JP4414322B2 - 燃料噴射装置における吸気制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、燃料タンク内の燃料が燃料ポンプによって昇圧され、この昇圧された燃料が燃料噴射弁を介して機関へ噴射供給される燃料噴射装置に関し、そのうち特に機関のアイドリング運転時、あるいはオフアイドリング運転時において、機関に向けて供給されるアイドル空気量を制御する吸気制御装置に関する。
従来の燃料噴射装置における吸気制御装置は図4及び図5に示される。
により説明すると、50は内部を吸気通路51が貫通して穿設されたスロットルボデーであり、吸気通路51を横断する絞り弁軸52はスロットルボデー50に回転自在に支持され、絞り弁軸52に取着されたバタフライ型の絞り弁53によって吸気通路51は開閉される。
スロットルボデー50の側壁50aには、上方に向かってハウジング収納凹部54が開口するとともにハウジング収納凹部54の底部から下方に向かって弁体ガイド孔55が連設されて穿設される。
そして、前記弁体ガイド孔55の側壁55aには、絞り弁53より上流側の吸気通路51aに連なる補助空気流入孔56が開口して連設され、弁体ガイド孔55の底部55bには、絞り弁53より下流側の吸気通路51bに連なる補助空気流出孔57が開口する。
前記絞り弁より上流側の吸気通路51aは図示せぬエヤクリーナに接続され、絞り弁53より下流側の吸気通路51bは図示せぬ機関へ吸気管を介して接続される。
前記弁体ガイド孔内には制御弁体58が移動自在に配置されるもので、この制御弁体58はワックス型アクチュエータWによって制御される。
ワックス型アクチュエータWは以下によって構成される。
61は、その内方にPTCヒータ62と、内部に熱膨縮材料が封入されたワックスエレメント63とを収納するワックスケースであり、PTCヒータ62の電極はワックスケース61と一体形成されるダイレクトカプラ部61a内のコネクタ64a,64bと接続され、さらにこのコネクタ64a,64bにはリード線L1,L2が接続される。
そして、このワックスケース61の下方に延びる筒部61bの外周に形成したオネジがハウジング65の上方筒部65aの内周に形成したメネジに螺着されるもので、これによってワックスケース61の下方にハウジング65が一体的に配置された。
66はワックスケース61、ハウジング65の内方に移動自在に配置される有底カップ状をなす作動体であり、この作動体66の内底部66aはスプリング67のバネ力によってワックスエレメント63の出力軸63aの先端に当接するよう付勢される。
すなわち、スプリング67の一端は、ハウジング60の内方に形成される係止段部65b上に係止され、他端は作動体66の上方鍔部66bに係止される。
そして、作動体66の内底部66aから下方にのびる軸部66cの先端に制御弁体Vの上端がスプリング68を介して係止される。
以上の如く、ワックスケース61とハウジング65とが一体的に取着され、その内方には図4において上方から下方に向けて、PTCヒータ62、ワックスエレメント63、作動体66、制御弁体Vが配置され、前記制御弁体が係止された作動体66がスプリング67のバネ力によってワックスエレメント63の出力杆63aに弾性的当接配置され、以上によってワックス型アクチュエータWが形成される。
そして、かかるワックス型アクチュエータWのハウジング65の下方円筒部がスロットルボデー50のハウジング収納凹部54内に挿入配置されるとともに制御弁体Vが弁体ガイド孔55内に挿入配置される。
そして、かかる状態において、ハウジング65が固定部材69によってスロットルボデー50に固定配置される。
には、弁体ガイド孔内の制御弁体Vをワックス型アクチュエータWに代えてモータアクチュエータMにて制御する吸気制御装置が示される。
尚、スロットルボデーは図と同一のものが使用されるので同一符号を用いて説明を省略する。
Maは、ステップモータ(以下単にモータという)であり、その周囲は合成樹脂材料よりなるモータケース70aで囲繞され、モータケース70aの下端から下方に向けて円筒状の挿入筒部70bが連設され、このモータケース70aと挿入筒部70bとによってハウジング70が形成される。
71はハウジング70の挿入筒部70b内に固定配置されるリング状のカラーであり、モータMaの出力軸Mbは前記カラー内に突出して配置される。
72はカラー71の内方にあってモータMaの出力軸Mbの外周に形成されるオネジに螺着されるメネジを有するスライダーであり、スライダー72はその上方鍔部72aがカラー71の図示せぬ溝に係合配置され、スライダー72の回転が抑止される。(尚、スライダー72の出力軸Mbの長手方向に沿う移動は何等規制されない。)
Vは、スライダー72の外周とカラー71の内周との間に配置される制御弁体であり、制御弁体Vの上端はスライダー72の上方鍔部72aの下端に臨んで配置され、制御弁体Vの下端はスライダー72の下端に係止された係止鍔部72bに臨んで配置され、更に制御弁体Vの内方には、上端がスライダー72の上方鍔部72aに係止され、下端が制御弁体Vの係止段部Va上に係止されるスプリング73が縮設配置され、これによって制御弁体Vの下端は常にスライダー72の係止鍔部72bに当接して配置される。
そして、上記によって形成された制御弁体Vを備えるモータアクチュエータMの挿入筒部70bがスロットルボデー50のハウジング収納凹部54内に挿入配置されるとともに制御弁体Vが弁体ガイド孔55内に挿入され、かかる状態においてハウジング70が固定部材69によってスロットルボデー50に固定される。
そして、図に示されるワックス型アクチュエータWによって操作される制御弁体Vによると、機関の低温始動時において、ワックスエレメント63内の熱膨縮材料は収縮しており、出力軸63aの突出量が小であることから制御弁体Vは上方位置にあって補助空気流入孔56を大きく開口し、この開口に応じた空気を補助空気流出孔57を介して機関へ供給し、機関の始動が行なわれる。
一方、機関の始動と同期してPTCヒータ62には図示せぬECU又はバッテリーより電流が供給されるもので、これによるとPTCヒータ62が発熱してワックスエレメント63を加熱する。
このワックスエレメント63が加熱されることによると、内部の熱膨縮材料が膨張して出力軸63aの突出量を徐々に増加させるもので、制御弁体Vは出力軸63aの突出量増加と同期して補助空気流入孔56の開口を徐々にせばめ、機関温度上昇に応じて補助空気流出孔57から下流側の吸気路51b内へ供給される空気量を減少でき、もって機関の暖気運転から通常のアイドリング運転へと移行できる。
又、図に示されるモータアクチュエータMによって操作される制御弁体Vによると、機関又は雰囲気温度の低い状態における始動時について説明する。
機関の始動操作が行なわれると、それと同期してECUから低温度状態に応じた電気信号がモータMaへ出力されるもので、モータMaは前記信号に基き一方向へ一定範囲回転する。
この出力軸の一方向への回転によると、スライダー72は上方向へ大きく引き上げられるもので、制御弁体Vもまたスライダー72と同期的に弁体ガイド孔55内を大きく上方向へ引き上げられ、補助空気流入孔56を大きく開放される。
以上によると、補助空気流出孔57より多量の始動用空気を機関に向けて供給することができ、かかる低温度状態における機関の始動を良好に行なうことができる。
次に前記始動が成され、機関の暖機運転が行なわれると、機関の温度は徐々に上昇するものでECUは温度上昇に応じた電気信号をモータMaに向けて出力する。
出力軸Mbにあっては、前記電気信号に基き、前記一方向とは反対方向の他方向へ回転するものであり、これによるとスライダー72は図において下方向へ移動するとともに制御弁体Vもまたスライダー72と同期して弁体ガイド孔55内を下方向に移動し、温度の上昇に応じて補助空気流入孔56の開口を徐々に減少させる。
従って、機関の暖気運転の経過に同期させて機関へ供給する空気量を徐々に減少することができ、無用に機関の回転が上昇することなく、良好な機関の暖気運転を行なうことができる。
かかる従来の吸気制御装置によると、機関の始動操作時を含む絞り弁53の低開度時において、絞り弁53より下流側の吸気通路51b内に生起する負圧が補助空気流出孔57を介して弁体ガイド孔55内に作用するもので、制御弁体Vに対して、弁体ガイド孔55の面積に相当する負圧が加わり制御弁体Vを下方向へ引下げる力Fが作用する。
ここで制御弁体Vを、ワックス型アクチュエータWを用いて操作するオートバイスタータ使用時にあっては、熱膨縮材料がワックスエレメント63内に密閉されて配置され、大きな押圧力を生起することができるので、前記引下げ力Fに打勝つ大きな引上げ力をスプリング67のバネ力として設定することができる。
従って、ワックス型アクチュエータWが大型化することを抑止できる。
一方、制御弁体Vを、モータアクチュエータMを用いて操作するアイドルスピードコントロール使用時にあっては、前記引下げ力Fに打勝つ大きな引上げ力をモータMaによって発生させる必要があり、これによると、モータMaが大型化し、スロットルボデー全体が大きくなるとともにモータMaの消費電力が大となり、更にモータMaの製造コストが上昇する。
本発明になる吸気制御装置は、前記不具合に鑑み成されたもので、ワックス型アクチュエータを用いるオートバイスタータ使用時及びモータアクチュエータを用いるアイドルスピードコントロール使用時において、同一のスロットルボデー素材を用い、単にアクチュエータを交換するのみで両方の使用を満足しうる前記装置を提供することにあり、そのうち特にモータアクチュエータを使用した際において、モータの大型化が抑止され更にモータの消費電力を下げることにある。
本発明になる燃料噴射装置における吸気制御装置は前記目的達成の為に、内部を吸気通路が貫通して穿設されるとともに吸気通路を横断して絞り弁が取着される絞り弁軸が回転自在に支持されるスロットルボデーの側壁に、
上方に向かって開口するハウジング収納凹部と、ハウジング収納凹部の底部から下方に向かう弁体ガイド孔とが連設されるとともに弁体ガイド孔の側壁に、絞り弁より上流側の吸気通路に連なる補助空気流入孔が穿設され、
一方、絞り弁軸より上方の、スロットルボデーの側壁には、
一端が絞り弁より下流側の吸気通路に連なり、他端が弁体ガイド孔の側壁に向かう第1補助空気流出孔を穿設しうる第1補助空気ボスを設け、
又、絞り弁軸より下方の、スロットルボデーの側壁には、
一端が絞り弁より下流側の吸気通路に連なり、他端が弁体ガイド孔の底部に向かう第2補助空気流出孔を穿設しうる第2補助空気ボスを設け、
オートバイスタータ使用時に、弁体ガイド孔内に配置される制御弁体を、ハウジング収納凹部に配置されるワックス型アクチュエータにて動作するとともに第2補助空気ボスに、第2補助空気流出孔を加工形成し、
一方、アイドルスピードコントロール使用時に、弁体ガイド孔に配置される制御弁体を、ハウジング収納凹部に配置されるモータアクチュエータにて動作するとともに第1補助空気ボスに、第1補助空気流出孔を加工形成したことを特徴とする。
オートバイスタータを使用する際、第2補助空気ボスに第2補助空気流出孔を穿設し、弁体ガイド孔の底部を第2補助空気流出孔を介して絞り弁より機関側の吸気通路に連通する。
そして、ワックス型アクチュエータのハウジングがハウジング収納凹部内に挿入されてスロットルボデーに固定され、制御弁体は弁体ガイド孔内に移動自在に挿入配置される。
制御弁体はワックス型アクチュエータによって操作されるもので、制御弁体が弁体ガイド孔の側壁に開口する補助空気流入孔の開口を制御し、制御弁体によって制御された補助空気が弁体ガイド孔の底部から第2補助空気流出孔を介して絞り弁より下流側の吸気通路に供給される。
以上によると、第2補助空気流出孔は弁体ガイド孔の底部に連絡されるものであるが、このときかかる第2補助空気流出孔を絞り弁軸より下方のスロットルボデーの側壁に設けた第2補助空気ボスに穿設したので、ワックス型アクチュエータの上方への突出を最小に抑止できる。
仮に、絞り弁軸より上方のスロットルボデーの側壁に第2補助空気流出孔を穿設すると、それより更に上方に弁体ガイド孔の底部が形成されることになり、ワックス型アクチュエータの上方突出を抑止できない。
一方、アイドルコントロールを使用する際、第1補助空気ボスに第1補助空気流出孔を穿設し、弁体ガイド孔の側壁を、第1補助空気流出孔を介して絞り弁より下流側の吸気通路へ連通する。
そして、モータアクチュエータのハウジングがハウジング収納凹部内に挿入されてスロットルボデーに固定され、制御弁体は弁体ガイド孔内に移動自在に挿入配置される。
制御弁体はモータアクチュエータによって操作されるもので、制御弁体が弁体ガイド孔の側壁に開口する補助空気流入孔の開口を制御し、制御弁体によって制御された補助空気が弁体ガイド孔の側壁に開口する第1補助空気流出孔を介して絞り弁より下流側の吸気通路に供給される。
そして、絞り弁より下流側の吸気通路内に生起する負圧は、弁体ガイド孔の側壁に開口する第1補助空気流出孔より制御弁体の側部に作用するもので、制御弁体の上下の操作方向に対して直交する側方の吸引力が作用する。
以上によると、かかる側方の吸引力は制御弁体の操作方向に対して分力として作用するもので、従来の制御弁体に対して作用する下方向への吸引力Fを大きく低下できることになる。
従ってモータアクチュエータのモータの回転力を増加させる為にモータを大型化する必要がなく、且つこれによってモータの消費電力を増加させる必要がない。
そして、本発明になるスロットルボデーにあっては、予めスロットルボデーの素材状態において、絞り弁軸の下方のスロットルボデーの側壁に、第2補助空気流出孔を穿設しうる第2補助空気ボスを設けるとともに絞り弁軸の上方のスロットルボデーの側壁に、第1補助空気流出孔を穿設しうる第1補助空気ボスを設けたので、制御弁体を操作する為に選択的にワックス型アクチュエータを用いる際及びモータアクチュエータを用いる際において同一のスロットルボデー素材を使用できる。
これは単一のスロットルボデー金型が用意されればよいもので、金型の製造コストを大きく低減できたもので、これによってスロットルボデーを安価に提供できたものである。
以下本発明になる燃料噴射装置における吸気制御装置の一実施例について図1〜図3により説明する。
先ず、図3によりスロットルボデー1の素材状態について説明する。
2は、スロットルボデー1を貫通する吸気通路であり、後述する絞り弁軸3(一点鎖線で示される)は吸気通路2を横断してスロットルボデー1に回転自在に支承される。
吸気通路2は絞り弁軸3に取着された後述するバタフライ型の絞り弁4(一点鎖線で示される)によって開閉制御されるもので、吸気通路2は前記絞り弁によって、絞り弁4より下流側の吸気通路2aと、絞り弁4より上流側の吸気通路2bとに区分され、絞り弁4より下流側の吸気通路2aは図示せぬ吸気管を介して機関に接続され、絞り弁4より上流側の吸気通路2bは図示せぬエアクリーナに接続される。
スロットルボデー1の側壁1a(この側壁1aは、絞り弁軸3が突出する側の側壁をさす)には、上方に向かってハウジング収納凹部5が開口するとともにハウジング収納凹部5の底部5aから下方に向かって弁体ガイド孔6が連設される。これらハウジング収納凹部5、弁体ガイド孔6は上下方向に同芯に形成されるとともにガイドボス7に穿設される。
又、絞り弁軸3より上方のスロットルボデー1の側壁1a1には、一端が絞り弁4より下流側の吸気通路2aに開口し、他端が弁体ガイド6の側壁6aに開口する。後述する第1補助空気流出孔8(一点鎖線で示される)を穿設しうる第1補助空気ボス9がガイドボス7に向けて形成される。
又、絞り弁軸3より下方のスロットルボデー1の側壁1a2には、一端が絞り弁4より下流側の吸気通路2aに開口し、他端が弁体ガイド孔6の底部6bに開口する。後述する第2補助空気流出孔10(一点鎖線で示される)を穿設しうる第2補助空気ボス11がガイドボス7に向けて形成される。
以上によって形成されるスロットルボデー1は、第1補助空気流出孔8、第2補助空気流出孔10が未加工状態におけるスロットルボデー1の素材状態である。
この素材状態のスロットルボデー1は、オートバイスタータ使用時には、図2に示すように加工形成される。即ち、12は補助空気流入孔であり、一端が絞り弁より上流側の吸気通路2bに開口し、他端が弁体ガイド孔6の側壁6aに開口して穿設される。
10は第2補助空気ボス11に穿設される第2補助空気流出孔であり、一端が弁体ガイド孔6の底部6bに開口し、他端が絞り弁より下流側の吸気通路2aに開口して穿設される。(尚、第1補助空気流出孔8は加工されない)
そして、かかるスロットルボデー1に対し、吸気通路2を横断する絞り弁軸3が回転自在に配置され、この絞り弁軸3に吸気通路2を開閉する絞り弁4が取着される。
そして、ハウジング収納凹部5に向けてワックス型アクチュエータWのハウジング65の下方筒部が挿入配置され、制御弁体Vが弁体ガイド孔6内に移動自在に挿入配置され、かかる状態においてハウジング65が固定部材69によってスロットルボデー1に固定され、もってワックス型アクチュエータWがスロットルボデー1に固定されるとともに制御弁体Vが弁体ガイド孔6内に移動自在に配置される。
以上によると、ワックス型アクチュエータWのワックスエレメント63内の熱膨縮材料が膨張、収縮することにより出力杆63aの突出寸法が変化し、これと同期して制御弁体Vが補助空気流入孔12の弁体ガイド孔6内への開口面積を制御するもので、前記開口面積に応じた補助空気が第2補助空気流出孔10を介して絞り弁4より下流側の吸気通路2aに供給される。
尚、図2中、図4と同一構成部分については同一符号を使用し説明を省略する。
また、前記素材状態のスロットルボデー1は、アイドルスピードコントロール使用時には、図1に示すように加工形成される。即ち、12は補助空気流入孔であり、一端が絞り弁より上流側の吸気通路2bに開口し、他端が弁体ガイド孔6の側壁6aに開口して穿設される。
8は第1補助空気ボス9に穿設される第1補助空気流出孔であり、一端が弁体ガイド孔6の側壁6aに開口し、他端が絞り弁より下流側の吸気通路2aに開口して穿設される。
(尚、第2補助空気流出孔10は加工されない)
そして、かかるスロットルボデー1に対し、吸気通路2を横断する絞り弁軸3が回転自在に配置され、この絞り弁軸3に吸気通路2を開閉する絞り弁4が取着される。
そして、ハウジング収納凹部5に向けてモータアクチュエータMのハウジング70の挿入筒部70bが挿入配置され、制御弁体Vが弁体ガイド孔6内に移動自在に挿入配置され、かかる状態においてハウジング70が固定部材69によってスロットルボデー1に固定され、もってモータアクチュエータMがスロットルボデー1に固定されるとともに制御弁体Vが弁体ガイド孔6内に移動自在に配置される。
以上によると、モータアクチュエータMの一方向又は他方向への回転によりスライダー72が上下方向に移動し、これと同期して制御弁体Vが補助空気流入孔12の弁体ガイド孔6内への開口面積を制御するもので、前記開口面積に応じた補助空気が第1補助空気流出孔8を介して絞り弁4より下流側の吸気通路2aに供給される。尚、図1中、図5と同一構成部分については同一符号を使用し説明を省略する。
上述の如く、制御弁体Vによって補助空気流入孔12の弁体ガイド孔6内への開口が制御されるアイドルスピードコントロール使用時において、絞り弁4より下流側の吸気通路2a内に生起する負圧は、第1補助空気流出孔8を介して制御弁体Vの側部に作用するもので、これによると制御弁体Vの上下方向の操作に対して直交する側方の吸引力が作用する。
以上によれば、制御弁体Vに作用する第1補助空気流出孔8からの吸引力は、制御弁体Vの操作方向に対して分力として作用するもので、制御弁体Vに対する下方向の吸引力を大きく低減でき、もってモータアクチュエータMを構成するモータMaを大型化する必要がなく、且つモータMの消費電力を増加させる必要がない。
又、モータアクチュエータMを用いて制御弁体Vを制御するアイドルスピードコントロール使用時及びワックス型アクチュエータWを用いて制御弁体Vを制御するオートバイスタータ使用時において、スロットルボデー1の素材を共通とし、第1補助空気流出孔8及び第2補助空気流出孔10の加工を何れかに選択することによって可能となったので、スロットルボデーの金型は単一でよく、スロットルボデーの素材を共通にできて製造コストの低減を達成できる。
又、第2補助空気流出孔10を絞り弁軸3より下方のスロットルボデー1の側壁1aに形成したことによると、弁体ガイド孔6を下方に配置することができ、これによってワックス型アクチュエータWの上方突寸を小さく制御でき、もってスロットルボデー1の全高を低く形成するのに効果的である。
本発明の吸気制御装置に用いられるスロットルボデーの素材状態が示される要部縦断面図。 本発明になる吸気制御装置で、オートバイスタータ使用時における要部縦断面図。 本発明になる吸気制御装置で、アイドルスピードコントロール使用時における要部縦断面図。 従来の吸気制御装置で、オートバイスタータ使用時における要部縦断面図。 従来の吸気制御装置で、アイドルスピードコントロール使用時における要部縦断面図。
1 スロットルボデー
1a スロットルボデーの側壁
1a1 絞り弁軸より上方の、スロットルボデーの側壁
1a2 絞り弁軸より下方の、スロットルボデーの側壁
2 吸気通路
2a 絞り弁より下流側の吸気通路
2b 絞り弁より上流側の吸気通路
3 絞り弁軸
4 絞り弁
5 ハウジング収納凹部
5a ハウジング収納凹部の底部
6 弁体ガイド孔
6a 弁体ガイド孔の側壁
8 第1補助空気流出孔
9 第2補助空気ボス
10 第2補助空気流出孔
11 第2補助空気ボス
12 補助空気流入孔
M モータアクチュエータ
V 制御弁体
W ワックス型アクチュエータ

Claims (1)

  1. 内部を吸気通路が貫通して穿設されるとともに吸気通路を横断して絞り弁が取着される絞り弁軸が回転自在に支持されるスロットルボデーの側壁(1a)に、
    上方に向かって開口するハウジング収納凹部と、ハウジング収納凹部の底部5aから下方に向かう弁体ガイド孔とが連設されるとともに弁体ガイド孔の側壁6aに、絞り弁より上流側の吸気通路2bに連なる補助空気流入孔12が穿設され、
    一方、絞り弁軸より上方の、スロットルボデーの側壁1a1には、
    一端が絞り弁より下流側の吸気通路2aに連なり、他端が弁体ガイド孔の側壁6aに向かう第1補助空気流出孔を穿設しうる第1補助空気ボスを設け、
    又、絞り弁軸より下方の、スロットルボデーの側壁1a2には、
    一端が絞り弁より下流側の吸気通路2aに連なり、他端が弁体ガイド孔の底部6bに向かう第2補助空気流出孔10を穿設しうる第2補助空気ボス11を設け、
    オートバイスタータ使用時に、弁体ガイド孔内に配置される制御弁体を、ハウジング収納凹部に配置されるワックス型アクチュエータにて動作するとともに第2補助空気ボス11に、第2補助空気流出孔(10)を加工形成し、
    一方、アイドルスピードコントロール使用時に、弁体ガイド孔に配置される制御弁体を、ハウジング収納凹部に配置されるモータアクチュエータにて動作するとともに第1補助空気ボスに、第1補助空気流出孔を加工形成したことを特徴とする燃料噴射装置における吸気制御装置。
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