JPS61167130A - 内燃機関の吸気装置 - 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】 産業上の利用分野 この発明は内燃機関の吸気装置に関する。

従来の技術 例えば自動車用内燃機関の吸気装置にあっては、一般に
スロットルボディ内に円筒状の吸気通路が形成されてい
ると共に、比較的薄肉の円板状の絞弁が配Ｒされており
、アクセルペダルの踏込ｔｉｌｔに応じて上記絞弁を回
動させて吸気通路の開口面積を変化させ吸気量の制御を
行なっている。

ところで、上記従来のスロットルボディの絞弁は、アイ
ドル運転等の際における吸気量の微小調整が困難であり
、特に、近時開発されているスロットルアクチュエータ
つまりアクセル操作ｔｔ−電気的に検出して絞弁をサー
ボモータ等で駆動させる電子制御駆動機構を備えた吸気
量制御装置にあっては、例えばスロットルボディ内に形
成されたアイドル調整用のバイパス通路内に電磁弁が配
役され、この電磁弁の開閉により空気量の制御を行なっ
たり、あるいは別個の駆動装置により駆動されるレギュ
レータ等を用いてアイドル時の空気量微少調整を行なっ
ているのが実情である。

そこで、本出願人は、上記電子制御駆動機構の実情に鑑
み例えば特願昭５９−９５３７１号等のような吸気量１
ｔｉｌＪ御装置を提供しており、この装置にあっては、
第１２図に示すようにスロットルボディ１がボディペー
ス２と一対のボディブロック３．３を組み合わせて、中
央部に吸気通路４が形成されていると共に、上記ボディ
ペース２を貫通したスロットルシャフト５に絞弁６が固
定されている。また、上記絞弁６は同図及び第１３図に
示すように両側端の一部を上記スロットルシャフト５と
平行に截断した形状をしている。そして、これに対応し
て絞弁６近傍の吸気通路４の断面形状が定められ、絞弁
６の一定回動範囲では絞弁６の平行端縁部分５ａ、５ａ
がボディブロック３．３内壁面３ａ、３ａに密接状態を
保ち続けるように、ボディブロック３，３の中央部分が
一部円筒面に形成され、吸気流量の少ない領域での微小
制御を行っている。これによって、アイドル流量調整用
のバイパス通路や電磁弁を用いずに絞弁６の回動角制御
のみでアイドル回転数制御を可能としている。

発明が解決しようとする問題点 しかしながら、上記従来の吸気装置にあっては、微小流
量時の制御を容易にするため上述のようにボディベース
２と一対のボディブロック３，３とを組み合わせた複雑
な構造になっている。このため、部品点数が多くなるば
かりか、絞弁６との密接状態を確保するための構造が複
雑であり、また夫々の組み付は作業が困難であり、特に
個々の部品に対して高精度な加工が要求されるといった
問題がある。

問題点を解決するための手段 この発明は上記従来の問題点に鑑み案出されたもので、
アクセルペダルの踏込量に応じて駆動される駆動軸と、
該駆動軸の所定回転位置から駆動力が伝達される絞弁の
スロットルシャフトと、上記絞弁をバイパスして形成さ
れ、アイドル時の吸気を供給するバイパス通路と、該バ
イパス通路内に配役ざｎ、かつ上記駆動軸に同期連動し
て開閉作動される副絞弁とを備えたことを特徴としてい
る。

作用 上記構成全有するこの発明にあっては、機関始動時には
、駆動軸の駆動に伴い副絞弁が同期連動してバイパス通
路を開路させ、アイドル回転教訓　　　御に要求される
吸気１ｉｉｔを機関に供給するが、駆動軸の一定回動範
囲筐では主吸気通路内の絞弁のスロットルシャフトに駆
動軸の駆動力が伝達されないようになっているため、上
記一定回転範囲内では副絞弁のみが作動する。これによ
りアイドル時の吸気量が高精度に制御されることになる
。−万、通常運転時つまり一定回転範囲以上になると駆
動軸の駆動力がスロットルシャフトに伝達されて絞弁が
回転して開き、主吸気通路からも吸気が供給され、必要
な吸気量が確保されるものである。

実施例 以下この発明の実権例を図面に基づいて詳述する。

第１図はこの発明の吸気装置を上記特願昭５９−９５３
７１号等の吸気量制御装置に適用したものを示し、第２
図〜第Ｓ図は第１実捲例に供される各構成部分を拡大し
て示している。

まず、この吸気量制御装置を簡単に説明すれば、第１図
において１３が通常時における円板状絞弁１２の開度制
御を司る制御駆動部、１４は非常時の〜絞弁１２の開度
制御を司る補助駆動部であって、上記制御駆動部１３は
、スロットシボティ１１側面に固着されたハウジング１
５円に各種機構部品が収納され、その先端部に主駆動機
構を構成する直流駆動モータ１６が敗り付けられておシ
、通常時にあってはイグニッションスイッチがＯＮにな
るとマイクロコンピュータシステムで初期化動作を行な
う。即ち駆動モータ１６によってロータ１７が駆動され
るが、絞弁１２は補助駆動部１４の回動レバー１８を介
して全閉位置に位置決めされて回動が阻止され、絞弁１
２とロータ１７がリターンスプリング１９の付勢力に抗
して相対的に回転し、ロータ１７の端部１７　ａにスト
ッパ加が当接したことを駆動モータ１６の負荷変化等か
ら検出した時点で電磁コイル２１をオンとし、かつ駆動
モータ１６を停止する。これによって駆動軸四及びスロ
ットルシャフト３０ヲ介してロータ１７と絞弁１２とが
直結された状態となる。そして以後は両者間で作用する
リターンスプリング１９の付勢力が駆動モータ１６の負
荷に影響しないようになる。

以上の初期化動作の後絞弁開度制御が開始し、図外のア
クセルペダルの操作量を基本人力として制御回路が目標
開度を設定し、これに実際の絞弁１２の開度を追従させ
るものであり、センサプレート２２の抵抗体及び検出部
路によって絞弁１２の開度が検出すれ、そのフィードバ
ック制御によって駆動モータ１６が正逆転駆動される。

冑、上記通常の絞弁開度制御がなされている間は、補助
駆動部１４はアクセルペダルに操作反力を付（２）する
以外何ら機能していない。

−力、何んらかの異常が発生した場合は、電磁コイル２
１への通電が停止されて駆動軸西及びスロットルシャフ
ト（資）がロータ１７から解放され、リターンスプリン
グ１９の付勢力を受けて直ちに閉方向に付勢する。これ
により回動レバー１８とローラあとの非干渉の関係が崩
れ、回動レバー１８がローラ冴に尚接し、ローラ冴の回
動位置によって回動レバー１８の位置が定められつまり
絞弁１２を人為的に開閉させることが可能となる。

次に、この発明の具体的な構成を説明すれば、図中３１
は円筒状の主吸気通路３２の下方に配設され、かつ上記
円板状絞弁１２をバイパスする小径なバイパス通路、３
３は該バイパス通路３１を開閉する副絞弁であって、こ
の副絞弁おは同図及び第２図に示すように副スロツトル
シャフト３４に対し直角に固定された円板部３３ａと、
該円板部３３　ａの一側面外周に沿って形成され、かつ
角度θの範囲長さを有する円弧状の開閉部３３　ｂとか
らなっている。また、この副絞弁３３は、第１図及び第
３図に示すようにバイパス通路３１に形成された円筒状
の収納室３５内に摺動可能に収納されており、上記収納
室３５は一端部がシール材３６によりシールされている
。また、ｆ４ｅ副スロットルシャフト３４は、一端ｇｆ
１３４ａに上記駆動軸２９に固定された駆動歯車３７と
噛合う伝達歯車あが固定されている。

更に、上記駆動軸２９とスロットルシャフト３０は、第
１図の指示個Ｆ３１？Ａにおいて分割されており、この
各分割端部には、第４図に示すように各対向側面２９ａ
、３０ａの外周付近に、円周方向に沿った凸状の嵌合部
３９　、４０が夫々形成されている。上記スロットル７
ヤフ）３０の嵌合部４０は、第５図に示す　・ように円
周方向の長さが半円の長さに形成ざ扛ているのに対し、
駆動＠１２９の嵌合部３９は、上記嵌合部４０より角度
θの範囲長さだけ短かく形成され、この角度θの回転範
囲内ではスロットル７ヤフトＩに対し駆動力が伝達され
ないようになっている。

冑、図中４１は上記スロットルシャフト（資）の他端部
を軸支するベアリング、４２　、４３は上記副絞弁羽を
支持するＥリングである。

上記構成を有する本冥捲例によれば、機関停止時には、
第３図に示すように副絞弁おがバイパス通路３１を完全
に閉塞する状態に位置決めされているが、始動時には、
まず、上述のようにマイクロコンピュータシステムによ
り初期化動作が行なわれ、上記制御駆動部１３の作動に
より駆動軸四が第５図の矢印方向つまり時計方向へ序々
に回転する。

この回転力が駆動歯車３７及び伝達歯車３８を介して副
スロットルシャツ）３４に伝達されて副絞弁おが回転す
る。これによりバイパス通路３１が開路されて空気が第
３図の鎖線矢印のように流入する。この場合、角度０間
の回転範囲内では、駆動軸四とスロットルシャツ）３０
の嵌合部３９　、４０が接触嵌合していないため、スロ
ットルシャツ）３０及び絞弁１２が回転せず、副絞弁お
のみが回転する。この結果、アイドル回転数制御に要求
される高精度な吸入空気量制御が可能なものとなる。

−刀、通常運転に移行した場合つまり、駆動軸四が角度
０以上に駆動した場合は、内嵌合部３９゜４０が［１ｉ
［合してスロットルシャツ）３０に駆動力が伝達されて
絞弁１２が開作動することになる。

第６図は絞弁１２及び副絞弁３３の開度と吸入空気量の
関係を示し、この図でも明らかなように副絞弁おのみの
開時には吸入空気量が緩やかに増加し高精度に制御され
、両絞弁１２　、３３の開時には通常の吸入空気量が確
保されている。

第７図は、この発明の第２実施例を示し、この実施例に
おいても主吸気通路３２及び絞弁１２は第１実捲例と同
様の構成になっている。図中５１は絞弁［２の側部即ち
駆動軸四の位置に形成された断面矩形状のバイパス通路
、５３は該バイパス通路５１を開閉する矩形板状の副絞
弁であって、この副絞弁Ｓは第８図に示すように駆動軸
２９の直径方向に沿って一体的に配！されている。

また、上記駆動軸２９とスロットルシャツ）３０は、上
記第１実権例と同様に第７図の指示個所Ａで分割されて
おシ、各分割端部には、第８図及び第９図に示すように
各対向側面２９ｍ、３０ａの外周付近に、円周方向に沿
った凸状の嵌合部５９　、６０が夫々形成されている。

そして、上記駆動軸四の嵌合部５９は、円周方向の長さ
が中日の長さに形成されているのに対シ、スロットルシ
ャフト（資）の嵌合部ωは、長さが角度θの範囲長さだ
け短かく形成され、この角度θの回転範囲内では駆動力
が伝達されないようになっている。

尚、図中５４は絞弁１２を全閉方向に付勢するスプリン
グ、５５ハスロツトルシヤフト３０ヲ軸支するベアリン
グ、５６はＥリンダ、５７はブツシュである。

上記構成の本実施例によれば、機関停止時には副絞弁５
３がバイパス通路５１を閉塞しているが、始動にはまず
制御駆動部１３によシ駆動軸四が回転し、それに同期し
て副絞弁５３が徐々に回転してバイノくス通路５１が開
路され、アイドル流量が確保される。

つまり、角度θの回転範囲内では内嵌合部５９　、６０
が接触嵌合しないため、副絞弁５３のみが回転し、アイ
ドル回転数制量に要求される吸気量が高精度に制御供給
されることになる。

一刀、通常運転時に移行した場合つまシ駆動軸四が角度
θ以上に回転すると内嵌合部５９　、６０が接触して駆
動力が伝達されるため、絞弁１２が開作動されて通常運
転に必要な吸気量が供給される。

第１θ図及び第１１図は、前記第１２図と第１３図に示
す絞弁以前の絞弁による開口面積変化Ｉ及び吸入空気ｉ
ｔ変化■と、本実施例の絞弁による開口面積変化■及び
吸入空気量変化■を夫々比較して示しており、副絞弁５
３による角度θまでの各変化特性（斜線部分）が緩やか
に増加して高精度に制御されていることが明らかである
。

尚、上記各実施例における通常運転時には、バイパス通
路３１　、５１が全開状態になっているため、全吸気量
は主吸気通路３２とバイパス通路３１　、５１を流れる
吸気量の和となるが、全吸気量の検出が例えばエアフロ
メータ等によりスロットルボディの上流で行なわれるの
で、和となったことによる燃料制御系への悪影響はない
。

発明の効果 以上の説明で明らかなように、この発明に係る内燃機関
の吸気装置にあっては、主吸気通路内の絞弁をバイパス
したバイパス通路内に副絞弁が配設され、この副絞弁を
アクセルペダルと連動する駆動軸に同期連動して開閉作
動される構成としたため、アイドル時等の吸気流量の少
ない領斌での微小制御を高精度に行なえることは勿論の
こと、スロットルボディ全体の構造が簡単となり部品点
数が少なく、また各構成部品の組付作業や高精度な加工
も不要となる。しかも、副絞弁を駆動軸に直結して開閉
作動させるものであるから、別の駆動装置を要した従来
に比し吸気装置全体の簡素化が図れる。

閏、上記各実施例ではモータ等を利用した吸気量制御装
置に適用したものを示しているが、従来の一般的な吸気
装置に適用できることはいうまでもない。

【図面の簡単な説明】

第１図はこの発明に係る吸気装置の第１実癩例を示す断
面図、第２図は第１実施例の副絞弁を示す斜視図、第３
図は第１図の１−１線断面図、第４図はこの実施例の駆
動軸とスロットルシャフトの分割端部を分離して示す斜
視図、第５図は第４図のｖ−ｖ線断面図、第６図はこの
実施例の絞弁開度と吸気流量の関係を示す特性図、第７
図はこの発明の第２実細例を部分的に拡大して示す断面
図、第８図はこの実施例の駆動軸の分割端部及び副絞弁
を示す斜視図、第９図はこの実施例のスロットルシャフ
トの分割端部を示す斜視図、第１Ｏ図は従来の絞弁とこ
の実施例の絞弁の開口面積変化を示す特性図、第１１図
は従来の絞弁とこの実施例の絞弁による吸入空気量変化
を示す特性図、第１２図は従来の吸気装置を部分的に示
す断面図、第１３図は従来の吸気装置に供されるスロッ
トルボディを示す斜視図である。 １２・・・絞弁、四・・・駆動軸、（資）・・・スロッ
トルシャフト、３１・５１・・・バイパス通路、３２・
・・主吸気通路、３３・５３・・・副絞弁、３９・５９
・・・駆動軸側嵌合部、４０・ω・・・スロットルシャ
フト側嵌合部。 外２名 第１０図 開痕 第１１図 特開昭６ｌ−１６７１３０（８） 第１２図 第１３図 ３ａ′’−≦ ７ベ　　　　　３ａ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）アクセルペダルの踏込量に応じて駆動される駆動
   軸と、該駆動軸の所定回転位置から駆動力が伝達される
   絞弁のスロットルシャフトと、上記絞弁をバイパスして
   形成され、アイドル時の吸気を供給するバイパス通路と
   、該バイパス通路内に配設され、かつ上記駆動軸に同期
   連動して開閉作動される副絞弁とを備えたことを特徴と
   する内燃機関の吸気装置。