JP3027535B2 - 内燃機関の吸気絞り弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、内燃機関の吸気絞
り弁装置に係り、特に、電子制御燃料噴射装置の入力信
号の１つに吸気管圧力を用いるスピードデンシティ方式
を採用する内燃機関の吸気絞り弁装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、多気筒内燃機関において主吸
気通路に介装される吸気絞り弁の下流側の圧力を圧力セ
ンサにより検出し、この検出圧力信号を燃料噴射量決定
のための１つの入力信号として電子制御による燃料噴射
量決定を行う電子制御燃料噴射装置が知られている。こ
の装置においては、圧力を検出するための圧力センサを
内燃機関の吸気絞り弁装置に装着して、吸気絞り弁の下
流側の圧力を検出するようにしている。

【０００３】内燃機関の吸気絞り弁装置としては、例え
ば、２種類のタイプが知られている。その一つは、例え
ば、特開昭６３−２２９３４１号公報，実開平２−９１
９３１号公報，実開平４−１０９３４６号公報や特開平
３−２７７９３５号公報に記載されているように、圧力
導入口を２個有しているものである。他の一つは、例え
ば、実開昭６２−１６２３６０号公報に記載されている
ように、圧力導入口が１個のものである。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】この様な内燃機関の吸
気絞り弁下流側の吸気管圧力を検出する場合、吸気管内
を流れる水分やオイル、ガソリン及び異物等が、圧力導
入通路に侵入し、吸気管の圧力変化やエンジンの吸気圧
力脈動により、圧力センサ内部にまで到達し、圧力セン
サの吸気管圧力の検出を阻害したり、圧力センサ検出部
を破壊する場合がある。

【０００５】前者の圧力導入口を２個有しているもの
は、圧力導入口の一方から圧力導入通路内に空気を導入
することにより、圧力導入通路内に侵入した異物等を他
の圧力導入口から排出するようにしている。

【０００６】しかしながら、圧力導入口を２個有するこ
とにより、一方の圧力導入口からの吸気圧力脈動と他方
の圧力導入口からの吸気圧力脈動が互いに干渉して、吸
気圧力脈動が増幅され、その結果、圧力センサによる圧
力の検出精度が低下するという問題があった。

【０００７】また、後者の圧力導入口が１個のものにあ
っては、入口が１個であるため、吸気圧力脈動の干渉は
生じないが、圧力導入通路に侵入した異物等を効果的に
排除できないため、例えば、実開昭６２−１６２３６０
号公報に記載されているように、圧力導入通路の途中に
フィルタ等を配置して、異物等が圧力センサに至らない
ようにしている。

【０００８】しかしながら、フィルタを用いる方法にあ
っては、フィルタに異物等が付着し、フィルタが目詰ま
りするため、検出感度が低下するという問題がある。

【０００９】本発明の目的は、圧力導入口が１個のタイ
プを用いることにより、検出精度の低下が発生せず、し
かも、圧力導入通路に侵入した異物等の影響を受けるこ
となく、検出感度の低下することのない内燃機関の吸気
絞り弁装置を提供するにある。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は、吸気通路を形成する内壁を有するスロッ
トルボディと、この吸気通路に回動自在に取り付けられ
た吸気絞り弁と、この吸気絞り弁の下流の圧力を検出す
る圧力センサと、上記吸気絞り弁の下流であって上記吸
気通路を形成する内壁に一端が開口し、他端は上記圧力
センサの圧力検出部に接続され、上記絞り弁の下流の圧
力を上記圧力センサに導入する圧力導入通路を有する内
燃機関の吸気絞り弁装置において、上記圧力導入通路
は、上記開口に連通する第１の通路と、この第１の通路
に対してその内部を流れる流体の流線が急激に変化する
第２の通路と、上記第１の通路及び第２の通路の連結部
に設けられ、上記第１の通路の断面積よりも断面積の大
きいダミー空間とから構成するようにしたものであり、
かかる構成により、ダミー空間において異物等を除去し
得るものとなる。

【００１１】上記内燃機関の吸気絞り弁装置において、
好ましくは、上記第１の通路と上記第２の通路は、直角
に連結するようにしたものであり、かかる構成により、
吸気と異物等を効果的に分離し得るものとなる。

【００１２】上記内燃機関の吸気絞り弁装置において、
好ましくは、上記ダミー空間は、直方体の形状を有し、
その側壁が、上記第１の通路を流れる流体の流線に対し
て直交するようにしたものであり、かかる構成により、
分離した異物等を効果的にトラップし得るものとなる。

【００１３】上記内燃機関の吸気絞り弁装置において、
好ましくは、上記ダミー空間は、円筒形の形状を有する
ものである。

【００１４】上記内燃機関の吸気絞り弁装置において、
好ましくは、上記第２の通路の断面積を上記第１の通路
の断面積よりも小さくするようにしたものであり、かか
る構成により、圧力変動の幅を小さくし得るものとな
る。

【００１５】上記内燃機関の吸気絞り弁装置において、
好ましくは、さらに、上記第２の通路に接続され、上記
第２の通路の断面積よりも断面積の大きい第２のダミー
空間を有するようにしたものであり、かかる構成によ
り、さらに、異物等の除去効率を上げ得るものとなる。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態によ
る内燃機関の吸気絞り弁装置について図１乃至図５を用
いて説明する。図１は、本発明の一実施の形態による内
燃機関の吸気絞り弁装置を下流側から見た平面図であ
り、図２は、図１のＡ−Ａ断面図であり、図３は、図１
のＢ−Ｂ断面図であり、図４は、本発明の一実施の形態
による内燃機関の吸気絞り弁装置による異物除去効果の
説明図であり、図５は、本発明の一実施の形態による内
燃機関の吸気絞り弁装置による圧力変動幅の説明図であ
る。

【００１７】図１において、スロットルボデイ１０の内
部の主吸気通路には、主吸気通路の流路面積を調節する
吸気絞り弁２０が回動自在に取り付けられている。吸気
絞り弁２０は、円形の弁体２２と、弁体２２が固定され
た弁軸２４から構成されている。弁軸２４は、スロット
ルボデイ１０の内部に回動自在に取り付けられている。
弁軸２４が駆動レバー２６と一体回動することにより、
図示しないアクセルペダルの踏み代に応じて、アクセル
ケーブルを介して駆動レバー２６が回動し、吸気絞り弁
２０が、流路面積の調節をする。

【００１８】次に、スロットルボデイ１０の端面１２側
に形成される圧力導入通路３０について説明する。な
お、スロットルボデイ１０の端面１２には、図示しない
サージタンクが接続され、さらに、エンジンに連結す
る。

【００１９】吸気絞り弁２０の吸気下流側の吸気管圧力
を導入する圧力導入通路３０は、スロットルボディ１０
の端面１２に溝状に形成された短絡通路３２ａと、スロ
ットルボディ１０の端面１２に開口して形成された直方
体のダミー空間３４ａと、スロットルボディ１０の端面
１２に溝状に形成された短絡通路３２ｂと、スロットル
ボディ１０の端面１２に開口して形成された円筒形のダ
ミー空間３４ｂと、スロットルボディ１０の内部に斜め
に形成されたセンサ通路３６ａと、スロットルボディ１
０の内部に斜めに形成されたセンサ通路３６ｂから構成
されている。

【００２０】短絡通路３２ａの一端は、スロットルボデ
イ１０の内壁１４に開口しており、圧力導入口３８を構
成している。圧力導入口３８が形成される位置は、吸気
絞り弁２０の弁軸２４の軸端の位置となっている。圧力
導入口３８は、弁軸の中心軸を通る吸気と平行な面に対
して直角な面に設けられている。短絡通路３２ａが延在
する方向は、弁軸２４の軸方向と平行になっている。短
絡通路３２ａの他端は、ダミー空間３４ａに接続されて
いる。

【００２１】短絡通路３２ｂの一端は、ダミー空間３４
ａに接続されており、他端は、ダミー空間３４ｂに接続
されている。短絡通路３２ｂの中心軸は、短絡通路３２
ａの中心軸に対して直交している。ダミー空間３４ａが
設けられる位置は、短絡通路３２ｂの中心軸と、短絡通
路３２ａの中心軸が直交する位置である。

【００２２】直方体のダミー空間２４ａは、その側壁の
一面が短絡通路３２ａの中心軸に対して直交している。

【００２３】センサ通路３６ａの一端は、ダミー空間３
４ｂに連通しており、他端は、センサ通路３６ｂに連通
している。センサ通路３６ａが、センサ通路３６ｂやダ
ミー空間３４ｂに対して斜めに形成されているのは次の
理由による。即ち、センサ通路３６ａが連通するダミー
空間３４ｂは、スロットルボデイ１０の端面１４に形成
された基準穴５０と対をなして基準穴としても使用され
るものであり、この位置は、端面１４に取り付けられる
サージタンク等の形状によって、ほぼ図示の位置に規定
されるものである。一方、圧力センサ４０の圧力導入パ
イプ４２が挿入されるセンサ通路３６ｂの位置も、圧力
センサ４０のスロットルボデイ１０への取付位置との関
係で、ほぼ図示の位置に規定されるものである。従っ
て、ダミー空間３４ｂとセンサ通路３６ｂのズレの影響
によって、センサ通路３６ａは、センサ通路３６ｂや短
絡通路３２ｂに対して斜めに形成されている。

【００２４】スロットルボデイ１０の側面には、圧力セ
ンサ４０が固定されている。センサ通路３６ｂには、圧
力センサ４０の圧力導入パイプ４２が挿入されている。
圧力センサ４０の中には、図示しない半導体式圧力・電
気変換部が備えられている。

【００２５】スロットルボディ１０の端面１２に、サー
ジタンク等が接続固定されることにより、溝状の短絡通
路３２ａ及び短絡通路３２ｂ、開口したダミー空間３４
ａ及びダミー空間３４ｂは、蓋がされる。その結果、短
絡通路３２ａ，ダミー空間３４ａ，短絡通路３２ｂ，ダ
ミー空間３４ｂ，センサ通路３６ａ，センサ通路３６ｂ
が連通し、圧力導入通路３０が構成される。圧力導入通
路３０の圧力導入口３８から導入された吸気圧力は、圧
力導入通路３０内を伝達され、圧力センサ４０の圧力導
入パイプ４２を経て、圧力センサ４０によって電気信号
に変換される。

【００２６】次に、図２を用いて、圧力導入口３８の形
状について説明する。図２は、図１のＡ−Ａ矢視の断面
図である。

【００２７】スロットルボデイ１０の内部には、最も絞
られた位置での直径がφ５０ｍｍ円筒状の主吸気通路１
６が内壁１４により形成される。スロットルボディ１０
の吸気上流側にエアクリーナ側の図示しない吸気管が連
結され、吸気下流側に図示しないサージタンクが連結さ
れている。

【００２８】スロットルボディ１０には、主吸気通路１
６の流路面積を調節する回動自在な吸気絞り弁２０が取
り付けられている。吸気絞り弁２０は、弁軸２４とこの
弁軸２４に固定された弁体２２とから構成されている。
図２に示す状態では、吸気絞り弁２０が全閉状態にあ
り、この全閉状態から弁軸２４は、図２で時計回りの矢
印Ｃ方向に回動する。

【００２９】スロットルボデイ１０の吸気絞り弁２０の
下流側であって、弁軸２４の下方の位置の内壁１４に圧
力導入口３８が開口している。圧力導入口３８から導入
された吸気圧力は、スロットルボデイ１０の内部の圧力
導入通路を通って、圧力センサ４０によって検出され
る。

【００３０】次に、図３を用いて、圧力導入通路の要部
の構成について説明する。図３は、図１のＢ−Ｂ矢視の
断面図である。

【００３１】圧力導入通路３０の短絡通路３２ａは、図
示するように、通路の中心軸に対して直交する平面で断
面を表した状態においてその形状が長方形である。ダミ
ー空間３４ａは、直方体であるため、その断面形状は長
方形である。ダミー通路３２ａの断面積は、短絡通路３
２ａの断面積よりも大きくなっている。短絡通路３２ｂ
は、短絡通路３２ａと同じく長方形の断面形状を有して
おり、断面積も短絡通路３２ａの断面積に等しい。

【００３２】ダミー空間３４ｂは、円筒形であり、円筒
の中心を通る平面で断面を表した時の断面積は、短絡通
路３２ａ，３２ｂの断面積よりも大きくなっている。セ
ンサ通路３６ａ及びセンサ通路３６ｂは、同一の断面形
状を有しており、その断面形状は円形である。センサ通
路３６ｂは、圧力センサ４０の圧力導入パイプ４２が挿
入可能な寸法となっている。

【００３３】センサ通路３６ａが、センサ通路３６ｂや
ダミー空間３４ｂに対して斜めに形成されているのは次
の理由による。即ち、センサ通路３６ａは、スロットル
ボデイ１０の端面１４にダイキャスト製法により溝状に
形成されるため、端面に溝状に開口する必要があり、図
示の位置に規定されるものである。一方、圧力センサ４
０の圧力導入パイプ４２が挿入されるセンサ通路３６ｂ
の位置も、圧力センサ４０のスロットルボデイ１０への
取付位置との関係で、ほぼ図示の位置に規定されるもの
である。従って、短絡通路３２ｂとセンサ通路３６ｂの
ズレの影響によって、センサ通路３６ａは、センサ通路
３６ｂや短絡通路３２ｂに対して斜めに形成されてい
る。

【００３４】スロットルボディ１０の端面１２に、サー
ジタンク等が接続固定されることにより、溝状の短絡通
路３２ａ及び短絡通路３２ｂ、開口したダミー空間３４
ａ及びダミー空間３４ｂは、蓋がされる。その結果、短
絡通路３２ａ，ダミー空間３４ａ，短絡通路３２ｂ，ダ
ミー空間３４ｂ，センサ通路３６ａ，センサ通路３６ｂ
が連通し、圧力導入通路３０が構成される。圧力導入通
路３０の圧力導入口３８から導入された吸気圧力は、圧
力導入通路３０内を伝達され、圧力センサ４０の圧力導
入パイプ４２を経て、圧力センサ４０によって電気信号
に変換される。

【００３５】以上のように、図１乃至図３を用いて説明
したように、本実施の形態による圧力導入通路３０は、
圧力導入口３８が１個のタイプであるので、前述したよ
うに、圧力導入口が２個あるタイプにおける吸気圧脈動
の干渉の影響を受けることはない。しかしながら、圧力
導入通路内にきれいな空気を導入できないため、圧力導
入通路３０内に異物等が侵入する。この異物の侵入に対
しては、本実施の形態では、次のように構成している。

【００３６】短絡通路３２ａの中心軸と短絡通路３２ｂ
の中心軸を直交させているため、短絡通路３２ａから短
絡通路３２ｂに至る流線が折れ曲がり、急激に方向変化
するようになっている。吸気管内を流れる水分，オイ
ル，ガソリン，その他の異物等は、空気に比べて質量が
大きいため、流線が折れ曲がっている部分で曲がりきる
ことができず、直進することになり、空気と異物等の分
離を図ることができる。

【００３７】ここで、さらに、流線の折れ曲がり部に、
ダミー空間３４ａを設け、ダミー空間３４ａの断面積
を、短絡通路３２ａの断面積に比べて大きくしている。
短絡通路３２ａ内に空気を異物等が流入した場合、空気
は質量が小さいため、ダミー空間３４ａに入って、断面
積が大きくなることによりその流速が低下するが、質量
の大きい異物等は、ダミー空間３４ａに入っても流速が
低下することなく、両者が分離される。そして、流速の
低下しない異物等は、そのまま直進し、正面のダミー空
間３４ａの側壁に衝突し、その側壁にトラップされるこ
とになる。

【００３８】ここで、ダミー空間３４ａの形状を直方体
としてあり、しかも、その平板の側壁を短絡通路３２ａ
の中心軸に直交させる，即ち、短絡通路３２ａの流線に
直交させるることにより、直進した異物等を効率的にト
ラップすることができるようになっている。

【００３９】従って、以上のように構成されたダミー空
間３４ａを設けることにより、異物等を効果的に分離し
て、短絡通路３２ｂには、ほぼ異物等の除去された空気
を導入することができる。

【００４０】さらに、短絡通路３２ｂは、ダミー空間３
４ｂに連通しており、ダミー空間３４ｂにおいても通過
する空気に含まれる異物成分を除去するようにしてい
る。そのために、短絡通路３２ｂの中心軸とセンサ通路
３６ａの中心軸を交差させているため、短絡通路３２ａ
から短絡通路３２ｂに至る流線が折れ曲がり、急激に方
向変化するようになっている。本来的には、この方向変
化も直角にするのが効果的であるが、他の設計的要因に
基づいて斜めにしてある。吸気管内を流れる異物等は、
空気に比べて質量が大きいため、流線が折れ曲がってい
る部分で曲がりきることができず、直進することにな
り、空気と異物等の分離を図ることができる。

【００４１】ここで、さらに、流線の折れ曲がり部に、
ダミー空間３４ｂを設け、ダミー空間３４ｂの断面積
を、短絡通路３２ｂの断面積に比べて大きくしている。
短絡通路３２ｂ内に空気を異物等が流入した場合、空気
は質量が小さいため、ダミー空間３４ｂに入って、断面
積が大きくなることによりその流速が低下するが、質量
の大きい異物等は、ダミー空間３４ｂに入っても流速が
低下することなく、両者が分離される。そして、流速の
低下しない異物等は、そのまま直進し、正面のダミー空
間３４ｂの側壁に衝突し、その側壁にトラップされるこ
とになる。

【００４２】ここで、ダミー空間３４ｂの形状を円筒形
としてあることにより、直進した異物等をトラップする
ことができるようになっている。ダミー空間３４ｂは、
ダミー空間３４ａと同様に直方体とする方が、トラップ
効率は高いものであるが、上述したような設計的要因に
より、円筒形としている。なお、ダミー空間３４ｂは、
２段目のトラップであり、大部分の異物等は第１のトラ
ップであるダミー空間３４ａで捕捉されているため、円
筒形としても実用上問題がないものである。それぞれの
ダミー空間のトラップ効率については、図４を用いて後
述する。

【００４３】従って、以上のように構成されたダミー空
間３４ｂを設けることにより、異物等を効果的に分離し
て、センサ通路３６ａには、さらに、異物等の除去され
た空気を導入することができる。

【００４４】その結果、圧力センサ４０の圧力導入パイ
プ４２に到達する空気からは異物等を殆ど除去できるた
め、圧力センサに異物等が付着して検出感度が低下する
のを防止することができる。

【００４５】なお、ダミー空間３４ａ，３４ｂには、ト
ラップされた異物等が蓄積されるため、異物等が蓄積さ
れても通路が詰まらないようにある程度体積を確保して
おく必要がある。

【００４６】また、ダミー空間３４ａ，３４ｂは、その
前段に接続される短絡通路３２ａ，３２ｂの断面積より
も断面積を大きくして、空気と異物等を分離するように
しており、その分離効率は、断面積の比によるものであ
り、この点については、図４を用いて後述する。

【００４７】次に、図４を用いて本発明の一実施の形態
による内燃機関の吸気絞り弁装置における異物の除去効
果について説明する。

【００４８】図４において、横軸は、圧力導入通路の位
置を示しており、縦軸は、異物の侵入量を示している。
実験に際しては、図１乃至図３に示す構造の内燃機関の
吸気絞り弁装置の一部をプラスチックで形成し、圧力導
入通路を可視化して形成した。

【００４９】また、導入する異物としては、水、オイ
ル、オイルの燃焼した煤が含まれるブローバイガスを用
い、これらの異物を吸気通路の上流側から導入するよう
にしてある。

【００５０】さらに、各部の寸法は、以下のようにして
ある。短絡通路３２ａの断面形状は長方形とし、図３に
図示する状態で、幅２ｍｍ，高さ３ｍｍで、断面積は６
ｍｍ²とした。ダミー空間３４ａの断面形状は長方形と
し、図３に図示する状態で、幅３ｍｍ，高さ４ｍｍで、
断面積は１２ｍｍ²とした。従って、ダミー空間３４ａ
の断面積は、短絡通路３２ａの断面積の２倍としてあ
る。短絡通路３２ｂの断面形状は、短絡通路３２ａと同
じく２ｍｍ×３ｍｍとしてある。

【００５１】ダミー空間３４ｂの大きさは、図３に図示
する状態で、幅５ｍｍ，高さ７ｍｍで、断面積は、頂上
の三角形のドリル穴の頂部を含めて３６ｍｍ²となって
おり、ダミー空間３４ｂの断面積は、短絡通路３２ｂの
断面積の６倍としてある。

【００５２】なお、センサ通路３６ａ，３６ｂの断面積
は、約６ｍｍ²としてあり、圧力導入パイプ４２（内径
φ２．５ｍｍ）の断面積（約１．５ｍｍ²）の４倍とな
っている。

【００５３】以上のような条件で実験を行い、目視に
て、異物の侵入量を測定した結果は、図４に示すとおり
である。図４において、実線Ｘで示すものが、本実施の
形態により測定した圧力導入通路の位置に対する異物の
侵入量を示している。水やオイル等が圧力導入通路内に
侵入することが確認できなかったが、ブローバイガスの
侵入による煤の付着量を目視により確認することができ
た。圧力センサ検出部の位置ではほぼ１００％の異物が
除去されている。その内訳としては、ダミー空間３４ａ
において、ほぼ８５％の異物がトラップされ除去されて
いる。その後流側のダミー空間３４ｂに壁面にも多少の
煤の付着が見られるが、ダミー空間３４ｂにおいて残り
の１５％の異物も除去され、センサ通路３６ａには殆ど
煤は付着しておらず、ほぼ１００％の異物が除去されて
いることが確認された。

【００５４】図４において、点線Ｙは比較例として示し
たもので、ここでは、断面積の大きくなるダミー空間３
４ａ，３４ｂは使用せず、短絡通路３２ａと短絡通路３
２ｂの間に曲がり角を設け、さらに、短絡通路３２ｂと
センサ通路３６ａの間に曲がり角を設けただけのもので
ある。比較例Ｙにおいては、曲がり角部の効果によって
１５％程度の異物の侵入を除去できているが、８５％は
圧力センサ検出部に到達していることが理解される。

【００５５】さらに、ダミー空間３４ａの断面積を変え
て実験を行ったところ、ダミー空間３４ａの断面積を短
絡通路３２ａの断面積の１．５倍以上にすれば、圧力セ
ンサ検出部に侵入する異物をほぼ除去できることが判明
した。

【００５６】なお、ダミー空間３４ａ，３４ｂは、異物
の分離と同時に、分離された異物を蓄積する空間として
も作用するため、この空間の体積は大きくしておく方
が、蓄積された異物によって通路がふさがれるのを防止
するのに好ましい。

【００５７】さらに、図５を用いて、本発明の一実施の
形態による内燃機関の吸気絞り弁装置における吸気圧力
脈動の減衰効果について説明する。

【００５８】吸気圧力は、エンジンの回転に同期して脈
動している。圧力センサにより検出された圧力を示す電
気信号は、Ａ／Ｄ変換器を介して、電子制御燃料噴射装
置に取り込まれる。Ａ／Ｄ変換器は、脈動する圧力信号
をサンプリングしながら、デジタル信号に変換し、電子
制御燃料噴射装置内のマイコンにより、脈動する圧力信
号の平均値を求めている。ここで、吸気圧力の脈動が大
きい，即ち、圧力変動幅が大きいと、デジタル信号に変
換するときの誤差が大きくなり、求められる平均値が安
定せず、変動することになる。

【００５９】それに対して、図１乃至図３のように構成
された内燃機関の吸気絞り弁装置において、圧力センサ
の位置における圧力変動幅を測定してみたところ、図５
に示すようになっていた。即ち、図５において、横軸
は、圧力導入通路の位置を示しており、縦軸は、圧力変
動幅を示している。

【００６０】開口端部，即ち、圧力導入口３８の位置に
おける圧力変動幅が２００ｍｍＨｇの状態において、圧
力導入通路の各部の圧力を測定したところ、ダミー空間
３４ａの位置で大きく圧力変動幅が減衰することが確か
められた。これは、ダミー区間３４ａは、その前の短絡
通路３２ａに比べて断面積が大きくなっているため、そ
の空間的広がりによって脈動が吸収されるからである。
圧力導入口３８の位置における圧力変動幅が２００ｍｍ
Ｈｇのとき、ダミー空間３４ａの位置における圧力変動
幅は１６０ｍｍＨｇであった。従って、ダミー空間３４
ａは、異物等のトラップ効果とともに、吸気圧力脈動を
減衰する効果もある。

【００６１】さらに、ダミー空間３４ｂの位置でも同様
に圧力変動幅が減衰することが確かめられた。ダミー空
間３４ｂの位置における圧力変動幅は、８５ｍｍＨｇで
あった。ダミー空間３４ｂは、異物のトラップの効果も
あるが、吸気圧力脈動の減衰効果が大きいものである。
これは、ダミー空間３４ｂの断面積は、短絡通路３２ｂ
の断面積の６倍としてあり、ダミー空間３４ａの断面積
の短絡通路３２ｂの断面積に対する比率の２倍よりも大
きくなっているため、吸気圧力脈動の減衰効果が大きい
ものである。

【００６２】そして、圧力センサ検出部の位置における
圧力変動幅は、８０ｍｍＨｇまで減衰されている。

【００６３】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、圧力導入口が１個のタイプを用いることにより、検
出精度の低下が発生せず、しかも、ダミー空間を使用す
ることにより、圧力導入通路に侵入した異物等の影響を
受けることなく、検出感度の低下も生じなくなるもので
ある。

【００６４】また、ダミー空間を使用することにより、
吸気圧力脈動を減衰し、安定したセンサ出力を得ること
ができるものである。

【００６５】また、ダミー空間を２個使用することによ
り、異物等の除去効果も向上し、さらに、吸気圧力脈動
の減衰効果も向上する。

【００６６】また、異物等の除去のために、フィルタを
使用する方法では、水分がフィルタに付着すると、外気
温度が低下した時フィルタが凍結し、圧力が圧力センサ
に伝達されないため、エンジン始動時の吸気負圧を検出
できず、エンジンの始動ができないということも起こり
得るが、フィルタを用いないで異物等を除去するため、
エンジンの始動性にも何等問題が生じない。

【００６７】また、第１番目のダミー空間を直方体の形
状とし、その側壁が、短絡通路の流線に直交するため、
ダミー空間で空気から分離された異物等は直進して側壁
に衝突することにより、効果的に異物等をトラップする
ことができる。

【００６８】次に、本発明の他の実施の形態による内燃
機関の吸気絞り弁装置について図６乃至図８を用いて説
明する。図６は、本発明の他の実施の形態による内燃機
関の吸気絞り弁装置を下流側から見た平面図であり、図
７は、図６のＣ−Ｃ断面図であり、図８は、本発明の他
の実施の形態による内燃機関の吸気絞り弁装置による圧
力変動幅の説明図である。

【００６９】図６において、図１と同一符号は同一部分
を示している。そして、スロットルボデイ１０，吸気絞
り弁２０および圧力センサ４０の基本的構成は、図１の
同じであるため、その説明を省略する。

【００７０】以下に、圧力導入通路３０’の構成につい
て説明する。吸気絞り弁２０の吸気下流側の吸気管圧力
を導入する圧力導入通路３０’は、スロットルボディ１
０の端面１２に溝状に形成された短絡通路３２ａと、ス
ロットルボディ１０の端面１２に開口して形成された円
筒形のダミー空間３４ａ’と、スロットルボディ１０の
端面１２に溝状に形成された短絡通路３２ｂ’と、スロ
ットルボディ１０の端面１２に開口して形成された円筒
形のダミー空間３４ｂと、スロットルボディ１０の内部
に斜めに形成されたセンサ通路３６ａ’と、スロットル
ボディ１０の内部に斜めに形成されたセンサ通路３６ｂ
から構成されている。

【００７１】短絡通路３２ａの一端は、スロットルボデ
イ１０の内壁１４に開口しており、圧力導入口３８を構
成している。圧力導入口３８が形成される位置は、吸気
絞り弁２０の弁軸２４の軸端の位置となっている。圧力
導入口３８は、弁軸の中心軸を通る吸気と平行な面に対
して直角な面に設けられている。短絡通路３２ａが延在
する方向は、弁軸２４の軸方向と平行になっている。短
絡通路３２ａの他端は、ダミー空間３４ａ’に接続され
ている。

【００７２】短絡通路３２ｂ’の一端は、ダミー空間３
４ａ’に接続されており、他端は、ダミー空間３４ｂに
接続されている。短絡通路３２ｂ’の中心軸は、短絡通
路３２ａの中心軸に対して直交している。ダミー空間３
４ａ’が設けられる位置は、短絡通路３２ｂ’の中心軸
と、短絡通路３２ａの中心軸が直交する位置である。

【００７３】円筒形のダミー空間３４ａ’は、その側壁
が短絡通路３２ａの中心軸に対して直交するように面し
ている。

【００７４】図１におけるダミー空間３４ａは、直方体
としており、ダイキャスト製法によりスロットルボデイ
とともに一体的に形成されるのに対して、円筒形のダミ
ー空間３４ａ’は、ドリルによる切削加工により形成す
るようにしている。これは、スロットルボア径が小さい
小排気量のエンジン等の場合に、ダミー空間３４ａをダ
イキャスト製法により形成できない場合に好適である。

【００７５】センサ通路３６ａ’の一端は、ダミー空間
３４ｂに連通しており、他端は、センサ通路３６ｂに連
通している。センサ通路３６ａ’は、、センサ通路３６
ｂやダミー空間３４ｂに対して斜めに形成されている。

【００７６】スロットルボデイ１０の側面には、圧力セ
ンサ４０が固定されている。センサ通路３６ｂには、圧
力センサ４０の圧力導入パイプ４２が挿入されている。
圧力センサ４０の中には、図示しない半導体式圧力・電
気変換部が備えられている。

【００７７】スロットルボディ１０の端面１２に、サー
ジタンク等が接続固定されることにより、溝状の短絡通
路３２ａ及び短絡通路３２ｂ’、開口したダミー空間３
４ａ’及びダミー空間３４ｂは、蓋がされる。その結
果、短絡通路３２ａ，ダミー空間３４ａ’，短絡通路３
２ｂ’，ダミー空間３４ｂ，センサ通路３６ａ’，セン
サ通路３６ｂが連通し、圧力導入通路３０が構成され
る。圧力導入通路３０の圧力導入口３８から導入された
吸気圧力は、圧力導入通路３０内を伝達され、圧力セン
サ４０の圧力導入パイプ４２を経て、圧力センサ４０に
よって電気信号に変換される。

【００７８】なお、圧力導入口３８が形成される位置
は、図２に示したのと同様にして、スロットルボデイ１
０の吸気絞り弁２０の下流側であって、弁軸２４の下方
の位置の内壁１４の位置である。

【００７９】次に、図７を用いて、圧力導入通路の要部
の構成について説明する。図７は、図６のＣ−Ｃ矢視の
断面図である。

【００８０】圧力導入通路３０の短絡通路３２ａは、図
示するように、通路の中心軸に対して直交する平面で断
面を表した状態においてその形状が長方形である。ダミ
ー空間３４ａ’は、円筒形であるため、その中心軸を通
る断面形状は長方形である。ダミー空間３４ａの断面積
は、短絡通路３２ａの断面積よりも大きくなっている。
短絡通路３２ｂ’は、長方形の断面形状を有しており、
その断面積は、短絡通路３２ａの断面積よりも小さくな
っており、圧力センサ４０の圧力導入パイプ４２の内径
部の断面積と等しくなっている。

【００８１】ダミー空間３４ｂは、円筒形であり、円筒
の中心を通る平面で断面を表した時の断面積は、短絡通
路３２ａ，３２ｂ’の断面積よりも大きくなっている。
センサ通路３６ａ’の断面形状は円形であり、その断面
積は、圧力センサ４０の圧力導入パイプ４２の内径の断
面積と等しくしてある。センサ通路３６ｂの断面形状は
円形であり、圧力センサ４０の圧力導入パイプ４２が挿
入可能な寸法となっている。

【００８２】センサ通路３６ａ’は、センサ通路３６ｂ
やダミー空間３４ｂに対して斜めに形成されている。

【００８３】スロットルボディ１０の端面１２に、サー
ジタンク等が接続固定されることにより、溝状の短絡通
路３２ａ及び短絡通路３２ｂ’、開口したダミー空間３
４ａ’及びダミー空間３４ｂは、蓋がされる。その結
果、短絡通路３２ａ，ダミー空間３４ａ’，短絡通路３
２ｂ’，ダミー空間３４ｂ，センサ通路３６ａ’，セン
サ通路３６ｂが連通し、圧力導入通路３０が構成され
る。圧力導入通路３０の圧力導入口３８から導入された
吸気圧力は、圧力導入通路３０内を伝達され、圧力セン
サ４０の圧力導入パイプ４２を経て、圧力センサ４０に
よって電気信号に変換される。

【００８４】以上のように、図６及び図７を用いて説明
したように、本実施の形態による圧力導入通路３０は、
圧力導入口３８が１個のタイプであるので、前述したよ
うに、圧力導入口が２個あるタイプにおける吸気圧脈動
の干渉の影響を受けることはない。しかしながら、圧力
導入通路内にきれいな空気を導入できないため、圧力導
入通路３０内に異物等が侵入する。この異物の侵入に対
しては、本実施の形態では、次のように構成している。

【００８５】短絡通路３２ａの中心軸と短絡通路３２
ｂ’の中心軸を直交させているため、短絡通路３２ａか
ら短絡通路３２ｂ’に至る流線が折れ曲がり、急激に方
向変化するようになっている。吸気管内を流れる水分，
オイル，ガソリン，その他の異物等は、空気に比べて質
量が大きいため、流線が折れ曲がっている部分で曲がり
きることができず、直進することになり、空気と異物等
の分離を図ることができる。

【００８６】ここで、さらに、流線の折れ曲がり部に、
ダミー空間３４ａ’を設け、ダミー空間３４ａ’の断面
積を、短絡通路３２ａの断面積に比べて大きくしてい
る。短絡通路３２ａ内に空気を異物等が流入した場合、
空気は質量が小さいため、ダミー空間３４ａ’に入っ
て、断面積が大きくなることによりその流速が低下する
が、質量の大きい異物等は、ダミー空間３４ａ’に入っ
ても流速が低下することなく、両者が分離される。そし
て、流速の低下しない異物等は、そのまま直進し、正面
のダミー空間３４ａ’の側壁に衝突し、その側壁にトラ
ップされることになる。

【００８７】ここで、ダミー空間３４ａ’の形状を円筒
形としてあり、しかも、その側壁を短絡通路３２ａの中
心軸に直交させる，即ち、短絡通路３２ａの流線に直交
させるることにより、直進した異物等を効率的にトラッ
プすることができるようになっている。

【００８８】従って、以上のように構成されたダミー空
間３４ａ’を設けることにより、異物等を効果的に分離
して、短絡通路３２ｂ’には、ほぼ異物等の除去された
空気を導入することができる。

【００８９】さらに、短絡通路３２ｂ’は、ダミー空間
３４ｂに連通しており、ダミー空間３４ｂにおいても通
過する空気に含まれる異物成分を除去するようにしてい
る。そのために、短絡通路３２ｂ’の中心軸とセンサ通
路３６ａ’の中心軸を交差させているため、短絡通路３
２ａから短絡通路３２ｂ’に至る流線が折れ曲がり、急
激に方向変化するようになっている。本来的には、この
方向変化も直角にするのが効果的であるが、他の設計的
要因に基づいて斜めにしてある。吸気管内を流れる異物
等は、空気に比べて質量が大きいため、流線が折れ曲が
っている部分で曲がりきることができず、直進すること
になり、空気と異物等の分離を図ることができる。

【００９０】ここで、さらに、流線の折れ曲がり部に、
ダミー空間３４ｂを設け、ダミー空間３４ｂの断面積
を、短絡通路３２ｂ’の断面積に比べて大きくしてい
る。短絡通路３２ｂ’内に空気を異物等が流入した場
合、空気は質量が小さいため、ダミー空間３４ｂに入っ
て、断面積が大きくなることによりその流速が低下する
が、質量の大きい異物等は、ダミー空間３４ｂに入って
も流速が低下することなく、両者が分離される。そし
て、流速の低下しない異物等は、そのまま直進し、正面
のダミー空間３４ｂの側壁に衝突し、その側壁にトラッ
プされることになる。

【００９１】ここで、ダミー空間３４ｂの形状を円筒形
としてあることにより、直進した異物等をトラップする
ことができるようになっている。なお、ダミー空間３４
ｂは、２段目のトラップであり、大部分の異物等は第１
のトラップであるダミー空間３４ａ’で捕捉されている
ため、円筒形としても実用上問題がないものである。

【００９２】従って、以上のように構成されたダミー空
間３４ｂを設けることにより、異物等を効果的に分離し
て、センサ通路３６ａ’には、さらに、異物等の除去さ
れた空気を導入することができる。

【００９３】その結果、圧力センサ４０の圧力導入パイ
プ４２に到達する空気からは異物等を殆ど除去できるた
め、圧力センサに異物等が付着して検出感度が低下する
のを防止することができる。

【００９４】なお、ダミー空間３４ａ’，３４ｂには、
トラップされた異物等が蓄積されるため、異物等が蓄積
されても通路が詰まらないようにある程度体積を確保し
ておく必要がある。

【００９５】また、ダミー空間３４ａ’，３４ｂは、そ
の前段に接続される短絡通路３２ａ，３２ｂ’の断面積
よりも断面積を大きくして、空気と異物等を分離するよ
うにしている。

【００９６】次に、本発明の他の実施の形態による内燃
機関の吸気絞り弁装置における異物の除去効果について
説明する。

【００９７】ここで、各部の寸法は、以下のようにして
ある。短絡通路３２ａの断面形状は長方形とし、図７に
図示する状態で、幅２ｍｍ，高さ３ｍｍで、断面積は６
ｍｍ²とした。ダミー空間３４ａ’の断面形状は長方形
とし、図７に図示する状態で、幅６ｍｍ，高さ４ｍｍ
で、断面積は２４ｍｍ²とした。従って、ダミー空間３
４ａ’の断面積は、短絡通路３２ａの断面積の４倍とし
てある。短絡通路３２ｂ’の断面は、１．５ｍｍ×２ｍ
ｍとしてあり、短絡通路３２ａの断面積の１／２として
ある。

【００９８】ダミー空間３４ｂの大きさは、図７に図示
する状態で、幅５ｍｍ，高さ７ｍｍで、断面積は、頂上
の三角形のドリル穴の頂部を含めて３６ｍｍ²となって
おり、ダミー空間３４ｂの断面積は、短絡通路３２ｂ’
の断面積の１２倍としてある。

【００９９】なお、センサ通路３６ａ’の断面積は、圧
力導入パイプ４２（内径φ２．５ｍｍ）の断面積（約
１．５ｍｍ²）と等しく、センサ通路３６ｂの断面積
は、約６ｍｍ²としてあり、圧力導入パイプ４２（内径
φ２．５ｍｍ）の断面積（約１．５ｍｍ²）の４倍とな
っている。

【０１００】以上のような条件で実験を行い、目視に
て、異物の侵入量を測定した結果は、図４に示したもの
と同じようであった。即ち、圧力センサ検出部の位置で
はほぼ１００％の異物が除去されている。その内訳とし
ては、ダミー空間３４ａ’において、ほぼ８５％の異物
がトラップされ除去されている。その後流側のダミー空
間３４ｂに壁面にも多少の煤の付着が見られるが、ダミ
ー空間３４ｂにおいて残りの１５％の異物も除去され、
センサ通路３６ａ’には殆ど煤は付着しておらず、ほぼ
１００％の異物が除去されていることが確認された。断
面積の相違によるトラップの低下は見られなかった。

【０１０１】なお、ダミー空間３４ａ’，３４ｂは、異
物の分離と同時に、分離された異物を蓄積する空間とし
ても作用するため、この空間の体積は大きくしておく方
が、蓄積された異物によって通路がふさがれるのを防止
するのに好ましい。

【０１０２】さらに、図７を用いて、本発明の他の実施
の形態による内燃機関の吸気絞り弁装置における吸気圧
力脈動の減衰効果について説明する。

【０１０３】図６及び図７のように構成された内燃機関
の吸気絞り弁装置において、圧力センサの位置における
圧力変動幅を測定してみたところ、図８に示すようにな
っていた。即ち、図８において、横軸は、圧力導入通路
の位置を示しており、縦軸は、圧力変動幅を示してい
る。

【０１０４】開口端部，即ち、圧力導入口３８の位置に
おける圧力変動幅が２００ｍｍＨｇの状態において、圧
力導入通路の各部の圧力を測定したところ、ダミー空間
３４ａ’の位置で大きく圧力変動幅が減衰することが確
かめられた。これは、ダミー区間３４ａ’は、その前の
短絡通路３２ａに比べて断面積が大きくなっているた
め、その空間的広がりによって脈動が吸収されるからで
ある。圧力導入口３８の位置における圧力変動幅が２０
０ｍｍＨｇのとき、ダミー空間３４ａ’の位置における
圧力変動幅は１１０ｍｍＨｇであった。従って、ダミー
空間３４ａ’は、異物等のトラップ効果とともに、吸気
圧力脈動を減衰する効果もある。

【０１０５】さらに、短絡通路３２ｂ’の断面積を短絡
通路３２ａの断面積の１／２とすることにより、短絡通
路３２ｂ’による吸気圧力脈動の減衰効果も現れてい
る。

【０１０６】さらに、ダミー空間３４ｂの位置でも同様
に圧力変動幅が減衰することが確かめられた。ダミー空
間３４ｂの位置における圧力変動幅は、７０ｍｍＨｇで
あった。ダミー空間３４ｂは、異物のトラップの効果も
あるが、吸気圧力脈動の減衰効果が大きいものである。
これは、ダミー空間３４ｂの断面積は、短絡通路３２
ｂ’の断面積の１２倍としてあり、ダミー空間３４ａ’
の断面積の短絡通路３２ｂ’の断面積に対する比率の２
倍よりも大きくなっているため、吸気圧力脈動の減衰効
果が大きいものである。

【０１０７】そして、センサ通路３６ａ’における減衰
効果もあるため、圧力センサ検出部の位置における圧力
変動幅は、４０ｍｍＨｇまで減衰されている。

【０１０８】以上説明したように、本実施の形態によれ
ば、圧力導入口が１個のタイプを用いることにより、検
出精度の低下が発生せず、しかも、ダミー空間を使用す
ることにより、圧力導入通路に侵入した異物等の影響を
受けることなく、検出感度の低下も生じなくなるもので
ある。

【０１０９】また、ダミー空間を使用することにより、
吸気圧力脈動を減衰し、安定したセンサ出力を得ること
ができるものである。

【０１１０】また、短絡通路の断面積を小さくすること
により、吸気圧力脈動の減衰効果を向上させている。

【０１１１】また、ダミー空間を２個使用することによ
り、異物等の除去効果も向上し、さらに、吸気圧力脈動
の減衰効果も向上する。

【０１１２】また、異物等の除去のために、フィルタを
使用する方法では、水分がフィルタに付着すると、外気
温度が低下した時フィルタが凍結し、圧力が圧力センサ
に伝達されないため、エンジン始動時の吸気負圧を検出
できず、エンジンの始動ができないということも起こり
得るが、フィルタを用いないで異物等を除去するため、
エンジンの始動性にも何等問題が生じない。

【０１１３】

【発明の効果】本発明によれば、検出精度の低下が発生
せず、しかも、圧力導入通路に侵入した異物等の影響を
受けることなく、検出感度の低下することがなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による内燃機関の吸気絞
り弁装置を下流側から見た平面図である。

【図２】図１のＡ−Ａ断面図である。

【図３】図１のＢ−Ｂ断面図である。

【図４】本発明の一実施の形態による内燃機関の吸気絞
り弁装置による異物除去効果の説明図である。

【図５】本発明の一実施の形態による内燃機関の吸気絞
り弁装置による圧力変動幅の説明図である。

【図６】本発明の他の実施の形態による内燃機関の吸気
絞り弁装置を下流側から見た平面図である。

【図７】図６のＣ−Ｃ断面図である。

【図８】本発明の他の実施の形態による内燃機関の吸気
絞り弁装置による圧力変動幅の説明図である。

【符号の説明】

１０…スロットルボディ １２…スロットルボディ端面 １４…内壁 １６…主吸気通路 ２０…吸気絞り弁 ２２…弁体 ２４…弁軸 ２６…駆動レバー ３０…圧力導入通路 ３２ａ，３２ｂ，３２ａ’…短絡通路 ３４ａ，３４ａ’，３４ｂ…ダミー空間 ３６ａ，３６ａ’，３６ｂ…センサ通路 ３８…圧力導入口 ４０…圧力センサ ４２…圧力導入パイプ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 玉木 繁夫 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式 会社 日立カーエンジニアリング内 (56)参考文献 実開 昭62−162360（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F02D 35/00

Claims (6)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 吸気通路を形成する内壁を有するスロッ
   トルボディと、 この吸気通路に回動自在に取り付けられた吸気絞り弁
   と、 この吸気絞り弁の下流の圧力を検出する圧力センサと、 上記吸気絞り弁の下流であって上記吸気通路を形成する
   内壁に一端が開口し、他端は上記圧力センサの圧力検出
   部に接続され、上記絞り弁の下流の圧力を上記圧力セン
   サに導入する圧力導入通路を有する内燃機関の吸気絞り
   弁装置において、 上記圧力導入通路は、 上記開口に連通する第１の通路と、 この第１の通路に対してその内部を流れる流体の流線が
   急激に変化する第２の通路と、 上記第１の通路及び第２の通路の連結部に設けられ、上
   記第１の通路の断面積よりも断面積の大きいダミー空間
   とから構成されることを特徴とする内燃機関の吸気絞り
   弁装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の内燃機関の吸気絞り弁装
   置において、 上記第１の通路と上記第２の通路は、直角に連結される
   ことを特徴とする内燃機関の吸気絞り弁装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の内燃機関の吸気絞り弁装
   置において、 上記ダミー空間は、直方体の形状を有し、その側壁が、
   上記第１の通路を流れる流体の流線に対して直交するこ
   とを特徴とする内燃機関の吸気絞り弁装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の内燃機関の吸気絞り弁装
   置において、 上記ダミー空間は、円筒形の形状を有することを特徴と
   する内燃機関の吸気絞り弁装置。
5. 【請求項５】 請求項１記載の内燃機関の吸気絞り弁装
   置において、 上記第２の通路の断面積を上記第１の通路の断面積より
   も小さくしたことを特徴とする内燃機関の吸気絞り弁装
   置。
6. 【請求項６】 請求項１記載の内燃機関の吸気絞り弁装
   置において、さらに、 上記第２の通路に接続され、上記第２の通路の断面積よ
   りも断面積の大きい第２のダミー空間を有することを特
   徴とする内燃機関の吸気絞り弁装置。