JP2014194181A - 内燃機関の吸気装置 - Google Patents

Abstract

【課題】４サイクルエンジンおいて、吸気系の吸気圧を正確に測定できる内燃機関の吸気装置を提供する。
【解決手段】燃焼室に連通する吸気ポート１３ＩＮを開閉する吸気バルブと、吸気ポート１３ＩＮに接続する吸気管部材１０と、吸気管部材１０の上流側端部に接続し、吸気量を調整するスロットル弁を備えるスロットルボディ１１と、吸気管部材１０に燃料を噴射する燃料噴射装置２０と、吸気管部材１０内に設けられ、吸気管部材１０内における吸気の流れに応じて離間又は当接して開閉するリード５５を備えるリードバルブ５６と、を備える４サイクルエンジンの吸気装置において、吸気管部材１０内におけるリードバルブ５６の下流側で、かつ吸気バルブの上流側の位置で、吸気圧を検出する吸気圧センサ２５を取り付ける。
【選択図】図４

Description

本発明は、４サイクルエンジンに用いられる内燃機関の吸気装置に関し、詳しくは、吸気系にリードバルブを備える４サイクルエンジンに用いられる内燃機関の吸気装置に関する。

４サイクルエンジンの吸気系においてリードバルブを設ける車両は従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。

実公昭６４−２５４２４号公報

上記のように吸気系にリードバルブを設ける車両では、リードバルブの故障を吸気系内の圧力変化から判定することが可能であり、このような判定は精度良く行われることが求められる。また、上記のように吸気系にリードバルブを設ける車両では、吸気慣性効果で入った空気をせき止めるリードバルブにより過給効果が生じるため、特にＦＩシステムを用いる場合には、正確なＡ／Ｆ（空燃比）を設定するために、正確な吸入空気圧（吸気圧）を測定可能であることが望まれる。

本発明は係る実情に鑑みてなされたものであり、吸気系にリードバルブを備える４サイクルエンジンの吸気装置であって、吸気系の吸気圧を正確に測定できる内燃機関の吸気装置を提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載の発明は、燃焼室（１３Ｒ）に連通する吸気ポート（１３ＩＮ）を開閉する吸気バルブ（１５ＩＮ）と、前記吸気ポート（１３ＩＮ）に接続する吸気管部材（１０）と、前記吸気管部材（１０）の上流側端部に接続し、吸気量を調整するスロットル弁（１４）を備えるスロットルボディ（１１）と、前記吸気管部材（１０）に燃料を噴射する燃料噴射装置（２０）と、前記吸気管部材（１０）内に設けられ、該吸気管部材（１０）内における吸気の流れに応じて離間又は当接して開閉するリード（５５）を備えるリードバルブ（５６）と、を備え、４サイクルエンジン（２）に用いられる内燃機関の吸気装置において、前記吸気管部材（１０）内における前記リードバルブ（５６）の下流側で、かつ前記吸気バルブ（１５ＩＮ）の上流側の位置で、吸気圧を検出する吸気圧センサ（２５）を取り付けることを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、クランク軸のクランク角を検出するクランク角センサ（２６）と、前記クランク角センサ（２６）からの検出値、及び前記吸気圧センサ（２５）からの検出値を入力される制御装置（３０）と、をさらに備え、前記制御装置（３０）は、吸気下死点後に前記リードバルブ（５６）が正常に作動する際の吸気系内の吸気圧である故障判定圧を記憶しており、前記クランク角センサ（２６）からの検出値及び前記吸気圧センサ（２５）からの検出値に基づき、吸気下死点後の前記吸気圧センサ（２５）からの検出値から演算される吸気圧が、前記故障判定圧よりも大きいときに、前記リードバルブ（５６）が故障であると判定することを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、前記吸気管部材（１０）は、上流側に位置するインシュレータ（１０Ａ）と、下流側に位置するインレットパイプ（１０Ｂ）と、で構成され、前記インレットパイプ（１０Ｂ）に前記燃料噴射装置（２０）が取り付けられ、前記吸気圧センサ（２５）は、前記吸気管部材（１０）を貫通して設けられ、前記吸気管部材（１０）内に位置する端部を、前記リード（５５）の当接部の下流側直後で、かつ前記燃料噴射装置（２０）の燃料噴射領域よりも上流側の位置に配置することを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記インレットパイプ（１０Ｂ）は、前記リードバルブ（５６）を収納する断面四角形状で下流側に向けて断面積を漸減させるリードバルブ収納部（５０）と、該リードバルブ収納部（５０）の下流側端部と略同一の断面積で、又は、該リードバルブ収納部（５０）の下流側端部から断面積を漸減させて延びる吸気通路部（５１）と、を有し、前記吸気圧センサ（２５）は、前記吸気通路部（５１）を貫通して設けられることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、前記リードバルブ収納部（５０）は、前記スロットルボディ（１１）から該リードバルブ収納部（５０）までの吸気流路の中央を通って延びる吸気軸線（Ｃ１）を軸に傾斜し、その上面（５０Ｕ）が水平面に対して傾斜して延びるように配置されており、前記燃料噴射装置（２０）は、前記リードバルブ収納部（５０）の上面（５０Ｕ）が下がっている側に、燃料ホースとのジョイント部（２０Ｂ）が向くように配置され、前記リードバルブ収納部（５０）において、その上面（５０Ｕ）が上がっている側に位置する前記吸気通路部（５１）の側面（５１Ｌ）に、前記吸気圧センサ（２５）が貫通して設けられ、前記吸気圧センサ（２５）の前記吸気管部材（１０）内に位置する端部が、斜め下方に向くことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、前記インレットパイプ（１０Ｂ）の下流側端部に、該下流側端部の外周部から外側に張り出すフランジ部（５３）が形成され、前記フランジ部（５３）は、前記下流側端部の開口を挟んで対向するように一対形成され、それぞれに締め付け穴（５３Ａ）が形成され、これら締め付け穴（５３Ａ）に挿通させた締結部材により、前記吸気ポート（１３ＩＮ）に締結され、一対の前記フランジ部（５３）は、前記リードバルブ収納部（５０）の傾斜にあわせて並んで位置し、一対の前記フランジ部（５３）のうちの一方が他方よりも上方に位置し、該上方に位置する前記フランジ部（５３）よりも下方に、前記吸気圧センサ（２５）が配置されることを特徴とする。
請求項７に記載の発明は、前記制御装置（３０）は、前記リードバルブ（５６）の故障の判定を、内燃機関の所定の運転状態のときに行うことを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、リードバルブと吸気バルブとで密封される空間で吸気圧を吸気圧センサで検出することで、吸気圧を精度良く正確に検出することができる。これにより、正確にＡ／Ｆ（空燃比）を設定することが可能となる。
また、請求項２のように、リードバルブの故障を判定する際には、リードバルブの故障を精度良く検出することができる。

請求項３に記載の発明によれば、吸気圧センサが、リードの当接部の下流側直後の吸気圧を、吸気管部材内に位置する端部から検出可能となり、確実に精度良く吸気圧を検出でき、また、吸気管部材内に位置する端部に燃料がかからないようにすることができる。

請求項４に記載の発明によれば、リードの当接部近傍に、吸気圧センサの吸気管部材内に位置する端部を配置し易くなる。また、吸気圧センサにおける吸気通路部の外部に位置する部位を、インレットパイプにおいて上流側に比べて窪んだ下流側に位置させて、外力から保護するようにすることができる。

請求項５に記載の発明によれば、燃料噴射装置の燃料ホースとのジョイント部をコンパクトに配置でき、また、吸気圧センサの吸気管部材内に位置する端部から液体が入っても、当該端部が斜め下方に向くことで排出されて、検出精度を維持させ易くすることができる。

請求項６に記載の発明によれば、インレットパイプの着脱時に、吸気圧センサと締結部材が干渉し難くなり、着脱作業の作業性を向上できる。
請求項７に記載の発明によれば、情報量を抑えて故障判定を簡単に行うことができる。

本発明の実施形態に係る内燃機関の吸気装置を備える車両の一例である自動二輪車のエンジン周りの右側面図である。 上記自動二輪車のエンジンに接続される吸気系の右側面図である。 上記自動二輪車のエンジン制御システムの概略図である。 上記吸気系におけるインレットパイプ及びインシュレータの縦断面図である。 上記吸気系におけるインレットパイプ及びインシュレータを、その吸気軸線に沿って前方から見た図である。 上記吸気系におけるインレットパイプ及びインシュレータを後方から見下ろした斜視図である。 上記自動二輪車に搭載される制御装置であるＥＣＵの機能構成図である。 上記ＥＣＵに記憶されるリードバルブの故障判定圧と、リードバルブの故障時の吸気圧の様子を説明する図である。 上記ＥＣＵのリードバルブ故障判定部が行うリードバルブ故障判定処理を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図面に基づき説明する。なお、以下の説明に用いる図面において、矢印ＦＲは車両の前方を、矢印ＵＰは車両の上方を、矢印ＬＨは車両の左方をそれぞれ示している。

図１には本実施形態に係る内燃機関の吸気装置を備える鞍乗型車両である自動二輪車１のエンジン２周りの右側面図が示されている。エンジン２は空冷単気筒の４サイクルエンジンであり、その前後、及び下方に位置する車体フレーム３に囲われるようにして車体フレーム３に支持されている。エンジン２は、クランク軸及び変速機を一体に収容したクランクケース４と、クランクケース４の上部前側から上方に向けて立設されたシリンダ部５と、を備えている。

シリンダ部５は、クランクケース４の上部前側から上方に起立するシリンダ本体６と、シリンダ本体６の上部に取り付けられたシリンダヘッド７と、シリンダヘッド７の上部を覆うヘッドカバー８と、を備えている。シリンダヘッド７の前部には排気管９が接続され、シリンダヘッド７の後部には、自動二輪車１の吸気系を構成する吸気管部材１０が接続されている。

図２を参照し、自動二輪車１の吸気系は、上記吸気管部材１０と、スロットルボディ１１と、コネクティングチューブ１２と、図示省略するエアクリーナと、で構成されている。なお、本発明でいう内燃機関の吸気装置は、上記吸気系を含むものを意味している。本実施形態において吸気管部材１０は、吸気の流れ方向で上流側に位置するインシュレータ１０Ａと、下流側に位置するインレットパイプ１０Ｂと、から構成されている。

インシュレータ１０Ａの上流側端部は、スロットルボディ１１に接続され、インレットパイプ１０Ｂの下流側端部は、シリンダヘッド７に形成される吸気ポート１３ＩＮ（図３参照）に接続されている。吸気系では、エアクリーナからシリンダヘッド７に向けて、コネクティングチューブ１２、スロットルボディ１１、インシュレータ１０Ａ、及びインレットパイプ１０Ｂが、この順番で、前後方向に沿って略真直ぐに延びるように接続されている。また、インレットパイプ１０Ｂの上面には、燃料噴射装置２０が設けられ、この車両の吸気系では、ＦＩシステムを採用している。

図３は、自動二輪車１における車両用エンジン制御システムの概略構成を示している。
図２及び図３を参照し、スロットルボディ１１内には、バタフライ式のスロットル弁１４が配置されている。スロットル弁１４は、スロットルケーブル１６を介して図示省略するスロットルグリップに機械的に連係され、スロットルグリップの操作量に応じて吸気量を調整する。なお、スロットルグリップとスロットル弁１４とが電気的に連係されるバイワイヤ式を用いても構わない。

スロットル弁１４の回動軸端には、スロットル弁１４の開度を計測するスロットル開度センサ（Ｔｈセンサ）２４が設けられている。また、本実施形態では、インレットパイプ１０Ｂに、吸気系内の吸気圧を計測する吸気圧センサ（Ｐｂセンサ）２５が設けられている。また、符号２６はクランクケース４に設けられてクランク軸の回転角度を計測するクランク角センサ（Ｎｅセンサ）を示し、符号２７は排気管９に設けられる酸素センサを示している。

上記各センサの検出信号（検出値）は、エンジン２の運転を統括制御する制御装置（以下、ＥＣＵ）３０に入力され、ＥＣＵ３０は、各センサの検出信号に基づき、燃料噴射装置２０の燃料噴射量（燃料噴射時間）や、点火プラグ２１の点火タイミング等を制御する。なお、ＥＣＵ３０は、所望のＡ／Ｆ（空燃比）で燃焼室１３Ｒ内に燃料を供給するために、吸気圧センサ２５で検出した吸気圧等に基づき燃料噴射装置２０の燃料噴射量を制御する。

また、図３において符合１３ＥＸは、排気ポートを示し、排気ポート１３ＥＸ及び上記吸気ポート１３ＩＮは、シリンダヘッド７内部に形成された燃焼室１３Ｒに連通している。符合１５ＩＮは、吸気ポート１３ＩＮを開閉する吸気バルブを示し、符号１５ＥＸは排気ポート１３ＥＸを開閉する排気バルブを示している。

吸気バルブ１５ＩＮ及び排気バルブ１５ＥＸは、図示省略する動弁装置により、所定のタイミングで吸気ポート及び排気ポートを開閉する。また、符合Ｐはシリンダ本体６に形成されたシリンダボアに摺動可能に嵌合されたピストンを示している。

図２及び図４〜図６を用いて、吸気系の構成について詳述する。
図２において、符合１７は、スロットルボディ１１の外部でスロットル弁１４の回動軸端に固定されたケーブル連結プレートを示しており、スロットルケーブル１６はケーブル連結プレート１７に連結して、スロットルグリップの操作に応じてケーブル連結プレート１７を回動させることで、スロットル弁１４を回動させる。

また、図４に示すように、スロットルボディ１１の下流側端部には、インシュレータ１０Ａの上流側端部の内周側に嵌合される連結筒部１１Ａが形成され、スロットルボディ１１は、連結筒部１１Ａをインシュレータ１０Ａの上流側端部の内周側に嵌合し、インシュレータ１０Ａの上流側端部の外周部がクランプ４０によって締め付けられることで、インシュレータ１０Ａと接続している。

図２、図４及び図５を参照し、インレットパイプ１０Ｂは、断面四角形状で下流側に向けて断面積を漸減させるリードバルブ収納部５０と、リードバルブ収納部５０の下流側端部と連通して、このリードバルブ収納部５０の下流側端部から断面積をやや漸減させてシリンダヘッド７側へ延びる吸気通路部５１と、リードバルブ収納部５０の上流側端部の外周部から外側に張り出す矩形状の上流側フランジ部５２と、吸気通路部５１の下流側端部の外周部から左右外側に張り出す左右一対の下流側フランジ部５３と、を一体に有している。

そして、図４を参照し、リードバルブ収納部５０内には、吸気系内における吸気の流れに応じて離間又は当接して開閉する上下で一対のリード５５を備えるリードバルブ５６が収納され、インレットパイプ１０Ｂは、リードバルブ５６を収容するとともに、リードバルブ５６を介してインシュレータ１０Ａに連結している。

すなわち、リードバルブ５６は、リードバルブ収納部５０の上流側フランジ部５２と略同一の大きさの矩形状に形成され、上流側フランジ部５２に締結固定される連結板部５７と、連結板部５７の中央部に形成された吸気連通穴５８の周縁部から上流側に立ち上がり、インシュレータ１０Ａの下流側端部の内周側に嵌合する嵌合筒部５９と、吸気連通穴５８の周縁部の上側及び下側から下流側に立ち上がる上下一対の保持板部６０と、上下の保持板部６０にそれぞれ固定される上下のリード５５と、を備えている。

そしてリードバルブ５６は、嵌合筒部５９をインシュレータ１０Ａの下流側端部の内周側に嵌合し、インシュレータ１０Ａの下流側端部の外周部がクランプ４１によって締め付けられることで、インシュレータ１０Ａと接続している。また、上下の保持板部６０は、左右方向に長手方向を沿わせた矩形状に形成されており、上の保持板部６０の上面は前方（下流側）に延びるに従って下方に延びる傾斜状に形成され、下の保持板部６０の下面は前方（下流側）に延びるに従って上方に延びる傾斜状に形成されている。

そして、上下のリード５５は矩形状に形成され、上のリード５５は、上方側の保持板部６０の上面に固定されて前方（下流側）に延びるに従って下方に延びており、下のリード５５は、保持板部６０の下面に固定されて前方（下流側）に延びるに従って下方に延びている。

上下のリード５５はそれぞれの前端部５５Ａを当接させる状態で、保持板部６０に固定されており、吸気系内において上流側から下流側に吸気が流れることで、前端部５５Ａを上下方向に離間させて開状態となり、吸気系内において下流側から上流側に吸気が流れようとする場合に、前端部５５Ａを当接させて閉状態となる。

基本的に、リードバルブ５６は、吸気バルブ１５ＩＮが開状態で、ピストンＰが吸気上死点から下がり始める際に、燃焼室１３Ｒ側がエアクリーナ側よりも負圧になり、吸気系内で上流側から下流側に吸気が流れることで、前端部５５Ａを上下方向に離間させて開状態となる。
また、リードバルブ５６は、ピストンＰが下死点から上昇し、吸気系内において下流側から上流側に吸気が流れようとする場合に、前端部５５Ａを当接させて閉状態となる。
また、基本的にリードバルブ５６は、吸気圧が上流側と下流側とで一定であるときには、閉状態となる。

一方で、図５を参照し、左右一対の下流側フランジ部５３は、インレットパイプ１０Ｂ（吸気通路部５１）の下流側端部の開口を挟んで対向するように一対形成され、それぞれに締め付け穴５３Ａが形成され、これら締め付け穴５３Ａに挿通させた締結部材により、吸気ポート１３ＩＮに締結される。

また、本実施形態では、上記した吸気圧センサ２５が、インレットパイプ１０Ｂの吸気通路部５１に貫通して設けられている。本実施形態において、図５に示すように吸気圧センサ２５は、吸気通路部５１を貫通して吸気系内と外部とを連通させる連通筒部２５Ａと、吸気系の外部に配置され連通筒部２５Ａの端部に接続するセンサ本体２５Ｂと、で構成されている。なお、センサ本体２５Ｂは、便宜上二点鎖線で示している。

吸気圧センサ２５は、センサ本体２５Ｂ内に備えた感圧素子等により、連通筒部２５Ａを通して吸気系内の圧力変動を感知する。ここで、本実施形態では、連通筒部２５Ａの吸気系内に位置する端部が、リードバルブ５６の下流側で、かつ吸気バルブ１５ＩＮの上流側の位置に配置されて、当該位置で吸気圧を検出するようになっている。

詳しくは、吸気圧センサ２５は、連通筒部２５Ａの吸気系内に位置する端部を、リード５５の当接部（前端部５５Ａ）の下流側中心部直後で、かつ図４においてＦで示す燃料噴射装置２０の燃料噴射領域よりも上流側の位置に配置するように、吸気通路部５１に設けられている。

また、図４及び図５において、符号Ｃ１は、スロットルボディ１１、インシュレータ１０Ａ及びインレットパイプ１０Ｂまでの吸気流路の中央（中心）を通って延びる吸気軸線を示しており、吸気軸線Ｃ１は前後方向に沿って略水平に延びている。ここで、図５及び図６を参照し、本実施形態では、インレットパイプ１０Ｂは、リードバルブ収納部５０が、吸気軸線Ｃ１を軸（軸中心）に傾斜し、リードバルブ収納部５０の上面５０Ｕが水平面に対して傾斜して延びるように配置されている。ここで、図中Ｌ１は、リードバルブ収納部５０の傾斜方向を示す直線を示している。

また、図２及び図４を参照し、上記した燃料噴射装置２０は、吸気通路部５１の上面から膨出して形成されるとともに、吸気通路部５１の内部と外部とを連通させる連通穴５１Ａを有する台座部５１Ｂに固定されている。燃料噴射装置２０は、一端部に燃料噴射穴を有する円柱状の噴射装置本体２０Ａと、噴射装置本体２０Ａの他端部の外周部から外側に延びるように接続され、燃料ホース（図示略）に接続して噴射装置本体２０Ａに燃料を供給する管状体であるジョイント部２０Ｂ（図２参照）と、を有している。なお、図４においては、噴射装置本体２０Ａの燃料噴射穴側のみを、便宜上、断面で示している。

燃料噴射装置２０は、噴射装置本体２０Ａが台座部５１Ｂから後斜め上方に延び、かつジョイント部２０Ｂがリードバルブ収納部５０の上面５０Ｕの上方に位置するように、台座部５１Ｂに固定されている。そして、燃料噴射装置２０は、リードバルブ収納部５０の上面５０Ｕが下がっている側に、ジョイント部２０Ｂが向くように配置されている。すなわち、燃料噴射装置２０は、リードバルブ収納部５０の上面５０Ｕの傾斜にあわせてジョイント部２０Ｂが左側から右下方に延びるように、台座部５１Ｂに固定されている。

また、上記した吸気圧センサ２５は、リードバルブ収納部５０において、その上面５０Ｕが上がっている側に位置する吸気通路部５１の側面である左側面５１Ｌ（図５参照）に、その連通筒部２５Ａを貫通させている。そして、図５において破線で示すように、連通筒部２５Ａは、その吸気系内に位置する端部が斜め下方に向くようになっている。また、ここで、吸気圧センサ２５の連通筒部２５Ａ及びセンサ本体２５Ｂは、少なくとも一部が後方からリードバルブ収納部５０の外壁及び上流側フランジ部５２に覆われる。

また、上記したインレットパイプ１０Ｂの左右一対の下流側フランジ部５３は、左の下流側フランジ部５３が、右の下流側フランジ部５３よりも上方に位置し、左右の下流側フランジ部５３は、リードバルブ収納部５０の傾斜にあわせて並んでいる（角度は異なるが、水平方向に対してリードバルブ収納部５０が傾いた側と同じ側に傾く傾斜方向に並んでいる）。
そして、図５を参照し、吸気圧センサ２５は、右の下流側フランジ部５３よりも上方に位置する左の下流側フランジ部５３よりも下方に配置されている。さらに詳しくは、吸気圧センサ２５は、左の下流側フランジ部５３に形成された締め付け穴５３Ａと、該締め付け穴５３Ａの軸方向で重ならない位置に配置されている。

次に、図７を参照し、本実施形態に係る自動二輪車１のＥＣＵ３０の機能構成について説明する。本実施形態におけるＥＣＵ３０は、燃料噴射量を制御する燃料噴射制御部３６、及び点火タイミングを制御する点火制御部３７等の他に、吸気圧センサ２５の検出値等に基づいてリードバルブ５６の故障を判定するリードバルブ故障判定部３８を有している。

リードバルブ故障判定部３８は、クランク角センサ２６からの検出値から吸気下死点後の所定のクランク角を検出した際に、この吸気下死点後の所定のクランク角のときの吸気圧センサ２５からの検出値から演算される吸気圧が、所定のクランク角に対応する故障判定圧よりも大きいときに、リードバルブ５６が故障であると判定する。リードバルブ故障判定部３８は、リードバルブ５６が故障であると判定した場合に、警告部３９に故障である旨を通知する。警告部３９は、例えばインストルメントパネル上で点灯して故障を告知する表示手段等である。

故障判定圧は、リードバルブ５６が正常に作動する際に、吸気圧センサ２５からの検出値から演算される吸気圧であり、予めリードバルブ故障判定部３８に記憶されている。

図８には、縦軸を吸気圧、横軸をクランク角として得られる、所定の運転状態（本実施形態ではアイドル運転状態）における吸気圧の波形Ｗ１が示され、この波形Ｗ１の値から故障判定圧が定められる。

波形Ｗ１においては、エンジン２の作動行程における吸気行程のクランク角が吸気上死点（Ｔ．Ｄ．Ｃ）となるときに、吸気圧が最大値（最大吸気圧Ｔ１）となり、吸気上死点からピストンＰが下降し、クランク角が吸気下死点（Ｂ．Ｄ．Ｃ）となるときの近傍に、吸気圧が最小値（最小吸気圧Ｂ１）となる。
ここで、吸気上死点から吸気下死点にかけては、吸気系内の下流側が負圧となり、これに対して上流側が正圧となることで、上流側から下流側に吸気が流れリードバルブ５６が開状態となる。また、吸気上死点から吸気下死点にかけては、吸気バルブ１５ＩＮは開状態となっている。

そして、吸気行程後の圧縮行程の途中まで吸気バルブ１５ＩＮは開いており、吸気行程終了直後にピストンＰが上昇することで、リードバルブ５６は閉状態になり、吸気圧は、区間ｘにおいて最小吸気圧Ｂ１から急峻に上昇するが、圧縮行程の途中で吸気バルブ１５ＩＮが閉じたとき（ｓ１）以降は、ピストンＰの上昇の影響を受けなくなり、膨張行程及び排気行程の途中まで緩やかに上昇する。

そして、エンジン２では、排気行程の終了間際に吸気バルブ１５ＩＮが開状態となるように構成されており、この吸気バルブ１５ＩＮが開くとき（ｓ２）に、燃焼ガスの吹き返しによりリードバルブ５６が閉状態となり、吸気圧が急激に増加し、再び最大吸気圧Ｔ１となる。

ここで、図８において、破線で示す波形Ｗ２は、リードバルブ５６が故障し閉状態不能となる故障の場合の吸気圧の波形を示している。波形Ｗ２では、吸気行程終了直後にピストンＰが上昇しても、リードバルブ５６が閉状態にならず、吸気圧が、吸気下死点における最小吸気圧Ｂ１から急峻に上昇し続けている。このように、リードバルブ５６が適正に作動する場合と作動しない場合とで、吸気下死点後から吸気上死点までの吸気圧に大きな差分が生じ、この例では、排気下死点（Ｂ．Ｄ．Ｃ）で差分が特に顕著に表れる。

リードバルブ故障判定部３８は、クランク角センサ２６からの検出値からエンジン２の運転時のクランク角を検出し、このときの吸気圧を求め、吸気下死点後から吸気上死点までの吸気圧が、波形Ｗ１に基づき定められた故障判定圧よりも大きい場合に、リードバルブ５６が故障であると判定する。
より具体的に、本実施形態では、クランク角が排気下死点（Ｂ．Ｄ．Ｃ）であるときの吸気圧を求め、この実測の吸気圧を、排気下死点に対応する故障判定圧（Ｔ３）と比較して大きい、詳しくは両者の差分が所定値以上であるときに、リードバルブ５６が故障である判定するようにしている。
なお、本実施形態では、リードバルブ故障判定部３８は、故障の判定を、アイドル運転状態のときに行う。この場合、判定に用いる情報を必要最低限に抑えることができ、故障判定を簡単に行うことができる。なお、アイドル運転状態以外の運転状態で故障の判定処理を行なってもよいし、複数の運転状態で故障の判定処理を行ってもよい。

図９は、リードバルブ故障判定部３８が行うリードバルブ故障判定処理の一例を説明するフローチャートを示している。なお、このリードバルブ故障判定処理は微小時間毎に繰り返し実行される。

当該判定処理では、まず、自動二輪車１のメインスイッチがオンになり、ＥＣＵ３０に電力が供給されると、当該処理がスタートし、ステップＳ１でリードバルブ故障判定部３８は、エンジン２が運転状態にあるか否かを判定する。
ステップＳ１でＹＥＳ（エンジン２が運転状態にある）と判定した場合には、本実施形態では、ステップＳ２でリードバルブ故障判定部３８が、クランク角が排気下死点である否かを判定する。
そして、ステップＳ２においてクランク角が排気下死点でない場合にはステップＳ１に戻り、クランク角が排気下死点である場合にはステップＳ３に処理が進む。

次いでステップＳ３では、リードバルブ故障判定部３８は、排気下死点における吸気圧を吸気圧センサ２５からの検出値に基づき演算し、排気下死点に対応する故障判定圧と比較し、所定値以上、実測の吸気圧が大きいか否か判定する。
そして、ステップＳ３において吸気圧が故障判定圧よりも所定値以上大きい場合は、処理がステップＳ４に進み、そうでない場合は、ステップＳ１に処理が戻る。

そして、ステップＳ４でリードバルブ故障判定部３８は、インストルメントパネル等に設けた警告部３９を作動させ、その後、ステップＳ１に戻って上記一連の処理を繰り返す。

以上のように上記実施形態は、４サイクルのエンジン２に用いられる吸気装置において、吸気管部材１０内におけるリードバルブ５６の下流側で、かつ吸気バルブ１５ＩＮの上流側の位置で、吸気圧を検出する吸気圧センサ２５を取り付けるものである。この構成では、リードバルブ５６と吸気バルブ１５ＩＮとで密封される空間で吸気圧を吸気圧センサ２５で検出することで、吸気圧を精度良く正確に検出することができる。そして、正確にＡ／Ｆ（空燃比）を設定することが可能となる。
また、本実施形態は、クランク角センサ２６からの検出値、及び吸気圧センサ２５からの検出値を入力されるＥＣＵ３０と、をさらに備える。そして、ＥＣＵ３０は、リードバルブ５６が正常に作動する際の吸気系内の吸気圧である故障判定圧を記憶しており、クランク角センサ２６からの検出値及び吸気圧センサ２５からの検出値に基づき、吸気下死点後の吸気圧センサ２５からの検出値から演算される吸気圧が、故障判定圧よりも大きいときに、リードバルブ５６が故障であると判定するように構成されている。この構成では、このようにリードバルブ５６の故障を判定する際にも、吸気圧が正確に検出できるため、リードバルブ５６の故障を精度良く検出することができる。

また、本実施形態では、吸気管部材１０が、上流側に位置するインシュレータ１０Ａと、下流側に位置するインレットパイプ１０Ｂと、で構成され、インレットパイプ１０Ｂに燃料噴射装置２０が取り付けられ、吸気圧センサ２５は、吸気管部材１０を貫通して設けられ、吸気管部材１０内に位置する端部を、リード５５の当接部である前端部５５Ａの下流側直後で、かつ燃料噴射装置２０の燃料噴射領域Ｆよりも上流側の位置に配置する。

このような構成により、吸気圧センサ２５が、リード５５の当接部である前端部５５Ａの下流側直後の吸気圧を、吸気管部材１０内に位置する端部（連通筒部２５Ａの端部）から検出可能となり、確実に精度良く吸気圧を検出でき、また、吸気管部材１０内に位置する端部に燃料がかからないようにすることができる。

また、本実施形態では、インレットパイプ１０Ｂが、リードバルブ５６を収納する断面四角形状で下流側に向けて断面積を漸減させるリードバルブ収納部５０と、リードバルブ収納部５０の下流側端部から断面積を漸減させて延びる吸気通路部５１と、を有し、吸気圧センサ２５が、吸気通路部５１を貫通して設けられる。

このような構成により、リード５５の当接部近傍に、吸気圧センサ２５の吸気管部材１０内に位置する端部（連通筒部２５Ａの端部）を配置し易くなる。また、吸気圧センサ２５における吸気通路部５１の外部に位置する部位を、インレットパイプ１０Ｂにおいて上流側に比べて窪んだ下流側に位置させて、外力から保護するようにすることができる。

また、本実施形態では、リードバルブ収納部５０が、スロットルボディ１１からリードバルブ収納部５０までの吸気流路の中央を通って延びる吸気軸線Ｃ１を軸に傾斜し、その上面５０Ｕが水平面に対して傾斜して延びるように配置されており、燃料噴射装置２０は、リードバルブ収納部５０の上面５０Ｕが下がっている側に、燃料ホースとのジョイント部２０Ｂが向くように配置され、リードバルブ収納部５０において、その上面５０Ｕが上がっている側に位置する吸気通路部５１の左側面５１Ｌに、吸気圧センサ２５（連通筒部２５Ａ）が貫通して設けられ、吸気圧センサ２５の吸気管部材１０内に位置する端部（連通筒部２５Ａの端部）が、斜め下方に向くようになっている。

このような構成では、燃料噴射装置２０の燃料ホースとのジョイント部２０Ｂをコンパクトに配置でき、また、吸気圧センサ２５の吸気管部材１０内に位置する端部（連通筒部２５Ａの端部）から液体が入っても、当該端部が斜め下方に向くことで排出されて、検出精度を維持させ易くすることができる。

また、本実施形態では、インレットパイプ１０Ｂの下流側端部に、この下流側端部の外周部から外側に張り出す下流側フランジ部５３が形成され、下流側フランジ部５３は、インレットパイプ１０Ｂの下流側端部の開口を挟んで対向するように一対形成され、それぞれに締め付け穴５３Ａが形成されている。そして、これら締め付け穴５３Ａに挿通させた締結部材により、インレットパイプ１０Ｂが吸気ポート１３ＩＮに締結される。そして、一対の下流側フランジ部５３は、リードバルブ収納部５０の傾斜にあわせて並んで位置し、上方に位置する下流側フランジ部５３よりも下方に吸気圧センサ２５が配置される。

このような構成では、インレットパイプ１０Ｂの着脱時に、吸気圧センサ２５と締結部材が干渉し難くなり、着脱作業の作業性を向上できる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、上記実施形態では、本発明の適用の一例として自動二輪車１の内燃機関を説明したが、車両は、自動二輪車に限らず、三輪車や四輪車であってもよい。また、エンジンは単気筒エンジンに限らず、多気筒エンジンであってもよい。

また、上記実施形態では、吸気管部材１０が、インシュレータ１０Ａとインレットパイプ１０Ｂとで構成されると説明したが、一本の管部材であってもよい。
また、燃料噴射装置２０に代えてキャブレータを用いてもよい。また、リードバルブ５６の構造も、上下一対のリード５５を備えるものに限定されるものではない。

また、上記実施形態では、吸気圧センサ２５が、連通筒部２５Ａと、センサ本体２５Ｂとで構成されると説明したが、連通筒部２５Ａのように、吸気管部材を貫通する部材の吸気系内に位置する端部に、感圧素子等を設け、吸気管部材の外部に位置する端部には、制御装置に接続するケーブルを設けるもの等であってもよい。なお、上記実施形態では、センサ本体２５Ｂに接続するケーブルを省略したが、実際には、ケーブルがセンサ本体２５ＢとＥＣＵ３０との間で延びる。

また、上記実施形態では、インレットパイプ１０Ｂにおいて、吸気通路部５１がリードバルブ収納部５０の下流側端部から断面積を漸減させて延びると説明したが、吸気通路部５１は、リードバルブ収納部５０の下流側端部の断面積と略同一の断面積で延びるものであってもよい。また、リードバルブ収納部５０は、上記実施形態のような形状に限定されるものではない。

また、上記実施形態では、リードバルブ故障判定部３８が、排気下死点における吸気圧を、故障判定圧と比較する例を説明したが、この例に限定されるものではない。例えば、排気下死点から吸気上死点の間であれば、膨張行程の上死点等で吸気圧を検出し、このときの吸気圧を故障判定圧と比較して、故障を判定してもよい。

１ 自動二輪車
２ エンジン（４サイクルエンジン）
１０ 吸気管部材
１０Ａ インシュレータ
１０Ｂ インレットパイプ
１３ＩＮ 吸気ポート
１３Ｒ 燃焼室
１４ スロットル弁
１５ＩＮ 吸気バルブ
２０ 燃料噴射装置
２０Ｂ ジョイント部
２５ 吸気圧センサ
２６ クランク角センサ
３０ 制御装置（ＥＣＵ）
５０ リードバルブ収納部
５０Ｕ 上面
５１ 吸気通路部
５１Ｌ 左側面（側面）
５３ 下流側フランジ部（フランジ部）
５３Ａ 締め付け穴
５５ リード
５６ リードバルブ
Ｃ１ 吸気軸線

Claims (7)

1. 燃焼室（１３Ｒ）に連通する吸気ポート（１３ＩＮ）を開閉する吸気バルブ（１５ＩＮ）と、
   前記吸気ポート（１３ＩＮ）に接続する吸気管部材（１０）と、
   前記吸気管部材（１０）の上流側端部に接続し、吸気量を調整するスロットル弁（１４）を備えるスロットルボディ（１１）と、
   前記吸気管部材（１０）に燃料を噴射する燃料噴射装置（２０）と、
   前記吸気管部材（１０）内に設けられ、該吸気管部材（１０）内における吸気の流れに応じて離間又は当接して開閉するリード（５５）を備えるリードバルブ（５６）と、を備え、
   ４サイクルエンジン（２）に用いられる内燃機関の吸気装置おいて、
   前記吸気管部材（１０）内における前記リードバルブ（５６）の下流側で、かつ前記吸気バルブ（１５ＩＮ）の上流側の位置で、吸気圧を検出する吸気圧センサ（２５）を取り付けることを特徴とする内燃機関の吸気装置。
2. クランク軸のクランク角を検出するクランク角センサ（２６）と、
   前記クランク角センサ（２６）からの検出値、及び前記吸気圧センサ（２５）からの検出値を入力される制御装置（３０）と、をさらに備え、
   前記制御装置（３０）は、
   吸気下死点後に前記リードバルブ（５６）が正常に作動する際の吸気系内の吸気圧である故障判定圧を記憶しており、
   前記クランク角センサ（２６）からの検出値及び前記吸気圧センサ（２５）からの検出値に基づき、吸気下死点後の前記吸気圧センサ（２５）からの検出値から演算される吸気圧が、前記故障判定圧よりも大きいときに、前記リードバルブ（５６）が故障であると判定することを特徴とする請求項１に内燃機関の吸気装置。
3. 前記吸気管部材（１０）は、上流側に位置するインシュレータ（１０Ａ）と、下流側に位置するインレットパイプ（１０Ｂ）と、で構成され、
   前記インレットパイプ（１０Ｂ）に前記燃料噴射装置（２０）が取り付けられ、
   前記吸気圧センサ（２５）は、前記吸気管部材（１０）を貫通して設けられ、前記吸気管部材（１０）内に位置する端部を、前記リード（５５）の当接部の下流側直後で、かつ前記燃料噴射装置（２０）の燃料噴射領域よりも上流側の位置に配置することを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気装置。
4. 前記インレットパイプ（１０Ｂ）は、前記リードバルブ（５６）を収納する断面四角形状で下流側に向けて断面積を漸減させるリードバルブ収納部（５０）と、該リードバルブ収納部（５０）の下流側端部と略同一の断面積で、又は、該リードバルブ収納部（５０）の下流側端部から断面積を漸減させて延びる吸気通路部（５１）と、を有し、
   前記吸気圧センサ（２５）は、前記吸気通路部（５１）を貫通して設けられることを特徴とする請求項３に記載の内燃機関の吸気装置。
5. 前記リードバルブ収納部（５０）は、前記スロットルボディ（１１）から該リードバルブ収納部（５０）までの吸気流路の中央を通って延びる吸気軸線（Ｃ１）を軸に傾斜し、その上面（５０Ｕ）が水平面に対して傾斜して延びるように配置されており、
   前記燃料噴射装置（２０）は、前記リードバルブ収納部（５０）の上面（５０Ｕ）が下がっている側に、燃料ホースとのジョイント部（２０Ｂ）が向くように配置され、
   前記リードバルブ収納部（５０）において、その上面（５０Ｕ）が上がっている側に位置する前記吸気通路部（５１）の側面（５１Ｌ）に、前記吸気圧センサ（２５）が貫通して設けられ、
   前記吸気圧センサ（２５）の前記吸気管部材（１０）内に位置する端部が、斜め下方に向くことを特徴とする請求項４に記載の内燃機関の吸気装置。
6. 前記インレットパイプ（１０Ｂ）の下流側端部に、該下流側端部の外周部から外側に張り出すフランジ部（５３）が形成され、
   前記フランジ部（５３）は、前記下流側端部の開口を挟んで対向するように一対形成され、それぞれに締め付け穴（５３Ａ）が形成され、これら締め付け穴（５３Ａ）に挿通させた締結部材により、前記吸気ポート（１３ＩＮ）に締結され、
   一対の前記フランジ部（５３）は、前記リードバルブ収納部（５０）の傾斜にあわせて並んで位置し、一対の前記フランジ部（５３）のうちの一方が他方よりも上方に位置し、該上方に位置する前記フランジ部（５３）よりも下方に、前記吸気圧センサ（２５）が配置されることを特徴とする請求項５に記載の内燃機関の吸気装置。
7. 前記制御装置（３０）は、前記リードバルブ（５６）の故障の判定を、内燃機関の所定の運転状態のときに行うことを特徴とする請求項２に記載の内燃機関の吸気装置。

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