JP5355673B2 - エンジン - Google Patents

Description

本発明は、スロットルグリップ，アクセルペダル等のスロットル部材を人為操作することによるスロットル開閉入力に基づいてスロットル弁の開度を駆動モータにより制御するようにしたエンジンに関する。

近年、スロットルグリップあるいはアクセルペダルの操作量を検出し、該操作量に基づいて駆動モータによりスロットル弁の開度を制御するようにした、いわゆる電子スロットル制御装置が提案されている。

この種のスロットル制御装置を、吸気通路に燃料を噴射供給する燃料噴射弁を備えたエンジンに配設するにあたっては、例えば駆動モータ等を燃料噴射弁との干渉を回避しつつ、できるだけコンパクトに配置するのが望ましい。

ところが上記駆動モータの配置如何によっては上述のコンパクト化の要請に応えられない場合がある。

本発明は、上記実情に鑑みてなされたもので、駆動モータを配置する場合のエンジン全体の大型化を回避することを目的としている。

本発明に係るエンジンは、左右方向に並列配置された複数の気筒と、一端が前記各気筒に接続された複数の吸気通路と、前記吸気通路の他端が接続されたエアクリーナと、前記吸気通路内に配置されたスロットル弁と、前記スロットル弁を開閉駆動する駆動モータと、前記吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁と、スロットル部材の人為操作によるスロットル操作量に基づいて前記スロットル弁の開度を前記駆動モータにより制御するコントローラと、を備え、前記燃料噴射弁および前記駆動モータは、前記吸気通路に取付けられ、側面視において、前記駆動モータは、前記吸気通路の前記燃料噴射弁が配置されている側と同じ側に配置され、側面視において、前記エアクリーナは、前記吸気通路よりも前記駆動モータおよび前記燃料噴射弁が配置されている側と反対側の部分の面積が、前記吸気通路よりも前記駆動モータおよび前記燃料噴射弁が配置されている側の部分の面積よりも大きくなるように形成され、側面視において、前記駆動モータは、前記駆動モータの一部と前記燃料噴射弁の一部とが、前記吸気通路に沿った方向において重なるように配置されると共に、前記駆動モータの他の一部と前記燃料噴射弁の他の一部とが、前記吸気通路の径方向において重なるように配置され、側面視において、前記燃料噴射弁は、前記燃料噴射弁の軸線の延長線が前記エアクリーナと重ならないように前記吸気通路に取付けられているものである。

エンジンのスロットル制御装置を説明するための一部断面側面図である。 上記スロットル制御装置が配設されたエンジンの平面図である。 上記エンジンの背面図である。 上記スロットル制御装置の駆動モータと弁軸との連結部を示す図である。 上記駆動モータの減速ギヤ機構の側面図である。 変形例による駆動モータの減速機構を示す図である。 スロットル制御装置を説明するための平面図である。 スロットル制御装置を説明するための概略側面図である。 エンジンのスロットル制御装置を説明するための一部断面側面図である。 上記スロットル制御装置が配設されたエンジンの平面図である。 上記エンジンの背面図である。

以下本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

図１ないし図５は、第１実施形態によるエンジンのスロットル制御装置を説明するための図であり、図１，図２，図３はそれぞれスロットル制御装置が配設されたエンジンの一部断面側面図，平面図，背面図、図４は駆動モータと弁軸との連結部を示す図、図５は駆動モータの減速ギヤ機構の側面図である。

図において、１は自動二輪車に採用される水冷式４サイクル並列４気筒エンジンを示しており、該エンジン１は各気筒軸線Ａを垂直に向けるとともに、クランク軸（不図示）を車幅方向に向けて車体フレーム（不図示）に搭載されている。

上記エンジン１は、４つの気筒２ａを車幅方向に並列配置してなるシリンダブロック２の上合面にシリンダヘッド３をボルト締め結合し、該シリンダヘッド３の上合面にヘッドカバー４を装着し、また上記シリンダブロック２の下合面に不図示のクランクケースを結合した概略構造を有する。

上記シリンダヘッド３の燃焼室を形成する凹部には吸気弁開口３ａ及び排気弁開口３ｂが開口しており、この各弁開口３ａ，３ｂは不図示の吸気弁，排気弁で開閉される。上記排気弁開口３ｂに連なる排気ポート３ｃはシリンダヘッド３の前壁に導出されており、各排気ポート３ｃには排気管（不図示）が接続されている。また上記吸気弁開口３ａに連なる吸気ポート３ｄはシリンダヘッド３の後壁に導出されており、各吸気ポート３ｄにはスロットルボディ５が接続されている。

この各スロットルボディ５は略水平をなすように配置されており、該スロットルボディ５の上流端である空気吸込口には吸気ダクト６ａが接続されており、該吸気ダクト６ａは共通のエアクリーナ６内に挿入され、該エアクリーナ６の中程にて開口している。なお、６ｂはエアクリーナエレメントである。

そして上記各スロットルボディ５の吸気通路５ａ内にはバタフライ式スロットル弁７が全閉位置と全開位置との間で開閉可能に配置されている。この各スロットル弁７同士は共通の弁軸８により連結されており、該弁軸８にはスロットル弁７を全閉位置に付勢する戻りばね９が配設されている。また上記弁軸８の右端部にはスロットル開度センサ１０が装着されている。

上記各スロットルボディ５の上壁５ｂに燃料噴射弁１１が装着されている。上記上壁５ｂのスロットル弁７の下流側部分には弁孔５ｃが形成されており、この各弁孔５ｃに上記燃料噴射弁１１のノズルが挿入されている。この各燃料噴射弁１１は斜め後上方に傾斜させて配置されており、各燃料噴射弁１１からの燃料は吸気ポート３ｄを通って吸気弁の傘部裏面に向けて噴射される。

上記各燃料噴射弁１１には共通の燃料供給ユニット１５が接続されている。この燃料供給ユニット１５は、スロットルボディ５の上方に配置されており、平面視で車幅方向に延びるよう配置された燃料供給管１６の左端に、これと平行に延びるよう配置された燃料供給ホース１７の左端がジョイント管１８で接続されている。

上記燃料供給管１６に分岐形成された接続口１６ａに上記各燃料噴射弁１１の上端部が挿入接続されている。また燃料供給ホース１７の上流端部には燃料ポンプ（不図示）が接続されている。また上記燃料供給管１６の下流端部には燃料圧力を調整するレギュレータ２０が接続され、該レギュレータ２０は戻り管を介して不図示の燃料タンクに接続されている。なお、２１は上記レギュレータ２０に吸気負圧を導入する負圧ホースであり、上記レギュレータ２０は吸気負圧に応じて燃料噴射弁１１への燃料圧力を可変調整する。また１９は各燃料噴射弁１１に電源を供給するハーネスであり、該ハーネス１９は上記燃料供給管１６に沿って配索されている。

そして上記各スロットル弁７とスロットルグリップ（不図示）とはスロットル制御装置を介して接続されている。このスロットル制御装置は、運転者によるスロットルグリップの操作量（回動量）を検出するスロットル操作検出センサ（不図示）と、上記各スロットル弁７を開閉駆動する駆動モータ２２と、上記スロットル操作検出センサからの検出値に基づいて上記駆動モータ２２を駆動制御するコントローラ（不図示）とを備えている。

上記駆動モータ２２はアルミダイキャスト製のハウジング２３内に収納されており、該ハウジング２３には減速ギヤ機構２５が収納されたギヤケース２６が一体的に接続形成されている。このギヤケース２６は車幅方向中央部の２つのスロットルボディ５，５の間に位置するように配設されている。

また上記駆動モータ２２は、これの回転軸２２ａを弁軸８と平行に向けるとともに、スロットルボディ５の燃料噴射弁１１と同じ側に配置されている。具体的には、上記駆動モータ２２はハウジング２３を右側の２つのスロットルボディ５，５の上壁５ｂの燃料噴射弁１１より前側部分同士に架け渡して取付け固定されている。

また上記駆動モータ２２は、平面視で上記燃料供給管１６とエンジン１との間において上方に露出するように配設されている。これにより燃料タンクを取り外すことによりエンジン上方から駆動モータ２２のメンテナンスが行えるようになっている。

上記減速ギヤ機構２５は、図５に示すように、上記弁軸８に装着されたスロットルギヤ２７と、上記駆動モータ２２の回転軸２２ａに装着された回転ギヤ２８と、両ギヤ２７，２８に噛合する中間ギヤ列２９とを備えている。この中間ギヤ列２９は上記回転ギヤ２８に噛合する大減速ギヤ２９ａと、上記スロットルギヤ２７に噛合する小減速ギヤ２９ｂとからなり、上記中間ギヤ列２９のギヤ軸２９ｃはギヤケース２６に軸支されている。

上記スロットルギヤ２７には、図４に示すように、ギヤケース２６から外方に突出する連結軸２７ａが挿入固定されており、この連結軸２７ａに左右の弁軸８ａ，８ｂが連結されている。この左右の弁軸８ａ，８ｂには軸心方向に延びる凹溝が形成され、上記連結軸２７ａの両端部には上記凹溝に係合する凸部が形成されており、これにより両弁軸８ａ，８ｂは連結軸２７ａを介して一体に回転するようになっている。

次に本実施形態の作用効果について説明する。

運転者がスロットルグリップを回動操作すると、その操作量に応じて駆動モータ２２が回転し、この回転が減速ギヤ機構２５を介して弁軸８に伝達され、該弁軸８の回転に伴って各スロットル弁７が回転する。

本実施形態のスロットル制御装置によれば、駆動モータ２２をスロットルボディ５の燃料噴射弁１１と同じ側に配置したので、燃料噴射弁１１に干渉することなく該燃料噴射弁１１とエンジン１との間の空きスペースを有効利用でき、エンジンの大型化を回避でき、コンパクト化の要請に応えられる。また駆動モータ２２のメンテナンスを行なう場合には、燃料タンクを取り外すことによりエンジン上方から容易に行なうことができ、作業性を向上できる。

本実施形態では、上記駆動モータ２２を右側の２つのスロットルボディ５，５に架け渡して取付け固定したので、駆動モータ２２の取付け強度を確保できるとともに、スロットルボディ５同士の連結強度を高めることができる。

上記駆動モータ２２をスロットルボディ５に直接固定したので、ステー等の別部材を介して固定する場合に比べて部品点数を低減できる。さらに駆動モータ２２を各スロットルボディ５に予め一体に組み付けることにより、エンジンへの組み付け性を向上できる。

また１つの駆動モータ２２で全てのスロットル弁７を回転駆動するようにしたので、構造を簡単にできるとともに、コストの上昇を抑制できる。

なお、上記実施形態では、各燃料噴射弁１１をスロットルボディ５の上壁５ｂに配置した場合を説明したが、燃料噴射弁をスロットルボディの下壁に配置してもよく、このようにした場合には駆動モータをスロットルボディ下方の燃料噴射弁側に配置することとなる。

また、上記実施形態では、駆動モータ２２の回転を減速ギヤ機構２５を介して弁軸８に伝達するようにした場合を例に説明したが、本発明はこれに限られるものではなく、例えばリンク機構，ワイヤ機構，あるいはこれらを組み合わせてもよい。

例えば、図６は、駆動モータの減速機構の変形例を示し、図中、図５と同一符号は同一又は相当部分を示す。この変形例は駆動モータ２２の回転ギヤ２８に減速大ギヤ２９ａを噛合させ、該減速大ギヤ２９ａのギヤ軸２９ｃと弁軸８とをリンク機構３０を介して連結した例である。このリンク機構３０はギヤ軸２９ｃに固定された駆動リンク部材３１と、弁軸８に固定された従動リンク部材３２とをアーム部材３３で回動可能に連結した構造のものであり、この場合にも上記実施形態と同様の効果が得られる。

図７は、第２実施形態によるスロットル制御装置を説明するための図である。図中、図２，図３と同一符号は同一又は相当部分を示しており、重複する符号についての説明は省略する。

本実施形態のスロットル制御装置は、駆動モータ２２をスロットルボディ５の燃料噴射弁１１と同じ側に配置するとともに、該駆動モータ２２の回転軸２２ａを弁軸８と直角方向に向けて配置した構成となっている。そして上記回転軸２２ａにはウォームギヤ３５が装着されており、該ウォームギヤ３５は上記弁軸８に装着固定されたウォームホイール３６に噛合している。

本実施形態では、駆動モータ２２をスロットルボディ５の燃料噴射弁１１と同じ側に配置し、該駆動モータ２２を、回転軸２２ａが弁軸８と直角方向に向くよう配置するとともに、中央部の２つのスロットルボディ５，５に架け渡して固定したので、燃料噴射弁１１に干渉することなく空きスペースを有効利用して配置でき、第１実施形態と同様の効果が得られる。

図８は、参考形態によるスロットル制御装置を説明するための図である。

本参考形態のスロットル制御装置は、気筒軸線Ａを斜め前上方に傾斜させてなるエンジン４０に配設した場合である。このエンジン４０のシリンダヘッド４１の各吸気ポート４１ａにはスロットルボディ５が垂直上方に向けて接続されており、各スロットルボディ５の後壁５ｄのスロットル弁７より下流側部分に燃料噴射弁１１が装着されている。

そして上記各スロットルボディ５の燃料噴射弁１１と同じ側には駆動モータ２２が配設されており、該駆動モータ２２は上記燃料噴射弁１１に燃料を供給する燃料供給管４２に取付け固定されている。

本参考形態によれば、前傾エンジン４０において、駆動モータ２２をスロットルボディ５の燃料噴射弁１１側に配置するとともに、燃料供給管４２に取付け固定したので、スロットルボディ５と燃料噴射弁１１との間の空きスペースを有効利用して配置でき、エンジンの大型化を回避できるとともに、メンテナンスを容易に行なうことができ、上記第１実施形態と同様の効果が得られる。

図９ないし図１１は、第３実施形態によるスロットル制御装置を説明するための図である。図中、図１〜図３と同一符号は同一又は相当部分を示す。

本実施形態のスロットル制御装置は、スロットルボディ５の燃料噴射弁１１と同じ側に２つの駆動モータ４５，４５´を配設し、左側の駆動モータ４５により左側の気筒の弁軸８ａを、右側の駆動モータ４５´で右側の気筒の弁軸８ｂを独立して駆動するように構成されている。この各駆動モータ４５，４５´は、ギヤケース４６が一体に接続形成されたハウジング４７内に収納されており、基本的な構造は上記第１実施形態と同様である。

上記駆動モータ４５，４５´は左側，右側の２つのスロットルボディ５，５に架け渡して取付け固定されており、左側のギヤケース４６は左側の弁軸８ａの外端部に連結され、右側のギヤケース４６は右側の弁軸８ｂの内端部に連結されている。

また上記各駆動モータ４５，４５´とスロットルボディ５との取付け合面には、スロットル弁７より下流側の吸気負圧を取り出すためのエア通路（不図示）が形成されている。このように駆動モータ４５，４５´とスロットルボディ５との取付け合面を利用してエア通路を形成したので、専用のエアホースを不要にでき、エンジン周りを簡素化することができる。

本実施形態によれば、２つの駆動モータ４５，４５´により各弁軸８ａ，８ｂを独立して回転駆動するようにしたので、何らかの原因で一方の駆動モータが故障した場合には他方の駆動モータにより運転を継続することができ、信頼性，安全性を高めることができる。

また各駆動モータ４５，４５´を２つのスロットルボディ５，５に架け渡して固定したので、ステー等の別部材を介して固定する場合に比べて部品点数を低減でき、上記第１実施形態と同様に効果が得られる。

なお、上記各実施形態では、駆動モータをスロットルボディ，あるいは燃料供給管に取付け固定した場合を説明したが、駆動モータをシリンダヘッドに弾性部材を介して直接取付け固定してもよい。この場合には、駆動モータの取付け強度を高めることができ、またエンジン振動は弾性部材により吸収されるので、駆動モータへのエンジン振動による影響を抑制できる。

（参考）
以下の各発明は、駆動モータを配置する場合のエンジン全体の大型化を回避できるエンジンのスロットル制御装置を提供することを目的としている。

第１の発明は、吸気通路に燃料噴射弁及びスロットル弁を備え、該スロットル弁の開度をスロットル部材の人為操作によるスロットル操作量に基づいて駆動モータにより制御するようにしたエンジンのスロットル制御装置において、上記駆動モータを上記吸気通路の上記燃料噴射弁と同じ側に配置したことを特徴としている。

第２の発明は、第１の発明において、上記エンジンが燃料噴射弁及びスロットル弁を気筒毎に備えた並列複数気筒エンジンであり、上記スロットル弁が複数組に分割され、各組毎に独立した駆動モータによりスロットル弁開度が制御されていることを特徴としている。

第３の発明は、第１又は第２の発明において、上記駆動モータのハウジングが、スロットルボディに一体的に取付けられていることを特徴としている。

第４の発明は、第１又は第２の発明において、上記駆動モータのハウジングが、上記燃料噴射弁に燃料を供給する燃料供給管に一体的に取付けられていることを特徴としている。

第５の発明は、第１又は第２の発明において、上記駆動モータのハウジングが、シリンダヘッドに弾性部材を介在させて直接取付けられていることを特徴としている。

第６の発明は、第１ないし第５の何れかの発明において、上記駆動モータのハウジグに、吸気負圧を取り出すためのエア通路が形成されていることを特徴としている。

第１の発明に係るスロットル制御装置によれば、駆動モータを吸気通路の燃料噴射弁と同じ側に配置したので、吸気通路に燃料噴射弁を配設した場合に必然的に生じる燃料噴射弁周りの空きスペースを有効利用して駆動モータを配置でき、エンジンの大型化を回避できる。

第２の発明では、スロットル弁を複数組に分けて各組毎に独立した駆動モータにより制御したので、何らかの原因で１つの駆動モータが故障した場合でも、残りの駆動モータにより運転を継続することが可能であり、信頼性，安全性を高めることができる。

第３の発明では、上記駆動モータのハウジングをスロットルボディに一体的に取付けたので、ステー等を不要にできる分だけ部品点数を低減でき、また駆動モータをスロットルボディに予め組み付けて一体化することにより、エンジンへの組み付け性を向上できる。

第４の発明では、駆動モータのハウジングを燃料供給管に一体的に取付けたので、請求項３と同様に、部品点数の低減を図ることができるとともに、エンジンへの組み付け性を向上できる。

第５の発明では、駆動モータのハウジングをシリンダヘッドに弾性部材を介して直接取付けたので、エンジン振動による駆動モータへの影響を回避しながら、取付け強度を高めることができる。

第６の発明では、駆動モータのハウジングに吸気負圧を取り出すためのエア通路を形成したので、従来の専用のエアホースを不要にでき、エンジン周りを簡素化できる。

１，４０ エンジン
３，４１ シリンダヘッド
５ａ 吸気通路
５ スロットルボディ
７ スロットル弁
８，８ａ，８ｂ，２７ａ 弁軸
１１ 燃料噴射弁
１６，４２ 燃料供給管
２２，４５ 駆動モータ
２３，４７ ハウジング

Claims (4)

1. 左右方向に並列配置された複数の気筒と、
   一端が前記各気筒に接続された複数の吸気通路と、
   前記吸気通路の他端が接続されたエアクリーナと、
   前記吸気通路内に配置されたスロットル弁と、
   前記スロットル弁を開閉駆動する駆動モータと、
   前記吸気通路に燃料を噴射する燃料噴射弁と、
   スロットル部材の人為操作によるスロットル操作量に基づいて前記スロットル弁の開度を前記駆動モータにより制御するコントローラと、を備え、
   前記燃料噴射弁および前記駆動モータは、前記吸気通路に取付けられ、
   側面視において、前記駆動モータは、前記吸気通路の前記燃料噴射弁が配置されている側と同じ側に配置され、
   側面視において、前記エアクリーナは、前記吸気通路よりも前記駆動モータおよび前記燃料噴射弁が配置されている側と反対側の部分の面積が、前記吸気通路よりも前記駆動モータおよび前記燃料噴射弁が配置されている側の部分の面積よりも大きくなるように形成され、
   側面視において、前記駆動モータは、前記駆動モータの一部と前記燃料噴射弁の一部とが、前記吸気通路に沿った方向において重なるように配置されると共に、前記駆動モータの他の一部と前記燃料噴射弁の他の一部とが、前記吸気通路の径方向において重なるように配置され、
   側面視において、前記燃料噴射弁は、前記燃料噴射弁の軸線の延長線が前記エアクリーナと重ならないように前記吸気通路に取付けられている、エンジン。
2. 前記燃料噴射弁は、前記スロットル弁の下流側において前記吸気通路に燃料を噴射するように配置されている、請求項１に記載のエンジン。
3. 前記吸気通路の一部は、前記エアクリーナに挿入されている、請求項１または２に記載のエンジン。
4. 側面視において、前記吸気通路の前記一端側、他端側をそれぞれ前側、後側としたときに、前記燃料噴射弁は後斜め上向きに傾斜するように配置されている、請求項１〜３のいずれか一つに記載のエンジン。

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