JP4954786B2 - 電子制御手段を内蔵したスロットル装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御手段を内蔵したスロットル装置に関し、殊に、気化器仕様のエンジン燃料供給システムを使用して、電子制御による燃料噴射システムを構築するために配設される電子制御手段を内蔵したスロットル装置に関する。

汎用エンジン等、簡易な構成とコストの低廉さが要求されるようなエンジンシステムにおいては、図４に示すような構成の気化器２で燃料を吸気通路１５，１６に吸引させてエンジンに供給するのが一般的である。このような気化器仕様のエンジン燃料供給システムを、電子制御による燃料噴射システムに改造または変更する場合、スロットルボディ、インジェクタ、燃料圧力レギュレータ、燃料ギャラリ、燃料噴射制御手段としての電子制御ユニットを既存の燃料供給システムに追加し、さらに電子制御ユニットにエンジン運転状態等のデータを入力するための圧力センサや温度センサ等のセンサ類を配設する必要がある。

そのため、システムの変更において多数の部品を取り付ける手間を要するため、燃料供給システムの電子制御化を妨げる要因の一つとなっていた。また、気化器仕様のエンジンシステムにおいては、搭載機種のエンジン配置スペースに余裕の少ないものが多く、新たな部品を加えて配置するためのスペースの確保が設計上困難な場合も多い。

この問題に対し、吸入空気量を調整するスロットル装置にインジェクタ及び電子制御手段を一体化した電子制御手段を内蔵したスロットル装置（吸気装置）が、特開２００１―７３８２８号公報や特開２００１−２６３１２８号公報に提案されている。このように、スロットルボディ内にインジェクタと電子制御手段とを内蔵させて３つの主要部品を１つに纏めたことにより、電子制御による燃料噴射システムへの改造の手間を大きく軽減させている。

しかし、この３つの主要部品をコンパクトに纏めた電子制御手段を内蔵したスロットル装置を、気化器の配設位置に取付けるだけでは、電子制御手段に各種データを入力するためのセンサ類を所定の位置に配設する手間が残っている。また、このセンサ類をシステムに配設するには、その出力信号配線を電子制御手段に入力するための外部接続用コネクタをスロットルボディ外面に設けて接続することが必要となる。しかし、そのコネクタの突出方向が予め決まっていることもあって、エンジン周囲の配置スペースに余裕の少ない場合においては、システムの変更が一層困難となりやすい。

さらに、システムを変更するにあたり、エンジンに供給する燃料の圧力を調整して燃料供給管内で燃料が気化した場合でもこれを排出可能とする燃料圧力レギュレータを、新たに取り付ける手間およびそのための配設スペースも余分に必要となる。そのため、部品追加に要するスペースを最小限としながら燃料供給システムの変更を容易に実現できる手段が望まれていた。
特開２００１−７３８２８号公報 特開２００１−２６３１２８号公報

本発明は、上記のような問題点を解決しようとするものであり、気化器仕様のエンジン燃料供給システムを使用して電子制御による燃料噴射システムを構築する場合に、システム変更に伴う新たな配置スペース及び作業の手間を最小限に抑えられるようにすることを課題とする。

前記課題を解決するためになされた本発明は、エンジンの燃料噴射システムに配設され、少なくとも燃料噴射制御を実行する電子制御手段を備えた電子制御手段を内蔵したスロットル装置において、燃料通路が接続され電子制御手段に駆動制御されてスロットルボディを貫通する吸気通路内で燃料を噴射するインジェクタと、燃料噴射制御に用いる所定のデータを検出して電子制御手段に出力する少なくとも１種類のセンサとが、スロットルボディの所定位置に設けられて１つの装置を構成している、ことを特徴とする。

このように、スロットルボディに電子制御手段を内蔵したことに加え、これにインジェクタと所定のセンサを設けて１つの装置に纏めたことにより、例えば気化器仕様の燃料供給システムを電子制御による燃料噴射制御システムに改造する場合に、これを気化器と入れ替えて配設するだけでシステムを構成する主要部品の殆どが配設を完了するとともに、部品増設に要する新たな配置スペースを最小限に抑えながら新たなシステムを構築することができる。

また、その電子制御手段を内蔵したスロットル装置は、気化器仕様の燃料供給システムにの気化器を配設する吸気管路の所定箇所に、そのまま取付け可能な接続部の構成及び全体形状を備えたものとすれば、電子制御による燃料噴射システムへの変更作業が極めて容易である。

さらに、上述した電子制御手段を内蔵したスロットル装置において、スロットルボディに設けるセンサに、少なくとも温度センサまたは圧力センサの少なくとも一方を含んでいる場合には、電子制御手段にエンジン運転状態に関するデータを出力するためのセンサ類をシステムに配設する手間及び出力配線を電子制御手段に接続する手間を大きく削減することができる。

さらにまた、上述した電子制御手段を内蔵したスロットル装置において、燃料噴射圧力を所定圧力に調整するための燃料圧力レギュレータが、スロットルボディの所定位置に設けられたものとすれば、燃料圧力レギュレータを別途配設する手間を要することなく、電子制御による燃料噴射システムを一層容易に構築できる。

電子制御手段を内蔵したスロットル装置にインジェクタ及び所定のセンサを備えた本発明によると、システムを構成する複数の主要部品が１つの装置に纏められて、システム変更に伴う新たな配置スペース及び作業の手間を最小限に抑えることができる。

以下に、図面を参照しながら本発明を実施するための最良の形態を説明する。

図１乃至図３は、本発明における実施の形態である電子制御手段を内蔵したスロットル装置１を示している。電子制御手段を内蔵したスロットル装置１は、気化器仕様の汎用エンジンの燃料供給システムを使用して電子制御による燃料噴射システムを構築する場合等において、システムにおける気化器の配設位置に気化器に代わってそのまま配設することを想定したものであるが、そのスロットルボディ１０内に電子制御手段としての電子制御ユニット（ＥＣＵ）１００を備えていることに加え、インジェクタ１２０，１２０、吸気圧力を検出する圧力センサ１１０、燃料圧力レギュレータ１３０を一体的に備えて１つの装置を構成している。

図１は本実施の形態における正面図であり、電子制御手段を内蔵したスロットル装置１は図４に示す気化器２とほぼ同程度のサイズに形成され、その配設に要するスペースの形状・大きさもほぼ同様である。また、燃料供給システムにおいて吸気管側に連結させる両端面側のボルト孔や吸気通路１５，１６の開口端の位置及び形状が共通している。従って、気化器２を取り付ける位置に本実施の形態の電子制御手段を内蔵したスロットル装置１をそのまま容易に取り付けられるようになっている。

図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図であり、電子制御手段を内蔵したスロットル装置１は、その下部、即ち図４に示した気化器２のフロート室２２に相当する部分に、これとほぼ同体積のＥＣＵ室１４を備えており、その内部に電子制御ユニット１００を収装している。また、その側方には電子制御ユニット１００と外部との入力・出力配線を接続するためのコネクタ１４０，１５０が配設されている。尚、この電子制御ユニット１００は電子基板からなり、一般的な燃料噴射制御プログラムに加え他の車両制御用のプログラムを記憶手段に有してこれを実行する機能を有したものであっても良い。

スロットルボディ１０の外面に接続部を露出するコネクタ１４０，１５０は、電子制御ユニット１００やセンサ類への電力の供給、エンジン回転速度等、この位置では検出できないエンジン運転状態のデータを検出したセンサ類からの出力信号の入力、或いは、このスロットルボディ１０とは異なる位置に配設したアクチュエータや表示手段等に電子制御ユニット１００の出力信号を送信する出力配線を接続するものである。

本実施の形態において、このように比較的大きなスペースを要するＥＣＵ室１４及び外部接続用のコネクタ１４０，１５０を、気化器２のフロート室の位置に相当する部分にこれとほぼ同程度のスペースを占める状態で配置したことにより、燃料噴射制御システム構築に要する部品を増設するための新たな配置スペースを要さないものとなり、エンジン周囲の配置スペースに余裕がない場合でも、新たなスペースを確保する必要なしに容易に新たなシステムを構築することができる。

そして、電子制御手段を内蔵したスロットル装置１は、吸入空気量調整のためのスロットルバルブを備えたスロットルボディ１０に、電子制御手段としての電子制御ユニット１００を内蔵したことに加え、スロットルボディ１０の壁体を通る燃料通路１７が接続されているとともに吸気通路１５，１６に噴射口側を露出してインジェクタ１２０，１２０が設けられ、且つ、エンジン運転状態を示す所定のデータを検出して電子制御ユニット１００に出力する、圧力センサ１１０等のセンサ類をスロットルボディ１０に備えている。

本実施の形態においては、圧力センサ１１０の他に吸入空気の温度を検出する図示しない圧力センサを備えて電子制御ユニット１００の燃料噴射制御に検出データを使用するようになっている。尚、このスロットル装置の位置で検出できる他のエンジン運転状態に関連するデータとしては、スロットル開度、燃料圧力、燃料温度等が挙げられ、これらを検出するセンサ類を必要に応じてスロットルボディ１０に設けても良い。

また、前記スロットルボディ１０の上面側には、燃料噴射圧力を所定圧力に調整するための燃料圧力レギュレータ１３０が、その作用部位を燃料通路１７側に接続して設けられている。これにより、燃料圧力の低圧化を可能とするとともに、気化器仕様の燃料供給システムで使用するプランジャ往復タイプの燃料ポンプをそのまま使用してシステムを構築できるものとなる。尚、スロットルボディ１０の内部を通る燃料通路１７は、図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図である図３に示すような配置が想定されるが、そのインジェクタ１２０に遠くない位置に燃料圧力レギュレータ１３０を接続すればよい。

さらに、前述したようにスロットルボディ１０の所定位置に吸気通路１５，１６側に検出部を接続して吸入空気の温度を検出する吸気温センサが配置されており、検出した吸気温データを電子制御ユニット１００に出力してこれを燃料噴射制御に使用している（図示せず）。

電子制御手段を内蔵したスロットル装置１をこのような構成としたことにより、気化器仕様のエンジン燃料供給システムを利用して電子制御による燃料噴射制御システムを構築または改造する場合等において、気化器２の配設位置にこの電子制御手段を内蔵したスロットル装置１を取り付けるだけで、システムの主要部品となるスロットル装置、インジェクタ、電子制御装置、エンジン運転状態を検出するための各種センサ類、燃料圧力レギュレータが同時に取り付けられる。そのため、これだけでシステムがほぼ完成することからシステム変更に要する手間を最小限に抑えることが可能となる。

尚、上述の説明において、気化器仕様のエンジン燃料供給システムを使用して電子制御による燃料噴射システムを構築する場合を説明したが、システム設計の段階から燃料噴射システムとして製作してもよいことは言うまでもない。この場合においても、システムを構成する主要部品が１つの装置に纏められることにより、システム構築における作業の手間が削減されるとともに、部品増設に伴ない新たに要する配置スペースが最小限に抑えられるため、設計の自由度が高いものとなる。

以上、述べたように、気化器仕様のエンジン燃料供給システムを使用して電子制御による燃料噴射システムを構築する場合に、本発明により部品増設のための配置スペース及び作業の手間を最小限に抑えることができ、システムの変更を容易に行えるようになった。

本発明の実施の形態を示す正面図。 図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図。 図２のＹ−Ｙ線に沿う断面図。 気化器仕様の燃料供給システムに配置される気化器の正面図。

符号の説明

１ スロットル装置、１０ スロットルボディ、１４ ＥＣＵ室、１５，１６ 吸気通路、１７ 燃料通路、１００ 電子制御ユニット、１１０ 圧力センサ、１２０ インジェクタ、１３０ 燃料圧力レギュレータ、１４０，１５０ コネクタ

Claims (2)

1. エンジンの燃料噴射システムに配設されるとともに少なくとも燃料噴射制御を実行するための気化器仕様の燃料供給システムにおいて気化器を配設する吸気管路の所定箇所に、内部に電子制御手段を収装するとともに側方には外部との入力・出力配線を接続するため外部接続用のコネクタを配設したＥＣＵ室と前記電子制御手段に駆動制御される燃料通路からの燃料を噴射するインジェクタと、燃料噴射制御に用いる所定のデータを検出して前記電子制御手段に出力する少なくとも温度センサまたは圧力センサの一方のセンサと、燃料噴射圧力を所定圧力に調整するための燃料圧力レギュレータがそのまま取付け可能な接続部の構成及び全体形状を備えて１つの装置を形成している電子制御手段を内蔵したスロットル装置であって、
   前記ＥＣＵ室が前記スロットル装置の下部に配置されているフロート室に相当する部分に前記フロートとほぼ同体積として備えているとともに、前記インジェクタが前記電子制御手段に駆動制御されてスロットルボディを貫通する吸気通路内に備えられ、且つ前記燃料圧力レギュレータが前記スロットルボディの上面側にその作用部位を前記燃料通路側に接続していることを特徴とする電子制御手段を内蔵したスロットル装置。
2. 前記吸気管側に連結させる両端面側のボルト孔や前記吸気通路の開口端の位置及び形状が元の気化器のそれらと共通していて、気化器を取り付ける位置にそのまま取り付けられることを特徴とする請求項１に記載した電子制御手段を内蔵したスロットル装置。

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