JP7458499B2 - スロットル装置 - Google Patents

Description

本発明は、自動二輪車等の燃料タンクにおける燃料の蒸発ガスをエンジンの吸気系に導入する構造を備えたスロットル装置及びその制御方法に関する。

従来の自動二輪車等の車両において、燃料タンク内で生じた燃料の蒸発ガスが大気中に放出されるのを防止するべく、蒸発ガスを一時的に貯留するキャニスタと、燃料タンクからキャニスタに蒸発ガスを導くチャージ配管と、キャニスタからエンジンの吸気通路に蒸発ガスを導くパージ配管と、キャニスタの下流側又はパージ配管の途中に専用の駆動源を備えたパージバルブとを備え、パージバルブを適宜制御することにより、キャニスタ内の蒸発ガスが所望の流量で吸気通路内にパージされるようにしたキャニスタ配置構造又は燃料蒸発ガス回収装置が知られている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。

しかしながら、上記のキャニスタ配置構造又は燃料蒸発ガス回収装置では、専用の駆動源を備えたパージバルブが必要であり、特に、低コスト化が望まれる小型の自動二輪車においては、部品の増加、コストの増加、大型化を招く。

また、内燃機関において、アイドル運転時の吸気流量と燃料の蒸発ガスのパージ流量を調整するために、バイパス吸気通路とパージ通路とを吸気通路の下流側に合流する導入通路に対して選択的に切り換えて連通させるニードルバルブ、ニードルバルブに係合する揺動片、揺動片をスロットルバルブの回転伝達系と機械的に連結する連結機構を含む流路切換機構と、導入通路の途中に配置されてバイパス吸気流量又はパージ流量を調整する電磁駆動弁としての流量調整弁と、を備えた内燃機関の吸気系制御装置が知られている（例えば、特許文献３を参照）。

しかしながら、上記吸気系制御装置では、流路の切換機構と流量の調整機構が別々に設けられており、流路を切り換えるニードルバルブに対してスロットルバルブの駆動力を伝達する機構が必要になり、構造の複雑化、高コスト化を招く。

特開２０１２－７５３７号公報 特開２０１６－８０１４号公報 特開２０１０－１９１８５号公報

本発明は、上記の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、専用部品の増加を抑えて、構造の簡素化、低コスト化、小型化等を図りつつ、燃料蒸発ガスを回収できる、スロットル装置を提供することにある。

本発明のスロットル装置は、吸気を通す主通路を開閉するスロットル弁と、主通路，スロットル弁を迂回する副通路，主通路に燃料蒸発ガスを導入するガス通路を有するボディと、副通路を開閉する第１弁体と、ガス通路を開閉する第２弁体と、休止位置で第１弁体及び第２弁体を閉弁させ，最大ストローク位置で第１弁体のみを開弁させ，最大ストローク位置よりもストローク量が少ない中間ストローク位置と休止位置の間のストローク領域で第２弁体のみを開弁させるべく，第１弁体及び第２弁体に駆動力を及ぼすプランジャを有するソレノイドアクチュエータを備え、副通路は、主通路から分岐する上流側通路と、主通路に合流する下流側通路と、上流側通路を下流側通路に連通させる連通路を含み、ガス通路は、下流側通路と、連通路と、連通路に向けて燃料蒸発ガスを導入する導入通路を含み、連通路は、プランジャを所定の隙間をおいて往復動自在に挿入し得る直線状に形成され、下流側通路は、連通路の内周面に開口し、第１弁体は、プランジャが中間ストローク位置にあるとき連通路の一端開口を閉塞して閉弁し、第２弁体は、プランジャが最大ストローク位置にあるとき連通路の他端開口を閉塞して閉弁する、構成となっている。

上記スロットル装置において、プランジャは、中間ストローク位置と最大ストローク位置の間において第１弁体に駆動力を及ぼし、休止位置と最大ストローク位置の間において第２弁体に駆動力を及ぼす、構成を採用してもよい。

上記スロットル装置において、第２弁体はプランジャと一体的に移動するべく形成され、第１弁体はプランジャと離脱可能に形成され、第１弁体をプランジャに向けて閉弁方向に付勢する第１付勢バネと、プランジャを休止位置に向けて付勢する第２付勢バネを含む、構成を採用してもよい。

上記スロットル装置において、ボディに着脱自在に連結されて導入通路を画定する通路部材を含み、通路部材は、プランジャが休止位置にあるとき導入通路を閉塞するべく、第２弁体が当接して閉弁するシート部を含む、構成を採用してもよい。

上記スロットル装置において、ソレノイドアクチュエータの駆動を制御する制御ユニットを含む、構成を採用してもよい。

上記構成をなすスロットル装置によれば、専用部品の増加を抑えて、構造の簡素化、低コスト化、小型化等を達成でき、簡単な制御手法により、燃料蒸発ガスを外部に放出することなく確実に回収することができる。

本発明に係るスロットル装置を含むエンジンの燃料蒸発ガス回収システムを示すシステム図である。 一実施形態に係るスロットル装置を示すものであり、吸気を通す主通路を上流側から視た外観斜視図である。 一実施形態に係るスロットル装置を示すものであり、吸気を通す主通路を下流側から視た外観斜視図である。 一実施形態に係るスロットル装置の分解斜視図である。 一実施形態に係るスロットル装置の主通路に垂直な断面図である。 一実施形態に係るスロットル装置の主通路の軸線と平行な断面図である。 一実施形態に係るスロットル装置の主通路の軸線と平行な断面図である。 一実施形態に係るスロットル装置に含まれるボディを部分的に切断した斜視断面図である。 一実施形態に係るスロットル装置に含まれる第１弁体、第２弁体、第１付勢バネ、第２付勢バネ、ソレノイドアクチュエータのプランジャの相互関係を示すものであり、プランジャが休止位置に位置する状態を示す平面図である。 一実施形態に係るスロットル装置に含まれる第１弁体、第２弁体、第１付勢バネ、第２付勢バネ、ソレノイドアクチュエータのプランジャの相互関係を示すものであり、プランジャが中間ストローク位置と休止位置の間のストローク領域に位置する状態を示す平面図である。 一実施形態に係るスロットル装置に含まれる第１弁体、第２弁体、第１付勢バネ、第２付勢バネ、ソレノイドアクチュエータのプランジャの相互関係を示すものであり、プランジャが中間ストローク位置に位置する状態を示す平面図である。 一実施形態に係るスロットル装置に含まれる第１弁体、第２弁体、第１付勢バネ、第２付勢バネ、ソレノイドアクチュエータのプランジャの相互関係を示すものであり、プランジャが最大ストローク位置に位置する状態を示す平面図である。 スロットル装置に含まれるソレノイドアクチュエータを駆動制御する駆動回路の第１実施形態を示す回路図である。 図１３に示す駆動回路に基づく駆動方法を示すタイムチャートである。 スロットル装置に含まれるソレノイドアクチュエータを駆動制御する駆動回路の第２実施形態を示す回路図である。 図１５に示す駆動回路に基づく駆動方法を示すタイムチャートである。 スロットル装置に含まれるソレノイドアクチュエータを駆動制御する駆動回路の第３実施形態を示す回路図である。 図１７に示す駆動回路に基づく駆動方法を示すタイムチャートである。

以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
一実施形態に係るスロットル装置Ｍは、図１に示すように、自動二輪車に搭載されるエンジン２の吸気系３において、エアクリーナ３ａより下流側で吸気管３ｂの途中に組み付けられるものである。
ここで、スロットル装置Ｍには、スロットル弁３０の弁軸２０を回転駆動する回転駆動源４、スロットル弁３０の開度位置を検出する位置センサ５が取り付けられている。

また、自動二輪車は、燃料噴射用のインジェクタ２ａを含むエンジン２、吸気系３、燃料タンク６、キャニスタ７、燃料タンク６とキャニスタ７を接続する配管８ａ、キャニスタ７とスロットル装置Ｍのコネクタ８８を接続する配管８ｂ、種々の制御を司る制御ユニットＵを備えている。

キャニスタ７は、容器７ａ、導入コネクタ７ｂ、導出コネクタ７ｃ、吸入管７ｄを備えている。
容器７ａには、燃料蒸発ガスを一時的に吸着する活性炭が収容されている。
導入コネクタ７ｂには、燃料タンク６から燃料蒸発ガスを導く配管８ａが接続される。
導出コネクタ７ｃには、容器７ａ内に貯留された燃料蒸発ガスをスロットル装置Ｍに導く配管８ｂが接続される。
吸入管７ｄは、容器７ａ内の圧力に応じて外気を取り入れるものであり、その内側にはフィルタ及び逆止弁が配置されている。
尚、吸入管７ｄは、外気に開放されるのではなく、エアクリーナ３ａの下流側に配管を介して接続されてもよい。

すなわち、スロットル装置Ｍ、燃料タンク６、キャニスタ７、燃料タンク６とキャニスタ７とを接続する配管８ａ、スロットル装置Ｍのコネクタ８８とキャニスタ７とを接続する配管８ｂにより、燃料蒸発ガスをエンジン２の吸気系３に回収する燃料蒸発ガス回収システムが構成されている。尚、キャニスタ７は、配管８ａを廃止して、燃料タンク６に隣接して配置されてもよい。

スロットル装置Ｍは、図２ないし図８に示すように、ボディ１０、軸線Ｓをもつ弁軸２０、スロットル弁３０、第１弁体４０、第１付勢バネ５０、第２弁体６０、第２付勢バネ７０、通路部材８０、ソレノイドアクチュエータ９０を備えている。

ボディ１０は、アルミニウム等の金属材料により形成され、接続フランジ部１０ａ，１０ｂ、主通路１１、弁軸２０を通す弁軸孔１２、凹部１３、上流側通路１４、下流側通路１５、連通路１６、凹部１７、フランジ部１８を備えている。

接続フランジ部１０ａ，１０ｂは、主通路１１が吸気系３の吸気通路の一部を画定するように、吸気管３ｂの途中に連結される。
ここでは、接続フランジ部１０ａが、上流側の吸気管３ｂを画定する吸気ダクトに連結され、接続フランジ部１０ｂが、下流側の吸気管３ｂである吸気ポートを画定するシリンダヘッドに連結される。
主通路１１は、流体としての吸気を通すように、軸線Ｌ方向に伸長する円筒状に形成されている。
弁軸孔１２は、軸線Ｌに垂直な軸線Ｓ方向に伸長し、弁軸２０が回転自在に通されるように円形孔に形成されている。尚、弁軸孔１２には、弁軸２０を回動自在に支持する軸受が嵌め込まれていてもよい。

凹部１３は、図５、図８、図９に示すように、第１弁体４０及び第１付勢バネ５０を収容するように、軸線Ｓに平行な軸線Ｓ１方向に伸長する円筒穴として形成され、底壁において第１弁体４０が着座して閉弁する環状のシート部１３ａを備えている。
そして、凹部１３内に第１弁体４０及び第１付勢バネ５０が収容された後に、第１付勢バネ５０の端部を受ける閉止プラグ１３ｂが圧入されている。

上流側通路１４は、スロットル弁３０よりも上流側において、主通路１１から分岐し斜めに伸長して凹部１３に開口し、円形断面をなす直線状の通路として形成されている。
下流側通路１５は、連通路１６の内周面１６ａ_２に開口し、スロットル弁３０よりも下流側において主通路１１に向けて斜めに伸長して合流する円形断面をなす直線状の通路として形成されている。
連通路１６は、小径孔１６ａと大径孔１６ｂとが軸線Ｓ１方向に連続し、一端開口１６ａ_１において凹部１３に連通すると共に他端開口１６ｂ_１において凹部１７に連通する軸線Ｓ１方向に伸長する直線状の通路として形成されている。
ここで、他端開口１６ｂ_１の周りには、第２弁体６０が閉弁するべく当接するシート部１６ｃが形成されている。シート部１６ｃは、図５及び図１２に示すように、プランジャ９１の最大ストローク位置を規定するストッパの役割もなす。
そして、連通路１６は、ソレノイドアクチュエータ９０のプランジャ９１を所定の隙間をおいて軸線Ｓ１方向に往復動自在に挿入し得ると共に凹部１３を介して上流側通路１４を下流側通路１５に連通させる。

すなわち、上流側通路１４、凹部１３の一部、連通路１６、及び下流側通路１５により、スロットル弁３０を迂回する副通路が形成されている。
副通路は、スロットル弁３０が閉じた状態にあるとき、すなわち、エンジンがアイドル運転モードにあるとき、吸気を通す役割をなす。

凹部１７は、軸線Ｓ１方向において連通路１６に隣接して形成され、第２付勢バネ７０の端部を受けるバネ受け部１７ａを備えている。
そして、凹部１７は、第２弁体６０及び第２付勢バネ７０を収容すると共に、連通路１６に向けて燃料蒸発ガスを導入する導入通路としての役割をなす。
すなわち、ボディ１０においては、導入通路としての凹部１７、連通路１６、及び下流側通路１５により、主通路１１に燃料蒸発ガスを導入するガス通路が形成されている。
このように、ガス通路として、副通路の一部である連通路１６及び下流側通路１５が兼用されているため、ガス通路が主通路１１に開口する位置は、下流側通路１５が開口する位置であり、ガス通路として専用の通路を設ける場合に比べて、構造を簡素化できる。

フランジ部１８は、図４及び図８に示すように、凹部１７の周りに延在して形成され、通路部材８０を接合する接合面１８ａ、ネジｂを捩じ込む二つのネジ穴１８ｂを備えている。
そして、フランジ部１８には、シール部材Ｒ１を介在させて通路部材８０が接合され、その外側からシール部材Ｒ２を介在させてソレノイドアクチュエータ９０のフランジ部９２ａが接合され、通路部材８０及びソレノイドアクチュエータ９０がネジｂにより一緒にボディ１０に固定される。

上記のように、凹部１３、連通路１６、凹部１７、フランジ部１８は、軸線Ｓ１方向に配列して形成されているため、ボディ１０に対してドリル等の工具を用いて加工する場合、軸線Ｓ１方向からの加工だけで済むため、加工に伴う段取りを削減して、製造コストを低減することができる。
また、ボディ１０に対して、同様にドリル加工にて弁軸孔１２を形成する場合は、軸線Ｓ１と軸線Ｓが平行であるため、ボディ１０を平行移動させるだけで、弁軸孔１２、凹部１３、連通路１６、凹部１７、フランジ部１８を加工することができ、段取りの削減により、製造コストを低減することができる。

弁軸２０は、図４及び図６に示すように、金属材料等により円形断面で軸線Ｓ方向に伸長するように形成され、略中央領域においてスロットル弁３０を嵌め込むスリット２１及びネジ孔２２を備えている。
弁軸２０は、ボディ１０の弁軸孔１２に通された状態で、スリット２１に嵌め込まれたスロットル弁３０がネジｂ２により締結されることにより、スロットル弁３０を開閉自在に保持する。そして、弁軸２０は、回転駆動源４により適宜回転駆動されてスロットル弁３０の開度を調整する。

スロットル弁３０は、図４、図６、図７に示すように、金属材料等により略円板状に形成され、ネジｂ２を通す円孔３１を備えている。
スロットル弁３０は、弁軸２０が弁軸孔１２に通された後に、スリット２１に通されてネジｂ２により弁軸２０に固定され、主通路１１を開閉するように配置される。
そして、スロットル弁３０は、弁軸２０の回転に応じて、所望の開度に主通路１１を開放する。

第１弁体４０は、図４、図５、図９ないし図１２に示すように、軸線Ｓ１方向においてプランジャ９１と離脱可能に形成された金属製の球体をなす。
第１弁体４０は、ボディ１０の凹部１３に収容されて、第１付勢バネ５０によりプランジャ９１に向けて、すなわち、シート部１３ａに当接する閉弁方向に付勢されている。
また、第１弁体４０は、図１１に示すプランジャ９１の中間ストローク位置と図１２に示すプランジャ９１の最大ストローク位置の間を、プランジャ９１に連動して移動するように配置されている。
すなわち、プランジャ９１は、中間ストローク位置と最大ストローク位置の間において、第１弁体４０に駆動力を及ぼすようになっている。
そして、第１弁体４０は、エンジン２のアイドル運転モードにおいて、ソレノイドアクチュエータ９０により駆動されて、副通路（上流側通路１４、凹部１３の一部、連通路１６、下流側通路１５）を流れる吸気の流量を調整する。

第１付勢バネ５０は、圧縮型のコイルバネであり、凹部１３内において、一端部が閉止プラグ１３ｂに当接し、他端部が第１弁体４０に当接して、所定量圧縮した状態で配置されている。そして、第１付勢バネ５０は、第１弁体４０をプランジャ９１に向けて閉弁方向に付勢している。

第２弁体６０は、図４、図５、図９ないし図１２に示すように、軸線Ｓ１方向においてプランジャ９１と一体的に移動するべく形成された金属製の円盤体をなす。
第２弁体６０は、プランジャ９１に固定された状態でボディ１０の凹部１７に収容されて、第２付勢バネ７０により通路部材８０のシート部８５に当接する閉弁方向に付勢されている。
また、第２弁体６０は、図９に示すプランジャ９１の休止位置と図１２に示すプランジャ９１の最大ストローク位置の間を、プランジャ９１と一体的に移動するように配置されている。
すなわち、プランジャ９１は、休止位置と最大ストローク位置の間において、第２弁体６０に駆動力を及ぼすようになっている。
そして、第２弁体６０は、エンジン２の定常運転モードにおいて、ソレノイドアクチュエータ９０により駆動されて、ガス通路（導入通路としての凹部１７、連通路１６、下流側通路１５）を流れる燃料蒸発ガスの流量を調整する。

第２付勢バネ７０は、圧縮型のコイルバネであり、凹部１７内において、一端部がバネ受け部１７ａに当接し、他端部が第２弁体６０の端面に当接して、所定量圧縮した状態で配置されている。そして、第２付勢バネ７０は、第２弁体６０を介してプランジャ９１を、図９に示す休止位置に向けて付勢している。

通路部材８０は、金属材料等を用いて略環状に形成され、図４、図５、図９に示すように、接合面８１，８２、ネジｂを通す二つの円孔８３、凹部８４、第２弁体６０を当接させるシート部８５、貫通孔８６、凹部８７、コネクタ８８を備えている。

接合面８１は、ボディ１０のフランジ部１８の接合面１８ａに接合される。
接合面８２は、ソレノイドアクチュエータ９０のフランジ部９２ａに接合される。
凹部８４は、ボディ１０の凹部１７と対向するように配置されると共に凹部１７と協働して、第１弁体６０を移動自在に収容し、又、燃料蒸発ガスを導入する導入通路としての役割をなす。
シート部８５は、軸線Ｓ１を中心とする円板状に形成され、図９に示すように、プランジャ９１の休止位置を規定すると共に休止位置において第２弁体６０を当接させて閉弁させる。
貫通孔８６は、シート部８５の中央に形成され、第２弁体６０が開弁した状態において、燃料蒸発ガスを導入する導入通路としての役割をなす。

凹部８７は、ソレノイドアクチュエータ９０のフランジ部９２ａにより閉塞されて、燃料蒸発ガスを導入する導入通路としての役割をなす。
コネクタ８８は、燃料蒸発ガスを導くための配管８ｂと接続されるべく円筒状に形成されて通路８８ａを画定する。通路８８ａは、凹部８７に連通して、燃料蒸発ガスを導入する導入通路としての役割をなす。
このように、第２弁体６０を収容すると共に導入通路を画定する通路部材８０を設けたことにより、プランジャ９１に第２弁体６０を固定した状態で、ボディ１０に対して第２弁体６０を容易に組み付けることができる。

ソレノイドアクチュエータ９０は、デューティソレノイドアクチュエータであり、図２ないし図５に示すように、プランジャ９１、ハウジング９２、コイル９３、ステータ及びヨーク（不図示）を備えている。
プランジャ９１は、軸線Ｓ１方向に伸長する二段円柱状に形成され、小径ロッド９１ａ、大径ロッド９１ｂを備えている。
小径ロッド９１ａは、ボディ１０の連通路１６の小径孔１６ａに対して所定の隙間をおいて挿入される。
大径ロッド９１ｂは、ボディ１０の連通路１６の大径孔１６ｂに対して所定の隙間をおいて挿入されると共に、通路部材８０の貫通孔８６に所定の隙間をおいて挿入され、ハウジング９２のガイドスリーブ９２ｄに対して摺動自在に挿入されている。
また、大径ロッド９１ｂには、第２弁体６０が固定されている。
ハウジング９２は、通路部材８０の接合面８２に接合されるフランジ部９２ａ、ネジｂを通す二つの円孔９２ｂ、電力を供給する端子を有し自動二輪車の配線と電気的に接続されるコネクタ９２ｃを備えている。
コイル９３は、図１３に示す駆動回路に基づいて、適宜通電制御が行われる。

次に、プランジャ９１の動作について、図９ないし図１２を参照しつつ説明する。
ここで、休止位置とは、コイル９３が非通電のときに、プランジャ９１が停止する位置である。中間ストローク位置とは、コイル９３の通電により、プランジャ９１が第１弁体４０に当接しかつ第１弁体４０が閉弁状態を維持する位置である。最大ストローク位置とは、コイル９３の通電により、プランジャ９１がそれ以上に移動できない位置である。

先ず、コイル９３が非通電のとき、図９に示すように、プランジャ９１は、第２付勢バネ７０により付勢されて第１弁体４０から離脱すると共に休止位置に位置している。
この休止位置において、第１弁体４０は、第１付勢バネ５０に付勢されてシート部１３ａに当接して閉弁し連通路１６の一端開口１６ａ_１を閉塞している。また、第２弁体６０は、第２付勢バネ７０の付勢力により、シート部８５に当接して閉弁し導入通路としての貫通孔８６を閉塞している。

続いて、コイル９３の通電により、プランジャ９１は、図１０に示すように、休止位置と中間ストローク位置の間のストローク領域に移動する。
このストローク領域において、第２弁体６０は、シート部８５から離脱して開弁し、第１弁体４０は、依然としてシート部１３ａに当接して閉弁状態にある。

続いて、コイル９３の通電により、プランジャ９１は、図１１に示すように、第１弁体４０が閉弁した状態で第１弁体４０に当接する中間ストローク位置に至る。
続いて、コイル９３の通電により、プランジャ９１は、図１２に示すように、第１弁体４０を押圧しつつ開弁させた状態で、第２弁体６０がシート部１６ｃに当接して閉弁する最大ストローク位置に至る。このとき、第２弁体６０は、連通路１６の他端開口１６ｂ_１を閉塞している。

一方、コイル９３の通電を断つことにより、プランジャ９１は、第１付勢バネ５０及び第２付勢バネ７０の付勢力により、図１２に示す最大ストローク位置から図１１に示す中間ストローク位置に移動し、第２付勢バネ７０の付勢力により第１弁体４０から離脱して、図９に示す休止位置に戻る。

すなわち、プランジャ９１は、休止位置で第１弁体４０及び第２弁体６０を閉弁させ、最大ストローク位置で第１弁体４０のみを開弁させ、最大ストローク位置よりもストローク量が少ない中間ストローク位置で第１弁体４０を閉弁させると共に第２弁体を開弁させ、中間ストローク位置と休止位置の間のストローク領域で第２弁体６０のみを開弁させるように、第１弁体４０及び第２弁体６０に駆動力を及ぼす。

上記構成をなすソレノイドアクチュエータ９０は、制御ユニットＵに含まれる駆動回路により駆動制御される。
ここで、駆動回路は、図１３に示すように、駆動信号を出力するＭＰＵ（マイクロプロセシングユニット）１００、スイッチング素子としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）１０１、抵抗１０２、抵抗１０３を備えている。
そして、ソレノイドアクチュエータ９０のコイル９３は、一端が電源ＶＢに接続され、他端がＦＥＴ１０１を介して接地されている。尚、電源ＶＢとしては、例えば１２Ｖのバッテリ電源が使用される。
ＭＰＵ１００は、駆動信号としてオン／オフのデューティ信号を出力する。

ここで、図１４に示すように、ソレノイドアクチュエータ９０は、休止位置Ｓｏから最大ストローク位置Ｓｆに至るまでの通電時間として第１所要時間Ｔｆを要し、休止位置Ｓｏから中間ストローク位置Ｓｉに至る前のストローク位置Ｓｍ（Ｓｍ＜Ｓｉ）までの通電時間として第２所要時間Ｔｍを要する。
また、最大ストローク位置Ｓｆでは、第１弁体４０が開弁しかつ第２弁体６０が閉弁した状態にあり、又、中間ストローク位置Ｓｉでは、第１弁体４０が閉弁しかつ第２弁体６０が開弁した状態にあり、中間ストローク位置Ｓｉと休止位置Ｓｏの間のストローク領域におけるストローク位置Ｓｍでは、第１弁体４０が閉弁しかつ第２弁体６０が開弁した状態にある。

したがって、例えば、エンジン２がファーストアイドル運転モードにあるとき、副通路（上流側通路１４、凹部１３の一部、連通路１６、下流側通路１５）に吸気を流す場合は、図１４の（ａ）に示すように、プランジャ９１が最大ストローク位置Ｓｆに至るまでの第１所要時間Ｔｆ以上に亘って通電することにより、第１弁体４０のみを開弁させてその開弁状態を維持するように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、スロットル弁３０が閉じた状態において、吸気は、スロットル弁３０を迂回するように副通路を経由して流れる。

一方、エンジン２がアイドル運転以外の定常運転モードにあるとき、燃料蒸発ガスをガス通路（導入通路としての凹部８７、貫通孔８６、凹部８４、凹部１７、連通路１６、下流側通路１５）に通して吸気通路１１内に導入する場合は、図１４の（ｂ）に示すように、プランジャ９１が休止位置Ｓｏから中間ストローク位置Ｓｉに至る前（のストローク位置Ｓｍ）までの第２所要時間Ｔｍに亘って通電することにより、第２弁体６０のみを開弁させるように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、第２弁体６０が単発的に開弁して、キャニスタ７内の燃料蒸発ガスは、ガス通路を経由して主通路１１に導入される。

また、燃料蒸発ガスをガス通路に連続的に通して吸気通路１１内に導入する場合は、図１４の（ｃ）に示すように、プランジャ９１が休止位置Ｓｏから中間ストローク位置Ｓｉに至る前（のストローク位置Ｓｍ）までの第２所要時間Ｔｍに亘る通電を複数回に亘って繰り返して、第２弁体６０のみを複数回に亘って開弁させるように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、第２弁体６０が複数回に亘って開弁して、キャニスタ７内の燃料蒸発ガスは、ガス通路を経由して主通路１１に導入される。
このとき、ＭＰＵ１００は、図１４の（ｄ）に示すように、周期Ｔｏにおいて時間Ｔｍに亘るＨレベルの信号（デューティ信号）を連続的に出力する。
ここで、第２所要時間Ｔｍとしては、休止位置Ｓｏから中間ストローク位置Ｓｉの間のストローク領域において、燃料蒸発ガスの導入量に応じて所望するストローク位置Ｓｍとなる通電時間を適宜選択することができる。

すなわち、ソレノイドアクチュエータ９０は、エンジン２のアイドル運転モードにおいて、第１弁体４０のみを開弁させ、エンジン２の定常運転モードにおいて、第２弁体６０のみを開弁させるように、制御ユニットＵが発するデューティ信号により駆動される。
より具体的には、ソレノイドアクチュエータ９０は、エンジン２のアイドル運転モードにおいて、プランジャ９１を最大ストローク位置Ｓｆに位置付けて第１弁体４０のみを開弁させ、エンジン２の定常運転モードにおいて、プランジャ９１を最大ストローク位置Ｓｆよりもストローク量が少ない中間ストローク位置Ｓｉと休止位置Ｓｏの間のストローク領域に位置付けて第２弁体６０のみを開弁させるように、制御ユニットＵが発するデューティ信号により駆動される。

上記のように、駆動源として、単にオン／オフ駆動するだけのデューティソレノイドアクチュエータを採用するため、ステッピングモータやリニアソレノイドアクチュエータ等の如き、構造が複雑で高価な駆動源を採用する場合に比べて、低コスト化を達成することができる。
また、上記構成によれば、第１弁体４０と第２弁体６０とが、一つの駆動源であるソレノイドアクチュエータ９０により駆動されるため、それぞれに駆動源を設ける場合に比べて、専用部品の増加を抑えて、構造の簡素化、低コスト化、小型化等を達成することができる。

次に、上記スロットル装置Ｍを備えた燃料蒸発ガス回収システムにおける動作について説明する。ここでは、位置センサ５の検知信号、エンジン２の運転情報、その他の関連情報に基づいて、制御ユニットＵが、回転駆動源４の駆動、ソレノイドアクチュエータ９０の駆動等を制御するようになっている。

先ず、エンジン２が停止した状態において、ソレノイドアクチュエータ９０は非通電の状態であり、プランジャ９１は休止位置に停止して、第１弁体４０及び第２弁体６０は閉弁している。
エンジン２が、アイドル運転モードにあるとき、制御ユニットＵにより駆動信号が発せられて、第１弁体４０のみを開弁させるようにソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。尚、ここでは、アイドル運転モードとして、暖機時のファーストアイドル運転モードが適用される。
すなわち、コイル９３が第１所要時間Ｔｆ以上に亘って通電されることでソレノイドアクチュエータ９０が駆動され、図１２に示すように、プランジャ９１が最大ストローク位置Ｓｆまで移動して第１弁体４０のみが開弁させられ、その開弁状態が維持される。

これにより、スロットル弁３０が主通路１１を閉じた状態において、主通路１１を流れる吸気は、スロットル弁３０を迂回するように副通路（１４，１３，１６，１５）を経由して再び主通路１１に流れ込む。このとき、第２弁体６０は閉弁した状態に維持されるため、キャニスタ７内の燃料蒸発ガスは、ガス通路（８８ａ，８７，８６，８４，１７，１６，１５）を流れることなく遮断された状態となる。その結果、エンジン２は暖機時において安定したアイドル運転状態に維持される。

一方、エンジン２がアイドル運転モード以外の定常運転モードにあるとき、第１弁体４０は閉弁させられ、スロットル弁３０は所定の開度範囲にあり、主通路１１を開放した状態となる。
したがって、主通路１１を流れる吸気は、副通路（１４，１３，１６，１５）を経由することなく、主通路１１を流れてエンジン２に流れ込む。

そして、第２弁体６０を開弁させて燃料蒸発ガスを吸気系３に導入するべく、スロットル弁３０の開度情報に対応する位置センサ５の検知信号、その他の運転情報に基づいて、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動制御される。
すなわち、コイル９３が第２所要時間Ｔｍに亘って通電されることでソレノイドアクチュエータ９０が駆動され、図１０に示すように、プランジャ９１が最大ストローク位置Ｓｆよりもストローク量が少ない中間ストローク位置Ｓｉと休止位置Ｓｏの間のストローク領域のストローク位置Ｓｍまで移動し、第２弁体６０のみが開弁させられる。また、必要に応じて、第２所要時間Ｔｍに亘る駆動が繰り返される。
これにより、燃料蒸発ガスは、ガス通路（８８ａ，８７，８６，８４，１７，１６，１５）を経由して主通路１１に導入され、燃料蒸発ガスは外部に放出されることなく確実に回収される。

以上述べたように、上記構成のスロットル装置Ｍによれば、第１弁体４０及び第２弁体６０を一つの駆動源で駆動するため、専用部品の増加を抑えて、構造の簡素化、低コスト化、小型化等を達成でき、燃料蒸発ガスを外部に放出することなく確実に回収することができる。また、駆動源として、単にオン／オフ駆動するだけのデューティソレノイドアクチュエータ９０を採用するため、ステッピングモータやリニアソレノイドアクチュエータ等の構造が複雑で高価な駆動源に比べて、低コスト化を達成することができる。
また、簡単な制御手法により、副通路とガス通路を切り換えることができ、燃料蒸発ガスを外部に放出することなく確実に回収することができる。

図１５及び図１６は、本発明に係る制御方法の第２実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
第２実施形態に係る駆動回路は、図１５に示すように、駆動信号を出力するＭＰＵ（マイクロプロセシングユニット）２００、スイッチング素子としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）２１１，２１２，２１３、抵抗２２１，２２２、抵抗２２３，２２４、抵抗２２５，２２６、ダイオード２３１，２３２、降圧回路２４０を備えている。
そして、ソレノイドアクチュエータ９０のコイル９３は、一端がダイオード２３１及びＦＥＴ２１２を結ぶ第１経路とダイオード２３１，降圧回路２４０，ＦＥＴ２１３，及びダイオード２３２を結ぶ第２経路とを介して電源ＶＢに接続され、他端がＦＥＴ２１１を介して接地されている。尚、電源ＶＢとしては、第１経路を通してソレノイドアクチュエータ９０に印加される電圧が例えば１２Ｖのバッテリ電源が使用される。
ＭＰＵ２００は、駆動信号としてオン／オフのデューティ信号を出力する。

ここで、図１６に示すように、ソレノイドアクチュエータ９０は、駆動電圧として第１駆動電圧Ｖ_Ｈ（例えば１２Ｖ）を印加するとき、休止位置Ｓｏから最大ストローク位置Ｓｆに至るまでの通電時間として第１所要時間Ｔｆを要する。また、ソレノイドアクチュエータ９０は、駆動電圧として第１駆動電圧Ｖ_Ｈよりも小さい第２駆動電圧Ｖ_Ｌ（例えば８Ｖ）を印加するとき、休止位置Ｓｏから最大ストローク位置Ｓｆに至るまでの通電時間として第１所要時間Ｔ_Ｌを要し、休止位置Ｓｏから中間ストローク位置Ｓｉに至る前のストローク位置Ｓｍ（Ｓｍ＜Ｓｉ）までの通電時間として第２所要時間Ｔ_Ｌｍを要する。尚、第２駆動電圧Ｖ_Ｌ（８Ｖ）を印加するとき、ダイオード２５０の電圧降下（－０．６Ｖ程度）により、実際には７．４Ｖ程度の電圧が印加されることになる。

したがって、例えば、エンジン２がファーストアイドル運転モードにあるとき、副通路（上流側通路１４、凹部１３の一部、連通路１６、下流側通路１５）に吸気を流す場合は、図１５に示す駆動回路において、ＭＰＵ２００の制御信号により、ＦＥＴ２１２をＯＮにし、ＦＥＴ２１３をＯＦＦにする。これにより、ソレノイドアクチュエータ９０には駆動電圧として第１駆動電圧Ｖ_Ｈが印加される。
そして、図１６の（ａ）に示すように、プランジャ９１が最大ストローク位置Ｓｆに至るまでの第１所要時間Ｔｆ以上に亘って通電することにより、第１弁体４０のみを開弁させてその開弁状態を維持するように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、スロットル弁３０が閉じた状態において、吸気は、スロットル弁３０を迂回するように副通路を経由して流れる。

一方、エンジン２がアイドル運転以外の定常運転モードにあるとき、燃料蒸発ガスをガス通路（導入通路としての凹部８７、貫通孔８６、凹部８４、凹部１７、連通路１６、下流側通路１５）に通して吸気通路１１内に導入する場合は、図１５に示す駆動回路において、ＭＰＵ２００の制御信号により、ＦＥＴ２１３をＯＮにし、ＦＥＴ２１２をＯＦＦにする。これにより、ソレノイドアクチュエータ９０には駆動電圧として第２駆動電圧Ｖ_Ｌが印加される。
そして、図１６の（ｂ）に示すように、プランジャ９１が休止位置Ｓｏから中間ストローク位置Ｓｉに至る前（のストローク位置Ｓｍ）までの第２所要時間Ｔ_Ｌｍに亘って通電することにより、第２弁体６０のみを開弁させるように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、第２弁体６０が単発的に開弁して、キャニスタ７内の燃料蒸発ガスは、ガス通路を経由して主通路１１に導入される。

尚、燃料蒸発ガスをガス通路に連続的に通して吸気通路１１内に導入する場合は、第２所要時間Ｔ_Ｌｍに亘る通電を複数回に亘って繰り返して、第２弁体６０のみを複数回に亘って開弁させるように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、第２弁体６０が複数回に亘って開弁して、キャニスタ７内の燃料蒸発ガスは、ガス通路を経由して主通路１１に導入される。
この実施形態においても、前述同様に、簡単な制御手法により、副通路とガス通路を切り換えることができ、燃料蒸発ガスを外部に放出することなく確実に回収することができる。特に、駆動電圧として、ハイ（第１駆動電圧）とロー（第２駆動電圧）のいずれかに設定するだけで副通路とガス通路の切り換えを容易に行うことができる。
また、駆動電圧としてロー（第２駆動電圧）を選択することでプランジャ９１の駆動力（速度）を抑制できるため、一定の駆動力で通電時間のみを制御する場合に比べて、ガス通路を流れる燃料蒸発ガスの流量調整が容易になる。

図１７及び図１８は、本発明に係る制御方法の第３実施形態を示すものであり、前述の実施形態と同一の構成については同一の符号を付して説明を省略する。
第３実施形態に係る駆動回路は、図１７に示すように、駆動信号を出力するＭＰＵ（マイクロプロセシングユニット）３００、スイッチング素子としてのＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３１１，３１２、抵抗３２１，３２２、抵抗３２３，３２４、電流制限用の抵抗３２５を備えている。
そして、ソレノイドアクチュエータ９０のコイル９３は、一端が電源ＶＢに接続され、他端がＦＥＴ３１１を介して又抵抗３２５及びＦＥＴ３１２を介して接地されている。尚、電源ＶＢとしては、例えば１２Ｖのバッテリ電源が使用される。
ＭＰＵ３００は、駆動信号としてオン／オフのデューティ信号を出力する。

ここで、図１８に示すように、ソレノイドアクチュエータ９０は、駆動電流として第１駆動電流Ｉ_Ｈが流れるとき、休止位置Ｓｏから最大ストローク位置Ｓｆに至るまでの通電時間として第１所要時間Ｔｆを要する。また、ソレノイドアクチュエータ９０は、駆動電流として第１駆動電流Ｉ_Ｈよりも小さい第２駆動電流Ｉ_Ｌが流れるとき、休止位置Ｓｏから最大ストローク位置Ｓｆに至るまでの通電時間として第１所要時間Ｔｒを要し、休止位置Ｓｏから中間ストローク位置Ｓｉに至る前のストローク位置Ｓｍ（Ｓｍ＜Ｓｉ）までの通電時間として第２所要時間Ｔｒｍを要する。

したがって、例えば、エンジン２がファーストアイドル運転モードにあるとき、副通路（上流側通路１４、凹部１３の一部、連通路１６、下流側通路１５）に吸気を流す場合は、図１７に示す駆動回路において、ＭＰＵ３００の制御信号により、ＦＥＴ３１１をＯＮにし、ＦＥＴ３１２をＯＦＦにする。これにより、ソレノイドアクチュエータ９０には駆動電流として第１駆動電流Ｉ_Ｈが流れる。
そして、図１８の（ａ）に示すように、プランジャ９１が最大ストローク位置Ｓｆに至るまでの第１所要時間Ｔｆ以上に亘って通電することにより、第１弁体４０のみを開弁させてその開弁状態を維持するように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、スロットル弁３０が閉じた状態において、吸気は、スロットル弁３０を迂回するように副通路を経由して流れる。

一方、エンジン２がアイドル運転以外の定常運転モードにあるとき、燃料蒸発ガスをガス通路（導入通路としての凹部８７、貫通孔８６、凹部８４、凹部１７、連通路１６、下流側通路１５）に通して吸気通路１１内に導入する場合は、図１７に示す駆動回路において、ＭＰＵ３００の制御信号により、ＦＥＴ３１２をＯＮにし、ＦＥＴ３１１をＯＦＦにする。これにより、ソレノイドアクチュエータ９０には駆動電流として第２駆動電流Ｉ_Ｌが流れる。
そして、図１８の（ｂ）に示すように、プランジャ９１が休止位置Ｓｏから中間ストローク位置Ｓｉに至る前（のストローク位置Ｓｍ）までの第２所要時間Ｔｒｍに亘って通電することにより、第２弁体６０のみを開弁させるように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、第２弁体６０が単発的に開弁して、キャニスタ７内の燃料蒸発ガスは、ガス通路を経由して主通路１１に導入される。

尚、燃料蒸発ガスをガス通路に連続的に通して吸気通路１１内に導入する場合は、第２所要時間Ｔｒｍに亘る通電を複数回に亘って繰り返して、第２弁体６０のみを複数回に亘って開弁させるように、ソレノイドアクチュエータ９０が駆動される。
これにより、第２弁体６０が複数回に亘って開弁して、キャニスタ７内の燃料蒸発ガスは、ガス通路を経由して主通路１１に導入される。
この実施形態においても、前述同様に、簡単な制御手法により、副通路とガス通路を切り換えることができ、燃料蒸発ガスを外部に放出することなく確実に回収することができる。特に、駆動電流として、ハイ（第１駆動電流）とロー（第２駆動電流）のいずれかに設定するだけで副通路とガス通路の切り換えを容易に行うことができる。
また、駆動電流としてロー（第２駆動電流）を選択することでプランジャ９１の駆動力（速度）を抑制できるため、一定の駆動力で通電時間のみを制御する場合に比べて、ガス通路を流れる燃料蒸発ガスの流量調整が容易になる。

以上述べたように、上記構成をなすスロットル装置Ｍ及びその制御方法によれば、専用部品の増加を抑えて、構造の簡素化、低コスト化、小型化等を達成でき、簡単な制御手法により、副通路とガス通路を切り換えることができ、燃料蒸発ガスを外部に放出することなく確実に回収することができる。
特に、駆動源として、単にオン／オフ駆動するだけのデューティソレノイドアクチュエータ９０を採用するため、ステッピングモータやリニアソレノイドアクチュエータ等の構造が複雑で高価な駆動源に比べて、低コスト化を達成することができる。

上記実施形態においては、第２弁体６０をプランジャ９１に一体的に固定し、第１弁体４０をプランジャ９１と離脱可能に形成した構成を示したが、これに限定されるものではない。プランジャが、休止位置で第１弁体及び第２弁体を閉弁させ，最大ストローク位置で第１弁体のみを開弁させ，最大ストローク位置よりも小さい中間ストローク位置と休止位置の間のストローク領域で第２弁体のみを開弁させるべく第１弁体及び第２弁体に駆動力を及ぼすものであれば、その他の構成を採用してもよい。
例えば、第１弁体をプランジャに一体的に固定し、第２弁体をプランジャと離脱可能に形成した構成を採用してもよく、第１弁体及び第２弁体のいずれもプランジャに固定することなくプランジャに連動する構成を採用してもよく、さらには、第１弁体及び第２弁体がプランジャと一体的に移動するスプール弁のような構成を採用してもよい。

上記実施形態においては、副通路として、上流側通路１４、下流側通路１５、及び連通路１６を含み、ガス通路として、下流側通路１５、連通路１６、連通路１６に向けて燃料蒸発ガスを導入する導入通路（８８ａ，８７，８６，８４，１７）を含む構成を示したが、これに限定されるものではなく、第１弁体により副通路が開閉されかつ第２弁体によりガス通路が開閉される限り、その他の形態をなす副通路及びガス通路を採用してもよい。

上記実施形態においては、第２弁体６０を収容すると共に導入通路を画定する通路部材８０を採用した場合を示したが、これに限定されるものではない。例えば、第２弁体及びプランジャの組み付けが可能であれば、ボディに第２弁体及びプランジャを配置する収容空間を設けた構成を採用してもよい。

上記実施形態においては、副通路に吸気を通すエンジン２のアイドル運転モードとして、エンジン２が暖機時のファーストアイドル運転モードを示したが、これに限定されるものではなく、吸気量が調整可能な構成であれば、暖機後のアイドル運転モードを採用してもよい。

以上述べたように、本発明のスロットル装置は、専用部品の増加を抑えて、構造の簡素化、低コスト化、小型化等を達成でき、燃料蒸発ガスを外部に放出することなく確実に回収することができるため、小型化及び低コスト化が要求される自動二輪車等に適用できるのは勿論のこと、その他の車両においても有用である。

Ｍ スロットル装置
２ エンジン
１０ ボディ
１１ 主通路
１３ 凹部（副通路の一部）
１４ 上流側通路（副通路）
１５ 下流側通路（副通路、ガス通路）
１６ 連通路（副通路、ガス通路）
１６ａ_１ 一端開口
１６ａ_２ 内周面
１６ｂ_１ 他端開口
１７ 凹部（導入通路、ガス通路）
３０ スロットル弁
４０ 第１弁体
５０ 第１付勢バネ
６０ 第２弁体
７０ 第２付勢バネ
８０ 通路部材
８４ 凹部（導入通路）
８５ シート部
８６ 貫通孔（導入通路）
８７ 凹部（導入通路）
８８ａ 通路（導入通路）
９０ ソレノイドアクチュエータ
９１ プランジャ
Ｓｏ 休止位置
Ｓｆ 最大ストローク位置
Ｓｉ 中間ストローク位置
Ｕ 制御ユニット
Ｔｆ 第１所要時間
Ｔｍ，Ｔ_Ｌｍ，Ｔｒｍ 第２所要時間
Ｖ_Ｈ 第１駆動電圧
Ｖ_Ｌ 第２駆動電圧
Ｉ_Ｈ 第１駆動電流
Ｉ_Ｌ 第２駆動電流

Claims (5)

1. 吸気を通す主通路を開閉するスロットル弁と、
   前記主通路，前記スロットル弁を迂回する副通路，前記主通路に燃料蒸発ガスを導入するガス通路を有するボディと、
   前記副通路を開閉する第１弁体と、
   前記ガス通路を開閉する第２弁体と、
   休止位置で前記第１弁体及び前記第２弁体を閉弁させ，最大ストローク位置で前記第１弁体のみを開弁させ，前記最大ストローク位置よりもストローク量が少ない中間ストローク位置と前記休止位置の間のストローク領域で前記第２弁体のみを開弁させるべく，前記第１弁体及び前記第２弁体に駆動力を及ぼすプランジャを有するソレノイドアクチュエータと、を備え、
   前記副通路は、前記主通路から分岐する上流側通路と、前記主通路に合流する下流側通路と、前記上流側通路を前記下流側通路に連通させる連通路を含み、
   前記ガス通路は、前記下流側通路と、前記連通路と、前記連通路に向けて前記燃料蒸発ガスを導入する導入通路を含み、
   前記連通路は、前記プランジャを所定の隙間をおいて往復動自在に挿入し得る直線状に形成され、
   前記下流側通路は、前記連通路の内周面に開口し、
   前記第１弁体は、前記プランジャが前記中間ストローク位置にあるとき、前記連通路の一端開口を閉塞して閉弁し、
   前記第２弁体は、前記プランジャが前記最大ストローク位置にあるとき、前記連通路の他端開口を閉塞して閉弁する、
   ことを特徴とするスロットル装置。
2. 前記プランジャは、前記中間ストローク位置と前記最大ストローク位置の間において、前記第１弁体に駆動力を及ぼし、前記休止位置と前記最大ストローク位置の間において、前記第２弁体に駆動力を及ぼす、
   ことを特徴とする請求項１に記載のスロットル装置。
3. 前記第２弁体は、前記プランジャと一体的に移動するべく形成され、
   前記第１弁体は、前記プランジャと離脱可能に形成され、
   前記第１弁体を前記プランジャに向けて閉弁方向に付勢する第１付勢バネと、前記プランジャを前記休止位置に向けて付勢する第２付勢バネを含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のスロットル装置。
4. 前記ボディに着脱自在に連結されて前記導入通路を画定する通路部材を含み、
   前記通路部材は、前記プランジャが前記休止位置にあるとき前記導入通路を閉塞するべく、前記第２弁体が当接して閉弁するシート部を含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし３いずれか一つに記載のスロットル装置。
5. 前記ソレノイドアクチュエータの駆動を制御する制御ユニットを含む、
   ことを特徴とする請求項１ないし４いずれか一つに記載のスロットル装置。

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