JP2020067024A - 吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】吸気制御装置においてボディ内通路の流路抵抗を増加させることで蒸発燃料の吸気通路へのパージ量をより高精度に制御する。【解決手段】吸気制御装置１０は、蒸発燃料を吸着させるキャニスタ５６とスロットルボディ１４の吸気通路２０とを接続する第１パージ通路２６を備え、前記第１パージ通路２６は、吸気通路２０から離間する方向に延在した第１通路部２８と、該吸気通路２０の延在方向に沿って延在する第２通路部３０とを有している。そして、第１通路部２８は、第１穿孔部３２に対して小径で最小通路断面積となる第１絞り部３４が開口部３６を介して吸気通路２０に開口し、第２通路部３０は、第２穿孔部４２に対して小径で最小通路断面積となる第２絞り部４４が第１穿孔部３２と接続され連通している。【選択図】図１

Description

本発明は、内燃機関へ供給される吸気量を制御するための吸気制御装置に関する。

本出願人は、車両に搭載される内燃機関へ供給される空気の流量（吸気量）を制御する吸気制御装置を提案している（特許文献１参照）。

この吸気制御装置には、吸気通路とは別にスロットルボディにボディ内通路が設けられ、燃料タンク内で蒸発しキャニスタに吸着された蒸発燃料を取り込むパージ通路の一部を構成している。ボディ内通路は、スロットル弁の上流側に開口した開口部を介して吸気通路と連通し、キャニスタからの蒸発燃料を吸気通路内へと開放している。

また、吸気通路内へ供給される蒸発燃料のパージ量は、開口部の大きさ（断面積）を適宜設定することで調整される。

特開２０１７−９６１０５号公報

本発明は、前記の提案に関連してなされたものであり、ボディ内通路の流路抵抗を増加させることで吸気通路への蒸発燃料のパージ量をより高精度に制御することが可能な吸気制御装置を提供することを目的とする。

前記の目的を達成するために、本発明の態様は、吸気の流通する吸気通路を有したスロットルボディと、スロットルボディに回転自在に設けられるシャフトと、シャフトに固定され吸気通路を開閉するバタフライ式のバルブと、シャフトに固定されシャフトを回転させるレバーと、蒸発燃料を吸着させるキャニスタと吸気通路とを接続してキャニスタからの蒸発燃料を吸気通路へ取り入れるためのパージ通路とを備え、パージ通路のうちの一部が、スロットルボディ内に形成されたボディ内通路で構成された吸気制御装置において、
ボディ内通路は、吸気通路の内壁に開口する開口部を有し、
開口部が、吸気通路の延在方向と直交方向下側となり、且つ、スロットルボディにおけるレバー側の側面とその反対側の側面との間に位置し、
ボディ内通路は、開口部に対して吸気通路から離れる方向に向かって延在する第１穿孔部と、吸気通路の延在方向に沿って端面まで延在する第２穿孔部とから構成され、
第１穿孔部は、開口部と連通し第１穿孔部の最小流路断面積となる第１絞り部を備え、
第２穿孔部は、第１穿孔部と連通し第２穿孔部の最小流路断面積となり、且つ、第１絞り部の流路断面積と略同一断面積である第２絞り部を備える。

本発明によれば、吸気制御装置において、蒸発燃料を吸着させるキャニスタと吸気通路とを接続してキャニスタからの蒸発燃料を吸気通路へ取り入れるパージ通路の一部が、ボディ内通路としてスロットルボディ内に形成され、このボディ内通路は、吸気通路の延在方向と直交方向下側となる内壁に開口部を有し、開口部に対して吸気通路から離れる方向に向かって延在する第１穿孔部と、吸気通路の延在方向に沿って端面まで延在する第２穿孔部とから構成される。

そして、第１穿孔部が開口部と連通し、第１穿孔部の最小流路断面積となる第１絞り部を備えると共に、第２穿孔部が第１穿孔部と連通して第２穿孔部の最小流路断面積となる第２絞り部を備え、この第２絞り部が第１絞り部の流路断面積と略同一断面積で形成される。

従って、単一の開口部によって蒸発燃料のパージ量を調整していた従来技術に係る吸気制御装置と比較し、ボディ内通路に最小流路断面積となる２つの第１及び第２絞り部を設けることで、ボディ内通路の流路抵抗をより高めることが可能となり、ボディ内通路を含むパージ通路を通じて吸気通路内へと開放される蒸発燃料のパージ量を高精度に制御することができる。

本発明によれば、以下の効果が得られる。

すなわち、吸気制御装置において、キャニスタからの蒸発燃料を吸気通路へと取り入れるためのパージ通路の一部をボディ内通路としてスロットルボディ内に形成し、このボディ内通路が、吸気通路の延在方向と直交方向下側となる内壁に開口部を有し、開口部に対して吸気通路から離れる方向に向かって延在する第１穿孔部と、吸気通路の延在方向に沿って端面まで延在する第２穿孔部とから構成されると共に、第１穿孔部の最小流路断面積となる第１絞り部を備えると共に、第２穿孔部の最小流路断面積となる第２絞り部が、第１絞り部の流路断面積と略同一断面積で形成される。

その結果、ボディ内通路に設けられた最小流路断面積の第１及び第２絞り部によって、ボディ内通路の流路抵抗をより高めることができ、ボディ内通路を含むパージ通路を通じて吸気通路内へと開放される蒸発燃料のパージ量を高精度に制御することが可能となる。

図１Ａは、本発明の実施の形態に係る吸気制御装置の概略構成図であり、図１Ｂは、図１Ａのスロットルボディにおける第１パージ通路近傍を示す拡大断面図である。

本発明に係る吸気制御装置について好適な実施の形態を挙げ、添付の図面を参照しながら以下詳細に説明する。図１Ａにおいて、参照符号１０は、本発明の実施の形態に係る吸気制御装置を示す。

この吸気制御装置１０は、内燃機関へ供給される吸気の供給量を制御するものであり、図１Ａに示されるように、外気が導入されるエアダクト（図示せず）と内燃機関の吸気マニホールド１２との間に設けられ、スロットルボディ１４と、該スロットルボディ１４の内部に回転自在に支持されるシャフト１６と、該シャフト１６に連結され前記スロットルボディ１４の内部に回転自在に設けられるバタフライ式のバルブ１８とを含む。なお、吸気制御装置１０は、エアダクトの接続される端部が上流側、吸気マニホールド１２の接続される端部が下流側となる。

スロットルボディ１４は、例えば、アルミニウム合金等の金属製材料から鋳造成形で形成され、その中心には吸気通路２０が略水平方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に貫通すると共に、該吸気通路２０の下流側（矢印Ａ方向）となる一端部にはフランジ２２を介して吸気マニホールド１２の上流側端部が接続される。

吸気通路２０には、その延在方向（矢印Ａ、Ｂ方向）と直交するようにシャフト１６が挿通されると共に、該シャフト１６の中央に連結された円盤状のバルブ１８が該吸気通路２０を開閉自在に設けられる。このシャフト１６の端部には、スロットルボディ１４の外側においてレバー２４（破線形状参照）が連結され、車両のアクセル操作に連動して回動するように設けられる。

また、スロットルボディ１４には、吸気通路２０の外側となる位置に形成された第１パージ通路（ボディ内通路）２６を有し、この第１パージ通路２６は、図１Ａ及び図１Ｂに示されるように、吸気通路２０の延在方向（矢印Ａ、Ｂ方向）に対して直交方向（矢印Ｃ１、Ｃ２方向）に延在した第１通路部２８と、該第１通路部２８に対して直交してスロットルボディ１４の下流側となるフランジ２２の端面まで延在した第２通路部３０とを有している。この第１パージ通路２６は、第１及び第２通路部２８、３０から断面略Ｌ字状に形成される。

第１通路部２８は、例えば、スロットルボディ１４の下面１４ａから吸気通路２０側（矢印Ｃ１方向）に向かってドリル等によって形成され、該下面１４ａから略一定径で延在する第１穿孔部３２と、該第１穿孔部３２と吸気通路２０との間に形成される第１絞り部３４とからなり、前記第１絞り部３４は、前記第１穿孔部３２に対して小径、且つ、第１通路部２８において最小の通路断面積（流路断面積）となるように形成される。

また、第１通路部２８は、その第１絞り部３４が吸気通路２０においてバルブ１８の上流側内面（内壁）に開口した開口部３６を有し、前記開口部３６は、吸気通路２０の下側であってスロットルボディ１４においてレバー２４側となる一方の側面と、該レバー２４とは反対側となる他方の側面との間に開口している。

換言すれば、第１通路部２８は、スロットルボディ１４の外側から吸気通路２０側（矢印Ｃ１方向）、すなわち上部側に向かって段階的に縮径するように形成され、バルブ１８の上流側（矢印Ｂ方向）に接続され連通している。

また、第１穿孔部３２の下端部近傍には、スロットルボディ１４の下面１４ａの開口から鋼球等の閉塞部材３８が内部へと圧入されることで塞がれ、前記スロットルボディ１４の外部との連通が遮断される。

第２通路部３０は、例えば、スロットルボディ１４におけるフランジ２２の端面からドリル等によって吸気通路２０と略平行に吸気通路２０の上流側（矢印Ｂ方向）に向かって延在するように形成され、その端面に臨むように開口し吸気マニホールド１２の第２パージ通路５２に接続される導入部４０と、該導入部４０に対して小径で該吸気通路２０の上流側（矢印Ｂ方向）に向かって延在する第２穿孔部４２と、該第２穿孔部４２に対して前記上流側（矢印Ｂ方向）に形成されさらに小径となる第２絞り部４４とから構成される。

換言すれば、第２通路部３０は、スロットルボディ１４のフランジ２２から第１通路部２８側（矢印Ｂ方向）に向かって段階的に縮径するように形成されている。

第２絞り部４４は、その通路断面積が一定となる略一定径で形成され、第２通路部３０において最小となるように形成されると共に、第１絞り部３４と略同一径で形成される。なお、第１及び第２絞り部３４、４４の通路断面積は、後述するキャニスタ５６から第１パージ通路２６を通じて吸気通路２０内へと供給される蒸発燃料の供給量に応じて適宜設定される。

そして、第２絞り部４４の端部が、第１通路部２８における第１穿孔部３２の途中に接続され開口している。すなわち、第１通路部２８と第２通路部３０とが略直交するように接続されて互いに連通している。

一方、吸気通路２０の上側には、図１Ａに示されるように、内燃機関のアイドリング時にバルブ１８を迂回するように吸気を流通させるバイパス通路４６が設けられる。

上述した吸気制御装置１０に接続される吸気マニホールド１２は、その内部に吸気が流通すると共に内燃機関のシリンダ室と連通した通路４８が形成され、上流側端部がスロットルボディ１４のフランジ２２に対して接続されることで、前記通路４８と吸気通路２０とが連通する。この際、フランジ２２の端面に装着されたシールリング５０が吸気マニホールド１２へと当接することで、吸気通路２０及び通路４８を流れる吸気の外部への漏出が防止される。

また、吸気マニホールド１２には、通路４８の外側となる位置に第２パージ通路５２が形成され、この第２パージ通路５２は、前記通路４８と略平行でスロットルボディ１４側（矢印Ｂ方向）となる一端部に向かって延在し、その一端部がスロットルボディ１４における第１パージ通路２６の導入部４０に接続可能に形成される。

一方、第２パージ通路５２の他端部にはジョイント５４が設けられ、図示しない燃料タンクで蒸発した燃料（蒸発燃料）を吸着するキャニスタ５６と接続されたパージ配管（パージ通路）５８が接続される。パージ配管５８には、キャニスタ５６と吸気マニホールド１２との間にチェック弁６０が設けられ、該吸気マニホールド１２側から前記キャニスタ５６側への吸気の逆流を防止している。

そして、キャニスタ５６からの蒸発燃料が、キャニスタ５６、パージ配管５８からジョイント５４を通じて第２パージ通路５２へと供給された後、吸気制御装置１０の第１パージ通路２６へと流通する。

本発明の実施の形態に係る吸気制御装置１０は、基本的には以上のように構成されるものであり、次にその動作並びに作用効果について説明する。

先ず、内燃機関が始動して車両におけるアクセルペダルが操作されていないアイドリング状態では、図１Ａに示されるように吸気通路２０内でバルブ１８が全閉した全閉状態となり、図示しないエアダクトを通じて供給された吸気がバイパス通路４６を通じてバルブ１８を迂回した後に吸気マニホールド１２の通路４８を通じて前記内燃機関のシリンダ室へと供給される。

次に、図示しない運転者によって車両のアクセルペダルが操作されることで、この操作量に基づいてレバー２４が回動し、それに伴ってシャフト１６と共にバルブ１８が吸気通路２０内で回転する。このバルブ１８が回転することで吸気通路２０の内周面から離間し、吸気通路２０における該バルブ１８の上流側と下流側とが連通した弁開状態となる。

これにより、車両の外部から取り込まれた吸気が、図示しないエアダクトを通じて吸気制御装置１０の吸気通路２０へと流通し、バルブ１８の開度に応じた流量へと制御された後、下流側に接続された吸気マニホールド１２から内燃機関のシリンダ室へと所望の吸気量で供給される。

また、キャニスタ５６に吸着された蒸発燃料は、吸気通路２０内でバルブ１８が開き、吸気通路２０内に負圧が生じた際に、パージ配管５８からジョイント５４を通じて該吸気マニホールド１２の第２パージ通路５２、吸気制御装置１０の第１パージ通路２６へと供給される。そして、蒸発燃料は、第１パージ通路２６の第１絞り部３４から開口部３６を通じて吸気通路２０内へと吸引され、吸気と混合されて内燃機関のシリンダ室へと供給される。

この際、第１パージ通路２６を蒸発燃料が流れる際、通路断面積の小さな第２通路部３０の第２絞り部４４、第１通路部２８の第１絞り部３４を順番に通過することで、吸気通路２０内へ開放される蒸発燃料が所望の流量へと調整される。

以上のように、本実施の形態によれば、ダイカスト等の鋳造成形によって形成されるスロットルボディ１４を有した吸気制御装置１０において、吸気の流れる吸気通路２０とは別にキャニスタ５６で吸着された蒸発燃料の流通する第１パージ通路２６が形成され、この第１パージ通路２６は、吸気通路２０に開口する開口部３６を有した第１通路部２８と、該第１通路部２８に対して直交して接続された第２通路部３０とを有し、前記第１及び第２通路部２８、３０の下流側となる端部にそれぞれ通路断面積が最小となる第１及び第２絞り部３４、４４を備えている。

そのため、単一の絞り部（開口部）によって蒸発燃料のパージ量を調整していた従来技術に係る吸気制御装置と比較し、第１パージ通路２６に２つの第１及び第２絞り部３４、４４を設けて通路断面積を一定以下とすることで、該第１パージ通路２６における流路抵抗をより一層高めることが可能となり、前記第１パージ通路２６を通じて吸気通路２０内へと開放される蒸発燃料のパージ量を高精度に制御できると共に、第１及び第２穿孔部３２、４２を形成する際に、容易に第１及び第２絞り部３４、４４を同時に加工することができる。

また、上述したスロットルボディ１４は、金属製材料から鋳造成形によって形成されているため内部に鋳巣が発生することがあり、例えば、第１絞り部３４をドリル等によって加工する際に該鋳巣を掘り抜いてしまうと開口部３６における流路抵抗が変化してしまい、該開口部３６から吸気通路２０への蒸発燃料のパージ量を精度よく調整することが困難となることがある。そのため、開口部３６の断面積を小さくしようとするほど鋳巣による影響が大きくなるが、第１パージ通路２６に２つの第１及び第２絞り部３４、４４を設けることで、単一の絞り部で蒸発燃料のパージ量を調整する場合と比較し、鋳巣による影響を低減させることができ蒸発燃料のパージ量を高精度に調整することが可能となる。

さらに、第１及び第２絞り部３４、４４の通路断面積（直径）を調整することで、第１パージ通路２６から吸気通路２０への蒸発燃料のパージ量を調整する場合に限定されるものではなく、例えば、前記第１及び第２絞り部３４、４４の延在方向に沿った長さを適宜変更することで流路抵抗を変化させ、それによって前記パージ量の調整を行うようにしてもよい。

なお、本発明に係る吸気制御装置は、上述の実施の形態に限らず、本発明の要旨を逸脱することなく、種々の構成を採り得ることはもちろんである。

１０…吸気制御装置 １２…吸気マニホールド
１４…スロットルボディ １６…シャフト
１８…バルブ ２０…吸気通路
２６…第１パージ通路 ２８…第１通路部
３０…第２通路部 ３２…第１穿孔部
３４…第１絞り部 ３６…開口部
４２…第２穿孔部 ４４…第２絞り部
４８…通路 ５２…第２パージ通路
５６…キャニスタ ５８…パージ配管

Claims (1)

1. 吸気の流通する吸気通路を有したスロットルボディと、該スロットルボディに回転自在に設けられるシャフトと、該シャフトに固定され前記吸気通路を開閉するバタフライ式のバルブと、前記シャフトに固定され該シャフトを回転させるレバーと、蒸発燃料を吸着させるキャニスタと前記吸気通路とを接続して該キャニスタからの蒸発燃料を該吸気通路へ取り入れるためのパージ通路とを備え、前記パージ通路のうちの一部が、前記スロットルボディ内に形成されたボディ内通路で構成された吸気制御装置において、
   前記ボディ内通路は、前記吸気通路の内壁に開口する開口部を有し、
   前記開口部が、前記吸気通路の延在方向と直交方向下側となり、且つ、前記スロットルボディにおける前記レバー側の側面とその反対側の側面との間に位置し、
   前記ボディ内通路は、前記開口部に対して前記吸気通路から離れる方向に向かって延在する第１穿孔部と、前記吸気通路の延在方向に沿って端面まで延在する第２穿孔部とから構成され、
   前記第１穿孔部は、前記開口部と連通し該第１穿孔部の最小流路断面積となる第１絞り部を備え、
   前記第２穿孔部は、前記第１穿孔部と連通し該第２穿孔部の最小流路断面積となり、且つ、前記第１絞り部の流路断面積と略同一断面積である第２絞り部を備える、吸気制御装置。

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