JP2004003424A

JP2004003424A - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JP2004003424A
Application number: JP2002343439A
Authority: JP
Inventors: Shinji Shiraishi; 白石　真二; Shigeki Kawakita; 川北　茂樹; Kei Kosugi; 小杉　圭
Original assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Current assignee: Yamaha Motor Co Ltd
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2002-11-27
Publication date: 2004-01-08

Abstract

【課題】エンジンの出力を増大させることができるとともにエンジン回転数の上昇率を正確に制御できる吸気緩衝弁を備えたエンジンの吸気装置を提供する。
【解決手段】吸気緩衝弁３１の弁体３２をスロットル弁４６の下流側に設ける。前記弁体３２は、吸気通路２８の壁２８ａの一部を構成するように形成される。また、この弁体３２は、回動することによって一端部が吸気通路２８に対して出没するように形成されている。
【選択図】　　　　図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、スロットル弁の開度面積が最適な面積より過度に大きい場合に吸気制御弁によって通路面積を最適になるように制御するエンジンの吸気装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来のこの種の吸気制御弁としては、例えば特開２００１−２６３１８６号公報に開示されているように、スロットル弁と同等の構造のバタフライ弁型のものがある。この吸気制御弁は、弁軸がスロットル弁の弁軸と平行になる状態でスロットル弁の上流側に設けられており、サーボモータ等のアクチュエータによって駆動する。
【０００３】
上述した従来の吸気制御弁は、例えばスロットル弁が急速に開かれたときなどに吸気通路の通路断面積が急速に拡大することがないように、スロットル弁より遅れて開くように構成されている。すなわち、この吸気制御弁は、スロットル弁開度とエンジン回転数とに基づいて決まる最適な通路断面積（そのときにエンジン出力が最大になるような通路断面積）が得られるように制御されている。
なお、本出願人は、本明細書に記載した先行技術文献情報で特定される先行技術文献以外には、本発明に関連する先行技術文献を出願時までに発見するには至らなかった。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−２６３１８６（図２および図４）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したように構成された吸気制御弁を備えた従来の吸気装置は、吸気抵抗が大きいためにエンジンの出力を向上させることができないという問題があった。吸気抵抗が大きくなるのは、吸気制御弁がバタフライ弁によって構成されており、スロットル弁が全開になる状態でも吸気制御弁の弁体と弁軸とが吸気通路中に存在しているからである。
【０００６】
また、従来の吸気装置は、制御の応答性が低く、望み通りのエンジン出力が得られないという問題もあった。これは、スロットル弁の上流側に吸気制御弁が設けられており、これにより吸入吸気量を制御しようとしても吸気制御弁の下流側に存在している大量の空気がエンジンに吸込まれるからであると考えられる。
【０００７】
本発明はこのような問題点を解消するためになされたもので、エンジンの出力を増大させることができるとともに、エンジン回転数の上昇率を正確に制御できる吸気制御弁を備えたエンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
この目的を達成するため、本発明に係るエンジンの吸気装置は、吸気制御弁の弁体をスロットル弁の下流側に設け、この弁体は、吸気通路の壁の一部を構成するように形成されるとともに、回動することによって一端部が吸気通路に対して出没するように形成されているものである。
【０００９】
本発明によれば、吸気制御弁の弁体が吸気通路の壁の一部を構成しているから、吸気制御弁には吸気通路中を横切るような部材がなく、吸気抵抗を低減することができる。
また、吸気制御弁がスロットル弁の下流側に設けられていることにより、スロットル弁が急速に開いた後に吸気をエンジンに吸入される途中で吸気制御弁によって絞ることができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１に記載した発明に係るエンジンの吸気装置において、弁体は、吸気通路内に露出する表面が全開状態で吸気通路の隣接する壁面と略同一面上に位置するように形成されているものである。
この発明によれば、全開状態で吸気通路内に突出することがないように弁体を形成することができる。
【００１１】
請求項３に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１または請求項２に記載した発明に係るエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の弁体とスロットル弁との間にインジェクタの燃料噴射口を開口させたものである。
この発明によれば、燃料噴射口の下流側に吸気制御弁が位置付けられ、吸気制御弁によってベンチュリが構成されるから、吸気に乗るようにして流れるミスト状の燃料の流速がベンチュリによって高められる。このため、ミスト状の燃料の粒が吸気通路壁面に付着するのを防ぐことができる。
【００１２】
請求項４に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１ないし請求項３に記載した発明のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、シリンダヘッドに１気筒当たり複数の吸気ポートを形成し、このシリンダヘッドとスロットルボディとの間の吸気マニホールドに吸気制御弁を設けたものである。
【００１３】
この発明によれば、吸気通路をスロットルボディとシリンダヘッドとの間で吸気ポート毎に分岐するように形成するに当たって、吸気マニホールド内で通路断面の形状が緩やかに変化するように吸気通路を形成し、吸気抵抗を低減することができる。このように吸気抵抗を低減するために用いる吸気マニホールドに吸気制御弁が設けられているから、専ら吸気制御弁を設けるために用いる通路部材が不要になる。
【００１４】
請求項５に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１ないし請求項４に記載した発明のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の回動枢支部を上流側に位置付けて吸気制御弁の下流側が吸気通路に出没するように構成し、前記回動枢支部とスロットル弁の開き側とを同一側部に位置付けたものである。
ここでいうスロットル弁の開き側とは、スロットル弁における吸気通路内壁面との間に吸気が最も多く流れるような隙間が形成される部位のことである。
【００１５】
スロットル部の開き側を通過する吸気は、スロットル弁の下流側で吸気通路内の一側部に偏って流れる。この発明によれば、前記一側部に偏って流れる吸気が吸気制御弁の近傍を通るようになるから、吸気制御弁による吸気の制御を効率よく行うことができる。
【００１６】
請求項６に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１ないし請求項５に記載した発明のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の回動枢支部とインジェクタ取付部とを同一側部に位置付けたものである。
この発明によれば、吸気制御弁が全閉状態または全閉状態に近い状態でなければ燃料が吸気制御弁に当たり難くなる。
【００１７】
請求項７に記載した発明に係るエンジンの吸気装置は、請求項１ないし請求項６に記載した発明のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の弁体は、シリンダヘッドに取付けられた吸気通路形成用の部材に回動自在に支持され、全開状態で回動端部がシリンダヘッドの吸気ポート内に臨むように形成されているものである。
この発明によれば、吸気通路形成用部材の全長を短く形成しながら、吸気制御弁の弁体を相対的に大きく形成することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
（第１の実施の形態）
以下、本発明に係るエンジンの吸気装置の一実施の形態を図１ないし図６によって詳細に説明する。
図１は本発明に係る吸気装置を装備した自動二輪車用エンジンの側面図、図２は吸気制御弁とスロットル弁を断面で示す吸気通路の断面図、図３は吸気制御弁を拡大して示す断面図で、同図（ａ）は横断面図、同図（ｂ）は縦断面図、同図（ｃ）は（ｂ）図におけるＣ−Ｃ線断面図である。図４は吸気制御弁の動作を説明するための図で、同図（ａ）は弁体の角度が１０°の状態を示し、同図（ｂ）は弁体の角度が２０°の状態を示し、同図（ｃ）は弁体の角度が３０°の状態を示し、同図（ｄ）は弁体の角度が４０°の状態を示し、同図（ｅ）は弁体の角度が４５°の状態を示す。図５は吸気ポートの開口形状を示す図、図６はスライド式スロットル弁を用いる例を示す断面図である。
【００１９】
これらの図において、符号１で示すものは、この実施の形態による自動二輪車用のＤＯＨＣ型４気筒エンジンである。図１において、２はシリンダボディを示し、３はクランクケース、４はシリンダヘッド、５はヘッドカバー、６は吸気カム軸、７は排気カム軸、８は吸気弁、９は排気弁、１０は吸気ポート、１１は排気ポートを示す。このエンジン１の内部の構造は、従来のものと同等であるから、ここにおいて詳細な説明は省略する。
【００２０】
このエンジン１は、図示してはいないが、自動二輪車用車体フレームのダウンチューブにシリンダボディ２の前端部が支持されるとともに、リヤアームブラケット１２にシリンダボディ２とクランクケース３の後端部が支持されており、シリンダの軸線が前傾するとともにクランク軸１３の軸線方向が車幅方向を指向する状態で車体に搭載されている。
【００２１】
シリンダヘッド４は、１気筒当たり３本の吸気弁８と、２本の排気弁９とが設けられている。前記３本の吸気弁８によって開閉される三つの吸気ポート１０は、シリンダヘッド４の後面に後ろ斜め上方を指向するように開口され、本発明に係る吸気装置２１が接続されている。また、前記排気弁９によって開閉される排気ポート１１は、シリンダヘッド４の前面に開口され、排気管２２が接続されている。
【００２２】
吸気装置２１は、シリンダヘッド４に取付けられた吸気マニホールド２３と、この吸気マニホールド２３の上流側端部に取付けられたスロットル弁装置２４と、このスロットル弁装置２４を囲むように形成された吸気箱２５と、前記スロットル弁装置２４に設けられた第１および第２のインジェクタ２６，２７などによって構成されている。この吸気装置２１は、吸気マニホールド２３とスロットル弁装置２４とが気筒毎に設けられ、各気筒の三つの吸気ポート１０に各気筒用の一つのスロットル弁装置２４から吸気を供給するように構成されている。
すなわち、この実施の形態による吸気装置２１は、図２に示す吸気マニホールド２３とスロットル弁装置２４とが車幅方向に４組並設され、４個のスロットル弁装置２４が一つの吸気箱２５に収容されている。
【００２３】
前記吸気マニホールド２３は、図１〜図３に示すように、内部に吸気通路２８が形成され、この吸気通路２８を挾んで前記ヘッドカバー５とは反対側（図１，２においては右側であって車体後側）の一側部（以下、この一側部を後部という）に吸気制御弁３１が設けられている。
吸気マニホールド２３内の吸気通路２８は、図３（ｃ）に示すように、上流側端部の円形状の開口２３ａと下流側端部の長円状の開口２３ｂとを接続するように形成されており、上流側から下流側に向かうにしたがって断面形状が徐々に変化するように形成されている。
【００２４】
前記下流側端部の開口２３ｂは、シリンダヘッド４に１気筒当たり三つ形成された吸気ポート１０と対応するように、車幅方向に長くなるように形成されている。シリンダヘッド４における吸気ポート１０の開口部分（吸気マニホールド２３を取付ける部分）を図５に示す。吸気ポート１０の開口部分は、三つの吸気ポート１０を車幅方向へ一列に並べるようにして形成され、長円状に開口している。
【００２５】
吸気通路を一つのスロットル弁装置２４から三つの吸気ポート１０に延びるように三股状に形成するためには、この実施の形態で示すように、途中に吸気マニホールド２３を設けて通路断面の形状が緩やかに変わるようにすることが吸気抵抗を低減するうえで重要である。このように吸気抵抗を低減するために用いる吸気マニホールド２３に、本発明に係る吸気制御弁３１が設けられている。
【００２６】
吸気制御弁３１は、図２および図３に示すように、吸気マニホールド２３内の吸気通路２８の後部の壁２８ａの一部を構成するように板状に形成された弁体３２と、この弁体３２における吸気通路２８の上流側に位置する一端部に一体に形成されて車幅方向に延びる筒状の支軸３３と、この支軸３３を貫通して固定された駆動軸３４を有するアクチュエータ３５などによって構成されている。
前記弁体３２は、これに一体に形成された前記支軸３３が吸気マニホールド２３の軸孔３６に嵌合されることによって、吸気マニホールド２３に回動自在に支持されている。前記駆動軸３４は、前記吸気通路２８の断面形状の長円の長径方向と平行に設けられている。この構成を採ることにより、吸気制御弁３１の全閉時の突出量を少なく抑えることができ、回動角度が小さくなって応答性を向上させることができる。
【００２７】
前記弁体３２が閉じるときの回動方向は、図２中に矢印Ａで示すように、同図において時計方向で、後述するスロットル弁の開弁時の回動方向と同一方向である。この弁体３２は、全開状態では吸気マニホールド２３の前記壁２８ａに形成された凹陥部３７内に収容され、全閉状態では、図２，３に示すように、支軸３３を中心に前記Ａ方向に回動して吸気通路２８内に突出する。なお、図３（ｃ）は、図３（ｂ）における弁体３２が全閉状態にあるときのＣ−Ｃ線断面図である。すなわち、この弁体３２は、吸気通路２８の上流側に位置する一端部を中心にして回動し、他端部（下流側端部）が吸気通路２８に対して出没するように構成されている。
【００２８】
弁体３２を全開位置から全閉位置まで回動させることにより、吸気通路２８の開口面積は図４（ａ）〜（ｅ）に示すように徐々に小さくなる。図４（ａ）は、図３（ｂ）において弁体３２が全開位置から時計回りに１０°だけ閉側へ回動した状態で描いてある。図４（ｂ）に示す弁体３２の回動角度は２０°、同図（ｃ）に示す回動角度は３０°、同図（ｄ）に示す回動角度は４０°、同図（ｅ）に示す回動角度は４５°である。図４（ｅ）は弁体３２が全閉になる状態を示している。
【００２９】
また、弁体３２は、図３（ｂ）に示すように、前記凹陥部３７内に収納された全開状態において、吸気通路２８内に露出する表面３２ａが吸気通路２８の隣接する壁面３８と略同一面上に位置するように形成されている。すなわち、弁体３２が全開状態にあるときには、前記壁面３８と、吸気マニホールド２３の下流側端部の両側面３９（断面円弧状の凹曲面）とがそれぞれ弁体３２の前記表面３２ａに滑らかに接続する。
【００３０】
前記支軸３３は、図３（ｃ）に示すように、吸気通路２８の横幅と略等しい長さをもって形成され、軸線方向の中央部に前記弁体３２が設けられている。
前記駆動軸３４は、前記支軸３３の軸心部を貫通させた状態で支軸３３に固着されている。この実施の形態による駆動軸３４は、車幅方向に並ぶ４個の吸気マニホールド２３にそれぞれ設けられ、図示していないユニバーサルジョイントによって互いに連動するように連結されている。また、この４本の駆動軸３４を接続してなる軸組立体は、車体左側の端部にアクチュエータ３５が接続されるとともに、車体右側の端部に前記弁体３２の回動角度を検出するための回動角センサ４０（図２参照）が接続されている。この回動角センサ４０は、コントローラ４１（図１参照）に弁体３２の回動角度を示すデータを送出する構成のものである。また、駆動軸３４は、これを開方向へ付勢するためのねじりコイルばね（図示せず）が装着されている。
【００３１】
前記アクチュエータ３５は、図１に示すように、前記駆動軸３４にプーリ４２と２本のワイヤ４３，４３とを介してサーボモータ４４を接続した構成のものである。前記サーボモータ４４は、前記コントローラ４１に接続されており、このコントローラ４１から送られた制御信号によって作動し、前記ねじりコイルばねの弾発力に抗して駆動軸３４を弁体３２とともに回動させる。
【００３２】
前記スロットル弁装置２４は、図２に示すように、スロットルボディ４５にバタフライ弁からなるスロットル弁４６を設けた構造のもので、スロットルボディ４５の車体後側に位置する後壁４７に第１のインジェクタ２６が取付けられている。前記スロットルボディ４５は、上流側端部にエアファンネル４５ａが図示していない固定用ボルトによって取付けられている。また、このスロットルボディ４５内の吸気通路４８は、通路断面の形状が円形状に形成されている。なお、スロットル弁４６としては、上記したバタフライ弁型のものの他に、図６に示すように、弁体４６ａがスロットルボディ４５に対してスライドする構成のものを用いることができる。図６においては、図２で示したものと同等の部材については、同一の符号を付してある。
【００３３】
前記スロットル弁４６の弁軸４６ａは、その軸線が車幅方向を指向する状態でスロットルボディ４５を貫通してこれに回動自在に支持されており、軸端部に弁体４６ｂの角度（スロットル弁開度）を検出するためのスロットル開度センサ４９が接続されている。この実施の形態では、気筒毎のスロットルボディ４５に弁軸４６ａがそれぞれ設けられ、これら４本の弁軸４６ａどうしが互いに連動するように連結されている。この４本の弁軸４６ａは、途中にスロットルワイヤ（図示せず）が接続されている。前記スロットル開度センサ４９は、前記コントローラ４１にスロットル弁開度のデータを送出する構成のもので、車体右側の端部に位置する弁軸４６ａの軸端部に接続されている。
【００３４】
スロットル弁４６の弁体４６ｂは、開弁時に図２中に矢印Ｂで示す方向（同図においては時計方向）に回動するように前記弁軸４６ａに固定されている。図２は、スロットル弁４６をアイドリング位置から低速運転位置まで開いた状態で描いてある。このように弁体３２の開く方向を設定することによって、吸気は、スロットル弁装置２４を通過するときに、弁体４６ｂに沿ってスロットルボディ４５の前記後壁４７に近付くように流れる。このときに吸気の流れる方向を図２中に白抜き矢印によって示す。そして、吸気は、スロットル弁４６と前記後壁４７との間の隙間を通って下流側に流れる。この下流側には、前記吸気制御弁３１が位置付けられている。本発明に係るスロットル弁４６の開き側とは、前記弁体４６ｂにおける前記後壁４７との間に前記隙間が形成される部位のことである。図６に示すスライド式スロットル弁４６の開き側とは、弁体４６ａの先端部のことである。
【００３５】
スロットル弁装置２４に設けられた第１および第２のインジェクタ２６，２７は、従来からよく知られているものと同等のものが用いられている。第１のインジェクタ２６は、図２に示すように、吸気通路４８の中心線Ｃに対して角度αだけ車体後側に傾斜するとともに、前記吸気制御弁３１の弁体３２とスロットル弁４６との間に先端部の燃料噴射口２６ａが開口するようにスロットルボディ４５に取付けられている。第２のインジェクタ２７は、前記第１のインジェクタ２６に支持用ステー５１（図１参照）を介して支持され、前記エアファンネル４５ａの上方に配置されている。
【００３６】
この第２のインジェクタ２７は、軸線がスロットルボディ４５内の吸気通路４８の中心線Ｃと略平行になるように設定されている。前記第１のインジェクタ２６は、エンジン運転域の全域にわたって燃料を供給するが、第２のインジェクタ２７は、高回転・高負荷運転時のみに燃料を補助的に供給する。なお、スロットル弁４６が全開状態であるときには、第２のインジェクタ２７のみから燃料が供給される。
スロットル弁装置２４を収容する吸気箱２５は、前端部にダクト５２が設けられており、このダクト５２を介して走行風が内部に導入され、この走行風の圧力がスロットルボディ４５内の吸気通路４８に加えられるように形成されている。
【００３７】
前記サーボモータ４４と二つのセンサ４０，４９とが接続されたコントローラ４１は、図示していない制御弁開度マップに基づいて吸気制御弁３１を制御する回路が採られている。前記マップは、スロットル弁４６の開度と、エンジン回転数の二つのパラメータとに基づく制御弁開度が示されてあり、そのときどきでのエンジンの出力が最大になる制御弁開度が得られるように構成されている。なお、制御弁開度を決めるパラメータとしては、車速や吸気通路の負圧、吸気箱２５に導入される動圧なども追加することができる。
【００３８】
この実施の形態によれば、例えば、低回転・低負荷運転状態で急速にスロットル弁４６が全開状態まで開いた場合、言い換えれば、スロットル弁４６の開度変化に車速の変化が敏感に追従するような場合には、全閉状態から図４の何れかの最適な状態まで弁体３２が回動する。
前記弁体３２が回動するときの角度は、上述した各因子に対応して図４（ａ）〜（ｅ）の何れかの状態になるように設定される。弁体３２が回動するときには、コントローラ４１は、回動角センサ４０が検出した弁体３２の角度と、前記因子に基づいて求めた目標角度とが一致するようにサーボモータ４４を制御する。
【００３９】
上述したように吸気制御弁３１が動作することにより、スロットル弁４６の下流側で吸気が制御され、そのときどきの状態おいてエンジン出力が最大になるように吸入空気量が制御される。このため、スロットル弁４６を急速に開いたときに適切な回転上昇率でエンジン回転数が上昇するようになり、スロットルワークが容易になる。このように閉側へ一旦回動した弁体３２は、サーボモータ４４によって全開状態に至るように徐々に戻される。
【００４０】
上述したように構成された吸気装置２１は、吸気制御弁３１の弁体３２が吸気通路２８の壁２８ａの一部を構成するように形成されており、吸気通路２８中を横切るような部材が吸気制御弁３１には設けられていないから、吸気制御弁３１がバタフライ弁によって構成された従来のものに較べて吸気抵抗を低減することができる。このため、この吸気装置２１を装備することによって、エンジン１の出力を向上させることができた。
【００４１】
また、吸気制御弁３１がスロットル弁４６の下流側に設けられているから、スロットル弁４６が急速に開いた後に吸気をエンジン１に吸入される途中で吸気制御弁３１によって絞ることができる。このため、スロットル弁４６が急速に開いたときに、スロットル弁４６の下流側に存在する大量の空気がエンジン１に吸入されるのを吸気制御弁３１によって確実に防ぐことができる。
【００４２】
吸気制御弁３１の弁体３２は、吸気通路２８内に露出する表面３２ａが全開状態で吸気通路２８の隣接する壁面３８，３９と略同一面上に位置するように形成されているから、全開状態で弁体３２が吸気通路２８内に突出することがない。このため、スロットル弁４６の開度が全開に近い状態（吸気制御弁３１が全開になる状態）では、吸気制御弁３１によって吸気抵抗が増加することはなく、吸気抵抗をより一層低減することができ、最高出力が増加する。
【００４３】
この実施の形態による吸気装置２１は、吸気制御弁３１の弁体３２とスロットル弁４６との間に第１のインジェクタ２６の燃料噴射口２６ａが位置付けられているから、吸気に乗るようにして流れるミスト状の燃料を吸気制御弁３１によって制御することができるようになる。すなわち、吸気制御弁３１によってベンチュリが構成され、吸気に乗るようにして流れるミスト状の燃料の流速がベンチュリによって高められるから、ミスト状の燃料の粒が吸気通路壁面に付着するのを防ぐことができる。
【００４４】
さらに、この実施の形態においては、シリンダヘッド４に１気筒当たり三つの吸気ポートが形成され、このシリンダヘッド４とスロットルボディ４５との間の吸気マニホールド２３に吸気制御弁３１が設けられているから、スロットルボディ４５とシリンダヘッド４との間で吸気通路を吸気ポート１０毎に分岐するように形成するに当たって、吸気マニホールド２３内で通路断面の形状が緩やかに変化するように吸気通路２８を形成し、吸気抵抗を低減することができる。このように吸気抵抗を低減するために用いる吸気マニホールド２３に吸気制御弁３１が設けられているから、専ら吸気制御弁３１を設けるために用いる通路部材が不要になる。
【００４５】
加えて、この実施の形態による吸気装置２１は、吸気制御弁３１の回動枢支部（支軸３３）を上流側に位置付けて吸気制御弁３１の下流側が吸気通路２８に出没するように構成し、前記回動枢支部とスロットル弁４６の開き側とが同一側部に位置付けられているから、スロットル弁４６の弁体４６ｂによって流れる方向が変えられて吸気通路４８内の一側部に偏って流れる吸気が吸気制御弁３１の近傍を通るようになる。このため、吸気制御弁３１による吸気の制御を効率よく行うことができる。
【００４６】
さらに、この実施の形態によれば、吸気制御弁３１の回動枢支部（支軸３３）とインジェクタ取付部とが同一側部に位置付けられているから、吸気制御弁３１が全閉状態または全閉状態に近い状態でなければ燃料が吸気制御弁３１に当たり難いから、吸気制御弁３１によって燃料が遮られることが少なくなり、出力向上を図ることができる。
【００４７】
さらにまた、吸気制御弁３１の動作としては、吸気制御弁３１をスロットル弁４６の開閉動作に連動するように常に駆動し、スロットル弁４６が急速に開いたときには吸気制御弁３１の開動作を遅らせるように構成することもできる。特に、スロットル弁４６の開く速度が速いときのみに吸気制御弁３１が閉じて吸気を絞る形態を採ることにより、吸気制御弁３１が必要でないときに吸気制御弁３１によって吸気抵抗が増えることがないから、前記他の形態を採る場合に較べてエンジン１の出力を向上させることができる。
【００４８】
また、上述した実施の形態では、第１のインジェクタ２６がスロットルボディ４５の後壁４７に取付けられ、この第１のインジェクタ２６の軸線が吸気通路４８の中心線Ｃに対して角度αだけ傾斜しているから、吸気制御弁３１の弁体３２の回動角度が小さい（全開状態に近い）場合には、燃料が前記弁体３２に当たり難くなる。このため、スロットル弁４６の開く速度が相対的に遅い場合、すなわち車速が安定しているような場合には、燃料が途中で吸気制御弁３１によって遮られることなく円滑にエンジン１に供給されるから、空燃比を正確に制御できるようになり、燃費向上を図ることができる。
【００４９】
さらに、上述した実施の形態による吸気制御弁３１は、サーボモータ４４で駆動されるものであるから、開閉する時期、開度などを自由に設定することができる。このため、最適なエンジン特性が得られるように設定を変更することができる。
【００５０】
（第２の実施の形態）
請求項７に記載した発明に係るエンジンの吸気装置を図７ないし図１２によって詳細に説明する。
図７は吸気制御弁の他の実施の形態を示す断面図、図８は吸気マニホールドの一部を破断して示す平面図、図９は吸気マニホールドの側面図、図１０は全気筒の吸気マニホールドを連結した状態を示す平面図、図１１は吸気制御弁と吸気通路の概略構成を示す斜視図で、吸気制御弁および吸気通路の一部を破断した状態で描いてある。図１２は吸気ポートの概略形状を示す斜視図である。これらの図において、前記図１〜図６によって説明したものと同一もしくは同等の部材については、同一符号を付し詳細な説明を適宜省略する。
【００５１】
図７に示す吸気制御弁は、上述した第１の実施の形態で示したものに較べて全閉時の吸気通路２８の開口面積を小さくすることができるように、弁体３２の長さ（回動軸線とは直交する方向の長さ）が長く形成されている。詳述すると、この弁体３２は、図７に示す全開状態において、回動端部が吸気マニホールド２３のシリンダヘッド側端部から吸気ポート１０内へ突出する長さに形成されている。前記シリンダヘッド４における前記弁体３２が臨む部位には、弁体３２を収容するための凹陥部５１が形成されている。
【００５２】
この凹陥部５１は、吸気マニホールド２３の弁体収容用凹陥部３７との間に段差なく接続するように形成されるとともに、ここに収容された弁体３２の表面３２ａ（吸気通路２８に露出する面）が吸気ポート１０の通路壁面１０ａと略同一面上に位置するように形成されている。すなわち、弁体３２が図７に示すように全開状態にあるときには、前記通路壁面１０ａおよび吸気マニホールド２３の内壁面と、弁体３２の前記表面３２ａとが滑らかに接続する。
【００５３】
このように弁体３２が相対的に大きく形成された吸気制御弁３１を装備したエンジンは、第１の実施の形態で示した吸気制御弁を用いる場合に較べて、スロットル弁４６が急速に開いたとき（吸気制御弁３１が全閉になるとき）の吸気通路の開口面積が小さくなるから、エンジン回転数の上昇率をより一層正確に制御することができるようになる。
【００５４】
また、この実施の形態による吸気制御弁３１は、弁体３２を大きく形成するに当たって、弁体３２の回動端部が吸気マニホールド２３からシリンダヘッド４側へ突出する構成が採られているから、吸気マニホールド２３の全長を長く形成することなく大型の弁体３２を装備することができる。このため、大型の弁体３２の全体を吸気マニホールド２３内に収容する構成（第１の実施の形態の構成）に較べて、吸気マニホールド２３を小型に形成することができ、燃焼室からスロットル弁４６までの距離、いわゆる吸気管長を短く形成することができる。
【００５５】
この実施の形態による吸気制御弁３１は、図８〜図１０に示すように、気筒毎の４個が互いにジョイント５２を介して連動するように連結されている。また、各吸気制御弁３１には、弁体３２を開方向へ付勢するリターンスプリング５３が設けられている。このリターンスプリング５３は、ねじりコイルばねからなり、図８に示すように、吸気制御弁３１の駆動軸３４に固着された復帰用レバー５４のボス５４ａに嵌合保持され、この復帰用レバー５４と吸気マニホールド２３との間に、弁体３２を開方向へ付勢する状態で弾装されている。
【００５６】
このようにリターンスプリング５３を吸気制御弁３１毎に設けることにより、駆動用ワイヤ４３（図１，１０参照）が切断したときや、前記ジョイント５４に緩みが生じたりこれが破損したときに、リターンスプリング５３の弾発力によって弁体３２が全開位置に復帰するから、このような場合に弁体３２によって吸気抵抗が不必要に増大することを阻止することができる。
【００５７】
上述した第２の実施の形態では、吸気制御弁３１を吸気マニホールド２３に設ける例を示したが、吸気マニホールド２３の代わりにスロットル弁装置２４がシリンダヘッド４に直接取付けられるような場合には、このスロットル弁装置２４に吸気制御弁３１が設けられる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、吸気制御弁に吸気通路中を横切るような部材が吸気制御弁にはなく、吸気抵抗を低減することができるから、エンジンの出力を増大させることができる。
また、吸気制御弁がスロットル弁の下流側に設けられていることにより、スロットル弁が急速に開いた後に吸気をエンジンに吸入される途中で吸気制御弁によって絞ることができる。このため、スロットル弁が急速に開いたときに、スロットル弁の下流側に存在する大量の空気がエンジンに吸入されるのを確実に防ぐことができ、エンジン回転数の上昇率を正確に制御することができる。
【００５９】
請求項２記載の発明によれば、全開状態で吸気通路内に突出することがないように弁体を形成することができるから、吸気抵抗をより一層低減することができる。
請求項３記載の発明によれば、スロットル弁が急速に開いたときに、吸気に乗るようにしてエンジンに供給される燃料が増加するのを防ぐことができ、前記燃料を吸気制御弁によって正確に制御できるようになるから、エンジン回転数の上昇率をより一層正確に制御することができる。
【００６０】
請求項４記載の発明によれば、吸気通路をスロットルボディとシリンダヘッドとの間で吸気ポート毎に分岐するように形成するに当たって、吸気マニホールド内で通路断面の形状が緩やかに変化するように吸気通路を形成し、吸気抵抗を低減することができる。このように吸気抵抗を低減するために用いる吸気マニホールドに吸気制御弁が設けられているから、専ら吸気制御弁を設けるために用いる通路部材が不要になる。
したがって、吸気抵抗がより一層低減するとともに、専ら吸気制御弁を設けるための通路部材が不要になって吸気装置のコストダウンと小型化とを図ることができる。
【００６１】
請求項５記載の発明によれば、スロットル弁を通過した吸気が吸気制御弁の近傍に多く流れるようになるから、吸気制御弁による吸気の制御を効率よく行うことができ、より一層スロットルワークが容易になる。
【００６２】
請求項６記載の発明によれば、吸気制御弁が全閉状態または全閉状態に近い状態でなければ燃料が吸気制御弁に当たり難くなるから、吸気制御弁によって燃料が遮られることが少なくなり、出力向上を図ることができる。
【００６３】
請求項７記載の発明によれば、吸気通路形成用部材の全長を短く形成しながら、吸気制御弁の弁体を相対的に大きく形成することができ、吸気制御弁の全閉時の吸気通路の開口面積をより一層小さくすることができる。このため、吸気管長を短く形成して応答性を向上させることができるとともに、エンジン回転数の上昇率を吸気制御弁によってより一層正確に制御することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る吸気装置を装備した自動二輪車用エンジンの側面図である。
【図２】吸気制御弁とスロットル弁を断面で示す吸気通路の断面図である。
【図３】吸気制御弁を拡大して示す断面図である。
【図４】吸気制御弁の動作を説明するための図である。
【図５】吸気ポートの開口形状を示す図である。
【図６】スライド式のスロットル弁を用いる例を示す断面図である。
【図７】吸気制御弁の他の実施の形態を示す断面図である。
【図８】吸気マニホールドの一部を破断して示す平面図である。
【図９】吸気マニホールドの側面図である。
【図１０】全気筒の吸気マニホールドを連結した状態を示す平面図である。
【図１１】吸気制御弁と吸気通路の概略構成を示す斜視図である。
【図１２】吸気ポートの概略形状を示す斜視図である。
【符号の説明】
１…エンジン、４…シリンダヘッド、１０…吸気ポート、２１…吸気装置、２３…吸気マニホールド、２６…第１のインジェクタ、２６ａ…燃料噴射口、２８，４８…吸気通路、３１…吸気制御弁、３２…弁体、３２ａ…表面、３８，３９…壁面、４５…スロットルボディ、４６…スロットル弁、４６ａ…弁軸、５１…凹陥部。

Claims

スロットル弁とは別に吸入空気量を制御可能とする吸気制御弁を備えたエンジンの吸気装置において、前記吸気制御弁の弁体をスロットル弁の下流側に設け、前記弁体は、吸気通路の壁の一部を構成するように形成されるとともに、回動することによって一端部が吸気通路に対して出没するように形成されているエンジンの吸気装置。
請求項１記載のエンジンの吸気装置において、弁体は、吸気通路内に露出する表面が全開状態で吸気通路の隣接する壁面と略同一面上に位置するように形成されているエンジンの吸気装置。
請求項１または請求項２記載のエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の弁体とスロットル弁との間にインジェクタの燃料噴射口を開口させてなるエンジンの吸気装置。
請求項１ないし請求項３のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、シリンダヘッドに１気筒当たり複数の吸気ポートを形成し、このシリンダヘッドとスロットルボディとの間の吸気マニホールドに吸気制御弁を設けてなるエンジンの吸気装置。
請求項１ないし請求項４のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の回動枢支部を上流側に位置付けて吸気制御弁の下流側が吸気通路に出没するように構成し、前記回動枢支部とスロットル弁の開き側とを同一側部に位置付けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
請求項１ないし請求項５のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の回動枢支部とインジェクタ取付部とを同一側部に位置付けたことを特徴とするエンジンの吸気装置。
請求項１ないし請求項６のうち何れか一つのエンジンの吸気装置において、吸気制御弁の弁体は、シリンダヘッドに取付けられた吸気通路形成用の部材に回動自在に支持され、全開状態で回動端部がシリンダヘッドの吸気ポート内に臨むように形成されていることを特徴とするエンジンの吸気装置。