JP4414027B2

JP4414027B2 - エンジンの吸気装置

Info

Publication number: JP4414027B2
Application number: JP25090999A
Authority: JP
Inventors: 修鈴木; 朗浜渦; 昭宏飯室
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 1999-09-03
Filing date: 1999-09-03
Publication date: 2010-02-10
Anticipated expiration: 2019-09-03
Also published as: EP1081356A3; ES2238257T3; JP2001073828A; TW495583B; CN1287217A; ID29314A; EP1081356B1; EP1081356A2; CN1109186C

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、エンジンの吸気ポートに連なる吸気道を有するスロットルボディと、その吸気道でエンジンの吸気量を制御する回転可能なスロットルバルブと、エンジンに供給する燃料を噴射する燃料噴射弁とを備えた、エンジンの吸気装置の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
かゝるエンジンの吸気装置は、例えば実開平３−１２２２６８号公報に開示されているように、既に知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
従来のかゝる吸気装置では、スロットルバルブの開度を検知するスロットルセンサはスロットルボディに、また燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する燃料噴射制御用素子は、スロットルボディとは異なる部位に設置される電子制御ユニットにそれぞれ設けられているので、スロットルセンサと電子制御ユニットとをそれぞれ設置するスペースを個別に確保しなければならず、スペース効率が悪く、吸気装置のコンパクト化が困難であったり、スロットルセンサ及び電子制御ユニット間の配線作業が必要であるので、それ相応の組立工数を要する等の問題がある。
【０００４】
本発明は、そのような問題を一挙に解消することができる、前記エンジンの吸気装置を提供することを目的とする。
【０００５】
【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、エンジンの吸気ポートに連なる吸気道を有するスロットルボディと、その吸気道でエンジンの吸気量を制御する回転可能なスロットルバルブと、エンジンに供給する燃料を噴射する燃料噴射弁と、前記スロットルバルブの軸線方向一端に配置されて該スロットルバルブの開度を検知するスロットルセンサと、前記スロットルバルブの軸線方向で前記スロットルセンサより外方側に設けられて、少なくともこのスロットルセンサの出力信号に基づいて前記燃料噴射弁の燃料噴射量を制御する燃料噴射制御用素子とを備え、前記スロットルセンサが、前記スロットルバルブの開度に連動して回転する回転子と、この回転子と対向して該回転子の回転角度を電気信号に変換する固定子とから構成されてなる、エンジンの吸気装置であって、
前記スロットルボディには、盆状の制御ユニット取付け部が一体成形されていて、この制御ユニット取付け部に一個の電子制御ユニットが取付けられ、その電子制御ユニットは、前記制御ユニット取付け部の底面に前記回転子を挟んで対面するよう配置されるセンサ基板と、このセンサ基板の平坦な背面に一方面が重なるよう配置される素子基板と、その両基板を収容すると共に前記制御ユニット取付け部の開口端に嵌着される合成樹脂製のユニットハウジングとから構成されていて、前記センサ基板の、前記底面との対向面に前記固定子が設けられ、前記素子基板は、これの前記一方面が平坦に形成され且つその他方面に前記燃料噴射制御用素子が配置されていて、前記ユニットハウジングに、該ハウジングで前記燃料噴射制御用素子を覆うようにモールド結合されることを第１の特徴とする。尚、上記燃料噴射制御用素子は、後述する本発明の実施例中の燃料噴射量制御用素子８１及び燃料噴射時期制御用素子８２に対応する。
【０００６】
この第１の特徴によれば、スロットルセンサ及び燃料噴射制御用素子をユニット化して単一のユニットハウジング内に収容し、スロットルボディにコンパクトに取付けることができ、したがって、スロットルボディの他には電子制御ユニットのための設置スペースを用意する必要がなくなり、スペース効率が向上して吸気装置のコンパクト化を図ることができる。またスロットルセンサ及び燃料噴射制御用素子間の配線の簡素化をも図ることができる。
【０００７】
また前記スロットルセンサの固定子を電子制御ユニットのセンサ基板に設け、そのセンサ基板のスロットルセンサと反対側の背面に、燃料噴射制御用素子が配置される素子基板をセンサ基板と重ねて配設したので、センサ基板の広い背面側に、燃料噴射制御用素子を有する素子基板をセンサ基板と重ねて自由に配設することが可能であり、そのレイアウトを所望通りに行うことができる。
【０００８】
さらに本発明は、第１の特徴に加えて、前記スロットルバルブはロータリ型であり、このスロットルバルブと前記スロットルボディとを合成樹脂製としたことを第２の特徴とする。
【０００９】
この第２の特徴によれば、スロットルボディ自体に絶縁性が付与されるので、これに特別な絶縁部材を介在させることなく電子制御ユニットを取付けることができ、取付け構造の簡素化を図ることができる。また、スロットルボディ及びスロットルバルブは共に合成樹脂製であるので、それらの回転嵌合面の摩擦係数は比較的低く、表面硬度も比較的低いことから、スロットルボディ及びスロットルバルブの回転面が早期に馴染み易く、したがって、スロットルバルブの開閉を軽快に行うことができると共に、回転面からの空気のリーク量を早期に安定させることができる。しかも、スロットルバルブがロータリ型であることから、スロットルボディ及びスロットルバルブ相互の接触面が極めて広く、良好な放熱及び受熱性を得ることができ、またそれらの接触面が広いことにより、スロットルバルブの全閉位置での閉鎖性が良好となり、エンジンのアイドリングの安定化に寄与し得る。さらにまた本発明は、第１又は第２の特徴に加えて、前記電子制御ユニットに、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御用素子をも組み入れ、この点火時期制御用素子を、前記スロットルバルブの軸線に直交する平面上で前記燃料噴射制御用素子と並ぶように前記ユニットハウジング内に配置したことを第３の特徴とする。
【００１０】
この第３の特徴によれば、スロットルセンサ及び燃料噴射制御用素子のみならず点火制御用素子をもユニット化して単一のユニットハウジング内に収容し、スロットルボディにコンパクトに取付けることができ、エンジン制御系の簡素化を図ることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施形態を、添付図面に示す本発明の一実施例に基づいて以下に説明する。
【００１２】
図１〜図９は本発明の第１実施例を示すもので、図１は本発明の吸気量制御装置を備えたエンジンの縦断側面図、図２は本発明吸気量制御装置の側面図、図３は図２の３−３線断面図、図４は図３に対応した分解図、図５は図３の５−５線断面図、図６は図３の６−６線断面図、図７は図３の７−７線断面図、図８はスロットルバルブの作用説明図、図９は本発明の吸気量制御装置特性線図である。また図１０は本発明の第２実施例を示す、図８に対応する断面図、図１１は本発明の第３実施例を示す、図８に対応する断面図である。
【００１３】
先ず、本発明の第１実施例の説明より始める。図１において、エンジンＥは自動二輪車用四サイクルエンジンであって、車両の前方に頭部を向けて略水平姿勢をとるシリンダブロック１及びシリンダヘッド２を備えており、そのシリンダヘッド２に、吸気ポート３、排気ポート４、吸気弁５、排気弁６及びこれら弁を開閉駆動する動弁機構７が設けられる。このシリンダヘッド２の上面に、吸気ポート３に連通する吸気管８が接合される。この吸気管８は合成樹脂製であって、その一側に形成された支持ボス８ｃに電磁式燃料噴射弁９が弁ホルダ９１により取付けられる。この燃料噴射弁９からの噴射燃料は、吸気管８に形成された燃料吐出孔８６によりシリンダヘッド２の吸気ポート３に向けられるようになっている。
【００１４】
弁ホルダ９１は、燃料噴射弁９の基部に嵌合する第１保持筒部９１ａと、同弁９の、燃料入口を持つ先端部に嵌合する第２保持筒部９１ｂと、この両保持筒部９１ａ，９１ｂ間を一体に結合する連結部９１ｃと、第２保持筒部９１ｂの一側から吐出するホースジョイント９２とを合成樹脂により一体成形してなるもので、その第１保持筒部９１ａには、前記支持ボス８ｃと結合する金属製リング９３が埋設されている。ホースジョイント９２には、図示しない燃料噴射ポンプに連なる燃料ホース９４が接続される。
【００１５】
燃料噴射弁９を装着した吸気管８の上流端には吸気量制御装置１０が接続される。即ち、吸気量制御装置１０は、エンジンＥの吸気系において燃料吐出孔９６より上流に配置される。
【００１６】
この吸気量制御装置１０について図１ないし図３により説明する。吸気量制御装置１０は、合成樹脂製（例えばＰＰＳ製）のスロットルボディ１１を備えている。このスロットルボディ１１は、下流側をやゝ下向きにして傾斜させた吸気道１２を有し、その上流端部はファンネル状に拡径しており、その下流端部の内周面には環状凹部１３ａが形成されている。
【００１７】
吸気道１２のファンネル状上流端部には、ゴム製の吸気ダクト９５を介してエアクリーナ（図示せず）が接続される。この場合、吸気ダクト９５及びエアクリーナのケース本体も合成樹脂製として、これらをスロットルボディ１１と共に一体成形すれば、構成の簡素化を図ることができる。その際、スロットルボディ１１をエアクリーナ内に配置して、構成のコンパクト化を図ることも可能である。
【００１８】
またスロットルボディ１１には、その下流側端面に開口する、後述する補助吸気道３４の直状通路３３が吸気道１２と平行に設けられ、この直状通路３３の下流端部内周面にも環状凹部１３ｂが形成されている。
【００１９】
一方、吸気管８は、吸気道１２をエンジンＥの吸気ポート３に連通する吸気路８ａと、直状通路３３を、エンジンＥにより駆動される過給ポンプ３６に連通する補助吸気路８ｂとを備えており、これら吸気路８ａ及び補助吸気路８ｂに対応して吸気管８の上流側端部には一対の嵌合筒部２６ａ，２６ｂが形成され、これらが前記環状凹部１３ａ，１３ｂにそれぞれシール部材１４ａ，１４ｂを介して嵌合される。
【００２０】
スロットルボディ１１及び吸気管８には、互いに当接する連結フランジ１５，１６が形成されており、これらが断面コ字状の連結リング１７により相互に結合される。こうして、スロットルボディ１１は吸気管８に連結される。その際、吸気管８の嵌合筒部２６ａ，２６ｂの各外周に装着されたシール部材１４ａ，１４ｂをスロットルボディ１１の環状凹部１３ａ，１３ｂの内周面に密接させて、スロットルボディ１１及び吸気管８内部間の気密を保持するようにしたので、両連結フランジ１５，１６の各端面の仕上げ加工を不要としながら、スロットルボディ１１及び吸気管８間の気密を確保でき、のみならず両フランジ１５，１６の薄肉化が可能となり、それら連結部のコンパクト化を図ることができる。図２ないし図４に示すように、スロットルボディ１１には、吸気道１２より大径の嵌合孔１８が吸気道１２の軸線Ｘと直交するように設けられ、この嵌合孔１８にロータリ型のスロットルバルブ２０が回転可能に嵌合される。このスロットルバルブ２０も合成樹脂製（例えば６／６ナイロン製）である。スロットルバルブ２０の一端にはフランジ２１が形成されており、このフランジ２１がスロットルボディ１１の段部２２とスロットルボディ１１に係止された止環２３とで挟持され、これによりスロットルバルブ２０の軸線方向位置が規定される。
【００２１】
スロットルボディ１１には、上記フランジ２１に隣接して環状溝２４が形成され、スロットルバルブ２０の外周面に密接するシール部材２５がこの環状溝２４に装着される。
【００２２】
また、スロットルバルブ２０には、前記吸気道１２と同形断面の弁孔２７が形成されており、この弁孔２７は、スロットルバルブ２０の全閉位置（図７（Ａ）参照）では吸気道１２と完全に食い違って不通状態となり、全開位置（図７（Ｃ）参照）では吸気道１２と合致して連続した吸気道１２を形成するようになっている。
【００２３】
スロットルバルブ２０の一端には、外周にワイヤ溝３８を持つ駆動ドラム３９が一体成形されており、ワイヤ溝３８に係合する操作ワイヤ３０の一端がこの駆動ドラム３９に接続され、その他端は、図示しない操向ハンドルのスロットルグリップに接続される。そのスロットルグリップを回転して操作ワイヤ３０を牽引すると、スロットルバルブ２０を前記全閉位置から全開位置まで回転することができる。
【００２４】
スロットルバルブ２０には、その他端面から弁孔２７に至る縦孔３１と、この縦孔３１の一側壁を貫通する横孔３２とが形成され、その横孔３２と連通してスロットルボディ１１の上流側端面に開口する直状通路３３がスロットルボディ１１に形成される。これら縦孔３１、横孔３２及び直状通路３３によって補助吸気道３４が構成される。この補助吸気道３４は、前述のように吸気管８の補助吸気路８ｂを介して過給ポンプ３６に接続される。
【００２５】
スロットルバルブ２０の他端面には、前記縦孔３１の開口部を閉鎖する合成樹脂製のキャップ３８が溶着され、このキャップ３８には、スロットルバルブ２０と同軸に延びる欠円断面の連結軸３９が一体成形されている。この連結軸３９に、スロットルバルブ２０の開度を検知するスロットルセンサＳｔｈの回転子４０ｒの連結筒４１が嵌合される。
【００２６】
尚、スロットルボディ１１が補助吸気路８ｂを持たない場合には、スロットルバルブ２０に連結軸３９を一体成形することができる。
【００２７】
連結筒４１は、図３及び図６に示すように、その先端に縮径弾性を付与するスリット４２が形成されていて、連結軸３９の外周面にがた無く嵌合し得るようになっている。回転子４０ｒとスロットルボディ１１との間には、回転子４０ｒを介してスロットルバルブ２０を閉じ方向に付勢する、捩じりコイルばねからなる戻しばね３７が接続される。したがって、この戻しばね３７は、スロットルバルブ２０及び回転子４０ｒに共通の戻しばねとなっている。
【００２８】
スロットルボディ１１には、盆状の制御ユニット取付け部４３が一体成形されており、これに電子制御ユニットＵが取付けられる。電子制御ユニットＵは、制御ユニット取付け部４３の底面に対面するセンサ基板４４と、このセンサ基板４４の背面に重ねて配置される素子基板４５と、これら基板４４，４５を収容するユニットハウジング４６とから構成される。
【００２９】
センサ基板４４には、前記スロットルセンサＳｔｈの回転子４０ｒの中心軸４８が回転自在に嵌合する支持孔４９が設けられると共に、回転子４０ｒの回転角度、即ちスロットルバルブ２０の開度をブラシ５０を介して電気信号に変換する固定子４０ｓが形成される。またセンサ基板４４にはブースト負圧センサＳｐｂが取り付けられる。このブースト負圧センサＳｐｂは、スロットルバルブ２０より下流の吸気道１２に開口する検知孔４７を通して、エンジンＥのブースト負圧、換言すればエンジン負荷を検知し、それを電気信号に変換するようになっている。
【００３０】
尚、スロットルセンサＳｔｈにおいては、回転子４０ｒ及び固定子４０ｓの対向面を入替えて、ブラシ５０を固定子４０ｓ側に設けることもできる。またホール素子及び磁石を用いて、スロットルセンサＳｔｈを非接触型に構成することもできる。
【００３１】
さらにセンサ基板４４の下面には雄形接続端子５１ａが突設され、これと接続される雌形接続端子５１ｂが制御ユニット取付け部４３の底面に設けられる。この雌形接続端子５１ｂには、スロットルボディ１１の吸気道１２入口に臨む吸気温センサＳｔに連なる導線５２が接続される。これら吸気温センサＳｔ、導線５２及び雌形接続端子５１ｂは、スロットルボディ１１の成形時、それに埋設される。こうすることにより吸気温センサＳｔ及び電子制御ユニットＵ間の配線作業を不要にすることができる。尚、電子制御ユニットＵがスロットルボディ１１に一体的に取付けられるので、吸気温センサＳｔをその電子制御ユニットＵに付設しても、吸気道１２を流れる吸気の温度をスロットルボディ１１を通して間接的に検知することができ、そうすれば吸気温センサＳｔに連なる配線の省略が可能となる。
【００３２】
センサ基板４４の上面には、スロットルセンサＳｔｈの固定子４０ｓ、ブースト負圧センサＳｐｂ及び雄形接続端子５１ａ等に連なる雌形接続端子８０ｂが埋設される。
【００３３】
素子基板４５には、上記雌形接続端子８０ｂと接続される雄形接続端子８０ａと、この雄形接続端子８０ａに連なる燃料噴射量制御用素子８１、燃料噴射時期制御用素子８２、点火時期制御用素子８３、その他の各種制御用素子の他、この電子制御ユニットＵのテストや故障アラームに使用されるＬＥＤインジケータ８４が付設され、これらと共に素子基板４５はユニットハウジング４６にモールド結合される。このようにすると、インジケータ８４を特別な計器盤等に設ける必要がなくなり、またそのための配線も要しない。
【００３４】
ユニットハウジング４６の一側にカプラハウジング８５が一体に形成されており、その内部に、上記各素子に連なる複数のカプラ端子８６（図には、そのうちの１本のみを示す）が配設され、これらによってカプラ半体８７ａが構成される。こうして、電子制御ユニットＵがカプラ半体８７ａを一体に備えると、その間の配線作業が不要となり、部品点数の削減を図ることができる。
【００３５】
このカプラ半体８７ａには、外部の電源や、エンジン回転数センサＳｎｅ、クランク位置センサＳｃその他の各種センサ、並びに点火時期制御装置Ｉｇその他の各種制御機器に連なる接続端子を持つ他のカプラ半体８７ｂが接続される。
【００３６】
前記燃料噴射量制御用素子８１及び燃料噴射時期制御用素子８２は、これを上記両カプラ半体８７ａ，８７ｂを介し前記電磁式燃料噴射弁９のソレノイドに接続して、それを作動するようにしてもよいが、図示例の場合、燃料噴射量制御用素子８１及び燃料噴射時期制御用素子８２の出力部と燃料噴射弁９のソレノイドとを接続する導線８８，８９はスロットルボディ１１及び吸気管８に埋設される。その際、スロットルボディ１１及び吸気管８の接合面には、両導線８８，８９間を接続する雌形接続端子９０ｂ及び雄形接続端子９０ａがそれぞれ設けられ、またそれと同様の一対の接続端子が吸気管８及び燃料噴射弁９の接合面にも設けられる。こうすることにより、部品の組立てと同時に電気的な接続を行うことができ、組立性の向上と部品点数の削減に寄与し得る。尚、スロットルボディ１１及び吸気道管８を合成樹脂で一体成形すれば、接続端子も不要となり、部品点数の更なる削減を図ることができる。
【００３７】
而して、電子制御ユニットＵのスロットルボディ１１への取付けに際しては、予めセンサ基板４４を素子基板４５の下面に重ねて、接続端子８０ａ，８０ｂを相互に接続しておく。そしてユニットハウジング４６をスロットルボディ１１の制御ユニット取付け部４３に印籠嵌合すれば、センサ基板４４及びスロットルボディ１１の接続端子５１ａ，５１ｂが相互に接続され、その状態でユニットハウジング４６と制御ユニット取付け部４３との当接面を溶着する。尚、ユニットハウジング４６及び制御ユニット取付け部４３は、クリップやビス等により相互に分離可能に結合しておくこともでき、そのようにすると、電子制御ユニットＵの内部の保守、点検が可能となる。
【００３８】
図３及び図７において、スロットルボディ１１には、スロットルバルブ２０を迂回して両端を吸気道１２に接続するバイパス路５３が設けられ、このバイパス路５３にピストン型弁体５４を臨ませるファーストアイドル装置５５がスロットルボディ１１に取付けられる。
【００３９】
スロットルボディ１１には、弁体５４が摺動可能に嵌合する弁案内孔５６と、この弁案内孔５６の端面に開口する入口室５７と、弁案内孔５６の一側面に、弁体５４の摺動方向に延びる複数の小孔５９を介して連通する出口室５８とが設けられる。バイパス路５３は、吸気道１２の上流側に接続するバイパス路上流部５３ａと、吸気道１２の下流側に接続するバイパス路下流部５３ｂとからなっており、バイパス路上流部５３ａの下流端が前記入口室５７に接続され、バイパス路下流部５３ｂの上流端が前記出口室５８に接続される。
【００４０】
而して、弁体５４が弁案内孔５６を移動すると、弁体５４の側面により小孔５９群の開度が調節され、この小孔５９群の開度によってバイパス路５３を流れる吸気量が決定される。
【００４１】
ファーストアイドル装置５５は、前記弁体５４と、これをエンジンＥの温度変化に応じて作動する感温作動手段６０とからなっている。その感温作動手段６０は、スロットルボディ１１の取付け孔６１に嵌合して固定されるハウジング６２と、このハウジング６２内に嵌装された有底円筒状のワックスホルダ６３と、このワックスホルダ６３に嵌合、保持され、内部にワックス６４を封入したワックスケース６５と、このワックスケース６５の一端部の軸受け６６に摺動自在に嵌合して、一端をワックス６４にシールピストン６７を介して対向させると共に他端をワックスケース６５外に突出させる出力ロッド６８と、この出力ロッド６８の先端に内端面を当接させながらワックスケース６５の外周に摺動可能に嵌合する有底円筒状の作動部材６９と、この作動部材６９を出力ロッド６８側へ付勢する戻しばね７０と、ワックスホルダ６３に付設される電気ヒータ７１とからなっており、その電気ヒータ７１は、エンジンＥの始動後に通電され、エンジン温度の上昇に対応してワックス６４を加熱するようになっている。
【００４２】
作動部材６９は、外端面に出力ロッド６８と同軸に並ぶ連結軸７４を一体に備えており、前記入口室５７と反対側で弁体５４の端面に形成された底付きの連結孔７５にこの連結軸７４が摺動自在に嵌合される。連結軸７４の先端には外向きフランジ７４ａが、また連結孔７５の開口端には内向きフランジ７５ａがそれぞれ形成され、両フランジ７４ａ，７５ａの当接により、連結軸７４及び弁体５４の伸長方向の摺動限界が規定される。連結軸７４及び弁体５４間には、これらを伸長方向へ、弁体５４について言えば、その閉じ方向へ付勢するロストモーションばね７６が縮設される。
【００４３】
而して、寒冷時、ワックスケース６５内のワックス６４が収縮状態にあると、戻しばね７０の荷重をもって作動部材６９が出力ロッド６８をワックスケース６５内に押し込むように後退し、またヒータ７１による加熱によってワックス６４が膨張すると、出力ロッド６８が戻しばね７０の荷重に抗して作動部材６９を弁体５４側へ前進させるように作動する。したがって、弁体５４は、ワックス６４の収縮時に小孔５９群の開度を増し、ワックス６４の膨張に応じて小孔５９群の開度を減ずる。
【００４４】
またスロットルボディ１１には、前記弁体５４の閉止位置を調整し得る可動ストッパ手段７７が設けられる。この可動ストッパ手段７７は、前記入口室５７を貫通して弁体５４の端面に対向するようにスロットルボディ１１に螺合されたストッパボルト７８と、このストッパボルト７８の頭部とスロットルボディ１１との間に挟まれてストッパボルト７８の妄動を防ぐコイルばね７９とから構成される。
【００４５】
次に、この実施例の作用について説明する。
【００４６】
エンジンＥの始動時及びアイドリング時には、スロットルバルブ２０は、図８（Ａ）に示すように、弁孔２７を吸気道１２と完全に食い違わせた全閉位置にセットする。このスロットルバルブ２０はロータリ型であり、スロットルボディ１１の嵌合孔１８との嵌合状態が常に一定であるので、全閉位置でも従来のバタフライ型スロットルバルブのような固着の虞はない。しかも、エンジンＥの作動時には、その吸気負圧の作用により、スロットルバルブ２０は吸気道１２の下流側へ引き寄せられ、嵌合孔１８の一側に密着することになるため、嵌合孔１８からの空気のリークを阻止し、スロットルバルブ２０の良好な全閉状態を得ることができる。
【００４７】
一方、寒冷時、ファーストアイドル調節装置５５では、ワックス６４が収縮しているから、作動部材６９は、戻しばね７０の荷重をもって後退位置を占める。この状態では、作動部材６９の連結軸７４と弁体５４とは、ロストモーションばね７６の荷重により外向きフランジ７４ａ及び内向きフランジ７５ａを相互に当接させた連結状態にあるから、弁体５４は、作動部材６９により、小孔５９群を大きく開いた高開度位置に保持される。
【００４８】
そこで、スロットルバルブ８の全閉状態でエンジンＥを始動すると、バイパス路５３を通して空気がエンジンＥに吸入され、その吸気量は上記小孔５９群により比較的多量に制御されるから、その空気と燃料噴射弁９から噴射される燃料とが混合して、始動に適した比較的多量の濃厚混合気をつくることができて、エンジンＥの始動を確実に行うことができる。またエンジンの暖機運転状態でも、上記と同様に比較的多量の混合気をエンジンＥに供給するから、エンジンＥはファーストアイドリング回転数を得て、その暖機を促進することができる。
【００４９】
暖機運転が進み、エンジン温度が上昇していくと、それに応じてヒータ７１がワックス６４を加熱するので、ワックス６４は膨張して、戻しばね７０の荷重に抗して作動部材６９を前進させる。これに伴い弁体５４は閉じ方向に押され、小孔５９群の開度を減少させていくからバイパス路５３を通過する吸気量が減少していき、勿論、燃料噴射弁９の燃料噴射量もそれに応じて減量されていくので、ファーストアイドリング回転数は低下していく。
【００５０】
そして、弁体５４がストッパボルト７８との当接位置、即ち閉止位置に達したとき、小孔５９群の開度は最小となり、吸気量も最少となる。その最少吸気量によってエンジンＥの通常のアイドリング回転数が確保される。したがって、ストッパボルト７８を弁体５４に対して進退調節すれば、弁体５４の閉止位置を変えて最少吸気量を調整することができ、これによりアイドリング回転数を所望の値に調整することができる。しかも最少吸気量の調整は、吸気道１２より遙に小径のバイパス路５３に設けた小孔５９群の開度の調整によって行われるから、最少吸気量の微調整を、特別の熟練を要することなく、容易に行うことができる。前述のように、ロータリ型スロットルバルブ２０が良好な全閉状態に保持されると、上記ファーストアイドル装置５５及びストッパボルト７８の調整量のばらつきが無くなり、若しくは著しく減少し、エンジンＥの安定したファーストアイドリング及び通常のアイドリング状態を得ることができる。
【００５１】
その後、ワックス６４が更に膨張して、作動部材６９が更に前進すると、連結軸７４がロストモーションばね７６を圧縮しつゝ、弁体５４の連結孔７５に深く進入して行くから、弁体５４を所定の閉止位置に保持したまゝで、ワックス６４の過剰膨張をロストモーションばね７６に吸収させて、過大応力の発生を回避することができる。
【００５２】
尚、ワックス６４に代えて、リニアソレノイドにより弁体５４を作動させれば、よりきめ細かくアイドル制御を行うことができる。
【００５３】
エンジンＥの出力を上げるべく、操作ワイヤ３０を牽引して、スロットルバルブ２０を開弁方向に回転していくと、スロットルバルブ２０の弁孔２７が吸気道１２上に現れ、その開度を増加させていくので、エンジンＥの吸気量を増量することができる。その際、スロットルバルブ２０の開弁方向は、前述のように、該バルブ２０の下部が吸気道１２の下流側へ向かう方向とされているので、図８（Ｂ）に示すように、スロットルバルブ２０の中間開度時、スロットルボディ１１の嵌合孔１８の下部が吸気道１２に露出し、吸気の吹き返しにより、その嵌合孔１８の下部に燃料が溜まろうとしても、吸気道１２の入口から流入した空気が弁孔２７を斜めに下降して、嵌合孔１８の底面に沿って上記燃料を伴って流れるので、嵌合孔１８の下部に燃料が溜まることを未然に防ぐことができ、したがって混合気の空燃比変動への影響を回避することができる。またこのとき、スロットルバルブ２０の弁孔２７の底面は、吸気道１２の下流に向かう上り勾配の姿勢で燃料の下流側への移行を確実に阻止する。
【００５４】
図８（Ｃ）に示すように、スロットルバルブ２０を全開位置まで回転すると、その弁孔２７は吸気道１２と合致して、吸気道１２には何も存在させずに連続した吸気道１２を形成するので、吸気道１２の吸気抵抗を大幅に減少させて、エンジンＥの高出力性能の向上を図ることができる。
【００５５】
また、スロットルボディ１１より下流側に燃料吐出孔９６が配置され、これを通して燃料噴射弁９からの噴射燃料が吸気ポート３に吐出されるので、燃料供給系が吸気抵抗となることもなく、特にスロットルバルブ２０の上記全閉時に有利であり、また燃料がスロットルボディ１１内を通過するようなこともないから、燃料の管壁への付着を最小限に抑えて、空燃比の変動を防ぐことができる。
【００５６】
その間、過給ポンプ３６から吐出される空気は、補助吸気道３４を経てエンジンＥに供給され、その充填効率を高めて、更なる出力の向上に寄与する。ところで、上記補助吸気道３４は、これが弁孔２７に開口するようスロットルボディ１１及びスロットルバルブ２０にわたり設けられるので、スロットルボディ１１への補助吸気道３４の形成が少なくて済み、即ち直状通路３３の形成のみとなり、補助吸気道３４付きスロットルボディ１１の成形を容易に行うことができる。
【００５７】
次にエンジンＥの出力を下げるべく、操作ワイヤ３０に対する牽引力を解除すると、スロットルバルブ２０は戻しばね３７の反発力をもって全閉位置まで戻り、エンジンＥは再びアイドル状態となる。
【００５８】
また、スロットルボディ１１及びスロットルバルブ２０は共に合成樹脂製であるので、それらの回転嵌合面の摩擦係数は比較的低く、表面硬度も比較的低いことから、スロットルボディ１１及びスロットルバルブ２０の回転面が早期に馴染み易く、したがって、スロットルバルブ２０の開閉を軽快に行うことができると共に、回転面からの空気のリーク量を早期に安定させることができる。
【００５９】
しかも、スロットルバルブ２０がロータリ型であることから、スロットルボディ１１及びスロットルバルブ２０相互の接触面が極めて広く、良好な放熱及び受熱性を得ることができ、またそれらの接触面が広いことにより、スロットルバルブ２０の全閉位置での閉鎖性が良好となり、エンジンＥのアイドリングの安定化に寄与し得る。
【００６０】
図９は、本発明の吸気量制御装置１０におけるスロットルバルブ開度と吸気量との関係を示す特性線図であり、吸気道１２及び弁孔２７の断面形状を円、むすび形、逆むすび形等、種々選択することにより、その特性を変え得ることを示す。
【００６１】
このようなエンジンＥの運転中、スロットルバルブ２０に回転子４０ｒを直接連結したスロットルセンサＳｔｈでは、スロットルバルブ２０の開度を正確に検知することができる。そして、電子制御ユニット４６における燃料噴射量制御用素子８１、燃料噴射時期制御用素子８２及び点火時期制御用素子８３は、スロットルセンサＳｔｈ、ブースト負圧センサＳｐｂ、吸気温センサＳｔ、エンジン回転数センサＳｎｅ及びクランク位置センサＳｃ等が出力する電気信号を受けて、そのときのエンジンの運転状態を判別し、燃料噴射量制御用素子８１及び燃料噴射時期制御用素子８２は、燃料噴射弁９の燃料噴射量及び噴射時期を決定して、そのように該弁９を作動し、点火時期制御用素子８３は点火時期を決定して、そのように図示しない点火装置を作動する。
【００６２】
ところで、スロットルセンサＳｔｈやブースト負圧センサＳｐｂを備えるセンサ基板４４と、燃料噴射量制御用素子８１、燃料噴射時期制御用素子８２及び点火時期制御用素子８３を備える素子基板４５とは単一のユニットハウジング４６に収められて電子制御ユニットＵを構成し、そしてスロットルボディ１１の制御ユニット取付け部４３に取付けられるので、各種センサＳｔｈ、Ｓｐｂ及び各種制御用素子８１〜８３がユニット化され、これらをスロットルボディ１１にコンパクトに設置することができ、したがって、スロットルボディ１１の他には電子制御ユニットのための設置スペースを用意する必要がなくなり、スペース効率が向上して制御系のコンパクト化、延いては吸気装置のコンパクト化を図ることができ、またスロットルセンサＳｔｈ及び各種制御用素子８１〜８３間の配線の簡素化のみならず、各種制御用素子８１〜８３の作動に必要な電源コードやエンジン回転数センサＳｎｅからの信号線の配線統合をも図ることができる。こうして配線が簡略されることは、電磁波等の影響を少なくする上で有利となる。
【００６３】
しかも、スロットルバルブ２０に回転子４０ｒは、スロットルセンサＳｔｈに直接連結されているから、スロットルバルブ２０の開度を正確に検知することができる。
【００６４】
またセンサ基板４４の広い背面に、各種制御用素子８１〜８３が素子基板４５を介して配設されるので、各種制御用素子８１〜８３をスロットルセンサＳｔｈ及びブースト負圧センサＳｐｂに干渉されることなく自由に配設することが可能であり、そのレイアウトの自由度が大きい。
【００６５】
また特に、またセンサ基板４４及び素子基板４５は、互いに分離可能に積層状態に結合されるので、コンパクトである上、機種に応じてこれらセンサ基板４４及び素子基板４５上に取付ける各種センサ及び素子の仕様を変更して、種々の特性の電子制御ユニットＵを廉価に提供することができる。
【００６６】
さらにスロットルバルブ２０はロータリ型であり、このスロットルバルブ２０とスロットルボディ１１とは合成樹脂製であるから、それ自体が絶縁性があり、したがって、これに特別な絶縁部材を介在させることなく電子制御ユニットＵを取付けることができ、取付け構造の簡素化を図ることができる。
【００６７】
図１０に示す本発明の第２実施例は、ロータリ型スロットルバルブ２０の弁孔２７を、その一側が全開時上方に開放する切欠き状に形成した点を除けば、前実施例と同様構成であり、図中、前実施例との対応部分には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。
【００６８】
図１１に示す本発明の第３実施例は、ロータリ型スロットルバルブ２０を、その下面がスロットルボディ１１の吸気道１２底面に一致するように配置すると共に、弁孔２７を、その一側が全開時下方に開放する切欠き状に形成した点を除けば、前実施例と同様構成であり、図中、前実施例との対応部分には、同一の参照符号を付して、その説明を省略する。この第３実施例によれば、吸気道１２の底面には、スロットルバルブ２０の嵌合する嵌合孔１８による凹部が形成されず、燃料の溜まりを防ぐことができる。
【００６９】
本発明は上記各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。
【００７０】
【発明の効果】
以上のように本発明の第１の特徴によれば、スロットルセンサ及び燃料噴射制御用素子をユニット化して単一のユニットハウジング内に収容し、スロットルボディにコンパクトに取付けることができ、スロットルボディの他には電子制御ユニットのための設置スペースを用意する必要がなくなり、吸気装置のコンパクト化に大いに寄与し、その上、スロットルセンサ及び燃料噴射制御素子間の配線の簡素化を図ることができる。
【００７１】
またスロットルセンサの固定子を電子制御ユニットのセンサ基板に設け、そのセンサ基板のスロットルセンサと反対側の背面に、燃料噴射制御用素子が配置される素子基板をセンサ基板と重ねて配設したので、センサ基板の広い背面側に、燃料噴射制御用素子を有する素子基板をセンサ基板と重ねて自由に配設することが可能であり、そのレイアウトを所望通りに行うことができる。
【００７２】
さらに本発明の第２の特徴によれば、前記スロットルバルブはロータリ型であり、このスロットルバルブと前記スロットルボディとを合成樹脂製としたので、スロットルボディに特別な絶縁部材を介在させることなく電子制御ユニットを取付けることができ、取付け構造の簡素化を図ることができる。また、スロットルボディ及びスロットルバルブは共に合成樹脂製であるので、それらの回転嵌合面の摩擦係数は比較的低く、表面硬度も比較的低いことから、スロットルボディ及びスロットルバルブの回転面が早期に馴染み易く、したがって、スロットルバルブの開閉を軽快に行うことができると共に、回転面からの空気のリーク量を早期に安定させることができる。しかも、スロットルバルブがロータリ型であることから、スロットルボディ及びスロットルバルブ相互の接触面が極めて広く、良好な放熱及び受熱性を得ることができ、またそれらの接触面が広いことにより、スロットルバルブの全閉位置での閉鎖性が良好となり、エンジンのアイドリングの安定化に寄与し得る。
【００７３】
さらにまた本発明の第３の特徴によれば、前記電子制御ユニットに、エンジンの点火時期を制御する点火時期制御用素子をも組み入れ、この点火時期制御用素子を、前記スロットルバルブの軸線に直交する平面上で前記燃料噴射制御用素子と並ぶように前記ユニットハウジング内に配置したので、スロットルセンサ及び燃料噴射制御用素子のみならず点火制御用素子をもユニット化して単一のユニットハウジング内に収容し、スロットルボディにコンパクトに取付けることができ、エンジン制御系の簡素化を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施例に係る吸気量制御装置を備えたエンジンの縦断側面図。
【図２】上記吸気量制御装置の側面図。
【図３】図２の３−３線断面図。
【図４】図３に対応した分解図。
【図５】図３の５−５線断面図。
【図６】図３の６−６線断面図。
【図７】図３の７−７線断面図。
【図８】スロットルバルブの作用説明図。
【図９】本発明の吸気量制御装置特性線図。
【図１０】本発明の第２実施例を示す、図８に対応する断面図。
【図１１】本発明の第３実施例を示す、図８に対応する断面図。
【符号の説明】
Ｅ・・・・エンジン
Ｓｔｈ・・スロットルセンサ
Ｕ・・・・電子制御ユニット
Ｘ・・・・吸気道の軸線
３・・・・吸気ポート
９・・・・燃料噴射弁
１１・・・スロットルボディ
１２・・・吸気道
２０・・・スロットルバルブ
４０ｒ・・スロットルセンサの回転子
４３・・・制御ユニット取付け部
４５ｓ・・スロットルセンサの固定子
４４・・・センサ基板
４５・・・素子基板
４６・・・ユニットハウジング
８１・・・燃料噴射制御用素子（燃料噴射量制御用素子）
８２・・・燃料噴射制御用素子（燃料噴射時期制御用素子）
８３・・・点火時期制御用素子

Claims

エンジン（Ｅ）の吸気ポート（３）に連なる吸気道（１２）を有するスロットルボディ（１１）と、その吸気道（１２）でエンジンの吸気量を制御する回転可能なスロットルバルブ（２０）と、エンジン（Ｅ）に供給する燃料を噴射する燃料噴射弁（９）と、前記スロットルバルブ（２０）の軸線方向一端に配置されて該スロットルバルブ（２０）の開度を検知するスロットルセンサ（Ｓｔｈ）と、前記スロットルバルブ（２０）の軸線方向で前記スロットルセンサ（Ｓｔｈ）より外方側に設けられて、少なくともこのスロットルセンサ（Ｓｔｈ）の出力信号に基づいて前記燃料噴射弁（９）の燃料噴射量を制御する燃料噴射制御用素子（８１，８２）とを備え、
前記スロットルセンサ（Ｓｔｈ）が、前記スロットルバルブ（２０）の開度に連動して回転する回転子（４０ｒ）と、この回転子（４０ｒ）と対向して該回転子（４０ｒ）の回転角度を電気信号に変換する固定子（４０ｓ）とから構成されてなる、エンジンの吸気装置であって、
前記スロットルボディ（１１）には、盆状の制御ユニット取付け部（４３）が一体成形されていて、この制御ユニット取付け部（４３）に一個の電子制御ユニット（Ｕ）が取付けられ、
その電子制御ユニット（Ｕ）は、前記制御ユニット取付け部（４３）の底面に前記回転子（４０ｒ）を挟んで対面するよう配置されるセンサ基板（４４）と、このセンサ基板（４４）の平坦な背面に一方面が重なるよう配置される素子基板（４５）と、その両基板（４４，４５）を収容すると共に前記制御ユニット取付け部（４３）の開口端に嵌着される合成樹脂製のユニットハウジング（４６）とから構成されていて、前記センサ基板（４４）の、前記底面との対向面に前記固定子（４０ｓ）が設けられ、
前記素子基板（４５）は、これの前記一方面が平坦に形成され且つその他方面に前記燃料噴射制御用素子（８１，８２）が配置されていて、前記ユニットハウジング（４６）に、該ハウジング（４６）で前記燃料噴射制御用素子（８１，８２）を覆うようにモールド結合されることを特徴とする、エンジンの吸気装置。
請求項１に記載のエンジンの吸気装置において、
前記スロットルバルブ（２０）はロータリ型であり、このスロットルバルブ（２０）と前記スロットルボディ（１１）とを合成樹脂製としたことを特徴とする、エンジンの吸気装置。
請求項１又は２に記載のエンジンの吸気装置において、
前記電子制御ユニット（Ｕ）に、エンジン（Ｅ）の点火時期を制御する点火時期制御用素子（８３）をも組み入れ、この点火時期制御用素子（８３）を、前記スロットルバルブ（２０）の軸線に直交する平面上で前記燃料噴射制御用素子（８１，８２）と並ぶように前記ユニットハウジング（４６）内に配置したことを特徴とする、エンジンの吸気装置。