(57)【要約】【課題】  点火系遮断や燃料噴射カットのシステムがさらにフェールしても未燃焼燃料の大気への放出を確実に防止できるスロットル制御装置を備えたエンジンを提供する。【解決手段】  スロットルボディ１４に取り付けられたスロットルバルブ２０を電気的に駆動制御する電子スロットル制御装置３０を備えたエンジン１において、電子スロットル制御装置３０の故障発生時には、エンジン１の点火系遮断及び燃料噴射カットを行うと共に、バルブ休止機構５０により吸気バルブ１０を閉状態で休止させることを特徴とする。【選択図】  図３
2005180327.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スロットルボディに取り付けられたスロットルバルブを電気的に駆動制御する電子スロットル制御装置を備えたエンジンにおいて、前記電子スロットル制御装置の故障発生時には、エンジンの点火系遮断及び燃料噴射カットを行うと共に、バルブ休止機構により吸気バルブ及び排気バルブの内の少なくとも一方を閉状態で休止させることを特徴とする電子スロットル制御装置を備えたエンジン。
【請求項２】
前記バルブ休止機構が、バルブステムと動弁カムとの間に介装されるバルブリフタ内にスライドピンホルダを前記バルブステムに沿う方向で摺動可能に嵌合させ、このスライドピンホルダにスライドピンを前記バルブステムに直交する方向で摺動可能に嵌合させ、前記スライドピンには前記バルブステムの端部が当接するステム当接面とバルブステムの端部が貫通するステム貫通孔とを設け、これらステム当接面及びステム貫通孔を選択的に前記バルブステムの端部に臨ませることで、前記動弁カムからの動力伝達が可能か不能かを切り替えるものであることを特徴とする請求項１に記載の電子スロットル制御装置を備えたエンジン。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、自動二輪車等の車両に用いられる電子スロットル制御装置を備えたエンジンに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、自動二輪車等の車両に用いられるエンジンにおいて、スロットルグリップとスロットルバルブとを電気的に連係させる電子スロットル制御装置（所謂ドライブバイワイヤ：ＤＢＷ）が採用されつつある。これは、スロットルグリップ開度を含め、各種のパラメータに基づいてエンジンＥＣＵがスロットルバルブの目標開度を設定し、これに基づいてスロットルバルブを駆動制御するものである。そして、このような電子スロットル制御装置を備えたエンジンでは、電子スロットル制御装置に故障（例えばスロットルバルブの作動不良）が生じた場合には各種のフェールセーフ処理が行われるようになっている（例えば、特許文献１〜３参照。）。
【特許文献１】特許第２９８９８４９号公報
【特許文献２】特開平１０−１７６５８１号公報
【特許文献３】特開平１０−２９９５５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記のようなエンジンでは、電子スロットル制御装置の故障時のフェールセーフ処理として、エンジンの点火系遮断や燃料噴射カットが行われることが多いが、このような電子スロットル制御装置のフェール時において、点火系遮断や燃料噴射カットのシステムがさらにフェールしても、未燃焼燃料の大気への放出を確実に防止できるような構成が要望されている。
そこでこの発明は、点火系遮断や燃料噴射カットのシステムがさらにフェールしても未燃焼燃料の大気への放出を確実に防止できるスロットル制御装置を備えたエンジンを提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、スロットルボディ（例えば実施例のスロットルボディ１４）に取り付けられたスロットルバルブ（例えば実施例のスロットルバルブ２０）を電気的に駆動制御する電子スロットル制御装置（例えば実施例の電子スロットル制御装置３０）を備えたエンジン（例えば実施例のエンジン１）において、前記電子スロットル制御装置の故障発生時には、エンジンの点火系遮断及び燃料噴射カットを行うと共に、バルブ休止機構（例えば実施例のバルブ休止機構５０）により吸気バルブ（例えば実施例の吸気バルブ１０）及び排気バルブ（例えば実施例の排気バルブ１１）の内の少なくとも一方を閉状態で休止させることを特徴とする。
【０００５】
ここで、前記バルブ休止機構は、請求項２に記載した発明のように、バルブステム（例えば実施例のバルブステム５７）と動弁カム（例えば実施例の動弁カム５１）との間に介装されるバルブリフタ（例えば実施例のバルブリフタ５２）内にスライドピンホルダ（例えば実施例のスライドピンホルダ５３）を前記バルブステムに沿う方向で摺動可能に嵌合させ、このスライドピンホルダにスライドピン（例えば実施例のスライドピン５５）を前記バルブステムに直交する方向で摺動可能に嵌合させ、前記スライドピンには前記バルブステムの端部が当接するステム当接面（例えば実施例のステム当接面６２ｂ）とバルブステムの端部が貫通するステム貫通孔（例えば実施例のステム貫通孔６２ａ）とを設け、これらステム当接面及びステム貫通孔を選択的に前記バルブステムの端部に臨ませることで、前記動弁カムからの動力伝達が可能か不能かを切り替えるものであることを特徴とする。
【０００６】
上記構成によれば、電子スロットル制御装置のフェールセーフ処理として、エンジンの点火系遮断及び燃料噴射カットが行われる際に、例えば吸気バルブが閉状態で休止することで、燃料が燃焼室内に流入することを防止できると共に、排気バルブが閉状態で休止することで未燃焼燃料が燃焼室から流出することを防止できる。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１，２に記載した発明によれば、電子スロットル制御装置のフェールセーフ処理時における未燃焼燃料の大気への放出を確実に防止することができると共に、排気触媒が未燃焼燃料にさらされることを防止して該排気触媒を保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明における前後左右等の向きの記載は車両における向きと同一のものとする。
図１、図２において、１は例えば自動二輪車に搭載される水冷４サイクル並列４気筒エンジン（以下、単にエンジンという）を示す。エンジン１は、その各気筒が車幅方向（左右方向）に沿って並ぶように配置される。ここで、各気筒を右側から順に一番気筒＃１、二番気筒＃２、三番気筒＃３、四番気筒＃４とする。
【０００９】
エンジン１のシリンダヘッド３は、シリンダ２及びピストン４と共に燃焼室６を形成する凹部７を有し、この凹部７には、吸気側開口８及び排気側開口９が形成される。各吸気側開口８は吸気バルブ１０の弁体部により開閉され、各排気側開口９は排気バルブ１１の弁体部により開閉される。ここで、エンジン１は、気筒毎に吸気側開口８及び吸気バルブ１０と排気側開口９及び排気バルブ１１とをそれぞれ二つずつ備える所謂四バルブ式である（図７参照）。各排気側開口９に連なる排気ポート１２はシリンダヘッド３の前壁面に開口を形成し、この開口に不図示の排気管が接続される。また、各吸気側開口８に連なる吸気ポート１３はシリンダヘッド３の後壁面に開口を形成し、この開口にスロットルボディ１４が接続される。なお、シリンダ２及びシリンダヘッド３の左側部にはカムチェーンケース５が設けられる。
【００１０】
スロットルボディ１４は、シリンダヘッド３に接続された状態で略前後方向に沿う吸気通路１９を形成する。スロットルボディ１４の上流側（後側）の空気吸入口には、エアクリーナエレメント１７を備えたエアクリーナケース１８が接続される。そして、このエアクリーナケース１８を経て導入された吸入空気が、スロットルボディ１４を介して各気筒に導かれる。
【００１１】
スロットルボディ１４は、その内部にバタフライ式のスロットルバルブ２０を備え、このスロットルバルブ２０を回動させることで吸気通路１９を開閉させる。スロットルバルブ２０の開閉動作は、四番気筒＃４用のスロットルボディ１４の下方に配置されたスロットルアクチュエータ２１により行われる。スロットルアクチュエータ２１の駆動は、スロットルグリップ（図３参照）２３の開度、つまり運転者の加速意思等に基づきエンジンＥＣＵ（エレクトリックコントロールユニット：図３参照）２４により制御される。すなわち、スロットルバルブ２０は電子制御式とされる。また、一番気筒＃１用のスロットルボディ１４の右側方には、スロットルアクチュエータ２１により回動されるスロットルバルブ２０の実際の開度（以下、実開度という）を検出するスロットルバルブ開度センサ２２が設けられる。
【００１２】
各スロットルバルブ２０はシャフト等により連結されて一体に回動する。四番気筒＃４用のスロットルボディ１４の左側方には各スロットルバルブ２０と一体に回動する従動プーリ２５が取り付けられ、この従動プーリ２５が、スロットルアクチュエータ２１の駆動プーリ２６と無端ワイヤ２７を介して連係される。各スロットルボディ１４の上壁部分には、各吸気通路１９に燃料を噴射するインジェクタ２８が吸気バルブ１０に向かって斜めに挿通固定される。
【００１３】
図３において、３０は電子ストットル制御装置（所謂ドライブバイワイヤ：ＤＢＷ）を示す。電子スロットル制御装置３０は、前記スロットルバルブ２０、スロットルアクチュエータ２１、スロットルバルブ開度センサ２２、エンジンＥＣＵ２４、及びスロットルグリップ２３の開度を検出するスロットルグリップ開度センサ３１等を備える。エンジンＥＣＵ２４は、スロットルアクチュエータ２１の駆動制御の他に、エンジン１の点火系制御、及びインジェクタ２８からの燃料噴射制御等も行う。スロットルアクチュエータ２１の駆動制御は、スロットルグリップ２３の開度及びエンジン１の運転状態（吸入空気流量及び温度、冷却水温等）に応じて行われる。また、エンジンＥＣＵ２４には、車速センサ３２からの検出信号（車速）、及びクランク角センサ３３からの検出信号（クランク角度及びエンジン回転数）も入力される。
【００１４】
スロットルバルブ２０は、スロットルアクチュエータ２１が駆動力を発生していない状態では、自身の回動軸とスロットルボディ１４との間に介装されたリターンスプリング３４の付勢力により全閉状態となっている。そして、スロットルアクチュエータ２１の駆動力によりスロットルバルブ２０がリターンスプリング３４の付勢力に抗して回動することで吸気通路１９が開き、スロットルボディ１４内の空気流量、つまりエンジン１への吸入空気量が調節される。
【００１５】
ここで、エンジン１の各気筒の各吸気バルブ１０は、それぞれバルブ休止機構５０を有している。
バルブ休止機構５０は、吸気バルブ１０のバルブステム５７と吸気バルブ１０を駆動させる動弁カム５１との間に介装される有底円筒状のバルブリフタ５２内に、スライドピンホルダ５３をバルブステム５７に沿う方向で摺動可能に嵌装し、このスライドピンホルダ５３にスライドピン５５をバルブステム５７に直交する方向で摺動可能に嵌装し、スライドピン５５にはバルブステム５７の上端部が当接するステム当接面６２ｂとバルブステム５７の上端部が貫通するステム貫通孔６２ａとを設け、これらステム当接面６２ｂ及びステム貫通孔６２ａを選択的にバルブステム５７の上端部に臨ませることで、動弁カム５１からの動力伝達が可能か不能かを切り替えるように構成されたものである。
【００１６】
スライドピン５５の一端側は、バルブリフタ５２の内周面との間に油圧室５４（図４にのみ示す）を形成する。また、スライドピン５５は、自身の他端側とバルブリフタ５２との間に介装された戻しバネ５６により、油圧室５４の容積を減少させる方向に付勢される。シリンダヘッド３には、油圧室５４に作動油（例えばエンジンオイル）を供給するための油圧供給通路６３が設けられる。
【００１７】
バルブステム５７の上端部にはリテーナ５８が固定され、このリテーナ５８とシリンダヘッド３との間に設けたコイルバネ５９により吸気バルブ１０が吸気側開口８を閉塞する方向に付勢される。また、スライドピンホルダ５３はコイルバネ５９の外側に配置されたコイルバネ６０によって上方に付勢される。スライドピンホルダ５３の下壁には、吸気バルブ１０のバルブステム５７の上端部が常時挿通されるホルダ側貫通孔６１が形成される。
【００１８】
そして、油圧供給通路６３から油圧室５４に作動油が供給されていない場合には、戻しバネ５６の力によりスライドピン５５が図３における右側に移動し、ステム貫通孔６２ａとスライドピンホルダ５３のホルダ側貫通孔６１とが一致した状態となる。このため、吸気バルブ１０のバルブステム５７上端部がステム貫通孔６２ａの挿通離脱を繰り返すこととなり、動弁カム５１の動きが吸気バルブ１０に伝達されず、したがって吸気バルブ１０が休止状態となる。このとき、吸気側開口８は吸気バルブ１０により閉塞されている。
【００１９】
一方、図４に示すように、油圧室５４に油圧供給通路６３から作動油が供給された場合には、戻しバネ５６が縮退してスライドピン５５が図４における左側に移動し、ステム貫通孔６２ａがスライドピンホルダ５３のホルダ側貫通孔６１からずれた状態となる。このため、吸気バルブ１０のバルブステム５７上端部がステム貫通孔６２ａに挿通されず、スライドピン５５のステム当接面６２ｂが吸気バルブ１０のバルブステム５７の上端に当接し、動弁カム５１の動きがバルブリフタ５２、スライドピンホルダ５３、及びスライドピン５５を介して吸気バルブ１０に伝達される。つまり、吸気バルブ１０が作動状態となり、吸気側開口８が開閉される。
【００２０】
油圧供給経路６３には、エンジン１のメイン油圧通路６６からの分岐通路６７が接続されており、オイルパン６４に貯留された作動油が、オイルポンプ６５の作動によりメイン油圧通路６６及び分岐通路６７を介して油圧供給通路６３に供給される。分岐通路６７にはスプールバルブ６８が設けられており、このスプールバルブ６８が分岐通路６７から油圧供給路６３に作動油を供給するべく作動することで吸気バルブ１０を作動状態とし、スプールバルブ６８が分岐通路６７からドレン通路６９を経て作動油をオイルパン６４に戻すべく作動することで吸気バルブ１０を休止状態とする。そして、スプールバルブ６８の作動制御はエンジンＥＣＵ２４により行われる。
【００２１】
図５に示すように、エンジンＥＣＵ２４は、スロットルバルブ２０の目標開度の設定及びスロットルアクチュエータ２１の駆動制御を行うスロットル制御部３５を備える。このスロットル制御部３５は、スロットルグリップ開度センサ３１からの検出信号（スロットルグリップ開度）に応じて、エンジン１の運転状態に関する補正を施した上で、スロットルバルブ２０の目標開度を設定し、この目標開度に基づきスロットルアクチュエータ２１に指令信号を出力してこれを駆動制御すると共に、スロットルバルブ開度センサ２２からの検出信号（スロットルバルブ２０の実開度）に基づくフィードバック制御も行う。
【００２２】
また、エンジンＥＣＵ２４は、スロットルグリップ開度センサ３１からの検出信号、車速センサ３２からの検出信号（車速）、及びクランク角センサ３３からの検出信号（エンジン回転数）に基づき、電子スロットル制御装置３０が正常に機能しているか否かを判定する故障判定部３６備えると共に、この故障判定部３６により電子スロットル制御装置３０が故障状態（例えばスロットルバルブ２０の作動不良状態）にあると判定された場合に、その故障判定に応じて各種のフェールセーフを実行するフェールセーフ実行部３７とを備える。この電子スロットル制御装置３０におけるスロットルバルブ２０の作動不良時のフェールセーフとしては、エンジン１の点火系遮断、インジェクタ２８からの燃料噴射のカット、及び前記バルブ休止機構５０によるバルブ休止がある。
【００２３】
ここで、図６のフローチャートに基づき、スロットルバルブ２０に関するフェールセーフが実行されるまでの処理の流れについて説明する。まず、エンジンＥＣＵ２４の故障判定部３６に車速、エンジン回転数、及びスロットルグリップ開度の検出信号がそれぞれ入力され（ステップＳ１〜ステップＳ３）、これら各検出信号から、車速又はエンジン回転数に対してスロットル開度に基づく指示信号どおりにスロットルバルブ２０が作動しているかどうかを判定する。つまり、スロットルバルブ２０への指示開度（スロットルバルブ２０の目標開度）とスロットルバルブ開度センサ３１が検出するスロットルバルブ２０の実開度との差が適正範囲内にあるか否かを判定する（ステップＳ４）。このとき、スロットルバルブ２０への指令信号と実開度との差が適正範囲内にある（ＹＥＳ）と判定された場合にはそのまま処理を終了し、以上の処理を繰り返し行う。
【００２４】
そして、ステップＳ４において、スロットルバルブ２０への指令信号と実開度との差が適正範囲内にない（ＮＯ）と判定された場合には、スロットルバルブ２０の故障判定がなされ、この故障判定に応じたフェールセーフ処理を行うべく、故障判定部３６からフェールセーフ実行部３７に指令信号が出力される。これにより、スロットルバルブ２０に関するフェールセーフ処理として、点火系遮断、燃料噴射カット、及びバルブ休止が適宜実行されることとなる。このとき、フェールセーフ実行部３７は、スロットル制御部３５にも指令信号を出力し、スロットル制御部３５によるスロットルバルブ２０の制御を中止させる（例えば、スロットルアクチュエータ２１への給電をカットする）。
【００２５】
バルブ休止が実行された場合には、図７に示すように、各気筒の各吸気バルブ１０が全て休止状態となる。このとき、前述したように、吸気側開口８は吸気バルブ１０により閉塞されている。なお、図７において、ハッチングが施されたものが休止状態の吸気バルブ１０を示す。
このように、電子スロットル制御装置３０のフェールセーフ処理が行われた場合に、全ての吸気バルブ１０が閉状態で休止することで、燃焼室６内への燃料の流入、及び未燃焼燃料の燃焼室６からの流出が確実に防止される。
【００２６】
上記実施例によれば、スロットルボディ１４に取り付けられたスロットルバルブ２０を電気的に駆動制御する電子スロットル制御装置３０を備えたエンジン１において、電子スロットル制御装置３０の故障発生時には、エンジン１の点火系遮断及び燃料噴射カットが行われると共に、バルブ休止機構５０により吸気バルブ１０が閉状態で休止することとなる。
ここで、上記バルブ休止機構５０は、バルブステム５７と動弁カム５１との間に介装されるバルブリフタ５２内にスライドピンホルダ５３をバルブステム５７に沿う方向で摺動可能に嵌合させ、このスライドピンホルダ５３にスライドピン５５をバルブステム５７に直交する方向で摺動可能に嵌合させ、スライドピン５５にはバルブステム５７の端部が当接するステム当接面６２ｂとバルブステム５７の端部が貫通するステム貫通孔６２ａとを設け、これらステム当接面６２ｂ及びステム貫通孔６２ａを選択的にバルブステム５７の端部に臨ませることで動弁カム５１からの動力伝達が可能か不能かを切り替えるものである。
【００２７】
これにより、電子スロットル制御装置３０のフェールセーフ処理として、エンジン１の点火系遮断及び燃料噴射カットが行われる際に、吸気バルブ１０が休止することで燃料が燃焼室６内に流入することを防止できる。
このため、電子スロットル制御装置３０のフェールセーフ処理時における未燃焼燃料の大気への放出を確実に防止することができると共に、排気触媒が未燃焼燃料にさらされること防止して該排気触媒を保護することができる。
【００２８】
なお、この発明は上記実施例に限られるものではなく、例えば、前記バルブ休止機構５０が、吸気バルブ１０ではなく排気バルブ１１に設けられていてもよい。この場合、図８に示すように、各気筒の各排気バルブ１１が全て休止状態となる。なお、図８においても、ハッチングが施されたものが休止状態の排気バルブ１１を示す。このように排気バルブ１１が休止することで未燃焼燃料が燃焼室６から流出することを防止でき、上記実施例と同様の作用効果を得ることができる。
また、バルブ休止機構５０が全ての吸気バルブ１０及び排気バルブ１１に設けられていれば、図９に示すように、各気筒の吸気バルブ１０及び排気バルブ１１が全て休止状態となり、未燃焼燃料の大気への放出をより一層確実に防止することができる。
ここで、上記バルブ休止機構５０を、エンジン１の通常運転時においても適宜作動させ、エンジン１を効率良く運転させることも可能である。
【００２９】
さらに、故障判定部３６にスロットルバルブ開度センサ２２からの検出信号が入力されれば、スロットルグリップ２３開度に基づく目標開度とスロットル実開度との相違から、電子スロットル制御装置３０の故障をより的確に判定することができる。
さらにまた、エンジン１は、気筒毎に吸気バルブ及び排気バルブを二つずつ備えた所謂四バルブ式ではなく、気筒毎に二つの吸気バルブと一つの排気バルブとを備えた所謂三バルブ式であったり、吸気バルブ及び排気バルブを一つずつ備えた所謂二バルブ式であってもよい。
そして、上記実施例の構成は一例であり、ロッカーアームを用いてバルブ休止を行うバルブ休止機構を採用しても良い等、この発明の主旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】この発明の実施例におけるエンジンの側面説明図である。
【図２】図１におけるエンジンの上面説明図である。
【図３】電子スロットル制御装置及びバルブ休止機構の構成説明図である。
【図４】電子スロットル制御装置の作動時を示す図３に相当する構成説明図である。
【図５】電子スロットル制御装置の機能ブロック図である。
【図６】電子スロットル制御装置のフェールセーフ処理の流れを示すフローチャート図である。
【図７】バルブ休止状態を示す上面説明図である。
【図８】この実施例の変形例を示す図７に相当する上面説明図である。
【図９】この実施例の他の変形例を示す図７に相当する上面説明図である。
【符号の説明】
【００３１】
１  エンジン
１０  吸気バルブ
１１  排気バルブ
１４  スロットルボディ
２０  スロットルバルブ
３０  電子スロットル制御装置
５０  バルブ休止機構
５１  動弁カム
５２  バルブリフタ
５３  スライドピンホルダ
５５  スライドピン
５７  バルブステム
６２ａ  ステム貫通孔
６２ｂ  ステム当接面
【図１】
2005180327.tif 000003
【図２】
2005180327.tif 000004
【図３】
2005180327.tif 000005
【図４】
2005180327.tif 000006
【図５】
2005180327.tif 000007
【図６】
2005180327.tif 000008
【図７】
2005180327.tif 000009
【図８】
2005180327.tif 000010
【図９】
2005180327.tif 000011