JPS59120738A - デイ−ゼル機関の吸気制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、自動車等の車輌に用いられるｆイーゼル機関
の吸気制御装置に係り、更に詳細には機関停止時には吸
気遮断を行い、機関運転時には吸気絞りを行う吸気制御
装置に係る。

ディーゼル機関は吸入空気量を制御されることなく燃料
噴射ポンプによる燃料噴射量の制御により負荷制御、即
ち調速され、燃料噴射ポンプに設けられた燃料遮断弁に
より燃料通路が閉塞されて燃料の供給を停止されること
により運転を停止するようになっている。ディーゼル機
関は」二連の如く燃料の供給を停止されることにより運
転を停止するが、燃料供給の停止と共に吸入空気の供給
を停止されることにより大きい振動を伴うことなく　　
　：静かに旦円滑に運転を停止することが従来より知ら
れている。

上述の如き効果を得るために、吸気通路に該吸気通路を
機関停止時に閉塞する吸気遮断弁、所謂インテークシャ
ッタを設けることが従来より行われている。

ディーゼル機関は吸入空気量を制御され、燃焼空に流入
する余剰の吸入空気を減少されることにより吸気騒音及
び機関振動を低減す゛ることが従来より知られており、
特に減速時或いは排気ブレーキ作動時に吸気絞りにより
吸入空気量を制限されることにより車室内のこもり音の
原因となる吸気騒音を著しく低下することが知られてお
り、この効果を得るために吸気通路に該吸気通路を減速
時或いは排気ブレーキ作動時に絞る吸気絞り弁、所謂ノ
イズザプレッサを設けることが従来より行われている。

ディーゼル機関への燃料供給量、換言すればアクセルペ
ダルの踏込み量に応じて吸気絞りを行うものに於ては、
機関運転時にはアクセルペダルの踏込みが解除された時
に安定したアイドル運転が行われるよう、吸気絞り弁は
アクセルペダルの踏込みが解除された状態にある時にも
全開にはならず、ある中間開度（アイドル開度）にて開
いていることを要求され、このため通常の吸気絞り弁に
よっては機関停止時の吸気遮断を行うことができない。

これに対し機関停止用の吸気遮断弁は機関停止時には吸
気通路を完全に閉塞すべく全開になることを要求される
ため、この吸気遮断弁を機関のアクセル系に駆動連結さ
せることができず、吸気遮断弁は機関負荷に応じた適切
な吸気絞りを行うことができない。

このため従来、機関停止時の吸気遮断と機関運転中の吸
気絞りとを行うには、吸気′ａ断のための吸気遮断弁と
吸気絞りのための吸気絞り弁とを各々個別に設けなけれ
ばならなかった。

本発明は一つの制御弁によって機関停止時の吸気遮断と
機関運転時の機関負荷に応じた吸気絞りとを行う簡便な
ディーゼル機関の吸気制ｍ装置を提供することを目的と
している。

かかる目的は、本発明によれば、吸気通路に設けられ該
吸気通路を流れる吸入空気の流量を制御する制御弁と、
機関停止時には前記制御弁が全開位置にまで戻ることを
許し機関運転時には前記制御弁が所定の中間開度位置に
まで戻ることを許すが前記全開位置にまで戻ることを禁
止する可変ストッパ装置と、前記制御弁を機関への燃料
供給量の増大に応じて開弁させる駆動手段とを有してい
る如きディーゼル機関の吸気制御装置によって達成され
る。

以下に添付の図を参照して本発明を実施例について詳細
に説明する。

第１図は本発明によるディーゼル機関の吸気制御装置に
一つの実施例を示す概略構成図である。

図に於て、１は弁ボデーを示しており、該弁ボデーは吸
気通路２を有し、該吸気通路は吸気マニホールド３の吸
気通路４を経て図示されていないディーゼル機関の吸気
ポートに連通接続される。

吸気通路２には弁軸５によって弁ボデー１まり回動可能
に支持されたバタフライ弁型の制御弁６が設けられてい
る。制御弁６は弁軸５の軸線周りに回動することにより
吸気通路２の実効開口面積を制御し、該吸気通路を流れ
る吸入空気の流量、換言すればディーゼル機関の吸入空
気量を制御Ｊるようになっている。制御弁６は図示され
ていない戻しばねにより第１図で見て時計廻り方向、即
ち閉弁方向へ付勢されている。

弁軸５の一端部にはレバー７が取付けられており、該レ
バーばストッパ片部８とアクセル連繋ピン９とを有して
いる。弁軸５の前記一端部にはス１ヘツバレバ−１０が
回転可能に取付けられている。

ストッパレバー１０は片部１１にス１〜ツバスクリュウ
１２を有しており、該ストッパスクリュウはストッパ片
部８０回転軌跡上に位置し、ストッパ片部８に選択的に
当接するようになっている。

ストッパレバー１０は弁ポデー１に固定されたダイヤフ
ラム装置１３のロッド１４に駆動連結されている。ダイ
ヤフラム装置１３はケーシング１５内にロッド１４と連
結されたダイヤフラム１Ｇを有しており、該ダイヤフラ
ムはダイ１７ノラム至１７に所定値以上の負圧が導入さ
れていない時には圧縮コイルばね１８のばね力により図
にて左方へ変位してロッド１４を介してストッパレバー
１０を第１図に示されている如き第一の回動位置に位置
させ、これに対しダイヤフラム室１７に所定値以上の負
圧が導入されている時には圧縮コイルぽね１８のばね力
に抗して図にて右方へ変位し、ロッド１４を介してス１
ヘツパレバ−１０を前記第一の回動位置より所定角度だ
け図にて時ｓｆ廻り方向に回動した第２図に示されてい
る如き第二の回動位置に位置させるようになっている。

ストッパレバー１０はダイヤフラム装置１３より与えら
れる保持力により制御弁６の図示されていない戻しばね
のばね力に抗してストッパ片部８をストツパスクリュウ
１２にて受止め、制御弁６の最大戻り位置を規制するよ
うになっており、前記第一の回動位置にある時には制御
弁６が第１図に示されている如く全開位置に近い所定の
中間開度位置にまで戻ることを許すが該制御弁が全開位
置にまで戻ることを禁止し、これに対し前記第二の回動
位置にある時には第２図に示されている如く制御弁６が
全開位置にまで戻ることを許ずようになっている。

ダイヤフラム室１７のボート１９は導管２０によって切
換弁２１の一つのボートａに接続されている。切換弁２
１はボートａ以外に二つのボートｂとＣとを有しており
、ソレノイド２２に通電が行われていない時にはボート
ａをボートＣに接続し、これに対しソレノイド２２に通
電が行われている時にはボートａをボートｂに接続する
ようになっている。ソレノイド２２にはバッテリ電源２
３より電流がディーゼル機関のキースイッチ２４を経て
選択的に供給されるようになっている。キースイッチ２
４が閉じられていてディーゼル機関が運転されている時
には、バッテリ電源２３よりソレノイド２２に電流が供
給され、これに対しキースイッチ２４が開かれた機関停
止時にはソレノイド２２に電流が供給されないようにな
っている。

切換弁２１のボートｂはエアフィルタ２５を経て大気中
に開放され、ポー１〜Ｃは導管２６を経て負圧タンク２
７に接続されている。負圧タンク２７は導管２８を経て
負圧ポンプ２９に接続されている。負圧ポンプ２９は図
示されていないディーゼル機関により駆動され、機関運
転中に負圧を負圧タンク２７に供給するようになってい
る。

弁ボデー１には支持軸３０によって駆動レバー３１が回
動可能に設けられており、該駆動レバーは図にて時計形
り方向へ回動することによりアクセル連繋ピン９と係合
してレバー７を図にて反時計廻り方向へ回動駆動し、制
御弁６を開弁さぜるようになっている。駆動レバー３１
は長さ調節可能な連結ロンド部材３２によって燃料噴射
ポンプ３３の制御レバー３４に駆動連結されている。制
御レバー３４は燃料噴射ポンプ３３の制御軸３５に連結
され、また連結部３６にて図示されていないアクセル系
に連結され、アクセルペダルの踏込みに応じて図にて時
計廻り方向に回動駆動されるようになっており、該制御
レバー３４の図にて時計廻り方向の回動角の増大に応じ
て燃料噴射ポンプ３３はディーゼル機関への燃料噴射量
を増大するようになっている。

尚、アクセルペダルの踏込みが解除された状態にあると
き、即ち制御レバー３４の回動角が零であるとき、該制
御レバー３４と駆動連結された駆動レバー３１とアクセ
ル連繋ピン９との間に間隙３８が生じるように連結ロッ
ド部材３２の長さ調節により駆動レバー３１の取付角度
が調節されている。

ディーゼル機関の始動に際してキースイッチ２４が閉じ
られると、ソレノイド２２に通電が行われ、切換弁２１
のボートａがボートＣに代えてボート（）に接続され、
ダイヤフラム室１７がエアフィルタ２５を経て大気中に
開放される。これにより今までダイヤフラム室１７に負
圧があってダイヤフラム１６が圧縮コイルはね１８のば
ね力により図にて右方へ変位していれば、ダイヤフラム
１６は圧縮コイルばね１８のばね力により図にて左方へ
変位して第１図で示されている如き位置に移動し、スト
ッパレバー１０を前記第一の回動位置に位置させるよう
になる。これにより制御弁６はストッパスクリュウ１２
によって調節された所定の中間間瓜、即ちアイドル開度
にまで開き、機関の始動及びアイドル運転に必要な吸入
空気が吸気通路２を流れ得るようにする。これによりデ
ィーゼル機関の始動が可能になり、またアイドル運転が
維持され得る。

ディーゼル機関の運転中に於て、アクセルペダルが踏込
まれ、これに応じて制御レバー３４が図にて時計廻り方
向に回動づ−ると、燃料噴射ポンプ３３より図示されて
いないディーゼル機関に噴射される燃料量が増大し、ま
たこれに伴い連結ロンド部材３２を介して駆動レバー３
１が図にて時計廻り方向に回動することにより該駆動レ
バーがアクセル連繋ピン９に当接し、そして該駆動レバ
ーが更に図にて時計廻り方向に回動することに伴いレバ
ー７が反時計廻り方向に回動し、これに応じて制御弁６
の開弁量が増大し、ディーゼル機関に噴射される燃料量
に見合った流量の吸入空気がディーゼル機関１に供給さ
れるようになる。

第３図は制御レバーの回動角に対する燃料噴射量特性及
び制御弁の開弁邑特性を示している。

減速時或いは排気ブレーキ作動時にはアクセルペダルの
踏込みが解除されることにより駆動レバー３１が第１図
に示されている如き位置に戻り、制御弁６は図示されて
いない戻りばねのばね力によりストッパ片部８がストッ
パスクリュウ１２に当接するまで閉弁づ−る。この時ス
トッパレバー１０は前記第一の回動位置にあるから制御
弁６は所定の中間開度（アイドル運転開度）位置にまで
戻り、全開になることはなく、この開度にある制御弁６
は高速回転時の吸入空気流に対して絞りになり、吸入空
気量を制限づ゛る。これにより吸気騒音が低減し、こも
り音が低下する。

減速時或いは排気ブレーキ作動時の吸気騒音の低減効−
果は制御弁６による吸気絞りの度合が大きいほど、即ち
前記アイドル開度が小さいほど大きいが、前記アイドル
開度が小さいほど減速性、特に排気ブレーキ効果が低減
する。従って前記アイドル開度は吸気騒音低減効果と排
気ブレーキ効果とが両立する値に設定されなりればなら
ない。

第４図は無負荷運転時に於ける制御弁６より下流側の吸
気通路に於ける吸気管負圧、即ち制御弁９の吸気絞り度
合に対する減速時のこもり音レベルと排気ブレーキの減
速度特性とを示している。

このグラフから制御弁６のアイドル開度は吸気管負圧が
２００〜８００１１１ＲＩＡＱになるように設定されれ
ば良い。制御弁６のアイドル開度調節はストッパスクリ
ュウ１２のねじ込み量調節により行われる。

ディーゼル機関の運転を停止すべく、キースイッチ２４
が開かれると、切換弁２１のソレノイド２２に対する通
電が停止され、制御弁２１はポートａをポートｂに代え
てポートｃに接続するようになる。これにより機関運転
中に負圧タンク２７内に蓄えられていた負圧がダイヤフ
ラム室１７に導入され、第２図に示されている如くダイ
ヤフラム１６が圧縮コイルばね１８のばね力に抗して図
にて右方へ変位し、ストッパレバー１０を前記第一の回
動位置より前記第二の回動位置へ移動させる。機関停止
時にはアクセルペダルの踏込みが解除されているから、
ストッパレバー１０が前記第二の回動位置へ移動すると
同時に制御弁６は第２図に示されている如く全開位置に
まで戻り、吸気通路２を実質的に完全に閉塞する。これ
によりディーピル機関に対する吸入空気の供給が停止さ
れ、機関の停止寸前の圧縮比が低下することにより機関
停止時の機関振動が低減り゛る。

尚、機関冷間時、クーラコンプレッサ等の補機装置或い
は架装機械装置の作動中はアイドルアップのためにアク
セルペダルの踊込みが解除されていても制御レバー３４
は図示の回動位置より所定量だけ図にて時計廻り方向に
回動した位置にあり、これに伴い駆動レバー３１も図示
の回動位置より時計廻り方向に所定量だけ回動した位置
にある。

この状態の時にも機関停止時にはストッパレバー１０の
前記第二の回動位置への移動に伴いレバー７の回動が駆
動レバー３１により阻害されることなく制御弁６が全開
位置へ移動するように、アクセル連繋ビン９と駆動レバ
ー３１との間に間隙３８が設けられている。間隙３８は
前記アイドルアップによる駆動レバー３１の回動量に応
じて設定されるが、該間隙３８が大き過ぎると、制御弁
６の開弁が遅れ、ディーゼル機関の吸入空気不足を生じ
、黒煙が発生ずる。この吸入空気不足を回動づるために
制御弁６のアイドル開度が増大されると、減速時或いは
排気ブレーキ作動時の吸気絞り効果が減少する。従って
前記間隙３８には適切値があり、この間隙調節は連結ロ
ンド部材３２の長さ調節により行われる。

機関の停止後は負圧ポンプ２９が停止し−にれより負圧
タンク２７内に負圧が供給されないことにより負圧タン
ク２７内の負圧は漏れ等により徐々に低減する。このた
めの内燃機関が所定時間以上に亙っで停止されると、負
圧タンク２７内の圧力が大気圧になり、これに伴いダイ
ヤフラム室１７内も大気圧になり、ダイヤフラム１６は
第１図に示されている如く圧縮コイルばね１８のばね力
により図に右方へ変位して前記第一の回動位置へ戻り、
制御弁６はアイドル開度まで開かれ、次の機関始動に対
し待機する。

上述の実施例に於ては、ダイヤフラム１６は機関の停止
時のみ負圧を及ぼされ、それ以外の時には大気圧を及ぼ
され、自由状態になることにより、破れ、伸びを生じ難
く、耐久性を向上する。また万一ダイヤフラム１６が破
損してダイヤフラム装置１３が作動不能に陥った場合に
はストッパレバー１０は前記第一の回動位置に保持され
、この時には機関停止時に制御弁６が全開位置にまで戻
れず、吸気遮断機能を喪失づるものの制御弁６の最大戻
り位置がアイドル開度位置に規制されることにより、ア
クセル操作を要づることなくディーゼル機関の始動が行
われ、またアイドル運転が維持され、ディーゼル機関が
運転不能に陥ることはない。

第５図及び第６図番ま本発明による吸気制御装置の他の
一つの実施例を示している。尚、第５図及び第６図に於
て、第１図及び第２図に対応する部分は第１図及び第２
図に付した符号と同一の符号により示されている。第５
図及び第６図に示された実施例に於ては、ストッパレバ
ー１０が弁軸５とは異った位置に設け′１゛られた支持
軸３７によって弁ボ５’−１より枢支されている。スト
ッパレバー１０はベルクランクをなし、一端にてダイヤ
フラム装置１３に駆動連結され、第５図に実線で示され
ている如き第一の回動位置と第５図に於て仮想線で示さ
れでいる如き第二の回動位置との間に回動駆動されるよ
うになっている。スＩ〜ツバレバー１０はダイヤフラム
室１７に大気圧が導入されている時には第５図に於て実
線で示されている如き第一の回動位置に位置し、これに
対しダイヤフラム室１７に所定値以上の負圧が導入され
ている時には第５図に於て仮想線で示されている如き第
二の回動位置に移動するようになっている。ス１−ツバ
レバー１０は第一の回動位置にある時にはその一端部１
０ａがレバー７に設けられ／ｊスｌヘツパビン８ａの回
転軌跡上に位置することにより制御弁６の最大戻り位置
を第１図に示されている如き中間開度位置に設定し、制
御弁６が全開位置にまで戻ることを禁止するようになっ
ている。ストッパレバー１０は第二の回動位置にある時
には端部１Ｑａがストッパビン８ａの回転軌跡外に変位
し、制御弁６が図示されていない戻しばねのばね力によ
り全開位置にまで戻ることを自由に許すようになってい
る。

従って、切換制御弁２１によりダイヤフラム室１７に供
給される流体圧が上述した実施例と同様に制御されるこ
とにより、ディーゼル機関１の始動時及び運転時にはス
トッパレバー１０は前記第一の回動位置に位置して制御
弁６が前記所定の中間開度位置にまで戻ることを許すが
、全開位置にまで戻ることを禁止し、これに対し、機関
の停止時にはストッパレバー１０は前記第二の回動位置
に位置し、制御弁６が全開位置に戻ることを自由に許す
。これにより第５図及び第６図に示された実施例に於て
も第１図及び第２図に示された実施例と同様の効果が得
られる。

第５図及び第６図に示された実施例に於ては、ディーゼ
ル機関１の停止後に所定時間が経過してダイヤフラム室
１７の負圧が漏洩よりなくなって大気圧になると、スト
ッパレバー１０は第６図に示されている如くストッパビ
ン８ａに当接して圧縮コイルばね１８のばね力によりレ
バー７を前記第二の回動位置に押え込み、制御弁６を全
開位置に保持するようになり、制御弁６は機関停止中全
開位置に保持される。これにより機関の停止中は吸気通
路が閉塞された状態が維持され、車輌の追突または坂路
等に於て車輌が走り出した時のディーゼル機関の再始動
、暴走が回避され、燃料系の再始動防止装置を廃止する
ことができる。

尚、始動時には一旦、アクセルペダルが踏込まれ、駆動
レバー３１によってレバー７が図にて反時計廻り方向へ
駆動され、ストッパビン８ａがレバー１０の端部１０ａ
を乗り越えることによりレバー１０は第５図に示されて
いる如き第一の回動位置に戻り、その端部１０ａがスト
ッパビン８ａの回転軌跡上に再び位置するようになる。

従って始動後には制御弁６は所定の中間開度位置にまで
戻ることができるが、全開位置にまでは戻れなくなる。

第７図は本発明による吸気制御装置のもう一つの実施例
を示している。かかる実施例に於ては、レバー１０がダ
イヤフラム装置に代えてソレノイド装置４０によって前
記第一の回動位置と前記第二の回動位置との間に駆動さ
れるようになっている。ソレノイド装置４０はストッパ
レバー１０に連結されたプランジャロッド４１を有して
おり、ソレノイド４２に通電が行われていない時には圧
縮コイルばね４３の作用によってプランジャロッド４１
を図にて左方へ変位させ、ストッパレバ＝１０を前記第
一の回動位置に位置させ、これに対しソレノイド４２に
通電が行われている時にはプランジャロッド４１を圧縮
コイルばね４３のばね力に抗して図にて右方へ変位させ
、ストッパレバー１０を前記第二〇回動位置に位置ざぜ
るようになっている。ソレノイド４２にはバッテリ電源
２３より電流が制御回路４５を経て選択的に供給される
ようになっている。制御回路４５は遅延リレー回路を含
み、キースイッチ２４が開かれた時より所定時間のみ閉
成し、、バッテリ電源２３の電流をソレノイド４２へ供
給するようになっている。

従って、かかる実施例に於てもディーゼル機関の停止時
のみストッパレバー１０が前記第二の回動位置に位置し
、制御弁６が全開位置にまで戻ることを許し、これ以外
の時にはストッパレバー１０は前記第一の回動位置に位
置し、制御弁６が所定の中間開度位置にまで戻ることを
許すが、前記全開位置へ戻ることを禁止する。これによ
りこの実施例に於ても上述した実施例と同様の効果が得
られる。

以上に於ては本発明を特定の実施例について詳細に説明
したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、本
発明の範囲内にて種々の実施例が可能であることは当業
者にとって明らかであろう。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明によるディーゼル機関の吸気
制御装置の一つの実施例を示づ一概略構成図、第３図は
燃料噴射ポンプの制御レバーの回動角に対する燃料噴射
量特性及び制御弁の開弁量特性を示すグラフ、第４図は
無負荷運転時に於ける吸気管圧力に対する減速時のこも
り音レベルと排気ブレーキの誓速度特性を示すグラフ、
第５図及び第６図は本発明によるディーゼル機関の吸気
制御装置の他の一つの実施例を示す概略構成図、第７図
は本発明によるディーゼル機関の吸気制御！（ｌ装置の
更に他の一つの実施例を示す概略構成図である。 １・・・弁ボデー、２・・・吸気通路、３−・・吸気マ
ニホールド、４・・・吸気通路、５・・・弁軸、６・・
・制御弁。 ７・・・レバー、８・・・ス［−ツバ片部、　８ａ・・
・ストッパビン、９・・・アクセル連繋ビン、１０・・
・ストッパレバー、１１・・・片部、１２・・・ストッ
パスクリュウ。 １３・・・ダイヤフラム装置、１４・・・ロッド、１５
・・・ケーシング、１６・・・ダイヤフラム、１７・・
・ダイヤフラム室、１８・・・圧縮コイルばね、１９・
・・ボート。 ２０・・・導管、２１・・・切換弁、２２・・・ソレノ
イド。 ２３・・・バッテリ電源、２４・・・キースイッチ、２
５・・・エアフィルタ、２６・・・導管、２７・・・負
圧タンク。 ２８・・・導管、２９・・・負圧ポンプ、３０・・・支
持軸。 ３１・・・駆動レバー、３２・・・連結ロッド部材、３
３・・・燃料噴射ポンプ、３４・・・制御レバー、３５
・・・制御軸、３６・・・連結部、３７・・・支持軸、
３８・・・間隙。 ４０・・・ソレノイド装置、４１・・・プランジャロッ
ド。 ４２・・・ソｌ／／イド、４３・・・圧縮コイルばね、
４４・・・制御回路 特　許　出　願　人　　トヨタ自動車株式会社愛三工業
株式会社 代　　　理　　　人　　弁理士　明石昌毅大府市共和町
１丁目１番地の１ 愛三工業株式会社内 Ｑ■出　願　人　愛三工業株式会社 大府市共和町１丁目１番地の１

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 吸気通路に設けられ該吸気通路を流れる吸入空気の流最
   を制御する制御弁と、機関停止時には前記制御弁が全開
   位置にまで戻ることを許し機関運転時には前記制御弁が
   所定の中間開度位置にまで戻ることを許づが前記全開位
   置にまで戻ることを禁止する可変ストッパ装置と、前記
   制御弁を機関への燃料噴射量の増大に応じて開弁さゼる
   駆動手段とを有しているディーゼル機関の吸気制御装置
   。