JP4820806B2 - エンジンにおけるプラズマ供給装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンにおけるプラズマ供給装置に関し、特にプラズマによる燃料改質に伴うオゾンの漏洩を防止する技術に関する。

従来、エンジン吸気をプラズマ化して燃焼性の向上を図る技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２００７−１０７４９１号公報

ところで、エンジンの吸気側にプラズマ供給装置を備える場合、エンジン停止時において吸気通路に残留したオゾンが車両外部に漏洩することを防止できる構成が要望されている。
そこでこの発明は、エンジン停止時に吸気通路に残留したオゾンが車両外部に漏洩することを防止するエンジンにおけるプラズマ供給装置を提供する。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、取り入れた外気をその流量をスロットルバルブ（例えば実施例のスロットルバルブ２４ｂ）で調整しつつエンジン（例えば実施例のエンジンＥ）の燃焼室（例えば実施例の燃焼室２７ａ）に供給する吸気通路（例えば実施例の吸気通路Ｋ）と、取り入れた外気をプラズマ生成器（例えば実施例のプラズマ生成器６０）を通じてプラズマ化空気として前記吸気通路に供給するプラズマ供給路（例えば実施例のプラズマ供給路Ｐ）とを備えるエンジンにおけるプラズマ供給装置において、前記エンジンの停止時に、前記プラズマ供給路における前記プラズマ生成器よりも上流側の部位を閉塞するシャットオフ手段（例えば実施例のシャットオフ装置１００，１１０，１２０）を備えることを特徴とする。

請求項２に記載した発明は、前記プラズマ供給路は、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも上流側の部位から分岐して延び、かつ前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも下流側の部位に合流することを特徴とする。

請求項３に記載した発明は、前記シャットオフ手段は、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも下流側の内部圧力に応じて、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を閉塞することを特徴とする。

請求項４に記載した発明は、前記シャットオフ手段は、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも下流側の内部圧力に応じて作動するダイヤフラム（例えば実施例のダイヤフラム１０２）と、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を閉塞する閉塞部材（例えば実施例の閉塞部材１０１，１１１）と、前記ダイヤフラムの作動に応じて前記閉塞部材を開閉動させる駆動機構（例えば実施例の駆動機構１０３）とを有してなることを特徴とする。

請求項５に記載した発明は、前記シャットオフ手段は、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を閉塞する閉塞部材（例えば実施例の閉塞部材１０１，１１１）と、該閉塞部材を開閉動させるアクチュエータ（例えば実施例のアクチュエータ１２２）と、前記エンジンの回転数に応じて前記アクチュエータを作動制御する制御部（例えば実施例の制御部１２３）とを有してなることを特徴とする。

請求項６に記載した発明は、前記制御部は、イグニッションスイッチ（例えば実施例のイグニッションスイッチ１２５）がオフ側にあるときには、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を閉塞するべく前記アクチュエータを作動させることを特徴とする。

請求項７に記載した発明は、前記制御部は、イグニッションスイッチ（例えば実施例のイグニッションスイッチ１２５）がオン側にあり、かつ前記エンジンの回転数が所定値以上であるときには、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を開放するべく前記アクチュエータを作動させることを特徴とする。

請求項１に記載した発明によれば、エンジンの停止時には、プラズマ供給路におけるプラズマ生成器よりも上流側の部位をシャットオフ手段により閉塞することで、エンジン停止時にプラズマ供給路に残留したプラズマ化空気（オゾン）が大気中に漏洩することを防止することができる。

請求項２に記載した発明によれば、吸気通路におけるプラズマ供給路の分岐部分よりも上流側の部位を閉塞するのみで、吸気通路及びプラズマ供給路を閉塞することが可能となり、シャットオフ手段の簡素化を図ることができる。

請求項３に記載した発明によれば、エンジン運転時に吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流側の内部に生じる吸気負圧の有無に応じてシャットオフ手段を開閉動させることが可能となり、エンジン停止時におけるオゾンの漏洩を確実に防止することができる。

請求項４に記載した発明によれば、エンジン運転時には吸気通路におけるスロットルバルブよりも下流側の内部に生じる吸気負圧を利用してダイヤフラムを作動させ、駆動機構を介して閉塞部材を開作動させると共に、エンジン停止時にはダイヤフラムを復元させて閉塞部材を閉作動させることが可能となり、シャットオフ手段を安価に構成することができる。

請求項５記載した発明によれば、エンジンの回転数から該エンジンの運転状況を的確に捉え、エンジン運転時には閉塞部材を開作動させると共に、エンジン停止時には閉塞部材を閉作動させることが可能となり、プラズマ供給路の開閉制御を精緻に行うことができる。

請求項６に記載した発明によれば、イグニッションスイッチがオフ側（エンジン停止側）にあるときにはエンジンの停止時として閉塞部材を閉作動させることが可能となり、エンジン停止時におけるオゾンの漏洩をより確実に防止することができる。

請求項７に記載した発明によれば、イグニッションスイッチがオン側（エンジン運転側）にあり、かつエンジン回転数が所定値以上であるときには、エンジンの運転時として閉塞部材を開作動させ、それ以外はエンジンの停止時として閉塞部材を閉作動させることが可能となり、エンジン停止時におけるオゾンの漏洩をより確実に防止することができる。

以下、この発明の実施例について図面を参照して説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きは、特に記載が無ければ車両における向きと同一とする。また、図中矢印ＦＲは車両前方を、矢印ＬＨは車両左方を、矢印ＵＰは車両上方をそれぞれ示す。

図１に示す自動二輪車１において、その車体フレーム２の前端部に位置するヘッドパイプ３には、前輪４を軸支する左右フロントフォーク５がステアリングステム５ａを介して操舵可能に枢支される。ステアリングステム５ａの上部には、操舵用のバーハンドル６が取り付けられる。
車体フレーム２は、ヘッドパイプ３から斜め下後方に向けて一本のメインチューブ７を延ばし、ヘッドパイプ３と乗員用のシート８との間を低部として跨り易さを向上させたアンダーボーン型とされる。メインチューブ７の後端部からは左右ピボットプレート１０が下方に向けて延出される。左右ピボットプレート１０の上下中間部には、後輪９を軸支するスイングアーム１１の前端部が揺動可能に枢支される。

メインチューブ７の後部には、シートフレーム１２の前端部がそれぞれ接合される。シートフレーム１２の中間部とスイングアーム１１の後端部との間には、左右クッションユニット１３が配設される。シートフレーム１２上には、運転者用及び後部同乗者用の座面を前後に有する前記シート８が配設される。
自動二輪車１の車体前部は、合成樹脂製の前部車体カバー１５により適宜覆われ、車体後部は、同じく合成樹脂製の後部車体カバー１６により適宜覆われる。なお、図中符号１４ａはシート８の前部下方に配設されるラゲッジボックスを、符号１４ｂはシート８の後部下方に配設される燃料タンクをそれぞれ示す。

メインチューブ７の下方には、自動二輪車１の原動機である空冷単気筒エンジン（内燃機関）Ｅが搭載される。エンジンＥは、そのクランクシャフト１７の回転軸線（クランク軸線）Ｃ１を左右方向に沿わせて配置され、かつクランクケース１８の前端部からシリンダ１９を略水平に（詳細にはやや前上がりに）前方へ突出させた基本構成を有する。なお、図中符号Ｃ２はシリンダ１９の突出方向に沿う軸線（シリンダ軸線）を示す。

シリンダ１９は、クランクケース１８の前端部に取り付けられるシリンダ本体２１と、該シリンダ本体２１の前端部に取り付けられるシリンダヘッド２２とを主になる。シリンダヘッド２２の上側（吸気側）にはスロットル装置２４の下流側端が接続され、シリンダヘッド２２の下側（排気側）には排気装置２６の上流側端が接続される。スロットル装置２４の上流側端には、その上方に位置するエアクリーナ装置２５が接続される。スロットル装置２４及びエアクリーナ装置２５は、前部車体カバー１５の内側に配置される。

図２に示すように、シリンダ本体２１内にはシリンダ軸線Ｃ２に沿うシリンダボア２７が形成され、該シリンダボア２７内にはピストン２８が摺動可能に嵌装される。このピストン２８とシリンダヘッド２２とで挟まれるシリンダボア２７内の空間が、スロットル装置２４からの混合気を燃焼させる燃焼室２７ａとなる。
ピストン２８は、コンロッド２９を介してクランクシャフト１７に連結される。ピストン２８の往復動によるクランクシャフト１７の回転動力は、クランクケース１８内に配置されたクラッチ及び変速機（何れも不図示）を介してクランクケース１８の後部左側に出力され、例えばチェーン式の伝動機構９ａ（図１参照）を介して後輪９に伝達される。

シリンダヘッド２２の上部及び下部には、吸気ポート３１ａ及び排気ポート３１ｂがそれぞれえｒ形成される。各ポート３１ａ，３１ｂのシリンダ内部開口（燃焼室側開口）は、吸気バルブ３２ａ及び排気バルブ３２ｂによりそれぞれ開閉可能とされる。各バルブ３２ａ，３２ｂによる各ポート３１ａ，３１ｂの開閉作動は、吸気ロッカーアーム３３ａ及び排気ロッカーアーム３３ｂを介して単一のカムシャフト３４により行われる。カムシャフト３４は、例えばチェーン式の伝動機構（不図示）を介してクランクシャフト１７と連係駆動して各バルブ３２ａ，３２ｂを開閉させる。

ここで、エンジンＥの吸気側には、シリンダヘッド２２の上方であってメインチューブ７の前部の下方に配置される前記エアクリーナ装置２５と、該エアクリーナ装置２５の下方に連なる前記スロットル装置２４と、該スロットル装置２４とその下方のシリンダヘッド２２とを繋ぐインシュレータ２３と、シリンダヘッド２２の上部内側に形成される吸気ポート３１ａとを主に、エンジン外部（大気中）から外気（空気）を取り入れて燃焼室２７ａに導く吸気通路Ｋが構成される。

エアクリーナ装置２５は、ボックス状のエアクリーナケース２５ａと、該エアクリーナケース２５ａ内に収容される板状のエアクリーナエレメント２５ｂと、エアクリーナケース２５ａ内への外気取り入れ用の筒状の吸気ダクト２５ｃと、エアクリーナケース２５ａ内からの外気取り出し用の筒状のエアファンネル２５ｄとを主になる。

エアクリーナケース２５ａは例えば合成樹脂製とされ、その前部内側には、例えばウレタンフォーム材からなるエアクリーナエレメント２５ｂが起立状態に支持される。エアクリーナケース２５ａの内部空間は、エアクリーナエレメント２５ｂを境に、その前方（上流側）のダーティサイドと後方（下流側）のクリーンサイドとに区画される。なお、本説明中の上流及び下流とは、エンジン吸気の流れに関するものとする。

吸気ダクト２５ｃは例えばゴム等の可撓性材料からなり、その下流側端をエアクリーナケース２５ａの前壁上側に形成された空気取り入れ口に嵌合装着すると共に、該下流側端から前方に延びた後に上方に向けて屈曲してその上流側端（外気取り入れ口）を前部車体カバー１５内に開口させる。
エアファンネル２５ｄは例えばゴム等の可撓性を有する絶縁性材料からなり、その下流側端をエアクリーナケース２５ａの下壁後側に形成された空気取り出し口に嵌合装着すると共に、該下流側端からエアクリーナケース２５ａ内を斜め前上方に直線的に延びて前記クリーンサイドに上流側端を開口させる。

エアファンネル２５ｄの下流側端はエアクリーナケース２５ａの下方に突出し、該突出部にスロットル装置２４の上流側端が嵌合装着される。
スロットル装置２４は、エアファンネル２５ｄに連なる流路を形成する筒状のスロットルボディ２４ａと、該スロットルボディ２４ａ内に配置されるバタフライ型のスロットルバルブ２４ｂと、スロットルボディ２４ａ内を通過する外気に燃料を噴射するインジェクタ（燃料噴射弁）２４ｃとを主になる。

スロットルボディ２４ａは例えばアルミニウム合金からなり、その上流側端をエアファンネル２５ｄの下流側端に嵌合装着すると共に、該上流側端から斜め後下方にエアファンネル２５ｄよりもやや傾斜を急にして直線的に延びる。
スロットルボディ２４ａの下流側端は、例えばゴム等の可撓性を有する絶縁性材料からなる筒状のインシュレータ２３の上流側端に嵌合装着される。インシュレータ２３の下流側端は、シリンダヘッド２２の上部における吸気ポート３１ａのシリンダ外部開口の周囲にボルト止め等により固定される。

吸気ポート３１ａは、その上流側において概ね上下方向に沿って延びる流路を形成し、該流路がインシュレータ２３を介して斜め前上方に向けて緩やかに湾曲してスロットルボディ２４ａ内の流路に連なる。スロットルボディ２４ａの下部後側には、前記インジェクタ２４ｃが概ね上下方向に沿うように取り付けられ、該インジェクタ２４ｃ下端の噴射口からは、スロットルボディ２４ａの下流側、インシュレータ２３、及び吸気ポート３１ａの上流側が形成する流路に沿うように燃料が噴射される。

図３を併せて参照し、スロットルボディ２４ａの上流側には、これを左右に貫通する回動軸２４ｄを介して前記スロットルバルブ２４ｂが回動可能に支持され、該スロットルバルブ２４ｂが回動することで、吸気通路Ｋの一部であるスロットルボディ２４ａ内の流路を流れる外気の流量が調整される。スロットルバルブ２４ｂの回動軸２４ｄはスロットルボディ２４ａの例えば右方に突出し、該突出部にはスロットル操作機構３６のプーリ３６ａが取り付けられ、該プーリ３６ａに巻き掛けられたケーブル３６ｂが不図示のスロットルグリップの操作により引かれることで、スロットルバルブ２４ｂがその開度を最小とする閉じ位置から前記開度を最大とする全開位置までの間で開閉動する。スロットルバルブ２４ｂは、通常時（スロットルグリップの非操作時）には前記閉じ位置側に回動するべく付勢されている。

図５を参照し、スロットルバルブ２４ｂは、その開度に応じて吸気通路ＫからエンジンＥ内に供給される吸入空気の流量（吸気量）を制御する。
ところで、エンジンＥの運転時において、吸気通路Ｋにおけるスロットルバルブ２４ｂよりも下流側の部位には、スロットルバルブ２４ｂの開度に応じた吸気負圧（大気圧よりも低い圧力）が発生する。この吸気負圧は、スロットルバルブ２４ｂの開度が小さくなるほど大気圧よりも低くなる側に大きくなる。

前記インジェクタ２４ｃは、スロットルバルブ２４ｂよりも下流側において吸気通路Ｋ内の外気に燃料を噴射して混合気を形成する。インジェクタ２４ｃは電磁弁として構成され、その作動（燃料噴射量及び噴射時期）は、エンジン回転数、スロットル開度、及び吸入空気量等の各種車両情報に基づき、不図示のＥＣＵ（電子コントロールユニット）により制御される。

インジェクタ２４ｃからの燃料噴射により形成された混合気は、エンジンＥの吸気工程（吸気バルブ３２ａの開時）において燃焼室２７ａ内に導入され、その後に圧縮工程（吸気バルブ３２ａの閉時）において圧縮された後に不図示の点火プラグにより点火されて燃焼する。この燃焼による発生した燃焼ガスは、ピストン２８を押し下げてクランクシャフト１７に回転動力を付与し（膨張行程）、その後の排気工程（排気バルブ３２ｂの開時）において燃焼室２７ａ外に導出され、前記排気装置２６を通じて車両外部に放出される。

ここで、図３に示すように、エンジンＥの吸気側には、スロットルボディ２４ａの例えば左方に並ぶようにプラズマ供給路Ｐが設けられる。
プラズマ供給路Ｐは、外気をプラズマ用空気として取り入れ、該プラズマ用空気をプラズマ化してプラズマ化空気として吸気通路Ｋに供給する。周知のように、プラズマは、高温であると共に活性化した分子であるラジカル（プラズマ用ガスが空気であるときは酸素ラジカルや窒素ラジカル）を含み、燃焼を促進させる効果がある。

図４を併せて参照し、プラズマ供給路Ｐは、プラズマを生成する生成室６１を有する円筒状のプラズマ生成器６０と、前記生成室６１にプラズマ用空気を導く導入管７０と、プラズマ生成器６０を通じてプラズマ化された空気（プラズマ化空気）を吸気通路Ｋに供給する供給管７５と、プラズマを生成するためのエネルギ源である電源装置８０とを備える。導入管７０、プラズマ生成器６０及び供給管７５は、スロットルボディ２４ａと略平行に配置されている。

プラズマ生成器６０は、生成室６１を形成する円筒状のハウジング６２と、生成室６１内に配置される陽極６３及び陰極６４と、電源装置８０に接続される接続端子６５ａ，６５ｂと、生成室６１内で導入管７０からのプラズマ用空気をプラズマ生成空間である放電空間６１ａに導く案内管６６とを備える。ハウジング６２及び案内管６６は、電気的及び熱的な絶縁性材料から形成される。プラズマ生成器６０の両端部は、電気的及び熱的な絶縁性材料からなるホルダ６９を介してスロットルボディ２４ａの中間部に支持されている。

陰極６４は、案内管６６内にこれと同軸に配置される円柱状の電極であり、案内管６６の下流側端よりも下流側に突出する端部６４ａを有する。陽極６３は、陰極６４の端部６４ａをこれと同心状に囲む環状の電極であり、生成室６１の流出口６１ｂに向かって先細りの放電空間６１ａを形成する。陽極６３及び陰極６４は、導電体としての電線６８ａ，６８ｂを介してそれぞれ接続端子６５ａ，６５ｂに接続される。そして、生成室６１の一部である放電空間６１ａにおいて、電圧が印加された陽極６３と陰極６４との間でアーク放電が発生することで、生成室６１内のプラズマ用空気がプラズマ化されてプラズマ化空気が生成される。

導入管７０は、その上流側がエアファンネル２５ｄの中間部に接続されると共に（図２，３参照）、下流側がプラズマ生成器６０の案内管６６に接続される。以下、導入管７０の上流側端開口（エアファンネル２５ｄ内への開口）を導入口７１とする。なお、導入管７０の上流側はエアファンネル２５ｄと一体形成された上流側管７０ａとされ、下流側はスロットルボディ２４ａと一体形成された下流側管７０ｂとされる。導入管７０は、エアクリーナケース２５ａ内のクリーンサイドと生成室６１とを連通させ、エアクリーナケース２５ａ内のクリーンサイドの吸入空気をプラズマ用空気として生成室６１内に導く。

図５を併せて参照し、導入管７０の下流側には、生成室６１に流入するプラズマ用空気の流量であるガス量ＭｇをエンジンＥの要求負荷量に応じて制御するバタフライ型のガス制御バルブ７２が設けられる。ガス制御バルブ７２は、スロットルバルブ２４ｂと連動して開閉動するべく前記回動軸２４ｄを共有する。すなわち、回動軸２４ｄは、スロットルボディ２４ａの左方に突出して導入管７０を貫通し、該回動軸２４ｄを介してガス制御バルブ７２が回動可能に支持される。

ガス制御バルブ７２は、吸入空気の吸気量Ｍａ（エンジンＥの要求負荷量）の増加に伴いプラズマ用空気のガス量Ｍｇを増加させるように、スロットルバルブ２４ｂと共に前記スロットル操作機構３６により作動制御される。この実施例では、ガス制御バルブ７２は、スロットルバルブ２４ｂの開閉範囲の全体に渡って、吸気量Ｍａが増加するときにガス量Ｍｇを増加させるように作動制御される。

吸気量Ｍａに対するプラズマ用空気のガス量Ｍｇの割合は、スロットルバルブ２４ｂの開度が小さくなるにつれて（エンジンＥの機関負荷が小さくなるにつれて）大きくなり、かつエンジンＥの低負荷運転域ではガス量Ｍｇが吸気量Ｍａよりも多く、エンジンＥの高負荷運転域ではガス量Ｍｇが吸気量Ｍａよりも少なくなるように設定される。
そして、吸気量Ｍａとガス量Ｍｇとの合計である総流量は、燃焼室２７ａに吸入される空気の総流量であり、この総流量に基づき、エンジンＥの運転状態に適合するように混合気の空燃比が予め設定される。

供給管７５は、流出口６１ｂから噴出するプラズマ化空気を、吸気通路Ｋにおけるスロットルバルブ２４ｂと吸気バルブ３０との間の通路部分（以下、下流側通路Ｋ１とする）に供給する。供給管７５は、その上流側がハウジング６２に接続されると共に、下流側がスロットルボディ２４ａに接続される。供給管７５はスロットルボディ２４ａと一体形成される。

供給管７５の下流側端開口（下流側通路Ｋ１への開口、以下、供給口７６とする）は、インジェクタ２４ｃの下端噴射口よりも下流側に位置し、インジェクタ２４ｃから噴射された燃料噴射流のやや上流または該燃料噴射流内に位置する。これにより、下流側通路Ｋ１内の吸入空気及び噴射燃料は、供給管７５から供給された高温のプラズマにより加熱され、混合気の形成が良好になって燃焼性を向上させる。

陽極６３及び陰極６４に電圧を印加する電源装置８０は、電源としてのバッテリ８１と、バッテリ８１の電圧をパルス状の電圧（パルス電圧）に変換する電源制御装置８２とを備える。電源制御装置８２は、放電電圧であるパルス電圧の周波数、パルス幅ｗ、電圧の大きさであるパルス高さｈ、印加時期及び時間を、制御装置８３からの信号に基づき、エンジンＥの運転状態に応じて制御する。

そして、所定周波数の電圧パルスが陽極６３及び陰極６４に印加されることで、陽極６３及び陰極６４の間に所定周波数のアーク放電が発生し、パルス状の電流であるパルス放電電流が流れる。このとき、前記パルス高さｈが一定に設定されていれば、パルス電圧のパルス幅ｗを変更することで、放電電流であるパルス放電電流のデューティ比が制御され、生成するプラズマの温度やラジカルの生成量が制御される。なお、前記パルス放電電流のデューティ比とは、パルス電圧の一周期においてパルス放電電流が流れる時間の割合である。また、陽極６３及び陰極６４にパルス電圧が印加される時期及び時間は、インジェクタ２４ｃの燃料噴射時期及び時間とほぼ同じになるように設定される。

陽極６３及び陰極６４に印加される電圧がパルス電圧であることにより、一定の電圧が常時印加される場合に比べて、プラズマを生成するための消費エネルギとしての消費電力が大幅に削減される。
そして、実験により、前記デューティ比の増加に伴いプラズマの温度が上昇してラジカルの生成量が増加すること、及び前記パルス高さｈの増加に伴いラジカルの生成量が増加することが判明している。
このため、プラズマ用空気のガス量Ｍｇの制御に加えて、パルス電圧またはパルス放電電流を制御することにより、ラジカルの生成量を制御することも可能である。

このようなプラズマ供給路Ｐを設けて吸気通路Ｋにプラズマ化空気を供給することで、前述の如く吸気通路Ｋ内の吸入空気及び噴射燃料が加熱されて混合気の形成が良好になり、かつプラズマに含まれるラジカルにより燃焼室２７ａ内での混合気の燃焼性が高められ、機関出力の向上を図ることができる。

ここで、図２に示すように、吸気通路Ｋの一部を構成するエアクリーナケース２５ａの内側には、エアファンネル２５ｄの上流側端を開閉させるシャットオフ装置１００が設けられる。
シャットオフ装置１００は、エアファンネル２５ｄの上流側端を閉塞する閉塞部材１０１と、吸気通路Ｋにおけるスロットルバルブ２４ｂよりも下流側（下流側通路Ｋ１）の圧力に応じて作動するダイヤフラム１０２と、該ダイヤフラム１０２の作動に応じて閉塞部材１０１を開閉動させる駆動機構１０３とを有してなる。
閉塞部材１０１は、例えばエアファンネル２５ｄの上流側端に整合する円盤状をなし、エアファンネル２５ｄの長手方向と略直交する回動軸を介してエアファンネル２５ｄ又はエアクリーナケース２５ａ等に回動可能に支持される。閉塞部材１０１は、通常時（ダイヤフラム１０２の非作動時）にはエアファンネル２５ｄの上流側端を閉塞するべく付勢されている（図中実線で示す）。

ダイヤフラム１０２は、例えばエアクリーナケース２５ａの下方に位置するサクションチャンバ１０２ａ内に設けられる。ダイヤフラム１０２には、サクションチャンバ１０２ａから上方に突出してエアクリーナケース２５ａの下壁を貫通するサクションピストン１０２ｂが設けられる。サクションチャンバ１０２ａ内には、連通ホース１０４を介してインシュレータ２３内（下流側通路Ｋ１内）の圧力が作用する。そして、エンジンＥの運転時には、サクションチャンバ１０２ａ内に下流側通路Ｋ１内の吸気負圧が作用し、該吸気負圧によりダイヤフラム１０２が作動して、サクションピストン１０２ｂを下方にストロークさせる。

駆動機構１０３は、閉塞部材１０１の回動軸と同軸をなして閉塞部材１０１に一体的に取り付けられる半円状のプーリ１０３ａと、該プーリ１０３ａに一端側が巻き掛けられるケーブル１０３ｂとを有してなる。ケーブル１０３ｂの他端側にはサクションピストン１０２ｂが連結され、エンジンＥの運転時にダイヤフラム１０２が作動した際には、サクションピストン１０２ｂがケーブル１０３ｂを下方に引き込んでプーリ１０３ａを介して閉塞部材１０１を開作動させ（図中鎖線で示す）、エアファンネル２５ｄの上流側端を開口させて吸気通路Ｋを開通させる。

一方、エンジンＥの停止時には、ダイヤフラム１０２が作動前の状態に復元すると共にケーブル１０３ｂを引き込む力が無くなり、閉塞部材１０１が前記付勢力により閉作動してエアファンネル２５ｄの上流側端を閉塞し、吸気通路Ｋが遮断されて閉塞部材１０１よりも下流側の部位と車両外部とが非連通状態となる。

すなわち、エンジン停止時には、吸気通路Ｋにおけるプラズマ供給路Ｐからのプラズマ化空気の供給口７６よりも上流側の部位、及びプラズマ供給路Ｐにおけるプラズマ生成器６０よりも上流側の部位が閉塞され、吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐに残留したプラズマ化空気（オゾン）の車両外部への漏洩が防止されるのである。

以上説明したように、上記実施例におけるエンジンＥにおけるプラズマ供給装置は、取り入れた外気をその流量をスロットルバルブ２４ｂで調整しつつエンジンＥの燃焼室２７ａに供給する吸気通路Ｋと、取り入れた外気をプラズマ生成器６０を通じてプラズマ化空気として前記吸気通路Ｋに供給するプラズマ供給路Ｐとを備えるものにおいて、前記エンジンＥの停止時に、前記吸気通路Ｋにおける前記プラズマ供給路Ｐからのプラズマ化空気の供給口７６よりも上流側の部位、及び前記プラズマ供給路Ｐにおける前記プラズマ生成器６０よりも上流側の部位を閉塞するシャットオフ装置１００を備えるものである。

この構成によれば、エンジンＥの停止時には、吸気通路Ｋにおけるプラズマ化空気の供給口７６よりも上流側の部位、及びプラズマ供給路Ｐにおけるプラズマ生成器６０よりも上流側の部位をシャットオフ装置１００により閉塞することで、エンジン停止時に吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐに残留したプラズマ化空気（オゾン）が大気中に漏洩することを防止することができる。

また、上記プラズマ供給装置においては、前記プラズマ供給路Ｐは、前記吸気通路Ｋにおける前記スロットルバルブ２４ｂよりも上流側の部位から分岐して延び、かつ前記吸気通路Ｋにおける前記スロットルバルブ２４ｂよりも下流側の部位に合流して前記供給口７６を形成することで、吸気通路Ｋにおけるプラズマ供給路Ｐの分岐部分よりも上流側の部位を閉塞するのみで、吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐの前記上流側の部位を閉塞することが可能となり、シャットオフ装置１００の簡素化を図ることができる。

さらに、上記プラズマ供給装置においては、前記シャットオフ装置１００は、前記吸気通路Ｋにおける前記スロットルバルブ２４ｂよりも下流側の内部圧力に応じて、前記吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐの前記上流側の部位を閉塞することで、エンジン運転時に吸気通路Ｋにおけるスロットルバルブ２４ｂよりも下流側の内部に生じる吸気負圧の有無に応じてシャットオフ装置１００を開閉動させることが可能となり、エンジン停止時におけるオゾンの漏洩を確実に防止することができる。

しかも、上記プラズマ供給装置においては、前記シャットオフ装置１００は、前記吸気通路Ｋにおける前記スロットルバルブ２４ｂよりも下流側の内部圧力に応じて作動するダイヤフラム１０２と、前記吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐの前記上流側の部位を閉塞する閉塞部材１０１と、前記ダイヤフラム１０２の作動に応じて前記閉塞部材１０１を開閉動させる駆動機構１０３とを有してなることで、エンジン運転時には吸気通路Ｋにおけるスロットルバルブ２４ｂよりも下流側の内部に生じる吸気負圧を利用してダイヤフラム１０２を作動させ、駆動機構１０３を介して閉塞部材１０１を開作動させると共に、エンジン停止時にはダイヤフラム１０２を復元させて閉塞部材１０１を閉作動させることが可能となり、シャットオフ装置１００を安価に構成することができる。

なお、図６に示すように、プラズマ供給路Ｐの導入管７０をエアファンネル２５ｄの中間部に接続せず、導入管７０の上流側端（導入口７１）をエアクリーナケース２５ａ内に直接開口させ、該上流側端を閉塞する閉塞部材１０１’を別途設けた構成としてもよい。この構成においても上記同様の作用効果を得ることができるが、シャットオフ装置１００の簡素化という点では、導入管７０をエアファンネル２５ｄに接続した図３の構成であることが望ましい。

次に、この発明の第二実施例について図７を参照して説明する。
この実施例は、前記第一実施例に対して、エアファンネル２５ｄの上流側端ではなく吸気ダクト２５ｃの下流側端を閉塞するシャットオフ装置１１０を有する点を主に異なるもので、前記実施例に相当する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

シャットオフ装置１１０は、吸気ダクト２５ｃの下流側端を閉塞する閉塞部材１１１と、前記ダイヤフラム１０２及び駆動機構１０３とを有してなる。
閉塞部材１１１は、例えば吸気ダクト２５ｃの下流側端に整合する円盤状をなし、吸気ダクト２５ｃの長手方向と略直交する回動軸を介して吸気ダクト２５ｃ又はエアクリーナケース２５ａ等に回動可能に支持される。閉塞部材１１１は、通常時（ダイヤフラム１０２の非作動時）には吸気ダクト２５ｃの下流側端を閉塞するべく付勢されている（図中実線で示す）。

駆動機構１０３は、閉塞部材１１１の回動軸と同軸をなして閉塞部材１１１に一体的に取り付けられる前記プーリ１０３ａと、該プーリ１０３ａに一端側が巻き掛けられるケーブル１０３ｂとを有してなる。ケーブル１０３ｂの他端側には、例えばエアクリーナケース２５ａの前方に位置する前記サクションチャンバ１０２ａから突出するサクションピストン１０２ｂが連結され、エンジンＥの運転時にダイヤフラム１０２が作動した際には、サクションピストン１０２ｂがケーブル１０３ｂを前方に引き込んでプーリ１０３ａを介して閉塞部材１１１を開作動させ（図中鎖線で示す）、吸気ダクト２５ｃの下流側端を開口させて吸気通路Ｋを開通させる。

一方、エンジンＥの停止時には、ダイヤフラム１０２が作動前の状態に復元すると共にケーブル１０３ｂを引き込む力が無くなり、閉塞部材１１１が前記付勢力により閉作動して吸気ダクト２５ｃの下流側端を閉塞し、吸気通路Ｋが遮断されて閉塞部材１１１よりも下流側の部位と車両外部とが非連通状態となる。

すなわち、エンジン停止時には、吸気通路Ｋにおけるプラズマ供給路Ｐからの供給口７６よりも上流側の部位、及びプラズマ供給路Ｐにおけるプラズマ生成器６０よりも上流側の部位が閉塞され、吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐに残留したプラズマ化空気（オゾン）の車両外部への漏洩が防止されるのである。

以上説明したように、第二実施例におけるプラズマ供給装置においても、第一実施例と同様、エンジン停止時に吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐに残留したプラズマ化空気（オゾン）が大気中に漏洩することを確実かつ安価に防止することができる。

なお、第二実施例においても、プラズマ供給路Ｐの導入管７０の上流側端（導入口７１）をエアクリーナケース２５ａ内に直接開口させてもよい（図６参照）、この場合、第一実施例の場合と異なり、導入管７０の上流側端を閉塞する閉塞部材１０１’を別途設けなくても、前記閉塞部材１１１により吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐの前記上流側の部位を閉塞することが可能である。

次に、この発明の第三実施例について図８を参照して説明する。
この実施例は、前記第一実施例に対して、吸気負圧の作用ではなく電子制御により作動するシャットオフ装置１２０を有する点を主に異なるもので、前記実施例に相当する部分に同一符号を付してその説明を省略する。

シャットオフ装置１２０は、例えば前記閉塞部材１０１と、電子制御により作動するアクチュエータ１２２と、該アクチュエータ１２２を作動制御するＥＣＵ（電子コントロールユニット）としての制御部１２３と、アクチュエータ１２２の作動に応じて閉塞部材１０１を開閉動させる前記駆動機構１０３とを有してなる。
アクチュエータ１２２は、例えばエアクリーナケース２５ａの下方に配置されており、その駆動部１２２ａから上方に突出してエアクリーナケース２５ａの下壁を貫通するプランジャ１２２ｂを有する。プランジャ１２２ｂは、例えば駆動部１２２ａ内のソレノイド等の駆動により下方にストローク可能とされる。

閉塞部材１０１は、通常時（アクチュエータ１２２の非作動時）にはエアファンネル２５ｄの上流側端を閉塞するべく付勢されている（図中実線で示す）。
駆動機構１０３のケーブル１０３ｂにはプランジャ１２２ｂが連結され、アクチュエータ１２２の作動時には、プランジャ１２２ｂがケーブル１０３ｂを下方に引き込んでプーリ１０３ａを介して閉塞部材１０１を開作動させる（図中鎖線で示す）。
一方、アクチュエータ１２２の非作動時には、プランジャ１２２ｂがストローク前の状態に復元すると共にケーブル１０３ｂを引き込む力が無くなり、閉塞部材１０１が前記付勢力により閉作動する。

制御部１２３は、エンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１２４からの検出信号、及びイグニッションスイッチ（エンジンメインスイッチ）１２５のオン・オフ信号に応じて、エンジンＥが運転状態にあるか停止状態にあるかを検知し、該エンジンＥの運転状況に応じてアクチュエータ１２２を作動制御する。

具体的には、制御部１２３は、イグニッションスイッチ１２５がオン状態にあり、かつエンジン回転数が所定値（例えばエンジン始動に要するクランキング回転数）以上である場合には、エンジンＥの運転状態（又は始動時）であると判定し、この場合にアクチュエータ１２２を作動させ、前述の如く閉塞部材１０１を開作動させて吸気通路Ｋを開通させる。
一方、制御部１２３は、イグニッションスイッチ１２５がオフ状態にある場合、あるいはエンジン回転数が前記所定値未満である場合には、エンジンＥの停止状態であると判定し、この場合にアクチュエータ１２２の作動を停止し、前述の如く閉塞部材１０１を閉作動させて吸気通路Ｋを遮断する。

すなわち、エンジン停止時（エンスト時やアイドルストップ時等を含む）には、吸気通路Ｋにおけるプラズマ供給路Ｐからの供給口７６よりも上流側の部位、及びプラズマ供給路Ｐにおけるプラズマ生成器６０よりも上流側の部位が閉塞され、吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐに残留したプラズマ化空気（オゾン）の車両外部への漏洩が防止されるのである。

以上説明したように、第三実施例におけるプラズマ供給装置においても、第一実施例と同様、エンジン停止時に吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐに残留したプラズマ化空気（オゾン）が大気中に漏洩することを確実かつ安価に防止することができる。

また、上記プラズマ供給装置においては、前記シャットオフ装置１２０は、前記吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐの前記上流側の部位を閉塞する閉塞部材１０１と、該閉塞部材１０１を開閉動させるアクチュエータ１２２と、前記エンジンＥの回転数に応じて前記アクチュエータ１２２を作動制御する制御部１２３とを有してなることで、エンジンＥの回転数から該エンジンＥの運転状況を的確に捉え、エンジン運転時には閉塞部材１０１を開作動させると共に、エンジン停止時には閉塞部材１０１を閉作動させることが可能となり、吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐの開閉制御を精緻に行うことができる。

さらに、上記プラズマ供給装置においては、前記制御部１２３は、イグニッションスイッチ１２５がオフ側にあるときには、前記吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐの前記上流側の部位を閉塞するべく前記アクチュエータ１２２を作動させることで、イグニッションスイッチ１２５がオフ側（エンジン停止側）にあるときにはエンジンＥの停止時として閉塞部材１０１を閉作動させることが可能となり、エンジン停止時におけるオゾンの漏洩をより確実に防止することができる。

しかも、上記プラズマ供給装置においては、前記制御部１２３は、イグニッションスイッチ１２５がオン側にあり、かつ前記エンジンＥの回転数が所定値以上であるときには、前記吸気通路Ｋ及びプラズマ供給路Ｐの前記上流側の部位を開放するべく前記アクチュエータ１２２を作動させることで、イグニッションスイッチ１２５がオン側（エンジン運転側）にあり、かつエンジン回転数が所定値以上であるときには、エンジンＥの運転時として閉塞部材１０１を開作動させ、それ以外はエンジンＥの停止時として閉塞部材１０１を閉作動させることが可能となり、エンジン停止時におけるオゾンの漏洩をより確実に防止することができる。
また、エンジンＥの始動時、イグニッションスイッチ１２５がオン側（エンジン始動側）とされ、かつスタータモータ等のエンジン始動手段によりエンジン回転数が所定値以上になったときには、エンジンＥの始動時として閉塞部材１０１を開作動させることとなり、エンジン停止時におけるオゾンの漏洩を防止した上でエンジン始動を良好に行うことができる。
さらに、イグニッションスイッチ１２５がオン側にあっても、エンジン回転数が所定値未満であれば、閉塞部材１０１が閉作動することとなり、エンスト時やアイドルストップ時等にもオゾンの漏洩を的確に防止することができる。

なお、第三実施例においても、プラズマ供給路Ｐの導入口７１をエアクリーナケース２５ａ内に直接開口させたり、シャットオフ装置１２０が吸気ダクト２５ｃを開閉する閉塞部材１１１を用いた構成であってもよい（図６，７参照）。

なお、この発明は上記各実施例に限られるものではなく、例えば、各シャットオフ装置１００，１１０，１２０の閉塞部材１０１，１１１は、スライド式、シャッタ式、ルーバ式等の各種型式とすることが可能であり、駆動機構１０３も同様に、リンク式、ギヤ式、ネジ式等の各種型式とすることが可能である。
また、プラズマ供給路Ｐは、スロットルボディ２４ａに沿うものでなくてもよく、かつエアクリーナ装置２５から独立して導入口７１を開口させるものであってもよく、さらにはインシュレータ２３や吸気ポート３１ａに供給口７６を開口させるものであってもよい。
さらに、エンジンＥは、その配置や気筒数等は問わず、各種型式の内燃機関であってもよい。
そして、上記実施例における構成はこの発明の一例であり、自動二輪車１に限らず三輪又は四輪の車両にも適用できることはもちろん、部品構成や構造、形状、大きさ、数及び配置等を含め、当該発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能であることはいうまでもない。

この発明の実施例における自動二輪車の左側面図である。 上記自動二輪車のエンジンの吸気通路の長手方向に沿う左右方向と略直交する断面図である。 図２のＡ−Ａ断面図である。 図３のＢ−Ｂ断面図である。 上記エンジンのスロットルバルブ及びガス制御バルブの開度と吸入空気の流量との関係を示すグラフである。 上記実施例の変形例を示す図３に相当する断面図である。 この発明の第二実施例における図２に相当する断面図である。 この発明の第三実施例における図２に相当する断面図である。

符号の説明

１ 自動二輪車（鞍乗り型車両）
Ｅ エンジン（内燃機関）
Ｋ 吸気通路
Ｐ プラズマ供給路
２４ｂ スロットルバルブ
２７ａ 燃焼室
６０ プラズマ生成器
７６ 供給口
１００，１１０，１２０ シャットオフ装置（シャットオフ手段）
１０１，１１１ 閉塞部材
１０２ ダイヤフラム
１０３ 駆動機構
１２２ アクチュエータ
１２３ 制御部
１２５ イグニッションスイッチ

Claims (7)

1. 取り入れた外気をその流量をスロットルバルブで調整しつつエンジンの燃焼室に供給する吸気通路と、取り入れた外気をプラズマ生成器を通じてプラズマ化空気として前記吸気通路に供給するプラズマ供給路とを備えるエンジンにおけるプラズマ供給装置において、
   前記エンジンの停止時に、前記プラズマ供給路における前記プラズマ生成器よりも上流側の部位を閉塞するシャットオフ手段を備えることを特徴とするエンジンにおけるプラズマ供給装置。
2. 前記プラズマ供給路は、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも上流側の部位から分岐して延び、かつ前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも下流側の部位に合流することを特徴とする請求項１に記載のエンジンにおけるプラズマ供給装置。
3. 前記シャットオフ手段は、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも下流側の内部圧力に応じて、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を閉塞することを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンにおけるプラズマ供給装置。
4. 前記シャットオフ手段は、前記吸気通路における前記スロットルバルブよりも下流側の内部圧力に応じて作動するダイヤフラムと、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を閉塞する閉塞部材と、前記ダイヤフラムの作動に応じて前記閉塞部材を開閉動させる駆動機構とを有してなることを特徴とする請求項３に記載のエンジンにおけるプラズマ供給装置。
5. 前記シャットオフ手段は、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を閉塞する閉塞部材と、該閉塞部材を開閉動させるアクチュエータと、前記エンジンの回転数に応じて前記アクチュエータを作動制御する制御部とを有してなることを特徴とする請求項１又は２に記載のエンジンにおけるプラズマ供給装置。
6. 前記制御部は、イグニッションスイッチがオフ側にあるときには、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を閉塞するべく前記アクチュエータを作動させることを特徴とする請求項５に記載のエンジンにおけるプラズマ供給装置。
7. 前記制御部は、イグニッションスイッチがオン側にあり、かつ前記エンジンの回転数が所定値以上であるときには、前記プラズマ供給路の前記上流側の部位を開放するべく前記アクチュエータを作動させることを特徴とする請求項５又は６に記載のエンジンにおけるプラズマ供給装置。
   

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