JP2006002630A

JP2006002630A - エンジンの吸気制御装置

Info

Publication number: JP2006002630A
Application number: JP2004178559A
Authority: JP
Inventors: Mikihiko Suzuki; 幹彦鈴木
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2004-06-16
Filing date: 2004-06-16
Publication date: 2006-01-05
Anticipated expiration: 2024-06-16
Also published as: US7174878B2; DE102004060144B4; JP4349976B2; US20050279325A1; DE102004060144A1

Abstract

【課題】この発明に係るエンジンの吸気制御装置では、個別にソレノイドバルブをエンジン周りに取付ける場合に必要になる取付けブラケット、取付けネジ等の部品が不要となり、取付け作業工数も省略できる。
【解決手段】この発明に係るエンジンの吸気制御装置では、スロットルチャンバ１と、このスロットルチャンバ１内に弁軸２を介して回動可能に設けられたスロットルバルブ５と、空気通路５０の外側に設けられた電動モータ６と、この電動モータ６の駆動を弁軸２へ伝える連結機構部５１と、スロットルチャンバ１の片側に連結機構部５１を覆って設けられたカバー７と、スロットルチャンバ１に取り付けられる、サージタンク内の負圧を、外部に設けられる負圧アクチュエータに対して導入、遮断するソレノイドバルブ１０とを備え、カバー７には、ソレノイドバルブ１０が一体に設けられている。
【選択図】図２

Description

この発明は、電動モータを駆動させ、スロットルバルブを開閉動作させることにより、エンジンの吸入空気量を調節するエンジンの吸入制御装置に関するものである。

エンジンの吸入空気量を調節するために、電動モータを用いてスロットルバルブの開閉駆動するエンジン吸入制御装置は従来から実用化されている。
また、近年、吸気脈動、吸気慣性を利用して広い回転数範囲で吸入空気量を増やし、エンジン性能を向上させるために、吸気通路の切替えを行う可変吸気装置や、運転状態に応じて、エンジンのシリンダー内に導入される気流を制御し、横渦（スワール）流もしくは縦渦（タンブル）流を生成させ、燃料と空気の混合及び燃焼状態を改善して、エンジン性能及び排気ガスの改善をするための気流制御弁装置が採用されるケースが増えている。
これらの装置の駆動源としては、ダイヤフラム式負圧アクチュエータが用いられることが多く、この負圧アクチュエータへのサージタンク内の負圧の導入、遮断の切替えを行うソレノイドバルブが、エンジン周りに1つまたは複数取付けられ、それぞれに負圧通路連結のためのホース配管や、電気接続のための配線がなされている（例えば、非特許文献１、非特許文献２参照）。

２００２−４ＭＡＺＤＡＡＴＥＮＺＡ整備書２００３−９ＭＡＺＤＡＡＸＥＬＡ新型車の紹介

上記構成のエンジンの吸気制御装置では、それぞれのソレノイドバルブを取付けるために、ブラケット及びネジ等が必要となり、また、負圧通路連結のためのホース配管や電気接続のための配線組付け作業が煩雑となって、部品コスト及び製造コストが高価になってしまうという問題点があった。
また、ソレノイドバルブの搭載、ホース配管、電気配線等のためのスペースが必要となって小型化が難しく、さらに、部品重量が重くなってしまうという問題点があった。

この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、個別にソレノイドバルブをエンジン周りに取付ける場合に必要になる取付けブラケット、取付けネジ等の部品が不要となり、取付け作業工数も省略できて安価となり、さらには取付けスペースを削減でき、取付け部品の削減による軽量化もでき、エンジン性能の向上が図れるエンジンの吸気制御装置を得ることを目的とする。

この発明に係るエンジンの吸気制御装置は、エンジン吸気系の吸気通路を形成するスロットルチャンバと、このスロットルチャンバ内に弁軸を介して回動可能に設けられたスロットルバルブと、前記吸気通路の外側に設けられた電動モータと、この電動モータの駆動を前記弁軸へ伝える連結機構部と、前記スロットルチャンバの片側に前記連結機構部を覆って設けられ連結機構部を保護するカバーと、前記スロットルチャンバに取り付けられる、吸気脈動を抑制するサージタンクの内部の負圧を、外部に設けられる負圧アクチュエータに対して導入、遮断する電磁弁とを備え、前記カバーには、前記電磁弁が一体に設けられている。

この発明に係るエンジンの吸気制御装置によれば、個別にソレノイドバルブをエンジン周りに取付ける場合に必要になる取付けブラケット、取付けネジ等の部品が不要となり、取付け作業工数も省略できて安価となり、さらには取付けスペースを削減でき、取付け部品の削減による軽量化もでき、エンジン性能の向上が図れる。

以下、この発明の各実施の形態について説明するが、各図において同一、または相当部材、部位については、同一符号を付して説明する。
実施の形態1.
図１はこの発明の実施の形態１のエンジンの吸気制御装置を示す正面図、図２は図１のエンジンの吸気制御装置の正断面図、図３は図１のエンジンの吸気制御装置を左側から視たときの側面図、図４は図１のカバーを右側から視たときの部分側断面図、図５は図１のスロットルチャンバを背面側から視たときの、サージタンクが取り付けられる取付面を示す図である。
このエンジンの吸気制御装置は、エンジン吸気系の空気通路５０を形成するスロットルチャンバ１と、このスロットルチャンバ１内に弁軸２を介して第１の軸受３及び第２の軸受４により回動可能に設けられたスロットルバルブ５と、吸気通路の外側に設けられた電動モータ６とを備えている。
また、このエンジンの吸気制御装置は、エンジン制御装置の作動信号に従い、電動モータ６の駆動動作を弁軸２へ伝える連結機構部５１と、スロットルチャンバ１の片側に連結機構部５１を覆って設けられ異物や水等が浸入するのを防ぎ連結機構部５１を保護するカバー７と、スロットルチャンバ１に取り付けられる、吸気脈動を防止するサージタンク（図１の紙面の裏側に設けられており図示されていない）内の負圧を、外部に設けられるダイヤフラム式負圧アクチュエータ（図示せず）に対して導入、遮断する電磁弁であるソレノイドバルブ１０とを備えている。
合成樹脂で構成されたカバー７には、ソレノイドバルブ１０の電気接続用コネクタ１３が一体に設けられている。また、カバー７には、電動モータ６及びスロットル開度検出用回転角度センサの電気接続用コネクタ１２も一体に設けられている。

連結機構部５１では、電動モータ６のギヤ５３に第１のギヤ８が歯合している。この第１のギヤ８の小径部には第２のギヤ９が歯合している。
ソレノイドバルブ１０では、合成樹脂からなる外装部５４が合成樹脂で構成されたカバー７と一体化されている。このソレノイドバルブ１０は、図４に示すように、コア１４の外側にボビン１５を介して導線が巻回されてコイル１６が構成されている。このコイル１６の外側にはヨーク２６が設けられている。コア１４と片側には有底円筒形状のプランジヤ１７が設けられている。プランジヤ１７の底面にはバルブシート２１と対面したバルブ１８が取り付けられている。コア１４とバルブ１８との間には案内棒２０で案内されたスプリング１９が設けられている。このスプリング１９は、その弾性力によりバルブ１８をバルブシート２１側に常に付勢して、バルブ１８をバルブシート２１に当接している。このバルブ１８は、コイル１６に電流を流すことで生じた電磁力により、プランジヤ１７は、スプリング１９の弾性力に逆らってコア１４側に移動し、バルブ１８はバルブシート２１から離間するようになっている。

バルブシート２１の内側にはサージタンク側通路２２が形成されている。このサージタンク側通路２２は、バルブ１８がバルブシート２１から離間したときに、ニップル側通路２３と連通するようになっている。このニップル側通路２３はカバー７と一体である管継ぎ手であるニップル１１と接続されている。このニップル１１はホース（図示せず）を介して吸気通路（図示せず）の切り換えを行う可変吸気装置用のダイヤフラム式負圧アクチュエータと接続される。
ここで、吸気通路としては、吸気取り入れ口からスロットルチャンバ１までの間に複数の吸気通路があった場合には、ダイヤフラム式負圧アクチュエータにより駆動されるバルブにより何れかの吸気通路が選択される。
また、吸気通路として、サージタンクからエンジンの吸気ポートまでの間に複数の吸気通路があった場合には、ダイヤフラム式負圧アクチュエータにより駆動されるバルブにより何れかの吸気通路が選択される。
サージタンク側通路２２は、図５に示すようにサージタンクと連通路５５を介して連通している。連通路５５は、スロットルチャンバ１の内周壁面に形成された溝２５と、この溝２５に一端部が露出し、他端部がサージタンク側通路２２と接続された通路２４とから構成されている。

上記構成のエンジンの吸気制御装置では、電気接続用コネクタ１３からの電流がソレノイドバルブ１０のコイル１６に流れることで、バルブ１８はスプリング１９の弾性力に逆らってバルブシート２１から離れ、その結果サージタンク内の負圧は、溝２５、通路２４、サージタンク側通路２２、ニップル側通路２３及びホースを介して可変吸気装置用のダイヤフラム式負圧アクチュエータに導入され、吸気通路の切り換えがなされる。
また、コイル１６への電流が遮断されると、バルブ１８はスプリング１９の弾性力により、バルブシート２１に当接し、サージタンク内の負圧のダイヤフラム式負圧アクチュエータに対する導入は遮断される。

この実施の形態に係るエンジンの吸気制御装置によれば、吸気通路の切り換えを行うためのソレノイドバルブ１０がカバー７と一体に設けられているので、ソレノイドバルブをエンジン周りに取付ける場合に必要になる取付けブラケット、取付けネジ等の部品が不要となり、取付け作業工数も省略できて安価となり、さらに取付けスペースを削減でき、取付け部品の削減による軽量化もでき、エンジン性能の向上が図れる。
また、ソレノイドバルブ１０とサージタンクとを連通する連通路５５を、スロットルチャンバ１に設けたので、連通用の配管用のホース、ホース接続用のニップル及びこれらの組付け作業工数が削減でき、安価、省スペースで軽量化できる。
また、合成樹脂で構成されたカバー７には、負圧アクチュエータとホースを介して接続されるニップル１１が一体に設けられているので、ニップル１１を別部品とし、後工程で圧入、ネジ止め等により組付ける場合と比較して、作業工数、部品点数が削減でき、安価となる。

また、合成樹脂で構成されたカバー７には、ソレノイドバルブ１０の外装部５４が一体に設けられているので、カバー７へのソレノイドバルブ１０の本体に対する取付けが簡素化でき、安価、省スペースで軽量化できる。さらに、ソレノイドバルブ１０の取付け固定が確実となり、製品の信頼性が向上する。
また、合成樹脂で構成されたカバー７には、ソレノイドバルブ１０の電気接続用コネクタ１３が一体に設けられているので、ソレノイドバルブからリード線を引き出してコネクタを取付けた場合等と比較して、防水用シール部品、リード線等が削減でき、組立ても簡素化できて安価となり、電気接続箇所が減るため信頼性が向上する。
また、合成樹脂で構成されたカバー７には、電動モータ６及びスロットル開度検出用回転角度センサの電気接続用コネクタが一体に設けられているので、ソレノイドバルブ、電動モータ及び角度センサそれぞれの電気接続コネクタが、個別に存在する場合と比較して、組付け工数が削減できる。

実施の形態２.
図６はこの発明の実施の形態２のエンジンの吸気制御装置を示す正面図である。
実施の形態１では、ソレノイドバルブ１０の電気接続用コネクタ１３と、電動モータ６及びスロットル開度検出用回転角度センサの電気接続用コネクタ１２とが分離されていたのに対して、この実施の形態２では、これらのコネクタ１３、１２を纏めた一体コネクタ３０が、カバー７と一体に設けられている。
他の構成は、実施の形態１と同様である。
このエンジンの吸気制御装置によれば、それぞれのコネクタ１３、１２が、カバー７に個別に存在する場合と比較して、組付け工数が削減できる。
なお、ソレノイドバルブ１０の電気接続用コネクタと、電動モータ及びスロットル開度検出用回転角度センサの電気接続用コネクタの何れか一方を纏めて一体コネクタとしてもよい。

実施の形態３．
図７はこの発明の実施の形態３のエンジンの吸気制御装置を示す正断面図である。
この実施の形態３では、ソレノイドバルブ１０の駆動回路４０がカバー７に装着されている。
他の構成は実施の形態１のエンジンの吸気制御装置と同様である。
このエンジンの吸気制御装置によれば、エンジン制御装置に、ソレノイドバルブ駆動用の駆動回路を設けた場合と比較して、エンジン制御装置の温度上昇を抑えることができ、信頼性が向上し、大型化を抑制できる。

なお、上記の各実施の形態では、ダイヤフラム式負圧アクチュエータとして、ソレノイドバルブ１０の作動により、ダイヤフラム式負圧アクチュエータに対するサージタンク内の負圧の導入、遮断がなされ、その結果吸気通路の切り換えがなされる可変吸気装置のアクチュエータについて説明したが、勿論このものに限定されない。
例えば、ダイヤフラム式負圧アクチュエータは、エンジンのシリンダー内に導入される気流を制御し、横渦（スワール）流もしくは縦渦（タンブル）流を生成させるための気流制御弁駆動装置用のアクチュエータであってもよく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、ダイヤフラム式負圧アクチュエータは、ターボ過給機を有するエンジンの排気通路の切替えを行うウエストゲートバルブを駆動するためのアクチュエータであってもよく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
また、カバーに可変吸気装置のアクチュエータ用のソレノイドバルブ、気流制御弁駆動装置のアクチュエータ用のソレノイドバルブ、ウエストゲートバルブを駆動するためのアクチュエータ用のソレノイドバルブを、同じカバーにそれぞれ間隔をおいて一体に設けるようにしてもよい。
また、上記の各実施の形態では、電磁弁としてソレノイドバルブ１０を用いた場合について説明したが、勿論このものに限定されるものではない。
また、上記の各実施の形態では、ダイヤフラム式負圧アクチュエータを用いた場合について説明したが、勿論ダイヤフラム式のものに限定されるものではない。

この発明の実施の形態１のエンジンの吸気制御装置を示す正面図である。図１のエンジンの吸気制御装置の正断面図である。図１のエンジンの吸気制御装置を左側から視たときの側面図である。図１のカバーを右側からみたときの部分側断面図である。図１のスロットルチャンバを背面側から視たときの、サージタンクが取り付けられる取付面を示す図である。この発明の実施の形態２のエンジンの吸気制御装置を示す正面図である。この発明の実施の形態３のエンジンの吸気制御装置を示す正断面図である。

符号の説明

１スロットルチャンバ、２弁軸、５スロットルバルブ、６電動モータ、７カバー、１０ソレノイドバルブ（電磁弁）、１２電気接続用コネクタ、１３電気接続用コネクタ、２４通路、２５溝、３０一体コネクタ、４０行動回路、５０空気通路、５１連結機構部、５４外装部、５５連通路。

Claims

エンジン吸気系の空気通路を形成するスロットルチャンバと、
このスロットルチャンバ内に弁軸を介して回動可能に設けられたスロットルバルブと、
前記吸気通路の外側に設けられた電動モータと、
この電動モータの駆動を前記弁軸へ伝える連結機構部と、
前記スロットルチャンバの片側に前記連結機構部を覆って設けられ連結機構部を保護するカバーと、
前記スロットルチャンバに取り付けられる、吸気脈動を抑制するサージタンクの内部の負圧を、外部に設けられる負圧アクチュエータに対して導入、遮断する電磁弁とを備え、
前記電動モータを駆動させ、前記スロットルバルブを開閉動作させることにより、エンジンの吸入空気量を調節するエンジンの吸気制御装置であって、
前記カバーには、前記電磁弁が一体に設けられているエンジンの吸気制御装置。
前記負圧アクチュエータは、吸気取り入れ口から前記スロットルチャンバまでの間の吸気通路、もしくは前記サージタンクからエンジンの吸気ポートまでの間の吸気通路の切り替えを行う可変吸気装置用のアクチュエータである請求項１に記載のエンジンの吸気制御装置。
前記負圧アクチュエータは、エンジンのシリンダー内に導入される気流を制御し、横渦（スワール）流もしくは縦渦（タンブル）流を生成させるための気流制御弁駆動装置用のアクチュエータである請求項１に記載のエンジンの吸気制御装置。
前記負圧アクチュエータは、ターボ過給機を有するエンジンの排気通路の切替えを行うウエストゲートバルブを駆動するためのアクチュエータである請求項１に記載のエンジンの吸気制御装置。
前記スロットルチャンバには、前記電磁弁と前記サージタンクとを連通する連通路が形成されている請求項１〜４の何れか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
合成樹脂で構成された前記カバーには、前記負圧アクチュエータとホースを介して接続される管継ぎ手が一体に設けられている請求項１〜５の何れか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
合成樹脂で構成された前記カバーには、前記電磁弁の外装部が一体に設けられている請求項１〜６の何れか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
合成樹脂で構成された前記カバーには、前記電磁弁の電気接続用コネクタが一体に設けられている請求項１〜７の何れか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
合成樹脂で構成された前記カバーには、前記電動モータ及びスロットル開度検出用回転角度センサの内、少なくとも一方の電気接続用コネクタと、前記電磁弁の電気接続用コネクトとが一体に設けられている請求項１〜７の何れか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
前記カバーには、前記電磁弁を駆動するための駆動回路が設けられている請求項１〜９の何れか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
前記電磁弁は、ソレノイドバルブである請求項１〜１０の何れか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。
前記負圧アクチュエータはダイヤフラム式負圧アクチュエータである請求項１〜１１の何れか１項に記載のエンジンの吸気制御装置。