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JP4318522B2 - 多気筒内燃機関 - Google Patents

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Description

本発明は、気筒毎に独立して形成された吸気通路に配置されるスロットル弁が電動モータにより開閉される多気筒内燃機関に関する。
スロットル弁が電動モータにより開閉される多気筒内燃機関として、例えば特許文献１に開示されたものが知られている。この４気筒内燃機関は気筒毎に設けられたスロットル弁を備え、４つのスロットル弁は、１つの駆動モータにより開閉されるか、または２つずつのスロットル弁を有する２組に分割され、各組において２つのスロットル弁が１つの駆動モータにより開閉される。
特開２００２−２５６８９５号公報
前記従来技術では、複数のスロットル弁が１つの駆動モータにより駆動されるため、気筒毎の出力制御ができないので、車両などの駆動対象の使用状態に応じて、多気筒内燃機関の出力を多様に制御することは困難である。例えば、運転形態が、すべての気筒が稼働する全気筒運転と一部の気筒が休止する部分気筒運転とに切り換えられる可変気筒内燃機関においては、運転形態の切換に伴うトルク段差を小さくするために、気筒毎にスロット弁の開度を制御する必要がある。しかしながら、前記従来技術では、その要求に応える気筒毎の出力制御は困難である。また、複数のスロットル弁を１組とするため、駆動モータで駆動されるスロットル弁が適用される気筒配列や気筒数が制約されるので、共通化された部品の適用対象となる多気筒内燃機関が限られたものとなる。さらに、スロットル弁を駆動モータで駆動するうえで必要となるスロットル弁の開度を検出する開度センサを、いかにコンパクトに配置するかという問題もある。
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、請求項１−５記載の発明は、電動モータにより開閉されるスロットル弁を備える多気筒内燃機関において、簡単な構造で、内燃機関により駆動される対象の使用状態に応じた多様な出力制御を可能にすると共に、共通化された部品の適用範囲を拡大して、コストを削減することを目的とし、さらに、配列方向でスロットルボディ集合体をコンパクトにすることを目的とし、請求項５記載の発明は、スロットル弁の開度を検出する開度センサの配置の自由度を大きくして、例えば開度センサのコンパクトな配置を可能にすることを目的とする。
請求項１記載の発明は、複数である所定数の気筒と、２以上の前記気筒が直列に配置されて構成される気筒列と、シリンダヘッドに前記気筒毎に形成された吸気ポートに連なる吸気通路が形成された前記所定数のスロットルボディが前記気筒列を構成する前記気筒の配列方向に直列に配置されて構成されるスロットルボディ集合体と、前記各吸気通路に配置されるスロットル弁と、を備える多気筒内燃機関において、前記各スロットル弁は、前記スロットル弁毎に独立して設けられる電動モータにより開閉され、前記配列方向で前記気筒列の各端部に位置する端部気筒に属する前記吸気ポートは、該吸気ポートをその入口に向かうにつれて、前記配列方向での前記気筒列の中央に位置する平面であって前記配列方向に直交する中央平面に近づくように形成され、前記多気筒内燃機関は、前記スロットル弁毎にその開度を検出する開度センサを備え、前記各開度センサは、前記スロットルボディ毎に、前記スロットル弁に対して、前記配列方向で並列に配置され、前記気筒列を構成する前記各気筒に属する前記電動モータと前記スロットル弁とは前記配列方向で並列に配置され、前記各気筒に属すると共に前記電動モータの駆動力を前記スロットル弁に伝達する駆動力伝達機構は、前記配列方向で前記電動モータおよび前記スロットル弁に対して直列に配置され、前記両端部気筒にそれぞれ属する前記駆動力伝達機構の間に、前記各端部気筒に属する前記駆動力伝達機構、前記電動モータ、前記開度センサおよび前記スロットル弁のうちの、前記電動モータ、前記開度センサおよび前記スロットル弁のみが位置する多気筒内燃機関である。
これによれば、各スロットル弁は、他のスロットル弁と共有されない電動モータにより開閉されるので、スロットル弁がケーブルなどを使用した機械的操作機構により開閉される場合に比べて、複雑な機械的操作機構を採用することなく、個々のスロットル弁の開度制御を独立して行うことができ、また電動モータにより開閉されるスロットル弁が備えられる多気筒内燃機関の気筒配列および気筒数による制約が減少して、共通化された部品の利用範囲が拡大する。さらに、入口寄りが中央平面に近づく吸気ポートに連なる吸気通路を有する両端部気筒に属するスロットルボディを、気筒の配列方向で中央平面に近づけて配置することができるので、配列方向でのスロットルボディ集合体の幅を小さくすることができる。
また、気筒列を構成する各気筒に属する電動モータとスロットル弁とは配列方向で並列に配置され、しかも気筒列の両端部の気筒については、配列方向で電動モータおよびスロットル弁に対して直列に配置されるそれぞれの駆動力伝達機構が、それぞれ電動モータ、前記開度センサおよびスロットル弁よりも配列方向で外側に位置するので、両端部のスロットル弁の間に配置される駆動力伝達機構の数が少なくなって、配列方向でのスロットルボディ集合体の幅を小さくすることができる。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の多気筒内燃機関において、前記気筒列は、前記両端部気筒と、前記各端部気筒に前記配列方向で隣接する２つの隣接気筒との４つの前記気筒から構成され、前記各端部気筒と該端部気筒に前記配列方向で隣接する前記隣接気筒とにおいて、前記端部気筒および前記隣接気筒にそれぞれ属する１対の前記駆動力伝達機構同士は、前記配列方向に直交する平面であって前記配列方向で前記端部気筒および前記隣接気筒の間に位置する対称面に対して、互いに鏡像の位置関係となるように配置されると共に、前記１対の駆動力伝達機構の間に、前記端部気筒および前記隣接気筒にそれぞれ属する前記駆動力伝達機構、前記電動モータおよび前記開度センサのうちの、前記電動モータおよび前記開度センサのみが位置するものである。
請求項３記載の発明は、請求項１または２記載の多気筒内燃機関において、前記スロットルボディ毎に、前記配列方向で、前記電動モータのほぼ全体および前記開度センサのほぼ全体が、前記スロットルボディと重なる位置にあるものである。
請求項４記載の発明は、請求項１から３のいずれか１項記載の多気筒内燃機関において、前記スロットルボディ毎に、前記配列方向から見て、前記吸気通路を挟んで前記スロットルボディの一方の側壁側に前記電動モータおよび前記開度センサが配置され、他方の側壁側に燃料噴射弁が配置されるものである。
請求項５記載の発明は、請求項１から４のいずれか１項記載の多気筒内燃機関において、前記各開度センサは、前記駆動力伝達機構を通じて前記スロットル弁の開度を検出するものである。
これによれば、開度センサは、駆動力伝達機構中の任意の箇所からスロットル弁の開度を検出することができるので、開度センサの配置の自由度が大きくなる。
請求項１記載の発明によれば、次の効果が奏される。すなわち、複雑な機械的操作機構を採用することなく、個々のスロットル弁の開度制御を独立して行うことができるので、電動モータによりスロットル弁が開閉される利点を最大に発揮して、多気筒内燃機関により駆動される対象の使用状態に応じた多様な出力制御が可能になる。また、電動モータにより開閉されるスロットル弁が備えられる多気筒内燃機関において共通化された部品の利用範囲が拡大するので、多気筒内燃機関のコストが削減される。さらに、配列方向でのスロットルボディ集合体の幅を小さくすることができるので、スロットルボディ集合体を配列方向でコンパクトにすることができる。
また、気筒列を構成する各気筒に属する電動モータとスロットル弁とは配列方向に並列に配置され、しかも配列方向でのスロットルボディ集合体の幅を小さくすることができるので、この点でもスロットルボディ集合体を配列方向でコンパクトにすることができる。
請求項２記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、気筒列Ｂを構成する４つの気筒にそれぞれ属する駆動力伝達機構のうちで、両端部気筒の間に位置するのは、両隣接気筒に属する駆動力伝達機構だけであるので、両端部気筒にそれぞれ属するスロットル弁の間に配置される駆動力伝達機構の数が少なくなって、配列方向でのスロットルボディ集合体の幅を小さくすることができるので、スロットルボディ集合体を配列方向でコンパクトにすることができる。
請求項３記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、配列方向で、電動モータのほぼ全体および開度センサのほぼ全体が、スロットルボディと重なる位置にあることにより、配列方向で、電動モータおよび開度センサをコンパクトに配置することができる。
請求項４記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、各スロットルボディにおいて吸気通路を挟んで配列方向と直交する方向での両側壁側のスペースを利用して、電動モータ、開度センサ、燃料噴射弁をコンパクトに配置することができる。
請求項５記載の発明によれば、引用された請求項記載の発明の効果に加えて、次の効果が奏される。すなわち、開度センサの配置の自由度が大きくなるので、開度センサをスロットルボディ集合体の周辺にコンパクトに配置することができる。
以下、本発明の実施形態を図１ないし図３を参照して説明する。
図１，図２を参照すると、本発明が適用された多気筒内燃機関Ｅは、複数である所定数の気筒、ここでは４つ気筒Ｃ１〜Ｃ４が、直列に配置されて構成される気筒列Ｂを有する４ストローク内燃機関であり、駆動対象である自動二輪車などの車両に、クランク軸が車両の左右方向でもある車幅方向に指向する、いわゆる横置き配置で搭載される。ここで、前後左右は、車両の前後左右と一致する。また、内燃機関Ｅは、低負荷運転域で一部の気筒Ｃ２，Ｃ３を休止するための周知のバルブ休止機構を備える可変気筒内燃機関でもある。
内燃機関Ｅは、４つ気筒Ｃ１〜Ｃ４が一体に形成されたシリンダブロック１と、シリンダブロック１の上端に結合されたシリンダヘッド２と、シリンダヘッド２の上端に結合されたヘッドカバー３と、シリンダブロック１の下端に結合されて前記クランク軸を回転可能に支持するクランクケース（図示されず）とから構成される機関本体を備える。
各気筒Ｃ１〜Ｃ４に往復動可能に嵌合されるピストン４は、後述する燃焼室５内で混合気が燃焼して発生する燃焼ガスにより駆動され、コンロッドを介して前記クランク軸を回転駆動する。シリンダヘッド２には、各気筒Ｃ１〜Ｃ４に対応する燃焼室５と、各燃焼室５に開口する１対の吸気口６１ａ〜６４ａを有する吸気ポート６１〜６４と、各燃焼室５に開口する１対の排気口７ａを有する排気ポート７とが形成される。さらに、シリンダヘッド２には、燃焼室５毎に、１対の吸気口６１ａ〜６４ａをそれぞれ開閉する１対の吸気弁８と、１対の排気口７ａをそれぞれ開閉する１対の排気弁９と、ヘッドカバー３に形成された収容筒内に収容されると共に燃焼室５に臨む点火栓が設けられる。
各吸気ポート６１〜６４の入口６１ｂ〜６４ｂが開口するシリンダヘッド２の一側壁である後壁２ａには、各吸気ポート６１〜６４に吸入空気を導く吸気装置10が取り付けられる。一方、各排気ポート７の出口が開口するシリンダヘッド２の他側壁である前壁２ｂには、各排気ポート７に接続される排気通路が形成される排気管（図示されず）を備える排気装置が取り付けられ、燃焼室５から排出されて排気ポート７を通った排気ガスが前記排気装置を経て外部に放出される。
吸気装置10は、気筒Ｃ１〜Ｃ４毎に独立した４つの吸気通路12１〜12４が形成されると共にシリンダヘッド２の後壁２ａに結合されるスロットルボディ集合体11と、スロットルボディ集合体11に設けられて各吸気通路12１〜12４に配置されるスロットル弁13１〜13４と、吸気通路12１〜12４に導かれる吸入空気を清浄にする濾過エレメント14ａを有すると共に、スロットルボディ集合体11の上流端部に結合されるエアクリーナ14とを備える。
図３を併せて参照すると、スロットルボディ集合体11は、気筒Ｃ１〜Ｃ４の配列方向Ａ１に直列に配置される４つの別体のスロットルボディ11１〜11４から構成され、配列方向Ａ１で隣接するスロットルボディ11１，11２；11２〜11３；11３〜11４は、ボルト15により結合される。各スロットルボディ11１〜11４は、その吸気通路12１〜12４が吸気ポート６１〜６４に連なるようにシリンダヘッド２の後壁２ａにインシュレータＨを介して取り付けられて、各吸気通路12１〜12４の下流端が吸気ポート６１〜６４の入口６１ｂ〜６４ｂに接続される。
配列方向Ａ１で気筒列Ｂの各端部に位置する端部気筒である第１，第４気筒Ｃ１；Ｃ４に属する吸気ポート６１；６４と、第１，第４気筒Ｃ１；Ｃ４に配列方向Ａ１で隣接する隣接気筒である第２，第３気筒Ｃ２；Ｃ３に属する吸気ポート６２；６３とは、それぞれ、吸気ポート６１，６２；６４，６３を入口６１ｂ，６２ｂ；６４ｂ，６３ｂに向かうにつれて、配列方向Ａ１で対称面Ｐ１に近づくように形成されている。ここで、対称面Ｐ１は、配列方向Ａ１に直交する平面のうち、配列方向Ａ１で第１，第４気筒Ｃ１；Ｃ４と第２，第３気筒Ｃ２；Ｃ３との間に位置する両気筒Ｃ１，Ｃ２；Ｃ４，Ｃ３の対称面であり、第１，第２気筒Ｃ１，Ｃ２の間およびスロットルボディ11１，11２の間に、そして第４，第３気筒Ｃ４，Ｃ３の間およびスロットルボディ11４，11３の間に位置する。それゆえ、両吸気ポート６１，６２；６４，６３は、対称面Ｐ１に対して互いに鏡像の位置関係となるように形成されおり、各吸気ポート６１，６２；６４，６３を入口６１ｂ，６２ｂ；６４ｂ，６３ｂに向かうにつれて、両吸気ポート６１，６２；６４，６３の双方が近づく形状に形成されている。
この結果、両スロットルボディ11１，11２；11４，11３のボディ間ピッチＰｔは、両気筒Ｃ１，Ｃ２；Ｃ４，Ｃ３の気筒間ピッチＰｃよりも小さくなる。ここで、ピッチＰｃは、シリンダ軸線Ｌが延びる方向Ａ２（図１参照。以下、シリンダ軸線方向Ａ２という。）から見たときの配列方向Ａ１でのシリンダ軸線Ｌの間隔であり、ピッチＰｔは、シリンダ軸線方向Ａ２から見たときの配列方向Ａ１でのスロットルボディ11１，11２；11４，11３の中心軸線（吸気通路12１，12２；12４，12３の中心軸線でもある。）の間隔である。
そして、第１，第４気筒Ｃ１；Ｃ４に属する吸気ポート６１；６４は、吸気ポート６１；６４を入口６１ｂ；６４ｂに向かうにつれて、第２，第３気筒Ｃ２，Ｃ３に属する吸気ポート６２；６３に配列方向Ａ１で近づくと共に、後述する中央平面Ｐ２に配列方向Ａ１で近づくように形成されている。
吸気通路12１〜12４が形成された各スロットルボディ11１〜11４には、吸気通路12１〜12４を流れる吸入空気の流量を制御するスロットル弁13１〜13４と、該スロットル弁13１〜13４を駆動して開閉する電動モータ16１〜16４と、電動モータ16１〜16４の駆動力をスロットル弁13１〜13４に伝達する駆動力伝達機構17１〜17４と、スロットル弁13１〜13４の開度を検出する開度センサ18１〜18４と、吸入空気と混合されて混合気を形成するための燃料を供給する燃料供給装置としての燃料噴射弁20とが設けられる。それゆえ、内燃機関Ｅに備えられるスロットル弁13１〜13４、電動モータ16１〜16４、駆動力伝達機構17１〜17４、開度センサ18１〜18４および燃料噴射弁20は、それぞれ気筒Ｃ１〜Ｃ４毎に独立して設けられる。
吸入空気の流量を制御して内燃機関Ｅの出力を制御する各スロットル弁13１〜13４は、バタフライバルブから構成され、各スロットルボディ11１〜11４に軸受22を介して回動可能に支持される弁軸13１ａ〜13４ａを備える。弁軸13１ａ〜13４ａは配列方向Ａに平行に配置され、スロットル弁13１〜13４は配列方向Ａに直列に配置される。
各スロットルボディ11１〜11４において、電動モータ16１〜16４、開度センサ18１〜18４および燃料噴射弁20は、スロットル弁13１〜13４および吸気通路12１〜12４に対して、配列方向Ａで並列に配置される一方、駆動力伝達機構17１〜17４は、スロットル弁13１〜13４および吸気通路12１〜12４に対して、配列方向Ａで直列に配置される。また、各スロットルボディ11１〜11４に対して、配列方向Ａから見て、スロットルボディ11１〜11４の、吸気通路12１〜12４を挟んで互いに対向する側壁のうちの一方の側壁、この実施形態では下壁11１ａ〜11４ａ側には、電動モータ16１〜16４およびスロットル弁13１〜13４の開度を検出する開度センサ18１〜18４が配置され、他方の側壁、この実施形態では上壁11１ｂ〜11４ｂ側には、燃料噴射弁20および各燃料噴射弁20が接続されるデリバリパイプ21が配置される。
また、各スロットルボディ11１〜11４の下壁11１ａ〜11４ａ側において、電動モータ16１〜16４と開度センサ18１〜18４とは、吸気通路12１〜12４の長手方向で直列に、しかも下壁11１ａ〜11４ａに対してほぼ同じ位置に配置される。そして、図３に示されるように、配列方向Ａで、各電動モータ16１〜16４のほぼ全体および後述する被動軸18１ａ〜18４ａを含む各開度センサ18１〜18４のほぼ全体が、スロットルボディ11１〜11４と重なる位置にある。
スロットルボディ11１〜11４の下方に位置する電動モータ16１〜16４は、ステー23を介してスロットルボディ11１〜11４に取り付けられる。そして、配列方向Ａおよび弁軸13１ａ〜13４ａに平行な駆動軸16１ａ〜16４ａを備える電動モータ16１〜16４は、後述するＥＣＵにより制御されて、運転者によるアクセル操作量や内燃機関Ｅおよび前記車両の各種運転状態に応じてスロットル弁13１〜13４を開閉する。
図２を参照すると、駆動軸16１ａ〜16４ａの駆動力を弁軸13１ａ〜13４ａに伝達する駆動力伝達機構17１〜17４は、減速ギヤ機構を構成するギヤ列を備えるギヤ機構である。ギヤ列は、駆動軸16１ａ〜16４ａに設けられる入力ギヤ17ａと、入力ギヤ17ａと噛合する大ギヤを有すると共にスロットルボディ11１〜11４に対して回転可能に支持される中間ギヤ17ｂと、弁軸13１ａ〜13４ａに結合されると共に中間ギヤ17ｂの小ギヤと噛合する出力ギヤ17ｃとを備える。そして、電動モータ16１〜16４の駆動軸16１ａ〜16４ａの回転が減速されてスロットル弁13１〜13４に伝達されて、スロットル弁13１〜13４が回動する。
例えばポテンショメータから構成される各開度センサ18１〜18４は、スロットルボディ11１〜11４に一体形成された取付部24に取り付けられる。開度センサ18１〜18４は、中間ギヤ17ｂの前記小ギヤに噛合するギヤ25と結合された検知部としての被動軸18１ａ〜18４ａを備え、被動軸18１ａ〜18４ａはスロットルボディ11１〜11４に形成された支持部26に軸受を介して回動可能に支持される。そして、スロットル弁13１〜13４の回動量と１対１の対応関係を有する被動軸18１ａ〜18４ａの回動量から、スロットル弁13１〜13４の開度が検出される。それゆえ、開度センサ18１〜18４は、駆動力伝達機構17１〜17４の構成要素である中間ギヤ17ｂを通じてスロットル弁13１〜13４の開度を検出する。
図１，図３を参照すると、各スロットルボディ11１〜11４において、駆動力伝達機構17１〜17４の構成要素である入力ギヤ17ａ、中間ギヤ17ｂおよび出力ギヤ17ｃは、電動モータ16１〜16４およびスロットル弁13１〜13４に対して配列方向Ａで直列に配置されて、各スロットルボディ11１〜11４の、配列方向Ａで、吸気通路12１〜12４を挟んで互いに対向する側壁のうちのいずれか一方の側壁、この実施形態では左壁11１ｃ〜11４ｃまたは右壁11１ｄ〜11４ｄ側に配置される。
具体的には、気筒列Ｂの両端部の気筒である第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４における１対の電動モータ16１，16４同士および１対の駆動力伝達機構17１，17４同士は、中央平面Ｐ２に対して、互いに鏡像の位置関係となるように配置されると共に、１対の駆動力伝達機構17１，17４の間に、１対の電動モータ16１，16４が位置する。さらに、第２，第３気筒Ｃ２，Ｃ３に属する１対の電動モータ16２，16３同士および１対の駆動力伝達機構17２，17３同士も、中央平面Ｐ２に対して、互いに鏡像の位置関係となるように配置される。ここで、中央平面Ｐ２は、配列方向Ａ１に直交する平面のうち、配列方向Ａ１での気筒列Ｂの中央に位置する平面であると共に、配列方向Ａ１で気筒列Ｂの対称面であり、第２，第３気筒Ｃ２，Ｃ３の間およびスロットルボディ11２，11３の間に位置する。
それゆえ、第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４にそれぞれ属する駆動力伝達機構17 １ ，17 ４ の間に、第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４の各気筒に属する駆動力伝達機構17 １ ，17 ４ 、電動モータ16 １ ，16 ４ 、開度センサ18 １ ，18 ４ およびスロットル弁13 １ ，13 ４ のうちの、電動モータ16 １ ，16 ４ 、開度センサ18 １ ，18 ４ およびスロットル弁13 １ ，13 ４ のみが位置する。
さらに、いずれも端部気筒および隣接気筒の組である第１，第２気筒Ｃ１，Ｃ２と第４，第３気筒Ｃ４，Ｃ３とのそれぞれにおいて、１対の電動モータ16１，16２；16４，16３同士、１対の駆動力伝達機構17１，17２；17４，17３同士および１対の開度センサ18１，18２；18４，18３同士は、対称面Ｐ１に対して、互いに鏡像の位置関係となるように配置されると共に、１対の駆動力伝達機構17１，17２；17４，17３の間に、１対の電動モータ16１，16２；16４，16３および１対の開度センサ18１，18２；18４，18３が位置する。
それゆえ、第１，第４気筒Ｃ１；Ｃ４と第２，第３気筒Ｃ２；Ｃ３とにおいて、１対の駆動力伝達機構17 １ ，17 ２ ；17 ４ ，17 ３ の間に、第１，第４気筒Ｃ１；Ｃ４および第２，第３気筒Ｃ２；Ｃ３にそれぞれ属する駆動力伝達機構17 １ ，17 ２ ；17 ４ ，17 ３ 、電動モータ16 １ ，16 ２ ；16 ４ ，16 ３ および開度センサ18 １ ，18 ２ ；18 ４ ，18 ３ のうちの、電動モータ16 １ ，16 ２ ；16 ４ ，16 ３ および開度センサ18 １ ，18 ２ ；18 ４ ，18 ３ のみが位置する。
このため、駆動力伝達機構17１，17４は、それぞれ、左端の気筒である第１気筒Ｃ１に属するスロットルボディ11１および第３気筒Ｃ３に属するスロットルボディ11３では、左壁11１ｃ〜11４ｃの左方に配置され、右端の気筒である第４気筒Ｃ４に属するスロットルボディ11４および第２気筒Ｃ２に属するスロットルボディ11２では、右壁11１ｄ〜11４ｄの右方に配置される。
吸気口６１ａ〜６４ａを指向して吸気ポート６１〜６４に向けて燃料を噴射する燃料噴射弁20は、スロットル弁13１〜13４よりも下流の吸気通路12１〜12４に臨む位置でスロットルボディ11１〜11４の上壁11１ｂ〜11４ｂに装着されて、燃料ポンプから吐出されて燃圧調整器で調圧された燃料圧の燃料が存するデリバリパイプ21に、上壁11１ｂ〜11４ｂの上方で接続される。
また、電動モータ16１〜16４、燃料噴射弁20および前記点火栓などは、電子制御ユニット（以下、「ＥＣＵ」という。）により制御される。そして、ＥＣＵには、アクセル操作量、各開度センサ18１〜18４、機関回転速度や機関温度などの内燃機関Ｅの各種運転状態センサおよび車速などの前記車両の各種運転状態センサからの信号が入力される。これら各センサからの信号に基づいて、ＥＣＵは、電動モータ16１〜16４の回転方向および回転量を制御して、スロットル弁13１〜13４の開度を制御し、燃料噴射弁20から供給される燃料量や点火栓による点火時期を制御する。
次に、前述のように構成された実施形態の作用および効果について説明する。
気筒Ｃ１〜Ｃ４毎に独立した吸気通路12１〜12４に配置されるスロットル弁13１〜13４は、スロットル弁13１〜13４毎に独立して設けられる電動モータ16１〜16４により開閉されることにより、各スロットル弁13１〜13４は、他のスロットル弁と共有されない電動モータ16１〜16４により開閉されるため、スロットル弁13１〜13４がケーブルなどを使用した機械的操作機構により開閉される場合に比べて、複雑な機械的操作機構を採用することなく、個々のスロットル弁13１〜13４の開度制御を独立して行うことができるので、電動モータ16１〜16４によりスロットル弁13１〜13４が開閉される利点を最大に発揮して、内燃機関Ｅにより駆動される車両の使用状態に応じた多様な出力制御が可能になる。そして、気筒Ｃ１〜Ｃ４毎にスロット弁13１〜13４の開度を制御することにより、内燃機関Ｅの運転形態が、すべての気筒Ｃ１〜Ｃ４が稼働する全気筒運転と一部の気筒Ｃ２，Ｃ３が休止する部分気筒運転とに切り換えられる際に発生し得るトルク段差を小さくすることができる。また、電動モータ16１〜16４により開閉されるスロットル弁13１〜13４が備えられる内燃機関Ｅの気筒配列および気筒数による制約が減少して、共通化された部品の利用範囲が拡大するので、内燃機関Ｅのコストが削減される。
また、第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４に属する吸気ポート６１，６４は、吸気ポート６１，６４をその入口６１ｂ，６４ｂに向かうにつれて、中央平面Ｐ２に近づくように形成されていることにより、入口６１ｂ，６４ｂ寄りが中央平面Ｐ２に近づく吸気ポート６１，６４に連なる吸気通路入口12１，12４を有する第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４に属するスロットルボディ11１，11４を、配列方向Ａ１で中央平面Ｐ２に近づけて配置することができることから、配列方向Ａ１でのスロットルボディ集合体11の幅を小さくすることができるので、スロットルボディ集合体11を配列方向Ａ１でコンパクトにすることができる。
気筒列Ｂを構成する各気筒Ｃ１〜Ｃ４に属する電動モータ16１〜16４とスロットル弁13１〜13４とは配列方向Ａ１で並列に配置され、駆動力伝達機構17１〜17４は配列方向Ａ１で電動モータ16１〜16４およびスロットル弁13１〜13４に対して直列に配置され、第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４にそれぞれ属する駆動力伝達機構17１，17４の間に、第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４にそれぞれ属する電動モータ16１，16４および開度センサ18１，18４が位置することにより、第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４については、それぞれの駆動力伝達機構17１，17４が、電動モータ16１，16４、開度センサ18１，18４およびスロットル弁13１，13４よりも配列方向Ａ１で外側に位置するので、配列方向Ａ１で隣接するスロットルボディ11１，11２；11２，11３；11３，11４の間に配置される駆動力伝達機構は、第２，第３気筒Ｃ２，Ｃ３に属する駆動力伝達機構17２，17３だけであり、気筒列Ｂの両端部の第１，第４気筒Ｃ１，Ｃ４にそれぞれ属するスロットル弁13１，13４の間に配置される駆動力伝達機構の数が少なくなって、例えば３つまたは４つ駆動力伝達機構が隣接するスロットルボディ11１，11２；11２，11３；11３，11４の間に位置する場合に比べて、配列方向Ａ１でのスロットルボディ集合体11の幅を小さくすることができるので、スロットルボディ集合体11、ひいては内燃機関Ｅを配列方向Ａでコンパクトにすることができる。
さらに、いずれも端部気筒および隣接気筒の組である第１，第２気筒Ｃ１，Ｃ２と第４，第３気筒Ｃ４，Ｃ３とのそれぞれにおいて、１対の電動モータ16１，16２；16４，16３同士、１対の駆動力伝達機構17１，17２；17４，17３同士および１対の開度センサ18１，18２；18４，18３同士は、対称面Ｐ１に対して、互いに鏡像の位置関係となるように配置されると共に、１対の駆動力伝達機構17１，17２；17４，17３の間に、１対の電動モータ16１，16２；16４，16３および１対の開度センサ18１，18２；18４，18３が位置し、そのうえ、第１，第４気筒Ｃ１；Ｃ４に属する吸気ポート６１；６４と第２，第３気筒Ｃ２；Ｃ３に属する吸気ポート６２；６３とは、それぞれ、吸気ポート６１，６２；６４，６３を入口６１ｂ，６２ｂ；６４ｂ，６３ｂに向かうにつれて、配列方向Ａ１で対称面Ｐ１に近づくように形成されていることにより、第１，第２気筒Ｃ１，Ｃ２に属するスロットルボディ11１，11２を配列方向Ａ１で近接して配置することができ、かつ第４，第３気筒Ｃ４，Ｃ３に属するスロットルボディ11４，11３を配列方向Ａ１で近接して配置することができることから、配列方向Ａ１でのスロットルボディ集合体11の幅を一層小さくすることができるので、スロットルボディ集合体11を配列方向Ａ１で一層コンパクトにすることができる。
各スロットルボディ11１〜11４に対して、配列方向Ａから見て、スロットルボディ11１〜11４の、吸気通路12１〜12４を挟んで互いに対向する側壁のうちの一方の側壁側（下壁11１ａ〜11４ａ側）には、電動モータ16１〜16４および開度センサ18１〜18４が配置され、他方の側壁側（上壁11１ｂ〜11４ｂ側）には、燃料噴射弁20およびデリバリパイプ21が配置されることにより、各スロットルボディ11１〜11４において吸気通路12１〜12４を挟んで配列方向Ａ１と直交する方向での両側壁11１ａ〜11４ａ，11１ｂ〜11４ｂ側のスペースを利用して、電動モータ16１〜16４、開度センサ18１〜18４、燃料噴射弁20およびデリバリパイプ21をコンパクトに配置することができる。
各開度センサ18１〜18４は駆動力伝達機構17１〜17４を通じてスロットル弁13１〜13４の開度を検出することにより、開度センサ18１〜18４は、駆動力伝達機構17１〜17４中の任意の箇所からスロットル弁13１〜13４の開度を検出することができるので、開度センサ18１〜18４の配置の自由度が大きくなって、開度センサ18１〜18４をスロットルボディ集合体11の周辺にコンパクトに配置することができる。
各スロットルボディ11１〜11４の下壁11１ａ〜11４ａ側において、電動モータ16１〜16４と開度センサ18１〜18４とは、吸気通路12１〜12４の長手方向で直列に、しかも下壁11１ａ〜11４ａおよび上壁11１ｂ〜11４ｂが対向する方向または前記長手方向から見て配列方向Ａ１に直交する方向（この実施形態では上下方向に相当）で、下壁11１ａ〜11４ａに対してほぼ同じ位置に配置されることにより、配列方向Ａ１から見て、下壁11１ａ〜11４ａ側に電動モータ16１〜16４および開度センサ18１〜18４をコンパクトに配置することができる。そして、配列方向Ａ１で、各電動モータ16１〜16４のほぼ全体および被動軸18１ａ〜18４ａを含む各開度センサ18１〜18４のほぼ全体が、スロットルボディ11１〜11４と重なる位置にあることにより、配列方向Ａ１でも、電動モータ16１〜16４および開度センサ18１〜18４をコンパクトに配置することができる。
以下、前述した実施形態の一部の構成を変更した実施形態について、変更した構成に関して説明する。
多気筒内燃機関Ｅは、４気筒以外の多気筒内燃機関であってもよい。例えば、Ｖ字状の両バンクが、それぞれ、２以上の気筒から構成される気筒列を有するＶ型内燃機関であってもよい。駆動力伝達機構17１〜17４は、プーリおよび無端ワイヤなどを使用する巻掛け伝動機構であってもよい。
燃料供給装置は気化器であってもよく、その場合、スロットルボディは、スロットル弁が配置される吸気通路が形成された気化器本体に対応する。
多気筒内燃機関Ｅは、前記実施形態では車両に使用されるものであったが、船外機等の船舶推進装置やその他の機器の原動機として使用されてもよい。
本発明の実施形態である多気筒内燃機関の概略の平面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ矢視での、一部を断面で示した側面図である。 図１のＩＩＩ−ＩＩＩ矢視での断面図である。
符号の説明
１…シリンダブロック、２…シリンダヘッド、３…ヘッドカバー、４…ピストン、５…燃焼室、６１〜６４…吸気ポート、７…排気ポート、８…吸気弁、９…排気弁、10…吸気装置、11…スロットルボディ集合体、11１〜11４…スロットルボディ、12１〜12４…吸気通路、13１〜13４…スロットル弁、14…エアクリーナ、15…ボルト、16１〜16４…電動モータ、17１〜17４…駆動力伝達機構、18１〜18４…開度センサ、20…燃料噴射弁、21…デリバリパイプ、22…軸受、23…ステー、24…取付部、25…ギヤ、26…支持部、
Ｅ…内燃機関、Ｃ１〜Ｃ４…気筒、Ｂ…気筒列、Ａ１…配列方向、Ａ２…シリンダ軸線方向、Ｈ…インシュレータ、Ｐ１…対称面、Ｐ２…中央平面、Ｌ…シリンダ軸線、ピッチ…Ｐｃ，Ｐｔ。

Claims (5)

  1. 複数である所定数の気筒と、２以上の前記気筒が直列に配置されて構成される気筒列と、シリンダヘッドに前記気筒毎に形成された吸気ポートに連なる吸気通路が形成された前記所定数のスロットルボディが前記気筒列を構成する前記気筒の配列方向に直列に配置されて構成されるスロットルボディ集合体と、前記各吸気通路に配置されるスロットル弁と、を備える多気筒内燃機関において、
    前記各スロットル弁は、前記スロットル弁毎に独立して設けられる電動モータにより開閉され、
    前記配列方向で前記気筒列の各端部に位置する端部気筒に属する前記吸気ポートは、該吸気ポートをその入口に向かうにつれて、前記配列方向での前記気筒列の中央に位置する平面であって前記配列方向に直交する中央平面に近づくように形成され、
    前記多気筒内燃機関は、前記スロットル弁毎にその開度を検出する開度センサを備え、
    前記各開度センサは、前記スロットルボディ毎に、前記スロットル弁に対して、前記配列方向で並列に配置され、
    前記気筒列を構成する前記各気筒に属する前記電動モータと前記スロットル弁とは前記配列方向で並列に配置され、
    前記各気筒に属すると共に前記電動モータの駆動力を前記スロットル弁に伝達する駆動力伝達機構は、前記配列方向で前記電動モータおよび前記スロットル弁に対して直列に配置され、
    前記両端部気筒にそれぞれ属する前記駆動力伝達機構の間に、前記各端部気筒に属する前記駆動力伝達機構、前記電動モータ、前記開度センサおよび前記スロットル弁のうちの、前記電動モータ、前記開度センサおよび前記スロットル弁のみが位置することを特徴とする多気筒内燃機関。
  2. 前記気筒列は、前記両端部気筒と、前記各端部気筒に前記配列方向で隣接する２つの隣接気筒との４つの前記気筒から構成され、
    前記各端部気筒と該端部気筒に前記配列方向で隣接する前記隣接気筒とにおいて、前記端部気筒および前記隣接気筒にそれぞれ属する１対の前記駆動力伝達機構同士は、前記配列方向に直交する平面であって前記配列方向で前記端部気筒および前記隣接気筒の間に位置する対称面に対して、互いに鏡像の位置関係となるように配置されると共に、前記１対の駆動力伝達機構の間に、前記端部気筒および前記隣接気筒にそれぞれ属する前記駆動力伝達機構、前記電動モータおよび前記開度センサのうちの、前記電動モータおよび前記開度センサのみが位置することを特徴とする請求項１記載の多気筒内燃機関。
  3. 前記スロットルボディ毎に、前記配列方向で、前記電動モータのほぼ全体および前記開度センサのほぼ全体が、前記スロットルボディと重なる位置にあることを特徴とする請求項１または２記載の多気筒内燃機関。
  4. 前記スロットルボディ毎に、前記配列方向から見て、前記吸気通路を挟んで前記スロットルボディの一方の側壁側に前記電動モータおよび前記開度センサが配置され、他方の側壁側に燃料噴射弁が配置されることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載の多気筒内燃機関。
  5. 前記各開度センサは、前記駆動力伝達機構を通じて前記スロットル弁の開度を検出することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項記載の多気筒内燃機関。
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