が設けられ、このメインスロットルバルブ１９の上流側に、アクチュエータである後述の電動モータ２０によって開閉制御されるサブスロットルバルブ２１が設けられる。そして、スロットルボディ１２には燃料がメインスロットルバルブ１９の下流側を指向して噴射されるようにフューエルインジェクタ１１が配置される。

図２は、概略化した本願発明の第一実施形態におけるスロットルボディ１２Ａの正面図であり、図３は、同左側面図である。また、図４は図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図であり、図５は図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図である。

図２〜図５に示すように、スロットルボディ１２Ａはその内部に図の上下方向に延びる吸気通路２２を有する。なお、図２〜図５においてスロットルボディ１２Ａの上側が吸気の流れの上流（エアクリーナ１３側）、下側が下流（エンジン１側）とする。

吸気通路２２にはメインスロットルバルブ１９およびサブスロットルバルブ２１が設けられる。メインスロットルバルブ１９は吸気通路２２の下流側にメインバルブ軸２３Ａを介して開閉可能に軸支されると共に、サブスロットルバルブ２１は吸気通路２２の上流側にサブバルブ軸２４を介して開閉可能に軸支される。

メインバルブ軸２３Ａの一端はスロットルボディ１２Ａの外部に突出し、この突出端に前記スロットルケーブルが接続されるスロットルプーリ２５が設けられる。また、メインバルブ軸２３Ａの他端もスロットルボディ１２Ａの外部に突出し、この突出端にメインスロットルポジションセンサ２６が接続される。

一方、サブバルブ軸２４の一端はスロットルボディ１２Ａの外部に突出し、この突出端にサブスロットルバルブ２１開閉駆動用の前記電動モータ２０が設けられる。また、サブバルブ軸２４の他端もスロットルボディ１２Ａの外部に突出し、この突出端にサブスロットルポジションセンサ２７が接続される。

他方、吸気通路２２に近接した位置には吸気通路２２とは別にバイパスエア通路２８Ａが形成される。バイパスエア通路２８Ａは、吸気通路２２の、例えばサブスロットルバルブ２１より上流側のスロットルボディ１２Ａ壁に設けられたバイパスエア入口２９と、メインスロットルバルブ１９より下流側のスロットルボディ１２Ａ壁に設けられたバイパスエア出口３０とを連通する通路であり、この第一実施形態において、バイパスエア通路２８Ａはスロットルボディ１２Ａの側面に一体または一体的に設けられる。

また、バイパスエア入口２９は側面視でサブバルブ軸２４の略上方に近接して設けられる一方、バイパスエア出口３０は側面視でメインバルブ軸２３Ａの下前方に離間して設けられ、バイパスエア通路２８Ａは側面視でメインバルブ軸２３Ａを避けるよう、吸気通路２２の軸線３１と交差するよう傾斜して配設される。そして、サブスロットルポジションセンサ２７側に延びるサブバルブ軸２４の他端はバイパスエア通路２８Ａを横断して外部に突出する。

バイパスエア通路２８Ａを流れる空気の流量はバイパスエア通路２８Ａ内に設けられるアイドルスピードコントロールバルブ３２（以下、ＩＳＣバルブと略す）によって調整される。ＩＳＣバルブ３２は、バイパスエア通路２８Ａ内のサブバルブ軸２４の、少なくともその一部の形状を変更することにより構成される。また、サブバルブ軸２４はバイパスエア通路２８Ａを閉塞可能に形成される。

図６（ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブ２１が中間開度時の状態を示す断面図であり、図７（ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブ２１が全開時の状態を示す断面図である。図４〜図７（ａ）および（ｂ）に示すように、ＩＳＣバルブ３２はサブバルブ軸２４と同軸上に配置され、サブスロットルバルブ２１に連動して開閉制御される。具体的には、本実施形態において、ＩＳＣバルブ３２はサブバルブ軸２４に側面視で凹状に切り欠かれた溝状のものであり、ＩＳＣバルブ３２の底面３３はサブバルブ軸２４の中心線上に位置する。そして、サブスロットルバルブ２１が開動作するとき、ＩＳＣバルブ３２は開かれ、サブスロットルバルブ２１が全閉のとき、ＩＳＣバルブ３２も全閉となるように設定される。

図８（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれＩＳＣバルブ３２が形成された部位のサブバルブ軸２４の断面図の、第一実施例であり、（ａ）はサブスロットルバルブ２１全閉時、（ｂ）はサブスロットルバルブ２１中間開度時、そして（ｃ）はサブスロットルバルブ２１全開時を示す。

図８（ａ）に示すように、バイパスエア通路２８Ａ中に位置するサブバルブ軸２４上のＩＳＣバルブ３２は例えば半円形の断面を有し、サブスロットルバルブ２１が全閉のとき、ＩＳＣバルブ３２の底面３３はバイパスエア通路２８Ａの軸と直行するように配置されてバイパスエア通路２８Ａは完全に閉じられた状態となる。そして、図８（ｂ）に示すように、サブスロットルバルブ２１が開きだすとバイパスエア通路２８Ａも開きだし、図８（ｃ）に示すように、サブスロットルバルブ２１が全開するとＩＳＣバルブ３２の底面３３はバイパスエア通路２８Ａの軸と平行になってバイパスエア通路２８Ａも全開となる。

ところで、上述した実施形態に示すＩＳＣバルブ３２は、サブスロットルバルブ２１が開き始めるとほぼ同時にバイパスエア通路２８Ａを開き始める構造となっているが、例えば次に示す構造によってバイパスエア通路２８Ａが開き始めるタイミングをずらすことも可能である。

図９（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれＩＳＣバルブ３２ａが形成された部位のサブバルブ軸２４の断面図の、第二実施例であり、（ａ）はサブスロットルバルブ２１全閉時、（ｂ）はサブスロットルバルブ２１中間開度時、そして（ｃ）はサブスロットルバルブ２１全開時を示す。

図９（ａ）に示すように、バイパスエア通路２８Ａ中に位置するサブバルブ軸２４上のＩＳＣバルブ３２ａは例えば底面３３ａがサブバルブ軸２４の中心線より上方に位置する半円形の断面を有し、サブスロットルバルブ２１が全閉のとき、ＩＳＣバルブ３２の底面３３ａはバイパスエア通路２８Ａの軸と直行するように配置されてバイパスエア通路２８Ａは完全に閉じられた状態となる。そして、図９（ｂ）に示すように、サブスロットルバルブ２１が開きだしてもＩＳＣバルブ３２ａは例えば底面３３ａが通路壁に達するまではバイパスエア通路２８Ａは閉じられた状態で維持され、図９（ｃ）に示すように、サブスロットルバルブ２１が全開するとバイパスエア通路２８Ａも全開となる。

ＩＳＣバルブ３２ａの底面３３ａをサブバルブ軸２４の中心線より上方に位置させるとＩＳＣバルブ３２全開時の流路面積が第一実施例に示すものより少なくなるが、サブバルブ軸２４の中心を挟んで反対側に不足分に相当する切欠部３４を設けることによりＩＳＣバルブ３２全開時の流路面積を第一実施例に示すものと同等に確保できる。

図１０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれＩＳＣバルブ３２ｂが形成された部位のサブバルブ軸２４の断面図の、第三実施例であり、（ａ）はサブスロットルバルブ２１全閉時、（ｂ）はサブスロットルバルブ２１中間開度時、そして（ｃ）はサブスロットルバルブ２１全開時を示す。

図１０（ａ）、（ｂ）および（ｃ）に示すように、この実施例におけるＩＳＣバルブ３２ｂは側面視で楔形に切り欠かれた溝状のものである。

図１１は、概略化した本願発明の第二実施形態におけるスロットルボディ１２Ｂの正面図であり、図１２は、同左側面図である。また、図１３は図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図であり、図１４は図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図である。なお、第一実施形態に示すスロットルボディ１２Ａと同一の構成部材については同一の符号を付して説明を省略する。

図１１〜図１４に示すように、スロットルボディ１２Ｂはその内部に図の上下方向に延びる吸気通路２２を有する。吸気通路２２にはメインスロットルバルブ１９およびサブスロットルバルブ２１が設けられる。メインスロットルバルブ１９は吸気通路２２の下流側にメインバルブ軸２３Ｂを介して開閉可能に軸支されると共に、サブスロットルバルブ２１は吸気通路２２の上流側にサブバルブ軸２４を介して開閉可能に軸支される。

メインバルブ軸２３Ｂの一端はスロットルボディ１２Ｂの外部に突出し、この突出端に前記スロットルケーブルが接続されるスロットルプーリ２５が設けられる。また、メインバルブ軸２３Ｂの他端もスロットルボディ１２Ｂの外部に突出し、この突出端にメインスロットルポジションセンサ２６が接続される。

一方、サブバルブ軸２４の一端はスロットルボディ１２Ｂの外部に突出し、この突出端にサブスロットルバルブ２１開閉駆動用の前記電動モータ２０が設けられる。また、サブバルブ軸２４の他端もスロットルボディ１２Ｂの外部に突出し、この突出端にサブスロットルポジションセンサ２７が接続される。

他方、吸気通路２２にはバイパスエア通路２８Ｂが形成される。バイパスエア通路２８Ｂは、吸気通路２２の、例えばサブスロットルバルブ２１より上流側のスロットルボディ１２Ｂ壁に設けられたバイパスエア入口２９と、メインスロットルバルブ１９より下流側のスロットルボディ１２Ｂ壁に設けられたバイパスエア出口３０とを連通する通路であり、この第二実施形態において、バイパスエア通路２８Ｂはスロットルボディ１２Ｂの側面に一体または一体的に設けられる。

また、バイパスエア入口２９は側面視でサブバルブ軸２４の略上方に近接して設けられる一方、バイパスエア出口３０は側面視でメインバルブ軸２３Ｂの略下方に近接して設けられ、バイパスエア通路２８Ｂは側面視で吸気通路２２の軸線３１と平行に配設される。そして、サブスロットルポジションセンサ２７側に延びるサブバルブ軸２４の他端はバイパスエア通路２８Ｂを横断して外部に突出すると共に、メインスロットルポジションセンサ２６側に延びるメインバルブ軸２３の他端もバイパスエア通路２８Ｂを横断して外部に突出する。

バイパスエア通路２８Ｂを流れる空気の流量はバイパスエア通路２８Ｂ内に設けられるＩＳＣバルブ３２によって調整される。ＩＳＣバルブ３２は、バイパスエア通路２８Ｂ内のサブバルブ軸２４の、少なくともその一部の形状を変更することにより構成される。また、サブバルブ軸２４はバイパスエア通路２８Ｂを閉塞可能に形成される。

ＩＳＣバルブ３２はサブバルブ軸２４と同軸上に配置され、サブスロットルバルブ２１に連動して開閉制御される。具体的には、本実施形態において、ＩＳＣバルブ３２はサブバルブ軸２４に側面視で凹状に切り欠かれた溝状のものであり、ＩＳＣバルブ３２の底面３３はサブバルブ軸２４の中心線上に位置する。そして、サブスロットルバルブ２１が開動作するとき、ＩＳＣバルブ３２は開かれ、サブスロットルバルブ２１が全閉のとき、ＩＳＣバルブ３２も全閉となるように設定される。

一方、バイパスエア通路２８Ｂ内を横断するメインバルブ軸２３にはバイパスエア通路２８Ｂ内の、メインバルブ軸２３Ｂの上流側と下流側とを連通する貫通孔３５が形成され、この貫通孔３５はメインスロットルバルブ１９が全閉時にのみバイパスエア通路２８Ｂの、メインバルブ軸２３の上流側と下流側とを連通するように形成される。

図１５（ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブ２１が中間開度時、メインスロットルバルブ１９が微少開度時の状態を示す断面図であり、図１６（ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブ２１が中間開度時、メインスロットルバルブ１９が全閉時の状態を示す断面図である。さらに、図１７（ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブ２１が全開時、メインスロットルバルブ１９が全閉時の状態を示す断面図である。

図１５（ａ）および（ｂ）に示すように、サブスロットルバルブ２１が開くことによりＩＳＣバルブ３２が開いても、メインスロットルバルブ１９が例え少しでも開いていると、バイパスエア通路２８Ｂの、メインバルブ軸２３の上流側と下流側とは連通しないので、バイパスエアはバイパスエア通路２８Ｂ内を流れない。

一方、図１６（ａ）および（ｂ）並びに図１７（ａ）および（ｂ）に示すように、メインスロットルバルブ１９が全閉時であると、バイパスエア通路２８Ｂの、メインバルブ軸２３の上流側と下流側とは連通状態となるので、サブスロットルバルブ２１が開くことによりＩＳＣバルブ３２が開くとバイパスエアは流れることが可能となる。

ところで、バイパスエア通路２８Ａ，２８Ｂ内を流れるバイパスエアの流量はサブスロットルバルブ２１の開度によって調整されるが、ＩＳＣバルブ３２全開時の基本流量はバイパスエア通路２８Ａ，２８Ｂの通路断面積によって調整可能であり、例えば図１８（ａ）に示すように、バイパスエア通路２８Ｃの壁をサブバルブ軸２４の軸方向に広げることにより（同様にＩＳＣバルブ３２の切欠も延長）、ＩＳＣバルブ３２全開時の、バイパスエアの基本流量を増加させることができる。

また、上述した実施形態においては、スロットルボディ１２Ａ，１２Ｂの吸気通路２２はスロットルボディ１２Ａ，１２Ｂの側面に一体または一体的に設けられたバイパスエア通路２８Ａ，２８Ｂによってバイパスエア入口２９とバイパスエア出口３０とが連通されているが、図１８（ｂ）に示すように、例えばホース３６を配管として用いてＩＳＣバルブ３２の上下流とスロットルボディ１２Ｄの吸気通路２２とを接続してバイパスエア通路２８Ｄを形成すれば、配管やＩＳＣバルブ３２のレイアウトに自由度が増す。また、ホース３６を配管として用いる場合、図１８（ｃ）に示すように、ＩＳＣバルブ３２をスロットルボディ１２Ｄから離して配置することも可能になる。

一方、バイパスエア通路２８Ｃ内を流れるバイパスエアの基本流量を増加させる方法として、上述したようにバイパスエア通路２８Ｃの壁をサブバルブ軸２４の軸方向に広げる方法もあるが、図１９（ａ）および（ｂ）に示すように、バイパスエア通路２８Ｅの壁をサブバルブ軸２４の径方向に広げる方法もある。この場合、サブバルブ軸２４の形状のみでは流量特性に対応することは困難であるため、サブバルブ軸２４にバイパスエアバルブ３７を設けることにより対応可能となる。

図２０は、概略化した本願発明の第三実施形態におけるスロットルボディ１２Ｆの縦断面図である。なお、第一実施形態にしめすスロットルボディ１２Ｂと同一の構成部材については同一の符号を付して説明を省略する。

図２０に示すように、スロットルボディ１２Ｆはその内部に図の上下方向に延びる吸気通路２２を有する。吸気通路２２にはメインスロットルバルブ（図示せず）およびサブスロットルバルブ２１が設けられる。メインスロットルバルブは吸気通路２２の下流側にメインバルブ軸２３Ｆを介して開閉可能に軸支されると共に、サブスロットルバルブ２１は吸気通路２２の上流側にサブバルブ軸２４を介して開閉可能に軸支される。

吸気通路２２にはバイパスエア通路２８Ｆが形成される。バイパスエア通路２８Ｆは、スロットルボディ１２Ｆ壁に設けられたサブバルブ軸２４の軸穴を兼ねたバイパスエア入口２９と、メインスロットルバルブ１９より下流側のスロットルボディ１２Ｆ壁に設けられたバイパスエア出口３０とを連通する通路であり、この第三実施形態において、吸気通路２２はスロットルボディ１２Ｆの側面に一体または一体的に設けられる。

バイパスエア通路２８Ｆを流れる空気の流量はバイパスエア通路２８Ｆ内に設けられるＩＳＣバルブ３２Ｆによって調整される。ＩＳＣバルブ３２Ｆは、バイパスエア通路２８Ｆ内のサブバルブ軸２４の、少なくともその一部の形状を変更することにより構成される。また、サブバルブ軸２４はバイパスエア通路２８Ｆを閉塞可能に形成される。

ＩＳＣバルブ３２Ｆはサブバルブ軸２４と同軸上に配置され、サブスロットルバルブ２１に連動して開閉制御される。具体的には、本実施形態において、ＩＳＣバルブ３２Ｆはサブバルブ軸２４に側面視で凹状に切り欠かれた溝状のものであり、ＩＳＣバルブ３２Ｆの底面３３Ｆはサブバルブ軸２４の中心線上に位置すると共に、ＩＳＣバルブ３２Ｆは吸気通路２２内に向かって延設され、吸気通路２２内とバイパスエア通路２８Ｆ内とを連通する。そして、サブスロットルバルブ２１が開動作するとき、ＩＳＣバルブ３２Ｆは開かれ、サブスロットルバルブ２１が全閉のとき、ＩＳＣバルブ３２Ｆも全閉となるように設定される。

ところで、上述した実施形態においては一本の吸気通路２２に一本のバイパスエア通路２８Ａ〜２８Ｆを設けた例を示したが、例えば図２１に示すように、複数本の、この第四実施形態においてはたとえば二気筒エンジン用スロットルボディ１２Ｇの二本の吸気通路２２に一本のバイパスエア通路２８Ｇを共用させることも可能である。具体的には、一対の吸気通路２２の間にバイパスエア通路２８Ｇを配置させることにより一対の吸気通路２２で両方の吸気通路２２に対応でき、構造の簡素化およびコストの削減を図ることができる。

さらに、図２２における第五実施形態に示すように、二本の吸気通路２２と一本のバイパスエア通路２８Ｈとから構成されるユニットを連装すれば四気筒エンジンにも流用可能なスロットルボディ１２Ｈとなる。さらに、図２３における第六実施形態に示すように、スロットルボディ１２Ｊの一対の吸気通路２２の間にバイパスエア通路２８Ｊを配置させる構造は、前述の第三実施形態に示したもののように、ＩＳＣバルブ３２Ｊが吸気通路２２内に向かって延設された構造のものにも適用可能である。

これらの複数の吸気通路２２をより少ない数のバイパスエア通路２８Ｇ，２８Ｈ，２８Ｊで連通する場合、必要な空気流量の確保は、図１８（ａ）や図１９（ａ）および（ｂ）に示したように、バイパスエア通路２８Ｃ，２８Ｅの通路断面積を大きくすることにより確保可能である。

そして、図２４における第七実施形態に示すように、スロットルボディ１２Ｋの例えば一側部に一本のバイパスエア通路２８Ｋを配置し、複数の吸気通路２２のバイパスエア入口２９およびバイパスエア出口３０とバイパスエア通路２８Ｋとを例えば別体の連通管３８で接続してバイパスエアの通路を集約することも可能である。なお、連通管３８はスロットルボディ１２Ｋと一体に設けてもよい。また、別体の連通管としては、例えば金属パイプ或いは弾性ホース等が用いられる。

次に、本実施形態の作用について説明する。

アイドルスピードコントロール（以下、ＩＳＣと略す）は、吸気通路２２内の、スロットルバルブ１９，２１の上流と下流とを連通するバイパスエア通路２８Ａ〜を設け、このバイパスエア通路２８Ａ〜の空気流量を制御することにより行っている。

バイパスエア通路２８Ａ〜の空気流量制御は、例えば第一実施形態で説明すると、バイパスエア通路２８Ａ内に設けられるＩＳＣバルブ３２（アイドルスピードコントロールバルブ）によって調整される。ＩＳＣバルブ３２は、バイパスエア通路２８Ａ内のサブバルブ軸２４に側面視で凹状の切り欠きを設けたものであり、サブスロットルバルブ２１の開度に応じてバイパスエア通路２８Ａの空気流量が変化し、所望の空気量を満たすように構成される。そして、サブスロットルバルブ２１が開動作するとき、ＩＳＣバルブ３２は開かれ、サブスロットルバルブ２１が全閉のとき、ＩＳＣバルブ３２も全閉となるように設定される。

また、ＩＳＣに最適なサブスロットルバルブ２１の開度は、例えばエンジン１のクランク角センサ（図示せず）やスロットルボディ１２Ａの、メインバルブ軸２３Ａの軸端に設けられたメインスロットルポジションセンサ２６等の信号を図示しないＥＣＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｍｏｄｕｌｅ）に取り込み、得られた各情報を基に導き出される。

さらに、ＦＩＤ制御はエンジン１の冷却水温度やエンジン１の回転数等を基に目標ＦＩＤエンジン回転数を設定して制御を行うか、予め設定した開度にサブスロットルバルブ２１を制御することによって行われる。

エンジン１のアイドリング時、すなわちメインスロットルバルブ１９が閉じられているときは、目標エンジン回転数と実際のエンジン回転数との差を取り、その偏差の大きさを基にサブスロットルバルブ２１を制御して目標エンジン回転数に近付けるようにしている。

一方、無負荷時にレーシング等の操作を行った場合や、有負荷状態（ギヤイン時）で通常走行を行った場合、すなわちメインスロットルバルブ１９が開かれているときは、予め設定した「エンジン回転数―スロットルポジション」のマップによりサブスロットルバルブ２１の開度を制御する。

他方、スロットルグリップを全閉操作して減速する場合、サブスロットルバルブ２１を開動作させてバイパスエア通路２８Ａを開いてエンジンブレーキを調整するダッシュポット制御を行うことも可能である。

上述したように、吸気通路２２にバイパスエア通路２８Ａを形成し、このバイパスエア通路２８ＡにＩＳＣバルブ３２を設けると共に、サブスロットルバルブ２１に連動してこのＩＳＣバルブ３２を開閉制御するように構成したことにより、サブスロットルバルブ２１開閉駆動用の電動モータ２０一つでサブスロットルバルブ２１の制御とバイパスエア通路２８Ａの空気流量を制御できる。その結果、従来必要であった専用のＩＳＣバルブ駆動機構が不要となり、構造の簡素化およびコストの削減を図ることができる。

また、ＩＳＣバルブ３２がサブスロットルバルブ２１に連動するので、サブスロットルポジションセンサ２７を使ってＩＳＣバルブ３２の開度を高精度で制御可能である。その結果、従来のポジションセンサを取り付けることができなかった、プランジャをモータで駆動して空気流量を制御していた方式と異なり、脱調等による制御不能に陥る可能性がなくなる。

さらに、エンジン１のアイドリング時はＩＳＣバルブ３２を開動作させるためにサブスロットルバルブ２１を開く必要があるが、ＩＳＣバルブ３２を開くときはメインスロットルバルブ１９が全閉状態であるため、吸気通路２２を通る吸気量に影響はない。

さらにまた、エンジン１の冷間始動時にはＩＳＣバルブ３２を大きな開度で開くことにより、アイドルスピード制御時よりも多量のバイパスエアを確保できるので、オートＦＩＤ制御として利用できると共に、従来のような複雑なリンク機構も不要となる。

そして、前述したように、スロットルグリップを全閉操作しての急減速時に、サブスロットルバルブ２１を開動作させてバイパスエア通路２８ＡのＩＳＣバルブ３２を開き、エンジン１の燃焼室９にバイパスエアを追加供給することによりエンジンブレーキ（バックトルク）を軽減することができると共に、従来のような複雑なリンク機構も不要となる。

ところで、サブスロットルバルブ２１は基本的にメインスロットルバルブ１９の動作に若干遅れて追従するものであり、メインスロットルバルブ１９が開いているときにサブスロットルバルブ２１が閉じている時間はごく微少である。したがって、サブスロットルバルブ２１が閉じている状態では通常メインスロットルバルブ１９も閉じており、これはすなわちエンジン１のアイドリング状態であることがほとんどである。この状態下においてＩＳＣバルブ３２が開いていると、エンジン１のアイドリング時には常時バイパスエア通路２８Ａが開いている状態となり、ＩＳＣバルブ３２の制御の幅が狭くなり適さない。そこで、ＩＳＣバルブ３２をサブスロットルバルブ２１が開動作するときに連動して開くようにすると共に、サブスロットルバルブ２１が全閉の時にはＩＳＣバルブ３２も同様に全閉となるように設定したので、バイパスエアの量がゼロの状態を実現でき、ＩＳＣの制御に幅を持たせることができる。

なお、これとは逆に、サブスロットルバルブ２１の開動作と連動してＩＳＣバルブ３２が閉動作させることも可能である。この場合、サブスロットルバルブ２１が全開となるときにＩＳＣバルブ３２を全閉とするように設定することで、上述したのと同様のアイドルスピード制御をできる。

いずれを選択することも可能であるが、万一サブスロットルバルブ２１のポジションセンサ或いは電動モータ２０にフェールが発生した場合、予圧コイルスプリングの付勢力によりサブスロットルバルブ２１が全開状態で保持されるようになっているが、サブスロットルバルブ２１の全開時にＩＳＣバルブ３２が全閉となるよう設定することで、フェール時にサブスロットルバルブ２１が全開保持された際にＩＳＣバルブ３２が全閉となるのでバイパスエアを遮断して吸気量を低下させることができる。

一方、吸気通路２２のサブスロットルバルブ２１より上流側のスロットルボディ１２Ａ壁に設けられたバイパスエア入口２９と、メインスロットルバルブ１９より下流側のスロットルボディ１２Ａ壁に設けられたバイパスエア出口３０とをバイパスエア通路２８Ａで連通すると共に、ＩＳＣバルブ３２とサブバルブ軸２４とを同軸上に配置してサブスロットルバルブ２１の開閉動作に連動してＩＳＣバルブ３２が開閉できる構成としたことにより、複雑なリンク機構等を一切使用することなくサブスロットルバルブ２１とＩＳＣバルブ３２とを連動できるため、応答性を向上でき、リンク機構各部の公差による個体差を低減できる。また、スロットルボディ１２Ａにバイパスエア通路２８Ａを一体的に設けることが可能となり、複雑な配管を不要とする。

さらに、バイパスエア通路２８Ａ内を横断するサブバルブ軸２４の形状を変更することによりサブバルブ軸２４にＩＳＣバルブ３２を一体に構成すると共に、サブバルブ軸２４を、サブスロットルバルブ２１が所定の開度となるときにバイパスエア通路２８Ａを閉塞可能に形成したことにより、ＩＳＣバルブ３２に供される別体のバタフライバルブ等が不要になり、ＩＳＣバルブ３２およびバイパスエア通路２８Ａの小型化も図れる。

さらにまた、サブバルブ軸２４の軸方向から見たときにバイパスエア通路２８Ａを、メインバルブ軸２３Ａと重ならないようオフセットさせて配設し、具体的な一つの手段としてメインバルブ軸２３Ａを避けるよう、吸気通路２２の軸線３１と交差するよう傾斜して配設したことにより、メインバルブ軸２３Ａに貫通孔を形成するといった特別な加工を施す必要がない。

ところで、バイパスエア通路２８Ａは上述した理由からメインバルブ軸２３Ａと交差しないように形成することが望ましいが、敢えて交差させてもよい（図１１〜図１４の第二実施形態参照）。この場合、メインバルブ軸２３Ｂがバイパスエア通路２８Ｂを塞がないよう、メインバルブ軸２３Ｂにその上流側と下流側とを連通する貫通孔３５が形成される。また、バイパスエアの供給が求められるのはメインスロットルバルブ１９が全閉付近の開度にある時のみであるため、この状態でバイパスエア通路２８Ｂが連通されるよう貫通孔３５の位置が設定される。その際、この貫通孔３５を大径とするとメインスロットルバルブ１９が全閉でない状態（微小開度開いた状態）でもバイパスエアが流れてしまうため、貫通孔３５は小径に設定され、またこれに伴い、メインバルブ軸２３Ｂ上流側のバイパスエア通路２８Ｂには絞り３９が形成される。

このように、メインバルブ軸２３Ｂとバイパスエア通路２８Ｂとを交差させた場合、バイパスエア通路２８Ｂは吸気通路２２の軸線３１と平行に配設できるので、加工性が向上する。

他方、多気筒エンジンのように複数の吸気通路２２を備えるスロットルボディ１２Ｇ〜の場合、一本のバイパスエア通路２８Ｇ〜をこれら複数の吸気通路２２にそれぞれ連通させたことにより、バイパスエアの通路の共通化ができ、スロットルボディ１２Ｇ〜の幅方向寸法を短縮できる。その結果、スロットルボディ１２Ｇ〜の小型化や軽量化を図ることができる。

また、バイパスエア通路２８Ｇ〜およびＩＳＣバルブ３２を複数設けた場合、各バイパス２８Ｇ〜におけるバイパスエア流量の同調を得るのが困難となり、逆にエンジンのアイドル回転数が安定しない虞があるが、複数の吸気通路２２を備えるスロットルボディ１２Ｇ〜において一つのバイパスエア通路２８Ｇ〜を設けて共通使用することにより、アイドル回転数を安定させることができる。

最後に、本発明によればバイパスエア通路２８の容量やサブバルブ軸２４の形状によって、エンジン１の排気量を問わず、ＦＩＤ制御に最適な空気量やＩＳＣに最適なサブスロットルバルブ２１の開度と空気流量の特性を得ることができる。

本発明に係る吸気量制御装置の一実施形態を示す自動二輪車用エンジンおよび吸気装置の一部の縦断面図。 概略化した本願発明の第一実施形態におけるスロットルボディの正面図。 図２に示すスロットルボディの左側面図。 図３のＩＶ−ＩＶ線に沿う断面図。 図２のＶ−Ｖ線に沿う断面図。 （ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブが中間開度時の状態を示す断面図。 （ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブが全開時の状態を示す断面図。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれＩＳＣバルブが形成された部位のサブバルブ軸の断面図（第一実施例）。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれＩＳＣバルブが形成された部位のサブバルブ軸の断面図（第二実施例）。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）はそれぞれＩＳＣバルブが形成された部位のサブバルブ軸の断面図（第三実施例）。 概略化した本願発明の第二実施形態におけるスロットルボディの正面図。 図１１に示すスロットルボディの左側面図。 図１２のＸＩＩＩ−ＸＩＩＩ線に沿う断面図。 図１１のＸＩＶ−ＸＩＶ線に沿う断面図。 （ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブが中間開度時、メインスロットルバルブが微少開度時の状態を示す断面図。 （ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブが中間開度時、メインスロットルバルブが全閉時の状態を示す断面図。 （ａ）および（ｂ）はサブスロットルバルブが全開時、メインスロットルバルブが全閉時の状態を示す断面図。 （ａ）、（ｂ）および（ｃ）は他の実施形態を示す断面図。 （ａ）および（ｂ）は他の実施形態を示す断面図。 概略化した本願発明の第三実施形態におけるスロットルボディの縦断面図。 概略化した本願発明の第四実施形態における二気筒エンジン用スロットルボディの縦断面図。 概略化した本願発明の第五実施形態における四気筒エンジン用スロットルボディの縦断面図。 概略化した本願発明の第六実施形態における二気筒エンジン用スロットルボディの縦断面図。 概略化した本願発明の第七実施形態における四気筒エンジン用スロットルボディの縦断面図。

符号の説明

１２Ａ，１２Ｂ，１２Ｄ，１２Ｆ，１２Ｇ，１２Ｈ，１２Ｋ スロットルボディ
１９ メインスロットルバルブ
２０ 電動モータ
２１ サブスロットルバルブ
２２ 吸気通路
２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｆ メインバルブ軸
２４ サブバルブ軸
２８Ａ〜２８Ｋ バイパスエア通路
３２ａ，３２ｂ，３２Ｆ，３２Ｊ ＩＳＣバルブ
３５ 貫通孔

Claims (11)

1. スロットルボディの内部に形成された吸気通路に、スロットルグリップの操作によって開閉するメインスロットルバルブと、アクチュエータによって開閉制御されるサブスロットルバルブとを設ける一方、上記吸気通路とは別にバイパスエア通路を形成し、このバイパスエア通路にＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブを設けると共に、このＩＳＣバルブを上記サブスロットルバルブに連動して開閉制御するように構成したことを特徴とする吸気量制御装置。
2. 上記ＩＳＣバルブを上記サブスロットルバルブが開動作するときに連動して開くように設定した請求項１記載の吸気量制御装置。
3. 上記サブスロットルバルブが全閉のとき、上記ＩＳＣバルブも全閉となるように設定した請求項２記載の吸気量制御装置。
4. 上記ＩＳＣバルブを上記サブスロットルバルブが開動作するときに連動して閉じるように設定した請求項１記載の吸気量制御装置。
5. 上記サブスロットルバルブが全開の時、上記ＩＳＣバルブが全閉となるように設定した請求項４記載の吸気量制御装置。
6. 上記吸気通路の上記サブスロットルバルブより上流側と上記メインスロットルバルブより下流側とを上記バイパスエア通路で連通すると共に、上記サブスロットルバルブを回動自在に軸支するサブバルブ軸と同軸上に上記ＩＳＣバルブを回動自在に軸支した請求項１乃至５のいずれかに記載の吸気量制御装置。
7. 上記バイパスエア通路内のサブバルブ軸の、少なくともその一部の形状を変更して上記ＩＳＣバルブを構成すると共に、上記サブバルブ軸を、上記サブスロットルバルブが所定開度のとき上記バイパスエア通路を閉塞可能に形成した請求項１乃至５のいずれかに記載の吸気量制御装置。
8. 上記サブバルブ軸の軸方向視において、上記バイパスエア通路を、上記メインスロットルバルブを軸支するメインバルブ軸と重ならないようオフセットして配設した請求項６または７記載の吸気量制御装置。
9. 上記バイパスエア通路に上記メインスロットルバルブを軸支するメインバルブ軸を横断させると共に、このメインバルブ軸にバイパスエア通路の上流側と下流側とを連通する貫通孔を形成し、上記メインスロットルバルブが全閉付近の開度の時にのみ上記バイパスエア通路が連通されるよう上記貫通孔の位置を設定した請求項６または７記載の吸気量制御装置。
10. スロットルボディの内部に形成された吸気通路に、スロットルグリップの操作によって開閉するメインスロットルバルブと、アクチュエータによって開閉制御されるサブスロットルバルブとを設ける一方、上記吸気通路とは別にバイパスエア通路を形成し、このバイパスエア通路にＩＳＣ（アイドルスピードコントロール）バルブを設けると共に、上記メインスロットルバルブが全閉のときに上記アクチュエータで上記サブスロットルバルブを開閉制御することで上記サブスロットルバルブに連動して上記ＩＳＣバルブを開閉制御するように構成したことを特徴とする吸気量制御装置。
11. 上記スロットルボディは複数の吸気通路を備える一方、一つの共通のバイパスエア通路を設け、このバイパスエア通路を上記複数の吸気通路にそれぞれ連通させた請求項１乃至１０のいずれかに記載の吸気量制御装置。

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