(57)【要約】【課題】  気筒休止内燃機関において簡単な構造で電子制御式スロットルバルブにおける制御系の異常に対処できるスロットル装置を安価に供する。【解決手段】  一部の気筒を休止可能な多気筒の気筒休止内燃機関において、常用稼動気筒Ｃ１，Ｃ２の吸気ポートに連結される吸気管には運転者のアクセル操作動が機械的に伝達されて開閉する機械制御式スロットルバルブ９１，９２が設けられ、休止可能気筒Ｃ３，Ｃ４の吸気ポートに連結される吸気管には運転者のアクセル操作動が電気的に伝達されて開閉する電子制御式スロットルバルブ９３，９４が設けられている気筒休止内燃機関のスロットル装置。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
一部の気筒を休止可能な多気筒の気筒休止内燃機関において、
常用稼動気筒の吸気ポートに接続される吸気管には運転者のアクセル操作動が機械的に伝達されて開閉する機械制御式スロットル弁が設けられ、
休止可能気筒の吸気ポートに接続される吸気管には運転者のアクセル操作動が電気的に伝達されて開閉する電子制御式スロットル弁が設けられていることを特徴とする気筒休止内燃機関のスロットル装置。
【請求項２】
前記電子制御式スロットル弁の制御系に異常が検出されたときに、前記休止可能気筒を休止状態に制御することを特徴とする請求項１記載の気筒休止内燃機関のスロットル装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、気筒休止内燃機関におけるスロットル装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
運転者のアクセル操作動が電気的に伝達されて開閉する電子制御式スロットルバルブを備えた内燃機関の場合、スロットルバルブが開き状態のままとなるような電子制御系の異常があると、フェイルセーフの処理として燃料カットが行われ内燃機関がオーバーランするのを防止している。
【０００３】
しかし、スロットルバルブが閉じ側へ戻らない限り、フェイルセーフの処理が続けられることになり、燃料カットが必要以上に続けられると、ドライバビリティを悪化させるばかりでなく内燃機関の稼動停止に至る。
【０００４】
そこで、内燃機関の吸気通路にこの電子制御式スロットルバルブとともに運転者のアクセル操作動が機械的に伝達されて開閉する機械制御式スロットルバルブが直列に配設された例がある（特許文献１参照）。
【特許文献１】特許第２９９８４９２号公報
【０００５】
電子制御式スロットルバルブと機械制御式スロットルバルブが吸気通路に直列に配設されることで、電子制御式スロットルバルブにおける制御系の異常に対して、機械制御式スロットルバルブの操作でオーバーランを防止するとともに燃料カットを規制して機関停止を回避することができるようにしている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、吸気通路に電子制御式スロットルバルブと機械制御式スロットルバルブが直列に配設されるので、吸気管長が長くなり、小型車両への搭載が困難であるとともに、所望の出力が得にくくなる。
【０００７】
また、複数のスロットルを有する内燃機関については、その全てのスロットルのそれぞれに対して電子制御式スロットルバルブと機械制御式スロットルバルブを配設しなければならず、構造が複雑となるとともにコスト高となる。
【０００８】
本発明は、かかる点に鑑みなされたもので、その目的とする処は、気筒休止内燃機関において簡単な構造で電子制御式スロットルバルブにおける制御系の異常に対処できるスロットル装置を安価に供する点にある。
【課題を解決するための手段および効果】
【０００９】
上記目的を達成するために、本請求項１記載の発明は、一部の気筒を休止可能な多気筒の気筒休止内燃機関において、常用稼動気筒の吸気ポートに連結される吸気管には運転者のアクセル操作動が機械的に伝達されて開閉する機械制御式スロットルバルブが設けられ、休止可能気筒の吸気ポートに連結される吸気管には運転者のアクセル操作動が電気的に伝達されて開閉する電子制御式スロットルバルブが設けられている気筒休止内燃機関のスロットル装置とした。
【００１０】
常用稼動気筒の吸気ポートに連結される吸気管には機械制御式スロットルバルブが設けられ、休止可能気筒の吸気ポートに連結される吸気管には電子制御式スロットルバルブが設けられるので、各吸気管に１つずつスロットルバルブが配設される簡単な構造であり、低コストである。
【００１１】
電子制御式スロットルバルブの制御系に異常が生じても、運転者のアクセル操作動が機械的に伝達されて開閉する機械制御式スロットルバルブの操作で常用稼動気筒を制御することで、燃料カットを規制して走行を可能とし、良好なドライバビリティも維持することができる。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の気筒休止内燃機関のスロットル装置において、前記電子制御式スロットルバルブの制御系に異常が検出されたときに、前記休止可能気筒を休止状態に制御することを特徴とする。
【００１３】
電子制御式スロットルバルブの制御系に異常が検出されたとき、電子制御式スロットルバルブが設けられた休止可能気筒を休止状態として出力を停止させることで、オーバーランを生じさせることなく機械制御式スロットルバルブが設けられた常用稼動気筒のみの稼動を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明の一実施の形態について図１ないし図５に基づき説明する。
本実施の形態に係る気筒休止内燃機関１は、自動二輪車に搭載される水冷４ストロークサイクルの並列４気筒内燃機関であり、４つの気筒が車幅方向（左右方向）に並ぶように配置される。
【００１５】
ここで、各気筒を右側から順に１番気筒Ｃ１，２番気筒Ｃ２，３番気筒Ｃ３，４番気筒Ｃ４とする（図２参照）。
右側の１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２が常時稼動気筒であり、左側の３番気筒Ｃ３と４番気筒Ｃ４が休止可能気筒である。
【００１６】
該内燃機関１のシリンダブロック２が、上記４つの気筒Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４を構成しており、各シリンダボアにピストン４が昇降自在に嵌挿されている。
図１に示すように、シリンダブロック２に重ねて結合されるシリンダヘッド３には、ピストン４の頂面に対向して凹出した燃焼室５が形成され、同燃焼室５に開口する吸気ポート６と排気ポート７が、ともに２本ずつ形成されている。
【００１７】
２本の吸気ポート６は、燃焼室５の開口から後方へ斜め上向きに延出しており、２本の排気ポート７は、燃焼室５の開口から前方へ斜め上向きに延出している（図１参照）。
吸気ポート６の燃焼室５への開口は、昇降自在に摺動する吸気バルブ11の弁体が開閉し、排気ポート７の燃焼室５への開口は、昇降自在に摺動する排気バルブ12の弁体が開閉する。
【００１８】
図１は、休止可能気筒である４番気筒Ｃ４の断面図であり、吸気バルブ11および排気バルブ12それぞれにバルブ休止機構20が設けられている。
吸気バルブ11のバルブステム11ａの上端部に設けられ吸気動弁カム13に当接して上下する有底円筒状のバルブリフタ21内には、軸方向に摺動自在にピンホルダ22が嵌合されている。
【００１９】
ピンホルダ22は、バルブステム11ａを挿通する挿通孔と同挿通孔と直交する摺動孔とを有し、摺動孔にはスライドピン23が摺動自在に嵌挿され、同スライドピン23は一端を戻しばね24により付勢され、他端には油圧室25が形成されるとともに同油圧室25に備えられたストッパピン26に当接するようになっている。
【００２０】
スライドピン23には、戻しばね24により付勢されてストッパピン26に当接して停止した状態で前記ピンホルダ22の挿通孔と同軸に連通する収容孔23ａが形成されている。
ピンホルダ22の摺動孔の前記油圧室25には、シリンダヘッド３内の油路27が連通している。
【００２１】
したがって、該バルブ休止機構20は、スライドピン23に作用する油圧が低圧であるときの非作動時には、戻しばね24の付勢力によりスライドピン23は、ストッパピン26に当接して停止し、ピンホルダ22の挿通孔に挿通されているバルブステム11ａの上端部が収容孔23ａに収容可能状態にあり、よって吸気動弁カム13の回転によりバルブリフタ21がピンホルダ22ともに押圧されて下降しても、バルブステム11ａの上端部は収容孔23ａに収容されて、吸気バルブ11には押圧力は作用せず閉弁状態が維持される休止状態となる。
【００２２】
一方、スライドピン23に作用する油圧が高圧であるときの作動時には、圧油により戻しばね24の付勢力に抗してスライドピン23は摺動してピンホルダ22の挿通孔の開口を閉塞するので、挿通孔に挿通されているバルブステム11ａの上端部がスライドピン23に当接し、よって吸気動弁カム13の回転によりバルブリフタ21がピンホルダ22ともに押圧されて下降すると、スライドピン23を介して吸気バルブ11に押圧力が作用して吸気ポート６を開弁し、バルブリフタ21の往復動に従って吸気バルブ11が開閉作動する。
【００２３】
以上のようなバルブ休止機構20が、排気動弁カム14により作動する排気バルブ12にも吸気バルブ11と同様に設けられており、気筒休止時にはすべてのバルブ休止機構20が作動して吸気バルブ11と排気バルブ12の全４バルブが吸気ポート６と排気ポート７を閉弁状態とする。
また、片側の吸気バルブ11と排気バルブ12の２バルブを休止状態とすることもできる。
【００２４】
３番気筒Ｃ３も４番気筒Ｃ４と同じ気筒休止機構20を備えている。
そして、常時稼動気筒である１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２は、片側の吸気バルブ11と排気バルブ12に同じバルブ休止機構20が設けられていて、片側２バルブを休止状態とすることができる。
【００２５】
図２に示すように、気筒Ｃ１（Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）の燃焼室５の開口から延出する右側の吸気ポート６１ａ（６２ａ，６３ａ，６４ａ）と左側の吸気ポート６１ｂ（６２ｂ，６３ｂ，６４ｂ）は、上流側で集合して１本の吸気集合ポートとなり、同吸気集合ポートに吸気管８１（８２，８３，８４）が連結される。
【００２６】
同様に気筒Ｃ１（Ｃ２，Ｃ３，Ｃ４）の燃焼室５の開口から延出する右側の排気ポート７１ａ（７２ａ，７３ａ，７４ａ）と左側の排気ポート７１ｂ（７２ｂ，７３ｂ，７４ｂ）も、下流側で１本に集合して図示されない排気管に連結される。
【００２７】
各吸気管８（８１，８２，８３，８４）の吸気通路途中には、それぞれバタフライ型のスロットルバルブ９（９１，９２，９３，９４）が配設されている。
【００２８】
常時稼動気筒である右側の１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２の吸気ポート６は、シリンダボア内にスワールを生じさせるスワールポートであり、シリンダ内周面に沿って吸気を導入してスワールを生じさせる。
【００２９】
右側の吸気ポート６１ａが左寄りに延出し、左側の吸気ポート６１ｂが略真っ直ぐ若干左寄り後方へ延出して両ポートが集合して吸気管８１に連結されているので、吸気管８１は１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２のシリンダボア間にオフセットした位置に配設されている。
【００３０】
２番気筒Ｃ２の左右の吸気ポート６２ｂ，６２ａは、１番気筒Ｃ１の吸気ポート６１ａ，６１ｂと左右対称に形成されている。
【００３１】
左側の吸気ポート６２ｂは右寄りに延出し、右側の吸気ポート６２ａは略真っ直ぐに若干右寄り後方へ延出して両ポートが集合して吸気管８２に連結されているので、吸気管８２は１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２のシリンダボア間にオフセットし吸気管８１に近づいて配設され、このように互いに近づいた吸気管８１と吸気管８２とは一体に形成されている。
【００３２】
この一体に形成された吸気管８１と吸気管８２とを１本のバルブ軸10１２が左右水平方向に貫通し、回動自在に軸支され、このバルブ軸10１２にスロットルバルブ９１，９２の弁体が固着されて、バルブ軸10１２と一体にスロットルバルブ９１，９２が旋回して吸気通路を開閉する。
【００３３】
この常時稼動気筒である右側の１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２の吸気管８１と吸気管８２に設けられたスロットルバルブ９１，９２は、機械制御式スロットルバルブである。
バルブ軸10１２の吸気管８２の側壁を貫通して突出した左端に作動板16が嵌着されており、図３に示すようにスロットルグリップ（図示せず）から延びる２本の開き側と閉じ側のスロットルワイヤ17，18が作動板16に結着している。
【００３４】
作動板16は、バルブ軸10１２を介して一体のスロットルバルブ９１，９２が吸気通路を閉じる方向にスプリング（図示せず）によって付勢されている。
スロットルワイヤ17，18は、吸気管８２の上部に下端を固着されたブラケット19にそのアウタ17ａ，18ａの端部が係止されており、アウタ17ａ，18ａの端部から突出したインナ17ｂ，18ｂが作動板20の円周部に互いに反対方向に巻き掛けられて先端が作動板20に結着されている。
【００３５】
したがって、スロットルグリップのアクセル操作で開き側スロットルワイヤ17のインナ17ｂが引かれ、閉じ側スロットルワイヤ18のインナ18ｂが押されると、作動板20がスプリングの付勢力に抗して回動し、作動板20と一体のスロットルバルブ９１，９２が吸気通路を開く方向に回動する。
スロットルグリップの操作加減でスロットルワイヤ17，18を介してスロットルバルブ開度が制御される機械制御式スロットルバルブである。
【００３６】
他方、休止可能気筒である左側の３番気筒Ｃ３と４番気筒Ｃ４の吸気ポート６は、シリンダボア内にスワールを生じさせないストレートポートであり、３番気筒Ｃ３の右側の吸気ポート６３ａと左側の吸気ポート６３ｂは、左右対称の形状をしており、両ポートが集合して吸気管８３に連結されているので、吸気管８３は３番気筒Ｃ３の真っ直ぐ後方に配設されている。
【００３７】
４番気筒Ｃ４についても、その吸気ポート６４ａ，６４ｂおよび吸気管８４は、３番気筒Ｃ３の吸気ポート６３ａ，６３ｂおよび吸気管８３と同じ形状および構成となっている。
したがって吸気管８４は４番気筒Ｃ４の真っ直ぐ後方に配設され、吸気管８３と離れており、吸気管８３と吸気管８４とは別体で形成されている。
【００３８】
この休止可能気筒である左側の３番気筒Ｃ３と４番気筒Ｃ４の吸気管８１と吸気管８２に設けられるスロットルバルブ９１，９２は、電子制御式スロットルバルブである。
すなわち、吸気管８３を左右水平方向に貫通したバルブ軸10３にスロットルバルブ９３の弁体が固着されており、吸気管８３の右側面にスロットルモータＭ３が取付けられ、スロットルモータＭ３の駆動軸が同軸のバルブ軸10３の右端に連結され、吸気管８３の左側面にはスロットルバルブ開度センサＳ３が取付けられ、スロットルバルブ開度センサＳ３の作動軸が同軸のバルブ軸10３の左端に連結されている。
【００３９】
また、４番気筒Ｃ４の吸気管８４に設けられるバルブ軸10４，スロットルバルブ９４，スロットルモータＭ４，スロットルバルブ開度センサＳ４は、上記３番気筒Ｃ３の吸気管８３のバルブ軸10３，スロットルバルブ９３，スロットルモータＭ３，スロットルバルブ開度センサＳ３と左右対称に構成されている。
【００４０】
以上のように、常用稼動気筒である１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２に連結される吸気管８１，８２には機械制御式スロットルバルブ９１，９２が設けられ、休止可能気筒である３番気筒Ｃ３と４番気筒Ｃ４に連結される吸気管８３，８４には電子制御式スロットルバルブ９３，９４が設けられている。
【００４１】
電子制御式スロットルバルブ９３，９４を制御する電子スロットル制御装置の制御系ブロック図の概略を図４に示す。
コンピュータの電子制御ユニットＥＣＵ30によりスロットルモータＭ３，Ｍ４が駆動制御される。
【００４２】
ＥＣＵ30のスロットル制御手段31は、スロットルグリップの操作量を検出するスロットルグリップ開度センサ40の検出値を基準値として入力し、前記スロットルバルブ開度センサＳ３，Ｓ４の検出値を入力してスロットルモータＭ３，Ｍ４をフィードバック制御する。
【００４３】
また、ＥＣＵ30は、電子スロットル制御装置が正常に機能しているか否か、制御系の異常の有無を判定する異常判定手段32を備えるとともに、この異常判定手段32により異常有りと判定されたときに、フェールセーフを実行するフェールセーフ実行手段33を有する。
【００４４】
異常判定手段32には、前記スロットルグリップ開度センサ40および車速センサ41、機関回転数センサ42さらにスロットルバルブ開度センサＳ３，Ｓ４から各検出信号が入力され、異常の有無が判定される。
以下、図５のフローチャートに従って本気筒休止内燃機関１の電子スロットル制御装置におけるフェールセーフ制御手順を説明する。
【００４５】
まず、スロットルグリップ開度センサ40が検出したスロットルグリップ開度、車速センサ40が検出した車速、機関回転数センサ42が検出した機関回転数、スロットルバルブ開度センサＳ３，Ｓ４が検出したスロットル開度を順次読込む（ステップ１〜４）。
【００４６】
そして、これらの検出信号から、車速または機関回転数に対してスロットルグリップ開度に基づく指示信号どおりにスロットルバルブ９３，９４が作動しているかどうかを判定する（ステップ５）。
【００４７】
すなわち、スロットルバルブ９３，９４への指示開度（目標開度）とスロットルバルブ開度センサＳ３，Ｓ４が検出したスロットルバルブ９３，９４の実開度との差が適正範囲内にあるか否かを判定する。
【００４８】
ステップ５で指示開度と実開度の差が適正範囲内にあり正常と判定されたときは、そのまま処理を終了し、再びステップ１から処理を繰り返す。
しかし、ステップ５で指示開度と実開度の差が適正範囲になく異常と判定されたときは、ステップ６に飛んでフェールセーフが実行される。
【００４９】
すなわち異常判定手段32から異常判定信号がフェールセーフ実行手段33に出力され、フェールセーフ実行手段33によりフェールセーフが実行される。
本気筒休止内燃機関１におけるフェールセーフは、電子制御式スロットルバルブ９３，９４が備えられた休止可能気筒である３番気筒Ｃ３と４番気筒Ｃ４を気筒休止させるものである。
【００５０】
なお、異常判定があったときは、フェールセーフ実行手段33からスロットル制御手段31にも指令信号を出力し、スロットル制御手段31によるスロットルモータＭ３，Ｍ４への給電をカットするなどの制御を行う。
【００５１】
したがって、常時稼動気筒である１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２は稼動が続行され、休止可能気筒である３番気筒Ｃ３と４番気筒Ｃ４の吸気バルブ11が吸気ポート６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂを閉塞し、スロットルモータＭ３，Ｍ４への給電もカットしてスロットルバルブ９３，９４も吸気通路を閉塞して気筒休止状態とする。
【００５２】
休止可能気筒Ｃ３，Ｃ４を休止状態として出力を停止させることで、オーバーランを生じさせることがなく、機械制御式スロットルバルブが設けられた常用稼動気筒Ｃ１，Ｃ２のみの稼動で走行ができる。
燃料カットによる機関停止もなく、ドライバビリティも良好に維持できる。
【００５３】
電子制御式スロットルバルブにさらに直列に機械制御式スロットルバルブを設ける必要がなく、構造が簡単で低コストである。
【００５４】
なお、本内燃機関１は、前記したように常時稼動気筒である１番気筒Ｃ１と２番気筒Ｃ２の各々片側の吸気バルブ11と排気バルブ12にバルブ休止機構20が設けられていて、片側２バルブを休止状態とすることができる。
１番気筒Ｃ１についてみると左側の吸気ポート６１ｂの開口を開閉する吸気バルブ11および同吸気バルブ11と対称に位置する排気バルブ12にバルブ休止機構20が備えられて２バルブを休止可能である。
【００５５】
同左側の吸気ポート６１ｂと右側の吸気ポート６１ａとの間には連通孔15１が形成されている。
連通孔15１は、左側の吸気ポート６１ｂから右側の吸気ポート６１ａの若干上流側に向けて斜めに穿孔されており、左側の吸気ポート６１ｂがバルブ休止機構20により吸気バルブ11で閉塞された休止状態で同閉塞した吸気バルブ11の弁体に溜まる燃料を吸気ポート６１ｂに向かった吸気が掻き出すようにして連通孔15１から右側の吸気ポート６１ａに導出することができる。
【００５６】
また、左側の吸気バルブ11の休止で左側の吸気ポート６１ｂが閉塞されると、連通孔15１からの吸気の流れを合流して右側の吸気ポート（スワールポート）６１ａの吸気の流れだけが燃焼室５に流入するので、左側の吸気ポート６１ｂからの吸気の流入に邪魔されることなく、シリンダボア内により一層スワールを発生させることができ、希薄燃焼を効率良く行い燃費の低減を図ることができる。
【００５７】
２番気筒Ｃ２についても同様で、右側の吸気ポート６２ａの開口を開閉する吸気バルブ11および同吸気バルブ11と対称に位置する排気バルブ12がバルブ休止機構20を備えてバルブ休止可能であり、右側の吸気ポート６２ａと左側の吸気ポート６２ｂとの間に斜めに連通孔15２が穿設されている。
同連通孔15２により片側休止時に２番気筒Ｃ２の燃料溜まりを解消し、スワールを助長することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】本発明の一実施の形態に係る気筒休止内燃機関のシリンダヘッドおよびその近傍の側断面図である。
【図２】図１におけるII−II線に沿って切断した断面図である。
【図３】図２におけるIII矢視図である。
【図４】電子スロットル制御装置の概略制御系ブロック図である。
【図５】電子スロットル制御装置におけるフェールセーフ制御手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００５９】
１…内燃機関、２…シリンダブロック、３…シリンダヘッド、４…ピストン、５…燃焼室、６，６１ａ，６１ｂ，６２ａ，６２ｂ，６３ａ，６３ｂ，６４ａ，６４ｂ…吸気ポート、７…排気ポート、８，８１，８２，８３，８４…吸気管、９，９１，９２，９３，９４…スロットルバルブ、10１２，10３，10４…バルブ軸、11…吸気バルブ、12…排気バルブ、13…吸気動弁カム、14…排気動弁カム、15１，15２…連通孔、16…作動板、17，18…スロットルワイヤ、19…ブラケット、
20…バルブ休止機構、21…バルブリフター、22…ピンホルダ、23…スライドピン、24…戻しばね、25…油圧室、26…ストッパピン、27…油路、
30…ＥＣＵ、31…スロットル制御手段、32…異常判定手段、33…フェールセーフ実行手段、40…スロットルグリップ開度センサ、41…車速センサ、42…機関回転数センサ、
Ｃ１…１番気筒、Ｃ２…２番気筒、Ｃ３…３番気筒、Ｃ４…４番気筒、
Ｍ３，Ｍ４…スロットルモータ、Ｓ３，Ｓ４…スロットルバルブ開度センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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