JP3228367B2 - 内燃機関の吸気絞り弁装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子制御燃料噴射装置
の入力信号の一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
ンサにより検知し、この検知圧力信号を燃料噴射量決定
のための一つの入力信号として電子制御による燃料噴射
量決定を行なう装置が特開昭６３−２２９３４１号公報
に開示されている。また、実開昭６２−１６２３６０号
公報には、吸気絞り弁の下流側の圧力導入口から圧力セ
ンサ側に移るに従い導圧通路の位置を高くなるように定
め、その高い位置で、圧力センサにより吸気管圧力を検
知し、内燃機関の制御を行なうものが開示されている。

【０００３】これらの従来の吸気管圧力を検知する装置
は、スロットルボディに形成される主吸気通路の内壁で
あって吸気絞り弁の下流側に圧力導入口を形成し、この
圧力導入口より主吸気通路内の圧力を検知するようにし
ている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】このような内燃機関の
吸気絞り弁下流側の吸気管圧力を検知する場合、吸気絞
り弁の開度の大小に応じて吸入空気の気流の乱れが大き
く変動するため、できる限り圧力変動の少ない容量大の
吸気通路内で吸気管圧力を検出するのが望ましい。

【０００５】そのため、吸気絞り弁の開度の大小の影響
を少なくするため、例えば吸気絞り弁を介装するスロッ
トルボディの下流側に取付けられるサージタンクの容量
大の部分で吸気管圧力を検知するのが望ましい。上記よ
り、一般的な方法としてサージタンクに圧力検出孔を設
け取付金具等で固定された圧力センサに配管で圧力伝達
する方法があるが、これはコスト、取付け作業性、運搬
作業性、保守点検作業性が悪化するという問題がある。

【０００６】本発明は、このような問題点を解決するた
めになされたもので、吸気絞り弁の下流側の吸気管圧力
についてできる限り誤差の少ない正確な圧力検知が得ら
れるようにし、かつスロットルボディに圧力検知装置を
一体化することで内燃機関の吸気系統を構成する部品点
数を少なくし、取付作業、保守点検作業等の利便を向上
させるようにした内燃機関の吸気絞り弁装置を提供する
ことを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明による内燃機関の吸気絞り弁装置は、吸気通路
を形成する内壁を有するスロットルボディと、前記吸気
通路に設けられ、該吸気通路の開度を調節する弁体と、
該弁体を回動支持する弁軸とを有する吸気絞り弁と、前
記スロットルボディに形成され前記吸気絞り弁の吸気下
流側の前記内壁に形成された開口端部と、該開口端部に
連通し前記スロットルボディの下流側端面に溝状に形成
された通路と、前記スロットルボディ内に形成された通
路とを有する圧力導入通路と、前記圧力導入通路の圧力
を検出する圧力センサとを備え、前記開口端部は、前記
弁軸の中心軸を通る吸気と平行な平面より前記弁体の開
方向への回動方向側に前記吸気絞り弁軸からの角度換算
で＋１３度以下オフセットされた位置に設けられている
ことを特徴とする。

【０００８】

【作用】本発明の内燃機関の吸気絞り弁装置によると、
圧力センサへ吸気通路内の圧力を導入する圧力導入通路
の開口端部は、吸気絞り弁の下流側であって、しかも弁
軸の中心軸を通る吸気と平行な平面より、弁体が開方向
へ回動する際の回動方向側にオフセットして設けられて
いる。このため、吸気絞り弁により絞られ、高速となっ
た吸気流および弁体下流に生じる渦流の影響が低減さ
れ、正確に吸気管圧力を検知できる。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。電子制御式燃料噴射装置を備えた内燃機関の吸気
系統を示す第１実施例を図１〜図３に示す。第１実施例
は、スロットルボディ１０の内部に直径３５ｍｍの円筒
状の主吸気通路１２が内壁１５により形成され、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。

【００１０】スロットルボディ１０には、主吸気通路１
２の流路面積を調節する回動自在な吸気絞り弁１４が設
けられている。吸気絞り弁１４は、弁軸１６とこの弁軸
１６に固定される弁体１８とからなり、弁軸１６が図示
しないアクセルペダルの踏み代に応じて図示しない駆動
レバーにより駆動される。図１に示す状態は吸気絞り弁
１４が全閉状態にあり、この全閉状態から弁軸１６は図
１で反時計方向矢印ａ方向に回動可能である。

【００１１】吸気絞り弁１４の吸気下流側の吸気管圧力
を導入する圧力導入通路２０は、スロットルボディ１０
の端面１０ａに溝状に形成された短絡通路２０ａおよび
円弧状通路２０ｂ、さらにスロットルボディ１０内に穴
加工して形成された連通路２０ｃおよびセンサ通路２０
ｄからなる。センサ通路２０ｄは圧力センサ２１に接続
されている。

【００１２】短絡通路２０ａは、開口端部２００ａがス
ロットルボディ１０の内壁１５に開口されている。この
開口端部２００ａの開口位置は、図１において弁軸１６
の中心を通る図中水平面ｍから吸気絞り弁１４が全閉状
態から弁開度を増大していくときの弁体１８の回動方向
ａ側に距離δだけオフセットされた位置である。主吸気
通路１２の横断面から見た場合、図３に示すように前記
弁軸１６の中心軸を通る吸気と平行な平面ｍから角度θ
だけ前記横断面上で回動した内壁１５に短絡通路２０ａ
の開口端部２００ａの中心部が位置している。この実施
例では角度θは５°であるこの開口位置に圧力導入通路
２０の短絡通路２０ａの開口端部２００ａを形成するこ
とで、サージタンク内圧力と圧力センサ検出圧力との圧
力差の少ない圧力検知が行なえる。

【００１３】すなわち、図４に示すように、吸気絞り弁
１４の開度が３０°程度の中開度のとき、弁軸１６より
下流側にある弁体１８の外周には、最も大きな渦流Ｓが
発生するが、この第１実施例では圧力検出用の開口端部
２００ａを図中上方にオフセットさせているため、渦流
Ｓの影響が低減され、サージタンク内圧力と圧力センサ
検出圧力との誤差の発生が抑制される。

【００１４】次に、吸気絞り弁下流側圧力と、開口端部
２００ａの開口位置の吸気絞り弁軸中心からの角度θと
の関係を図５に示す。この図５は、図３に示す角度θを
図中水平線から上方向をプラス、下方向をマイナスとし
て、圧力検出のための開口の位置を移動させたスロット
ルボディの実験結果を示す。図５によると、中負荷運転
域、高負荷運転域の各運転域におけるサージタンク内圧
力（基準圧力）と圧力センサによる検知圧力（吸気絞り
弁の下流圧力）との差が、開口端部２００ａの開口位置
に応じてどのように変化するかが理解される。なお、中
負荷運転の際の吸気絞り弁１４の開度は約３０°、高負
荷運転の際の開度は全開である。このグラフから判るよ
うに中負荷運転域ないし高負荷運転域においては、開口
位置をプラス側に僅かにオフセットさせた位置において
圧力センサによる検知圧力がサージタンク内基準圧力に
極めて近い値となっている。そして、圧力センサによる
検出圧力は、弁軸からの角度θが増加するにつれて基準
圧力から離れてゆく。これは、弁軸下流に発生する吸気
流れの澱み領域から離れるに従って吸気流れの影響によ
る圧力誤差が大きくなるためと考えられる。また、圧力
検出用の開口の位置は、基準圧力との誤差をほぼ３％以
下に抑えれば、ほぼ実用に供することができるため、ほ
ぼ１３°以下に設定することが好ましい。

【００１５】以上のような実験結果から、圧力検出用の
開口の位置を、弁軸の中心軸を通り吸気の流れと平行な
平面から、吸気通路の横断面上で僅かに弁体の開方向へ
オフセットさせることで、サージタンク内圧力にほぼ等
しい吸気圧力を検出することができることが判る。そし
て上記第１実施例では、開口端部２００ａの開口位置
を、弁軸１６の中心軸を通り吸気方向と平行な平面か
ら、吸気通路の横断面上で５°だけ弁体１８の開方向へ
オフセットさせた位置としている。これにより、サージ
タンク内圧力に近い圧力を圧力センサによって検知する
ことができ、その検出値によって適切な燃料噴射量を設
定することができる。

【００１６】また、吸気の流れ方向の圧力検出用開口の
位置は、サージタンクに近いほど好ましいが、スロット
ルボディに圧力検出用の開口を設ける場合、弁軸下流に
発生する吸気流れの澱み領域内に設けることが好まし
く、弁軸にできるだけ接近させて設けることが好ましい
と思われる。しかし上記第１実施例では、製造の容易さ
を考慮して、スロットルボディ下流端の端面に溝を形成
して吸気通路に開口させ、圧力検出用の開口を形成して
いる。

【００１７】次に本発明の第２実施例を図６に示す。図
６は、スロットルボディを吸気通路下流側から見た平面
図であり、弁体１８は、図中において弁軸１６より下側
の部分が、図中手前方向へ移動して開度が増大する。図
６に示す第２実施例は前記第１実施例の圧力導入通路２
０の短絡通路２０ａの開口端部２００ａの延長方向に弁
軸１６と平行に圧力導入パイプ３０を設けている。圧力
導入パイプの開口端３０ａは、弁軸１６の中心軸ｍより
距離δだけ図中上方にオフセットした位置に開口してい
る。

【００１８】この第２実施例によると、主吸気通路のほ
ぼ中央部であって弁軸１６および弁体１８の吸気通路下
流側への投影範囲の中に圧力導入パイプ３０の開口端３
０ａが開口されるから、絞り弁開度の大小を問わず吸入
空気の気流の影響を受けにくい位置に開口部３０ａが形
成されている。このため、吸入空気の乱流の影響を受け
にくいので、吸気管圧力の正確な精度の高い圧力検知が
可能となる。

【００１９】次に本発明の第３実施例を図７に示す。図
７に示す第３実施例は、図２に示した第１実施例の構成
に加えて、連通路２０ｃから円弧状通路２０ｂとは反対
側に向けて円弧状に延びる延長円弧状通路２０ｅを形成
し、この延長円弧状通路２０ｅの端部に第２の短絡通路
２０ｆを形成している。第２の短絡通路２０ｆの端部２
００ｂは、開口端部２００ａと同様に距離δだけオフセ
ットした位置に開口されている。

【００２０】この第３実施例によると、スロットルボデ
ィ１０の主吸気通路１２に連通する第１の短絡通路２０
ａと第２の短絡通路２０ｆが形成されるから、両方の開
口端が主吸気通路１２に連通し、この両方の通路２０ａ
と２０ｆとの圧力をセンサ通路２０ｄを経由して圧力セ
ンサ２１で圧力検知する。このため、吸気絞り弁１４の
下流側のよりばらつきの小さい平均化された圧力検知が
行なえる。そのため、吸気管圧力の検知精度がより向上
するという効果がある。

【００２１】本発明の第４実施例を図８に示す。図８に
示す第４実施例は、スロットルボディ１０を２分割し、
その合わせ面に圧力導入通路２０を形成した例である。
圧力導入通路２０は、短絡溝通路２０ｈ、円弧状溝通路
２０ｇ、連通路２０ｃ、センサ通路２０ｄからなる。こ
の実施例では、上流側スロットルボディ１０ｃの下流側
端面に短絡溝通路２０ｒと円弧状溝通路２０ｇとが溝状
に形成される。そして、下流側スロットルボディ１０ｄ
で溝が閉じられ、通路が形成される。連通路２０ｃは上
流側スロットルボディ１０ｃ内で円弧状溝通路２０ｇに
連通しており、この円弧状溝通路２０ｇの他方側の端部
は内壁１５に連通する短絡溝通路２０ｈに連通してい
る。短絡溝通路２０ｈの内壁１５側の開口端部２００ｈ
は、吸気絞り弁１４の弁体１８の全閉状態から開く方向
側に距離δだけオフセットした位置に設けられている。
この短絡溝通路２０ｈの開口端部２００ｈは、圧力導入
口となり、前記第１実施例のものに比べ、弁軸１６に比
較的近い位置に形成されている。このため、この実施例
によると、弁軸下流の流れの澱み領域に開口端部２００
ｈが設けられ、弁体で絞られた高速の吸気流の影響によ
る検出圧力の誤差がより抑制される。

【００２２】なお、以上に述べた各実施例では、吸気通
路の直径上を横断して弁軸を設けているが、弁軸を吸気
通路の直径からずれた位置で横断させて設け、弁体を回
動支持させても良い。この場合でも、圧力検出用開口の
位置を、弁軸下流より僅かに弁体の開方向にオフセット
させることで、吸気流の影響による検出圧力の誤差が抑
制される。

【００２３】また、圧力検出用開口の形状は、四角形に
限らず、円形、楕円、さらには複数の開口としても良
い。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の内燃機関
の吸気絞り弁装置によると、吸気絞り弁の下流側であっ
て弁軸の単なる下流側ではなくその下流側位置よりも吸
入空気の気流の影響を受けにくい方向にオフセットした
位置に圧力導入口が開口されるため、精度の高い圧力検
知が行なえるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例によるスロットルボディを
示す縦断面図である。

【図２】図１に示すII方向矢視図である。

【図３】本発明の圧力導入口の開口位置を説明するため
の説明図である。

【図４】本発明の第１実施例による吸入空気流の気流の
乱れを説明するための説明図である。

【図５】吸気絞り弁下流側圧力と圧力導入口開口位置と
の関係を示す特性図である。

【図６】本発明の第２実施例によるスロットルボディを
示す平面図である。

【図７】本発明の第３実施例によるスロットルボディを
示す平面図である。

【図８】本発明の第４実施例によるスロットルボディを
示す縦断面図である。

【符号の説明】

１０ スロットルボディ １２ 主吸気通路（吸気通路） １４ 吸気絞り弁 １５ 内壁 １６ 弁軸 １８ 弁体 ２０ 圧力導入通路 ２０ａ 短絡通路（圧力導入通路） ２０ｂ 円弧状通路（圧力導入通路） ２０ｃ 連通路（圧力導入通路） ２０ｄ センサ通路（圧力導入通路） ２１ 圧力センサ ２００ａ 開口端部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 皆川 一二 愛知県刈谷市昭和町１丁目１番地 日本 電装株式会社内 (56)参考文献 特開 昭60−211331（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−136237（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−42344（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭63−118375（ＪＰ，Ｕ) 実開 平３−10236（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G01L 23/24 F02M 35/10

Claims (1)

(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、 前記吸気通路に設けられ、該吸気通路の開度を調節する
   弁体と、該弁体を回動支持する弁軸とを有する吸気絞り
   弁と、 前記スロットルボディに形成され前記吸気絞り弁の吸気
   下流側の前記内壁に形成された開口端部と、該開口端部
   に連通し前記スロットルボディの下流側端面に溝状に形
   成された通路と、前記スロットルボディ内に形成された
   通路とを有する圧力導入通路と、 前記圧力導入通路の圧力を検出する圧力センサとを備
   え、 前記開口端部は、前記弁軸の中心軸を通る吸気と平行な
   平面より前記弁体の開方向への回動方向側に前記吸気絞
   り弁軸からの角度換算で＋１３度以下オフセットされた
   位置に設けられていることを特徴とする内燃機関の吸気
   絞り弁装置。