JP3966807B2 - エンジンのアイドル吸気量制御装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は,エンジンのアイドリング回転数の制御に使用されるエンジンのアイドル吸気量制御装置に関し,特に,スロットルボディの吸気道に,その吸気道を開閉するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し,このバイパス路に,それを開閉するバイパス弁を設けてなるものゝ改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
かゝるバイパス吸気量制御装置は,例えば下記特許文献1に開示されているように,既に知られている。また,かゝるエンジンのアイドル吸気量制御装置において,最少のアイドル吸気量を確保するためのバイパス弁の最小アイドル開度をバイパス弁の閉弁限界としたものも従来知られている。
【0003】
【特許文献1】
特開昭59−34444号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら,上記の従来装置では,バイパス弁の閉弁限界を規定するストッパ部や,バイパス弁の,吸気量を制御する弁部等の各部相互の製作誤差により,アイドル吸気量を所定通り正確に確保することが極めて困難であり,またその製作誤差を小さくするために加工精度を厳しく管理すれば,コストアップを余儀なくされる。
【0005】
本発明は,かゝる点に鑑みてなされたもので,バイパス弁の吸気量を調節する部分相互の製作誤差に影響されることなく,所定の最少アイドル吸気量を正確に得ることを可能にした,エンジンのアイドル吸気量制御装置を提供することを目的とする。
【0006】
【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,スロットルボディの吸気道に,その吸気道を開閉するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し,このバイパス路に,それを開閉するバイパス弁を設けてなる,エンジンのアイドル吸気量制御装置において,バイパス弁を,筒状の弁孔を有する弁ハウジングと,前記弁孔に摺動可能に嵌装され,前記弁孔の底面に対向する内端面には凹部が形成されて,前記弁孔の底面との間に前記凹部を含む弁室を画成する略中空円筒状の弁ピストンとで構成し,前記弁ハウジングに,前記弁室をバイパス路の上流部に常時連通する入口孔と,バイパス路の下流部を前記弁孔の,弁ピストンの外周面に対向する内周面に連通する出口孔とを設ける一方,弁ピストンの外周面と前記凹部とにより形成される略円筒状壁の出口孔側には,該弁ピストンの開閉動作に応じて前記弁室及び前記出口孔間を開閉するアイドル調節孔と,このアイドル調節孔から離れた位置で,弁ピストンの開閉位置に拘らず常時前記出口孔に開口して最少のアイドル吸気量を確保し得るアイドル孔とを設けたことを第1の特徴とする。
【0007】
この第1の特徴によれば,エンジンに供給される所定の最少アイドル吸気量は,弁ピストンの全閉時,アイドル孔の開口面積によってのみ制御されることになる。したがってアイドル孔を正確に形成しさえすれば,弁ピストンの全閉位置におけるアイドル調節孔及び出口孔の相対位置精度を特別高めることなく,所定の最少アイドル吸気量を正確に確保することができ,エンジンの通常のアイドリング運転を容易に安定させることができる。しかも弁ピストンの全閉位置におけるアイドル調節孔及び出口孔の相対位置精度を特別高める必要がないことで,それらの加工が容易となり,コストの低減を図ることができる。
【0008】
また弁ピストンの全閉位置では,アイドル調節孔は出口孔から完全に隠れた遮断状態とされるので,アイドル調節孔がバックファイヤガスに曝されることはなく,その内面にカーボン等の異物が付着することを防ぐことができる。
【0009】
さらにアイドル孔は,弁ピストンの如何なる開閉位置においても弁室及び出口孔間を連通し続けるので,エンジンの運転中,アイドル孔では常時吸気流が生じており,その内面へのカーボン等の異物の付着を防ぐことができる。
【0010】
また本発明は,第1の特徴に加えて,前記アイドル孔を,これが出口孔の内周面から内方へ常時離れているように配置したことを第2の特徴とする。
【0011】
この第2の特徴によれば,バックファイヤガスにより出口孔の開口縁にカーボンが堆積することがあっても,その堆積カーボンによりアイドル孔が絞られることを回避でき,所定の最少アイドル吸気量の安定確保が可能となる。
【0012】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を,添付図面に示す本発明の好適な実施例に基づいて以下に説明する。
【0013】
図1は本発明に係るエンジンのアイドル吸気量制御装置を,ピストン弁の全閉位置で示す縦断側面図,図2は図1の2−2線断面図,図3は図1の3部拡大図,図4は図1の4−4矢視に沿う弁ピストンの側面図で弁ピストン位置に対応したアイドル調節孔及びアイドル孔と出口孔との関係を示すもの,図5はピストン弁の全開位置を示す,図1との対応図である。
【0014】
先ず,図1において,スロットルボディ1は,その中心部を貫いてエンジンの吸気ポートに連なる吸気道2を有し,この吸気道2の中央部を開閉するスロットル弁3がスロットルボディ1に軸支される。またスロットルボディ1には,スロットル弁3を迂回して吸気道2に連通するバイパス路4が形成され,このバイパス路4の途中に,これを開閉するバイパス弁5が設けられる。
【0015】
バイパス弁5の弁ハウジング6は,バイパス路4の中間部に介入するように,スロットルボディ1の一側面に図示しないボルトによって接合される。弁ハウジング6は合成樹脂製で,スロットルボディ1と平行に配置される略円筒形をなしており,その軸心部に形成された有底の弁孔10に合成樹脂製の弁ピストン13が摺動可能に嵌装される。この弁ピストン13は,その一側面に形成された軸方向溝14と,弁孔10の内周面に突設された突起15との摺動可能な係合により回り止めされる(図2参照)。
【0016】
弁ピストン13の,弁孔10底面に対向する内端面には凹部16aが形成されており,弁ピストン13と弁孔10底面との間に,上記凹部16aを含む弁室16が画成される。したがって,弁ピストン13は略中空円筒状となる。そして弁ハウジング6には,スロットルボディ1に形成されたバイパス路4の上流部4aを弁室16に常時連通する入口孔11と,スロットルボディ1に形成されたバイパス路4の下流部4bを弁孔10の,弁ピストン13外周面に対向する内周面に連通する出口孔12とが形成される。
【0017】
また図3及び図4に明示するように,弁ピストン13の外周面と前記凹部(16a)とにより形成される略円筒状壁の出口孔12側には,該弁ピストン13の軸方向移動,即ち開閉動作に応じて弁室16及び出口孔12間を開閉する,弁ピストン13の摺動方向に長い長方形のアイドル調節孔19と,該弁ピストン13の如何なる開閉位置においても弁室16及び出口孔12間を連通し続ける円形のアイドル孔20とが形成される。アイドル調節孔19は,弁ピストン13の全開位置で出口孔12内に収まるように,その開口面積を出口孔12より小さくして形成される。
【0018】
アイドル孔20は,アイドル調節孔19から離れて形成されていて,アイドル調節孔19を全閉状態にした弁ピストン13の全閉位置で,エンジンに供給すべき最少のアイドル吸気量を確保するように,アイドル調節孔19より遥かに小さい開口面積を有する。またアイドル孔20は,弁ピストン13の如何なる開閉位置においても,出口孔12の内周面から内方へ離間した位置を占めるように配置される。
【0019】
再び図1において,弁ピストン13には,これを開閉駆動する電動モータ21が連結される。この電動モータ21は,弁ハウジング6に一体に連設された,それより大径のモータハウジング7に収容され,モータハウジング7の開口部には,弾性部材22を介して電動モータ21を保持する蓋体23が固着される。
【0020】
電動モータ21の出力軸24と弁ピストン13とは次のようにして連結される。即ち,弁ピストン13の中心部に軸受ブッシュ25を介して雌ねじ部材26が軸方向摺動可能に嵌合される。これら弁ピストン13及び雌ねじ部材26の,電動モータ21側の一端部には,これらの相対回転を阻止するように互いに嵌合する角形凹部13a及び角形フランジ26aがそれぞれ形成されている。雌ねじ部材26のねじ孔26bに,電動モータ21の出力軸24のねじ軸部24aが螺合される。
【0021】
雌ねじ部材26の,角形フランジ26aと反対側の他端部にはストッパボルト28が螺着され,このストッパボルト28と弁ピストン13との間に,雌ねじ部材26を角形フランジ26aと角形凹部13aの底面との当接位置に弾発的に保持する保持ばね29が縮設される。ストッパボルト28は,前記弁孔10の底面に突設されたストッパ突起30に当接することにより弁ピストン13の全閉位置を規定するものであり,その弁ピストン13の全閉位置では,アイドル調節孔19は出口孔12と完全に遮断された全閉状態とされる。
【0022】
モータハウジング7と電動モータ21との間には出力軸24の外周面に密接するシール部材31が介装される。
【0023】
電動モータ21には,それに対する通電を制御する電子制御ユニット35が接続され,それには,エンジン温度Te,エンジン回転数Ne,スロットル弁開度θTh,ブースト負圧Pb,吸気温度Ti等に関する情報が入力される。
【0024】
次に,この第1実施例の作用について説明する。
【0025】
電子制御ユニット35は,上記のように入力されるエンジン温度Te,エンジン回転数Ne,スロットル弁開度θTh,ブースト負圧Pb,吸気温度Ti等に関する情報に基づいて,エンジン始動時,ファーストアイドリング時,通常アイドリング時,エンジンブレーキ時など,その運転条件に対応した弁ピストンの最適開度を得るべく,電動モータ21に対する通電量を演算し,それに基づいて電動モータ21への通電を実行し,出力軸24を正転又は逆転させる。出力軸24が正転又は逆転回転すると,そのねじ軸部24aが回転不能の雌ねじ部材26に対して正転又は逆転回転するから,雌ねじ部材26は軸方向に進退し,保持ばね29を介して弁ピストン13を弁孔10内で前進又は後退させ,それによりエンジンに供給されるアイドル吸気量が次のように調節される。
【0026】
即ち,図1及び図4(A)に示すように,弁ピストン13が全閉位置に制御されるときは,アイドル調節孔19は出口孔12から完全にかくれて全閉状態となり,弁室16及び出口孔12間はアイドル孔20のみによって連通されるので,スロットル弁3の全閉時,吸気道2に流入したエンジンの吸入空気は,バイパス路4の上流部4aから入口孔11を経て弁室16に流入し,そしてアイドル孔20を通過するとき所定の最少アイドル吸気量に制御され,出口孔12及びバイパス路4の下流部4bから吸気道2の下流側へと移り,エンジンに吸入されていく。
【0027】
寒冷地でのエンジン始動時や暖気運転初期には,図4(C)及び図5に示すように,弁ピストン13は全開位置まで作動され,アイドル調節孔19がアイドル孔20と共に,出口孔12の開口部の範囲に収まることになる。したがって,エンジンに供給される吸気量は,アイドル孔20及びアイドル調節孔19の総合開口面積によって,最大のファーストアイドル吸気量に制御される。
【0028】
エンジンの暖気運転が進行してくると,弁ピストン13は,図4(B)に示すように,上記全開位置から全閉位置に向かって作動され,アイドル調節孔19の出口孔12への開口面積を減じていく。この場合も,アイドル孔20は出口孔12に開口し続けるので,エンジンに供給される吸気量は,アイドル孔20とアイドル調節孔19の一部によって,中間のファーストアイドル吸気量に制御される。
【0029】
上記のように,エンジンに供給される所定の最少アイドル吸気量は,弁ピストン13の全閉時,アイドル孔20の開口面積によってのみ制御されるので,アイドル孔20を正確に形成しさえすれば,弁ピストン13の全閉位置におけるアイドル調節孔19及び出口孔12の相対位置精度を特別高めることなく,所定の最少アイドル吸気量を正確に確保することができ,エンジンの通常のアイドリング運転を容易に安定させることができる。そして弁ピストン13の全閉位置におけるアイドル調節孔19及び出口孔12の相対位置精度を特別高める必要がないことは,それらの加工を容易にし,コストの低減をもたらすことになる。
【0030】
しかも弁ピストン13の全閉位置では,アイドル調節孔19は出口孔12から完全に隠れた遮断状態とされるので,エンジンの出力運転中,バックファイヤ現象が起きて,出口孔12内周面がバックファイヤガスに曝されても,アイドル調節孔19がそのガスに曝されることはなく,アイドル調節孔19にカーボン等の異物が付着することを防止することができる。
【0031】
またアイドル孔20は,弁ピストン13の全閉,全開位置でも,出口孔12の開口縁から離間しているから,図3に示すように,バックファイヤガスにより出口孔12の開口縁にカーボン37が堆積することがあっても,その堆積カーボン37によりアイドル孔20が絞られることを回避でき,所定の最少アイドル吸気量の安定確保が可能となる。
【0032】
さらにアイドル調節孔19の出口孔12への最大開口面積は,出口孔12の開口面積よりも小さく設定されているから,出口孔12の内周面にカーボン等の異物が付着しても,その付着物がアイドル調節孔19のアイドル吸気量調節機能に殆ど影響を及ぼさない。
【0033】
さらにまたアイドル孔20は,弁ピストン13の如何なる開閉位置においても弁室16及び出口孔12間を連通し続けるので,エンジンの運転中,常時アイドル孔20では吸気流が生じており,その内面へのカーボン等の異物の付着を防ぐことができる。
【0034】
本発明は上記実施例に限定されるものではなく,その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。例えば,弁ハウジング6はスロットルボディ1に一体成形することもできる。また電動モータ21は,ワックス,ソレノイドその他のアクチュエータと置き換えが可能である。
【0035】
【発明の効果】
以上のように本発明の第1の特徴によれば,スロットルボディの吸気道に,その吸気道を開閉するスロットル弁を迂回するバイパス路を接続し,このバイパス路に,それを開閉するバイパス弁を設けてなる,エンジンのアイドル吸気量制御装置において,バイパス弁を,筒状の弁孔を有する弁ハウジングと,前記弁孔に摺動可能に嵌装され,前記弁孔の底面に対向する内端面には凹部が形成されて,前記弁孔の底面との間に前記凹部を含む弁室を画成する略中空円筒状の弁ピストンとで構成し,前記弁ハウジングに,前記弁室をバイパス路の上流部に常時連通する入口孔と,バイパス路の下流部を前記弁孔の,弁ピストンの外周面に対向する内周面に連通する出口孔とを設ける一方,弁ピストンの外周面と前記凹部とにより形成される略円筒状壁の出口孔側には,該弁ピストンの開閉動作に応じて前記弁室及び前記出口孔間を開閉するアイドル調節孔と,このアイドル調節孔から離れた位置で,弁ピストンの開閉位置に拘らず常時前記出口孔に開口して最少のアイドル吸気量を確保し得るアイドル孔とを設けたので,アイドル孔を正確に形成しさえすれば,弁ピストンの全閉位置におけるアイドル調節孔及び出口孔の相対位置精度を特別高めることなく,所定の最少アイドル吸気量を正確に確保することができ,エンジンの通常のアイドリング運転を容易に安定させることができる。しかも弁ピストンの全閉位置におけるアイドル調節孔及び出口孔の相対位置精度を特別高める必要がないことで,それらの加工が容易となり,コストの低減を図ることができる。また弁ピストンの全閉位置では,アイドル調節孔は出口孔から完全に隠れた遮断状態とされるので,アイドル調節孔がバックファイヤガスに曝されることはなく,その内面にカーボン等の異物が付着することを防ぐことができる。さらにアイドル孔は,弁ピストンの如何なる開閉位置においても弁室及び出口孔間を連通し続けるので,エンジンの運転中,アイドル孔では常時吸気流が生じており,その内面へのカーボン等の異物の付着を防ぐことができる。
【0036】
また本発明の第2の特徴によれば,第1の特徴に加えて,前記アイドル孔を,これが出口孔の,弁孔への開口縁から常時離れているように配置したので,バックファイヤガスにより出口孔の開口縁にカーボンが堆積することがあっても,その堆積カーボンによりアイドル孔が絞られることを回避でき,所定の最少アイドル吸気量の安定確保が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明に係るエンジンのアイドル吸気量制御装置を,ピストン弁の全閉位置で示す縦断側面図
【図2】 図1の2−2線断面図
【図3】 図1の3部拡大図
【図4】 図1の4−4矢視に沿う弁ピストンの側面図で,弁ピストン位置に対応したアイドル調節孔及びアイドル孔と出口孔との関係を示すもの
【図5】 ピストン弁の全開位置を示す,図1との対応図
【符号の説明】
1・・・・・スロットルボディ
2・・・・・吸気道
3・・・・・スロットル弁
4・・・・・バイパス路
5・・・・・バイパス弁
6・・・・・弁ハウジング
10・・・・弁孔
11・・・・入口孔
12・・・・出口孔
13・・・・弁ピストン
16・・・・弁室
16a・・・凹部
19・・・・アイドル調節孔
20・・・・アイドル孔
Claims (2)
- スロットルボディ(1)の吸気道(2)に,その吸気道(2)を開閉するスロットル弁(3)を迂回するバイパス路(4)を接続し,このバイパス路(4)に,それを開閉するバイパス弁(5)を設けてなる,エンジンのアイドル吸気量制御装置において,
バイパス弁(5)を,筒状の弁孔(10)を有する弁ハウジング(6)と,前記弁孔(10)に摺動可能に嵌装され,前記弁孔(10)の底面に対向する内端面には凹部(16a)が形成されて,前記弁孔(10)の底面との間に前記凹部(16a)を含む弁室(16)を画成する略中空円筒状の弁ピストン(13)とで構成し,前記弁ハウジング(6)に,前記弁室(16)をバイパス路(4)の上流部に常時連通する入口孔(11)と,バイパス路(4)の下流部を前記弁孔(10)の,弁ピストン(13)の外周面に対向する内周面に連通する出口孔(12)とを設ける一方,弁ピストン(13)の外周面と前記凹部(16a)とにより形成される略円筒状壁の出口孔(12)側には,該弁ピストン(13)の開閉動作に応じて前記弁室(16)及び前記出口孔(12)間を開閉するアイドル調節孔(19)と,このアイドル調節孔(19)から離れた位置で,弁ピストン(13)の開閉位置に拘らず常時前記出口孔(12)に開口して最少のアイドル吸気量を確保し得るアイドル孔(20)とを設けたことを特徴とする,エンジンのアイドル吸気量制御装置。 - 請求項1記載のエンジンのアイドル吸気量制御装置において,
前記アイドル孔(20)を,これが出口孔(12)の内周面から内方へ常時離れているように配置したことを特徴とする,エンジンのアイドル吸気量制御装置。
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