JP2014114729A

JP2014114729A - エンジンユニットの圧力センサ配設構造

Info

Publication number: JP2014114729A
Application number: JP2012268607A
Authority: JP
Inventors: Hideaki Watanabe; 英章渡邊
Original assignee: Suzuki Motor Corp
Current assignee: Suzuki Motor Corp
Priority date: 2012-12-07
Filing date: 2012-12-07
Publication date: 2014-06-26

Abstract

【課題】コンパクトで使用性及び取扱い性等に優れ、検出精度の向上等を図るエンジンユニットの圧力センサ配設構造を提供する。
【解決手段】シリンダヘッド１３２と、吸気管１４２と、クランク室及びこのクランク室後方に位置するミッション室１４５でなるクランクケース１３０と、を有するエンジンにおいて、エンジン内部の圧力を検知する１又は複数の圧力センサ１１，１２を配設する。圧力センサ１１，１２は、ミッション室１４５の上方であって上面視でミッション室１４５と重なるように配置する。
【選択図】図６

Description

本発明は、典型的には自動二輪車等の車両のエンジンにおける吸気圧等を検出する圧力センサの配設構造に関するものである。

この種のエンジンではエンジンの作動状態をモニタリングすべく各種のセンサが取り付けられる。そして、そのセンサで検出したデータに基づき、エンジンの適正制御を図るようにしている。検出対象となるパラメータとして圧力、温度等複数含まれ、それらに対応する各種センサがエンジンの適所に取り付けられる。

例えば特許文献１に開示されるエンジンでは、クランク室の内圧変動に基づいて燃料噴射圧力を決定すべく、クランク室内圧を検出する圧力検出器を有する。この圧力検出器はエンジンよりも上方の車体フレームに取り付けられ、該圧力検出器とクランク室とが、クランク室から上方へ延びる連通パイプを介して接続される。

圧力検出器もしくは圧力センサを圧力検出ホースで接続する場合、ホース内に水分やガス等の汚れが堆積しないようにするために、エンジン側の圧力検出ポートよりも上方位置に配置する必要がある。また、圧力検出ホースに弛み等が生じないように配管するために、圧力検出センサはスロットルボディやエアクリーナボックスあるいは車体に搭載されることとなる。

特開平２‐２９８６３２号公報

しかしながら、圧力検出センサが複数の場合程、圧力検出ホースやハーネス類の配索が煩雑化せざるを得ない。また、圧力検出ホースの配管作業は車体へエンジンを搭載した後に行われるのが通常であり、作業にかなりの手間がかかる。更にスロットルボディやエアクリーナボックス更にはエンジンの着脱時に圧力検出センサやホース類も一緒に着脱する必要がある等の問題があった。

本発明はかかる実情に鑑み、コンパクトで使用性及び取扱い性等に優れ、検出精度の向上等を図るエンジンユニットの圧力センサ配設構造を提供することを目的とする。

本発明のエンジンユニットの圧力センサ配設構造は、シリンダヘッドと、吸気管と、クランク室及び前記クランク室の後方に位置するミッション室でなるクランクケースと、を有するエンジンにおいて、エンジン内部の圧力を検知する１又は複数の圧力センサを配設する圧力センサ配設構造であって、前記圧力センサは、前記ミッション室の上方であって上面視で前記ミッション室と重なるように配置したことを特徴とする。

また、本発明のエンジンユニットの圧力センサ配設構造において、前記圧力センサは、当該エンジンの所定部位の壁面に設けた圧力検出ポートから上方に延出した圧力検出ホースにより接続されていることを特徴とする。
また、本発明のエンジンユニットの圧力センサ配設構造において、前記圧力センサは、前記クランク室内の圧力を検出するクランクケース内圧センサであることを特徴とする。
また、本発明の自動二輪車用エンジンの圧力センサ配設構造において、前記圧力センサは、前記吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサであることを特徴とする。

また、本発明のエンジンユニットの圧力センサ配設構造において、前記圧力センサとして、前記クランク室内の圧力を検出するクランクケース内圧センサと前記吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサとを含み、前記クランクケース内圧センサ及び吸気圧センサがモジュール部品として一体的に構成されることを特徴とする。

また、本発明のエンジンユニットの圧力センサ配設構造において、前記クランクケース内圧センサは、ブリーザ室の下流から導出された前記圧力検出ホースに接続されたことを特徴とする。

また、本発明のエンジンユニットの圧力センサ配設構造において、前記圧力センサは、当該エンジンと一体的に固定されたことを特徴とする。

本発明によれば、クランクケース上方の空いたスペースを有効に活用して、一体化したセンサモジュールをコンパクトに配置することができる。センサモジュール内のセンサに接続される圧力検出ホースは、上方へ延出されるためセンサに対するオイルや水分による汚損等を防止する。
また、複数のセンサをモジュール化して一体的に構成することで省スペース化、軽量化更には配管や配線の簡素化が可能になる上、エンジン上げ下ろし時にセンサを取り外す必要がなくなる等、使用性及び取扱い性等に極めて優れている。

本発明の実施形態に係る自動二輪車の左側面図である。本発明の実施形態における車体フレームにエンジンユニットが搭載された状態を示す左側面図である。本発明の実施形態における車体フレームにエンジンユニットが搭載された状態を示す正面図である。本発明の実施形態における車体フレームにエンジンユニットが搭載された具体的な状態を示す左側面図である。本発明の実施形態に係るエンジンユニットの構成例を示す縦断面図である。本発明の実施形態におけるエンジンユニットに配設される圧力センサを周辺部品等との関係で模式的に示す左側面図である。本発明の実施形態におけるエンジンユニットに配設される圧力センサを周辺部品等との関係で模式的に示す右側面図である。本発明の実施形態におけるエンジンユニットに配設される圧力センサを周辺部品等との関係で模式的に示す上面図である。本発明の実施形態におけるエンジンユニットに配設される圧力センサを周辺部品等との関係で模式的に示す後面図である。

以下、図面に基づき、本発明によるエンジンユニットの圧力センサ配設構造における好適な実施の形態を説明する。
図１は本発明の適用例に係る自動二輪車１００の左側面図、図２は車体フレームにエンジンユニットが搭載された状態を示す左側面図、図３は車体フレームにエンジンユニットが搭載された状態を示す正面図である。即ち、本実施形態は本発明を自動二輪車に適用した例とする。先ず、これらの図１〜図３を用いて、自動二輪車１００の全体構成について説明する。なお、以下の説明で用いる図において、必要に応じて適宜車両の前方を矢印Ｆｒにより、車両の後方を矢印Ｒｒによりそれぞれ示し、また、車両の側方右側を矢印Ｒにより、車両の側方左側を矢印Ｌによりそれぞれ示す。

図１において鋼製或いはアルミニウム合金材でなるメインフレーム１０１の前部には、ステアリングヘッドパイプ１０２によって左右に回動可能に支持された左右２本のフロントフォーク１０３が設けられる。フロントフォーク１０３の上端にはハンドルバー１０４が固定され、ハンドルバー１０４の両端にグリップ１０５を有する。フロントフォーク１０３の下部には前輪１０６が回転可能に支持されると共に、前輪１０６の上部を覆うようにフロントフェンダ１０７が固定される。前輪１０６は、これと一体回転するブレーキディスク１０８を有している。

メインフレーム１０１はステアリングヘッドパイプ１０２の後部に接続され、更に後方に向けて左右一対が二又状に分岐し、ステアリングヘッドパイプ１０２から後下方に拡幅しながら延設する。なお、メインフレーム１０１の後部付近から、後上りに適度に傾斜してシートレールが延出し、後述するシートを支持する。メインフレーム１０１やシートレールにより車体フレームが構成される。また、メインフレーム１０１の後部にはスイングアーム１０９が揺動可能に結合すると共に、両者間にリヤショックアブソーバ１１０が装架される。スイングアーム１０９の後端には後輪１１１が回転可能に支持される。後輪１１１は、後述するエンジンの動力を伝達するチェーン１１２が巻回されたドリブンスプロケット１１３を介して、回転駆動されるようになっている。後輪１１１の直近周囲にはその前上部付近を覆うインナフェンダ１１４が設けられると共に、そのインナフェンダ１１４の上方にはリヤフェンダ１１５が配置される。

メインフレーム１０１に搭載されたエンジンユニット１１６には、燃料タンクからの燃料とエアクリーナからの空気とが混合してなる混合気が供給されると共に、エンジン内での燃焼後の排気ガスがエキゾーストパイプ１１７を通って排気される。本実施形態において、エンジンは例えば４サイクル多気筒、典型的には４気筒エンジンであってよい。それぞれの気筒のエキゾーストパイプ１１７はエンジンユニット１１６の下側にて結合し、その後排気チャンバを経て車両後端付近で排気装置１１８（マルラ）から排気される。

また、エンジンユニット１１６の上方には燃料タンク１１９が搭載され、燃料タンク１１９の後方にシート１２０が連設される。このシート１２０は、ライダシート１２０Ａとタンデムシート１２０Ｂとを含む。ライダシート１２０Ａ及びタンデムシート１２０Ｂに対応して、フートレスト１２１及びフートレストもしくはピリオンステップ１２２が配置される。
更に図１において、１２３はヘッドランプ、１２４はスピードメータ、タコメータあるいは各種インジケータランプ等を含むメータユニット、１２５はステー１２６を介してハンドルバー１０４に支持されるバックミラーである。

車両外装において、フェアリング１２７及びサイドカウル１２８によって車両の主に前部及び側部が覆われ、車両後部にはサイドカバーあるいはシートカウル１２９が被着し、これらの外装部材により所謂、流線型を有する車両の外観フォルムが形成される。

本実施形態におけるエンジンユニット１１６は図２及び図３では略記するが、図４をも参照してクランクケース１３０の上部に順次、シリンダ１３１、シリンダヘッド１３２及びシリンダヘッドカバー１３３が一体的に結合してなる。また、エンジンユニット１１６は複数のエンジンマウントを介してメインフレーム１０１に懸架されることでメインフレーム１０１に一体的に結合支持され、それ自体でメインフレーム１０１の剛性部材として作用する。なお、図４に示したようにメインフレーム１０１の後部から後斜め上方へ、シート１２０等を取付支持するためのシートレール１３４が延出する。

図１に示されるようにドーム状もしくは甲羅状を呈する燃料タンク１１９は、メインフレーム１０１の上側全体を上部から蓋うようにしてメインフレーム１０１上に搭載支持される。また、エンジンユニット１１６のシリンダヘッドカバー１３３の上側には、吸気系に清浄空気を供給するためのエアクリーナ１３５が配置される。燃料タンク１１９の下部は凹状に形成され、燃料タンク１１９は図４のようにエアクリーナ１３５に上から覆い被さるように配置される。ここで、図３に示したように、エアクリーナ１３５はアッパケース１３５Ａ及びロアケース１３５Ｂが相互に閉合してなり、実質的に中空構造を有する。ロアケース１３５Ｂの前部には一対のインテークダクト１３６が接続され、車両前端部から取り込んだ空気を、インテークダクト１３６を介してロアケース１３５Ｂ内に導入するようになっている。このダーティ側に導入された空気は、図示しないフィルタを通過することで清浄化され、更にエアファンネルを通ってスロットルボディへと送給される。

この実施形態ではエンジンユニット１１６は並列４気筒エンジンであってよく、図３のように左右（車幅）方向に４つの気筒が並列配置される。なお、左側から順に１番（♯１）、２番（♯２）、３番（♯３）及び４番（♯４）気筒とする。ここで、図５を参照して、エンジンユニット１１６について説明する。クランクケース１３０（その前部にクランク室が形成される）、シリンダ１３１、シリンダヘッド１３２及びシリンダヘッドカバー１３３が一体的に結合してなるシリンダブロックは適度に前傾姿勢で配置される。

クランクケース１３０は、上下半割とされたアッパクランクケース１３０Ａ及びロアクランクケース１３０Ｂが相互に結合し、その合せ面１３０Ｃにクランクシャフト１３７等の軸を支持する。クランクケース１３０内でクランクシャフト１３７は、車幅方向（図５において紙面直交方向）に配置される。この場合、クランクケース１３０の合せ面１３０Ｃに設定された複数のジャーナル軸受部によって、クランクシャフト１３７の複数のジャーナル部が軸支される。クランクシャフト１３７の左軸端部には、ジェネレータコイルとジェネレータロータを含むジェネレータが配置構成される。この場合、ジェネレータコイルはマグネトカバー１３８（図４参照）の内側に取付支持される。

各気筒のシリンダ１３１のシリンダボア内にはピストン１３９がシリンダ軸線Ｚ方向に摺動自在に嵌入する。ピストン１３９はコンロッド１４０を介してクランクシャフト１３７と連結される。この場合、コンロッド１４０の大端部１４０ａは、クランクピン１３７ａを介してクランクシャフト１３７と連結し、また、その小端部１４０ｂはピストンピン１３９ａと連結する。ピストン１３９がシリンダ軸線Ｚ方向に往復動することで、クランクシャフト１３７が回転する。なお、シリンダ１３１の上端部にはシリンダヘッド１３２との間で燃焼室１４１が形成される。

シリンダヘッド１３２において、燃焼室１４１に対してインテークポート１４２（吸気管）とエキゾーストポート１４３が連通形成される。燃焼室１４１とインテークポート１４２あるいはエキゾーストポート１４３との間は図示を省略するが、吸気バルブ及び排気バルブによって開閉される。シリンダヘッド１３２内には、これらの吸気バルブ及び排気バルブを開閉制御する動弁装置が収容されている。この動弁装置によりこれら吸気バルブ及び排気バルブは、それぞれ吸気カムシャフト及び排気カムシャフトに設けられた吸気カム及び排気カムよって駆動されるようになっている。特に前述のエアクリーナ１３５とインテークポート１４２の間には、吸気装置を構成する、後述するスロットルボディ１４４（図６、図７等参照）が配置され、そのスロットルバルブを開閉することにより吸入空気量を制御することができる。なお、インテークポート１４２の途中適所には、燃料供給装置によって燃料タンク１１９からの燃料が供給され、インテークポート１４２内にその燃料を噴射するインジェクタが装着されている。

クランクケース１３０の後部はトランスミッションケース１４５（ミッション室）を兼ねており、その内部にはトランスミッションギヤが収容配置される。トランスミッションケース１４５において、クランクシャフト１３７と平行に後方へ一定間隔あけてカウンタシャフト１４６と更にその後下方へ一定間隔あけてドライブシャフト１４７がそれぞれ配置される。このうちカウンタシャフト１４６は、クランクケース１３０の合せ面１３０Ｃに支持される。また、トランスミッションケース１４５おいてカウンタシャフト１４６及びドライブシャフト１４７間には、所定段数のトランスミッション装置１４８（変速機）が配置構成され、カウンタシャフト１４６の回転が該トランスミッション装置１４８を介して、ドライブシャフト１４７へ変速して伝達されるようになっている。

トランスミッション装置１４８においてカウンタシャフト１４６には、図５のように複数の変速ギヤを含んでなるギヤ列１４９（ドライブ側）がその軸方向に沿って配設される。また、ドライブシャフト１４７においても同様に、複数の変速ギヤを含んでなるギヤ列１５０（ドリブン側）がその軸方向に沿って配設される。ギヤ列１４９及びギヤ列１５０間で変速段数に応じて相互に噛合し合って動力伝達を行うように、変速ギヤの組合せは予め設定されており、ギヤシフト装置によるシフト操作によりギヤチェンジが行われる。

上記の場合、特に図６及び図７に示したようにエアクリーナ１３５のロアケース１３５Ｂの下部にスロットルボディ１４４が配置され、このスロットルボディ１４４にエアクリーナ１３５内のエアファンネルから空気が供給される。スロットルボディ１４４は略上下方向に配置され、その下端がインテークポート１４２に結合する。また、図８のように各気筒に配置されたスロットルボディ１４４内には、駆動モータ１５１を駆動源として駆動されるスロットルバルブ１５２が所定角度だけ回転可能に装着されている。

また、図５を参照して、トランスミッションケース１４５の後部にはブリーザ室１５３が形成されており、このブリーザ室１５３は図示しない配管によりクランクケース１３０と接続されている。なお、このブリーザ室１５３において、クランクケース１３０内から送られたブローバイガスが、気液分離されるようになっている。

なお、エンジンユニット１１６の冷却系において、シリンダブロックの前部には図６あるいは図７等に示されるようにラジエータ装置１５４が配置される。図６に示すようにクランクケース１３０の下部には、冷却系に冷却水を供給する冷却水ポンプ１５５が配置され、冷却系を相互に接続する冷却水ホース１５６を介して冷却水ポンプ１５５により冷却水を循環させるようになっている。
また、エンジンユニット１１６の潤滑系において、図７に示すようにクランクケース１３０の前部にはオイルポンプ１５７が配置され、オイルポンプ１５７により潤滑油を循環させるようになっている。

さて、本発明によるエンジンの圧力センサ配設構造において圧力センサが、トランスミッションケース１４５の上方であって、上面視で該トランスミッションケース１４５と重なるように配置される。この例で図８あるいは図９等に示したように圧力センサモジュール１０を有し、この圧力センサモジュール１０内にクランクケース１３０内の圧力を検出するクランクケース内圧センサ１１と、インテークポート１４２内の圧力を検出する吸気圧センサ１２とを含む。これらクランクケース内圧センサ１１及び吸気圧センサ１２は、モジュール部品として一体的に構成される。

クランクケース内圧センサ１１はエンジン所定部位、この例ではブリーザ室１５３の上壁面に設けた圧力検出ポート１３から上方に延出した圧力検出ホース１４により接続される。
また、吸気圧センサ１２はエンジン所定部位、この例ではインテークポート１４２の側壁面に設けた圧力検出ポート１５から上方に延出した圧力検出ホース１６により接続される。本実施形態では♯１〜♯４気筒の各インテークポート１４２にそれぞれ圧力検出ポート１５が設けられ、♯１及び♯２気筒に対して圧力検出ホース１６Ａにより、また、♯３及び♯４気筒に対して圧力検出ホース１６Ｂによりそれぞれ接続される。

上記の場合、クランク内圧１１は、ブリーザ室１５３の下流から導出された圧力検出ホース１４に接続される。

また、圧力センサモジュール１０は筐体内にパッケージングされ、その筐体が例えば図６のようにステーもしくはブラケット１７を介してクランクケース１３０の適所に支持される。従ってクランクケース内圧センサ１１及び吸気圧センサ１２は、当該エンジンと一体的に固定される。

上記構成において、エンジン作動時メカニカルロスの低減を図るべく、バキュームポンプ等を用いてクランクケース１３０内の圧力を負圧にしている。そのためクランクケース内圧センサ１１によりクランクケース１３０内の圧力を検出し、その検出信号は車載のＥＣＵへ送られ、このようにクランクケース１３０内の圧力が常にモニタリングされる。また、吸気圧センサ１２により吸気圧が検出され、その検出信号に基づき、ＥＣＵによりインジェクタの燃料噴射の適正化を図っている。

本発明によれば、クランクケース内圧センサ１１及び吸気圧センサ１２はこの例では圧力センサモジュール１０として一体化したかたちで、クランクケース１３０上方の空いたスペースを有効に活用してコンパクトに配置することができる。

また、クランクケース内圧センサ１１は圧力検出ポート１３から上方に延出した圧力検出ホース１４により、また、吸気圧センサ１２は圧力検出ポート１５から上方に延出した圧力検出ホース１６によりそれぞれ圧力センサモジュール１０へと接続される。
この種のセンサはエンジン内部からそのまま繋ぐと、センサ部にオイルや水分が流入し、センサが汚損されたり、変質（腐食）したりすることになる。これに対して上方に圧力検出ホース１４及び圧力検出ホース１６を延ばすことで水分やオイルをエンジン内部に戻すことができる。

また、クランクケース内圧センサ１１は、クランクケース１３０から近いところに配置することで圧力変動に対する検出精度（レスポンス）を向上させることができる。
一方、吸気圧センサ１２についても吸気圧の圧力変動に対する検出精度（レスポンス）を向上させることができる。

また、複数のセンサをモジュール化して一体的に構成することで省スペース化、軽量化更には配管や配線の簡素化が可能になる。
この場合、エンジンユニット１１６と一体とすることでエンジン上げ下ろし時にクランクケース内圧センサ１１及び吸気圧センサ１２をその都度取り外す必要がなくなる。圧力センサモジュール１０を含めてエンジンアッセンブリとして取り扱うことができ、取扱い易く使用性も極めて優れている。

また、クランクケース内圧センサ１１にあっては、ブリーザ室１５３の下流から導出された圧力検出ホース１４に接続され、即ちブリーザ室１５３において気液分離後の位置に取り付けるため、オイル付着によるセンサ不具合を防ぐことができる。

以上、本発明を種々の実施形態と共に説明したが、本発明はこれらの実施形態にのみ限定されるものではなく、本発明の範囲内で変更等が可能である。
例えば、吸気圧センサ１２の圧力検出ポート１５を吸気系のインテークパイプに配置してもよい。また、圧力センサモジュール１０をクランクケース１３０の上面のブリーザカバー上に設置し、あるいはクランクケース１３０の上面の電装部品の上に設置することもできる。

吸気圧及びクランクケース内圧センサの例を説明したが、採用可能な場合には油圧センサや水圧センサ等、その他の圧力センサに対しても同様に適用可能であり、更に該当する場合には温度センサにも適用可能であり、いずれの場合も各種センサ類をモジュール化したものでコンパクトに構成することができる。
また、上記実施形態では自動二輪車の適用例を説明したが、これに限らずＡＴＶ等の車両においても本発明を有効に適用可能である。

１０圧力センサモジュール、１１クランクケース内圧センサ、１２吸気圧センサ、１３圧力検出ポート、１４圧力検出ホース、１５圧力検出ポート、１６圧力検出ホース、１７ステー、１００自動二輪車、１１６エンジンユニット、１１９燃料タンク、１３０クランクケース、１３１シリンダ、１３２シリンダヘッド、１３３シリンダヘッドカバー、１３５エアクリーナ、１３７クランクシャフト、１３９ピストン、１４０コンロッド、１４２インテークポート、１４３エキゾーストポート、１４４スロットルボディ、１４５トランスミッションケース、１４６カウンタシャフト、１４７ドライブシャフト、１５３ブリーザ室。

Claims

シリンダヘッドと、吸気管と、クランク室及び前記クランク室の後方に位置するミッション室でなるクランクケースと、を有するエンジンにおいて、エンジン内部の圧力を検知する１又は複数の圧力センサを配設する圧力センサ配設構造であって、
前記圧力センサは、前記ミッション室の上方であって上面視で前記ミッション室と重なるように配置したことを特徴とするエンジンユニットの圧力センサ配設構造。
前記圧力センサは、当該エンジンの所定部位の壁面に設けた圧力検出ポートから上方に延出した圧力検出ホースにより接続されていることを特徴とする請求項１記載のエンジンユニットの圧力センサ配設構造。
前記圧力センサは、前記クランク室内の圧力を検出するクランクケース内圧センサであることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンユニットの圧力センサ配設構造。
前記圧力センサは、前記吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサであることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンユニットの圧力センサ配設構造。
前記圧力センサとして、前記クランク室内の圧力を検出するクランクケース内圧センサと前記吸気管内の圧力を検出する吸気圧センサとを含み、前記クランクケース内圧センサ及び吸気圧センサがモジュール部品として一体的に構成されることを特徴とする請求項１又は２記載のエンジンユニットの圧力センサ配設構造。
前記クランクケース内圧センサは、ブリーザ室の下流から導出された前記圧力検出ホースに接続されたことを特徴とする請求項３又は５記載のエンジンユニットの圧力センサ配設構造。
前記圧力センサは、当該エンジンと一体的に固定されたことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項記載のエンジンユニットの圧力センサ配設構造。