JPH0648124Y2 - 内燃機関のスロツトルバルブ制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は内燃機関のスロットルバルブの制御装置に関す
る。

〔従来技術と問題点〕

一般に、自動車等のエンジンにおいてはアクセルペダル
とスロットルバルブがスロットルリンクやアクセルワイ
ヤ等により機械的に連結されていてアクセルペダルの踏
み込み量によってスロットルバルブの開度が比例的に決
まり、例えば急加速時、アクセルペダルを急激に踏み込
むとアクセルワイヤやスロットルリンクも速やかに作動
してスロットルバルブも急開するように構成されてい
る。

ところで内燃機関において機関が低温の場合、即ち冷間
状態においてアクセル急全開により加速しようとすると
上記従来機構に従ってスロットルバルブも急全開するた
め、吸気マニホールド内負圧も急低下し（大気圧に近づ
き）、気化器より供給された燃料は負圧の低下に伴う気
化率の急低下により充分昇温していない吸気マニホール
ドの内壁に液状で付着してしまい、その結果、機関シリ
ンダ内に供給される混合気は過薄（オーバーリーン）化
し、ドライバビリティが悪化したり、又機関が停止して
しまう問題がある。

〔本考案の目的〕

本考案は係る問題点に鑑みなされたものであって、機関
低温時においてアクセル急踏み込みによる混合気の過薄
化を防止することにより機関の停止を防止して、ドライ
バビリティを確保せしめるスロットルバルブ制御装置の
提供をすることにある。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するため本考案によれば、吸気通路内
に燃料が供給される内燃機関において、スロットルバル
ブに同期して回動するスロットルリンクの一端をスプリ
ングを介してアクセルワイヤに連結し、前記スロットル
リンクにはその回転接線方向にダンパが接続され、前記
ダンパは、流体が密閉されたダンパシリンダと、前記ダ
ンパシリンダ内を摺動するダンパピストンと、前記ダン
パピストンによって前記ダンパシリンダ内に区画される
二つの圧力室を連通する連通路と、前記連通路を閉鎖可
能な単一の閉鎖弁とを有し、前記閉鎖弁の閉弁時に限り
スロットルバルブの開方向動作に対してだけダンパ効果
を発揮するように形成され、前記閉鎖弁が機関冷間時に
のみ閉弁されることを特徴とするスロットルバルブ制御
装置が提供される。

〔作用〕

本考案のスロットルバルブ制御装置によれば、機関冷間
時にはダンパの閉鎖弁が閉弁され、それにより、このダ
ンパがスロットルバルブの開方向動作に対してダンパ効
果が発揮され、運転者がアクセルペダルを急激に踏み込
んでもスロットルバルブは緩やかにその開度を増すこと
で、吸気通路内負圧が急激に減少せず、従ってスロット
ルバルブの作動初期においては負圧が残存し吸気通路内
に供給された燃料を良好に気化させることができ、ま
た、スロットルバルブ開弁所要時間が長くなることによ
り、その間に機関回転数上昇及び排気通路内吸気流速の
上昇が確保されるため、スロットルバルブが最終的に全
開位置に到達した時点においても燃料は機関ピストンの
ポンプ作用により円滑に機関シリンダ内に供給され燃料
の吸気通路内壁への付着は防止することが可能となり、
それにより、この時において所望の空燃比を実現するこ
とができる。

また、機関暖機時にはダンパの閉鎖弁が開弁され、それ
により、前述のダンパ効果は失われ、スロットルバルブ
開度はアクセルペダルに素早く応答させることができ
る。この時、吸気通路自体の温度も上昇しているためス
ロットルバルブが急開しても吸気通路壁面に付着した燃
料は即座に気化し、混合気が過希薄となってドライバビ
リティが悪化したり、機関が停止することはない。

〔実施例〕

本考案のスロットルバルブ制御装置の実施例として可変
ベンチュリ型気化器を備えた内燃機関に適用した場合を
例にとり、図面を参照して以下、説明する。

第１図は本考案のスロットルバルブ制御装置及び気化器
を示す図であって、１は可変ベンチュリ型気化器を示
す。この可変ベンチュリ型気化器１は機関（エンジン）
が始動するとベンチュリ部３に負圧が発生し、その負圧
はサクションホール５から気化器１内のサクションチャ
ンバ７に導かれる。その結果サクションピストン９は、
ピストン９を図中左方向へ移動させようとするサクショ
ンチャンバ７内負圧と、ピストン９を図中右方向へと付
勢するサクションスプリング11の反撥力との釣り合う位
置まで左右に移動して、常にベンチュリ部３の負圧を一
定に保持する。一方、フロート室13内の燃料はベンチュ
リ部３に発生した負圧によって燃料通路15へと吸い上げ
られ燃料計量ジェット17と、サクションピストン９より
軸方向に延びるニードル19とによって形成される環状間
隙によって計量され、計量ジェット17に供給される空気
量の増減に合わせて供給燃料量の増減が制御されてい
る。又、以上のように構成された気化器１は吸気マニホ
ールド20に接続され、ベンチュリ部３後流には本考案の
作動対象となるスロットルバルブ21が回転可能に装着さ
れる。このスロットルバルブ21の回転軸となるシャフト
23にはスロットルリンク25が固定される。従ってスロッ
トルバルブ21はスロットルリンク25の回転した角度分だ
け一対一に同期して回転する。

本考案によればスロットルリンク25の回転接線方向には
ダンパ29が設けられ、スロットルリンク25の端部25A
は、板或いは棒の形態をとる連結部材27を介してダンパ
29のシリンダ内に収納されるダンパピストン31のロッド
部31Aに連結される。この連結に関して、連結部材27と
スロットルリンク25とは回転自在に連結され、連結部材
27とダンパピストン31とは固定される。又その他の実施
例としては図示しないがダンパピストン31のロッド部31
Aを延長してスロットルリンク25の端部25Aに直接回転可
能に接続しても良い。

ダンパピストン31にはダンパ29内部においてダンパジェ
ット33とチェックバルブ35が設けられ、ダンパ29内をダ
ンパピストン31によってダンパ室部分29Aと29Bとに二分
している。ダンパ室部分29Aとダンパ室部分29Bは図に示
すように連通路としての通路37と39を介して連通するよ
うに形成されており、通路37,39間には機関温度に応じ
て通路37,39を連通、遮断せしめる閉鎖弁としてのバイ
メタル式負圧切換バルブ41（以下、BVSVと略す。）が設
けられる。従ってBVSV41が通路37,39を遮断した状態に
おいて、ダンパピストン31が図中左方へ移動する際、チ
ェックバルブ35の向きによりダンパ29はダンパ効果を有
し、ピストン31が図中右方へ移動する際は通路37,39の
連通、遮断にかかわらずダンパ29はダンパ効果を有さな
い。又、BVSV41は、冷却配管系の所定部位、例えば機関
のシリンダ壁内のウォータジャケット（図示せず）等に
装着され、機関の冷却水を検知し、例えば50℃以下の低
温では通路37,39を遮断し、それ以上の高温では機関が
暖機状態にあるとして通路37,39を連通しダンパピスト
ン31の作動に抵抗を持たせないように設定されている。

スロットルリンク25の他端部25Bにはスロットルワイヤ4
3が接続されスプリング45を介してアクセルワイヤ47に
接続される。このアクセルワイヤ47はアクセルペダル49
に連結されており、アクセルペダル49の作動に同期して
一対一に作動する。この接続に関して、本実施例によれ
ばスロットルリンク25の端部25Bは、スロットルワイヤ4
3を巻き込むように周状のガイドとなって形成されてお
り、スロットルリンク25の回転をスムーズにしている。
当然他の実施例としてスロットルリンク25をシャフト23
を中心としてストレートに形成し、スロットルワイヤ43
を介さずその端部に直接、スプリング45を接続しても良
い。

第１図を参照して本考案のスロットル制御装置の作動を
以下、説明する。

運転者がアクセルペダル49を踏むと、スロットルリンク
25はアクセルワイヤ47、スプリング45、スロットルワイ
ヤ43を介して図中時計回りに回転しスロットルバルブ21
を開く。この際、スロットルリンク25はシャフト23を中
心として回転するためスロットルリンク25の端部25Aに
連結された連結部材27は左方へと移動し、ダンパ29のダ
ンパピストン31も左方へと動く。機関が冷間状態では、
前述したようにBVSV41は通路37,39を遮断しているため
アクセルペダル49を急激に踏み込み、ダンパピストン31
が左方へ動く際には、ダンパ効果が働きスロットルリン
ク25は時計回り回転するのを妨げられる。従って、スプ
リング45は伸びアクセルストロークがスプリング45によ
って吸収され、スロットルバルブ21は緩やかに開く。そ
の結果、吸気マニホールド20内負圧の急激な低下（大気
圧に近づく）は防止され、燃料気化率の急低下は回避さ
れることになる。一方、アクセルペダル49を戻した時、
あるいは機関暖機状態においては、ダンパ29はダンパ効
果を有さないためスロットルバルブ21はアクセルペダル
49に対応して速やかに作動する。

即ち、アクセルワイヤ47とスロットルワイヤ43（又はス
ロットルリンク25）とを連結するスプリング45は、アク
セルペダル49を急激に踏み込んだ際その変位量を蓄わえ
ておく効果があり、又ダンパ29のダンパ効果によるアク
セルストローク抵抗の増大を回避して、運転者に不快感
を持たせないようにするためのものである。（アクセル
フィーリングの確保）又、スプリング45のばね定数はダ
ンパ29のダンパ効果としての抵抗力に対しては伸長し、
ダンパ効果がなくダンパピストン31がフリーの状態では
伸長しないような値に設定されることが好ましい。

ところで機関が低温の場合であっても、アクセルペダル
49を急激に踏み込んだ時、上述したスロットルバルブ制
御装置においてスロットルバルブ21がアイドル開度（作
動初期）から緩やかに開いたならば、アクセルペダル49
に対するスロットルバルブ21の応答性が若干、損なわれ
ることが考えられる。即ち、スロットルバルブ21開弁の
際、吸気マニホールド19内に燃料が気化するのに必要な
ある程度の負圧が残存しておればある程度の開度までス
ロットルバルブ21急開してもドライバビリティ悪化或い
は機関停止する恐れがない。即ち、アクセルペダル49を
急激に踏み込んだ時、スロットルバルブ21がある開度ま
ではアクセルペダル49に応答して急開し、その後はダン
パ効果によって緩やかに開度を増しても良い。第２図は
上述したスロットルバルブ21の作動を達成するための別
（第２）実施例を示す図であって、スロットルリンク25
が時計回りに回転し始めた作動初期においてダンパ効果
を若干遅延させるために、スロットルリンク25と連結部
材27′とは遊び51を伴って連結されている。この遊び51
は連結部材27′に、ダンパ29又はダンパピストン31の位
置する方向へ延びる長穴を形成することにより達成され
る。

これより機関低温の際のアクセルペダル49急踏み込み
時、スロットルバルブ21はある開度まで、即ち長穴（遊
び）51の左端部にスロットルリンク端部25Aが当接する
まで、急激に開き、その後緩やかに開度を増すことにな
る。

この結果、吸気マニホールド20内負圧の急低下による燃
料の吸気マニホールド20内壁への液状付着及びこれに伴
う混合気の過薄化、ドライバビリティの悪化を防止する
ことに加え、アクセルペダル49、スロットルバルブ21間
のレスポンスも向上することが可能となる。

第３図は以上説明した本考案のスロットルバルブ制御装
置において、機関低温時アクセルペダルを急激に踏み込
み、暫く踏み込んだ状態を維持した後再度ペダルを戻し
た際のスロットルバルブ開度変化を経時的に示すグラフ
である。図中、二点鎖線は連結部材に遊びを形成した装
置（第２実施例）を示し、一点鎖線は遊びを持たない装
置（第一実施例）を示す。

又、図中点線は機関暖機時における本考案のスロットル
バルブ制御装置（第１実施例及び第２実施例を含む）の
スロットル開度変化である。尚、この点線はスプリング
及びダンパを具備しない従来のスロットル機構の低温、
暖機時のスロットル開度変化にも相当する。

本考案によれば連結部材に遊びを持たせた装置（２点鎖
線）はアルセルペダル急踏み込みの際、スロットルバル
ブ作動初期において従来同様、急激にその開度を増し、
次いで緩やかなカーブを描いて開度を増加することにな
る。これに対し遊びを有さない装置（１点鎖線）はスロ
ットル作動始めより緩やかなカーブを描いてその開度を
増加する。又、アクセルペダルを元に戻した際には従来
同様、本考案の二装置のスロットル開度は直線的に、即
ちアクセルペダルに同期して一対一でその開度を減少す
ることになる。これは第１図において可動片31が右方へ
移動する際、ダンパ29はチェックバルブ35の向きにより
その効果を発生しないことによる。（一方向性ダンパ） ところで従来の機関には吸気マニホールドに付着した燃
料がスロットルバルブ急閉の際負圧上昇（負圧が強くな
る）と共に一気に気化して吸入混合気が過濃になるのを
防止するためスロットルバルブを緩やかに閉じる機構を
備えたものがあったが、本考案はさらに第１及び第２実
施例で開示したダンパ（一方向）を例えばチェックバル
ブを除去し、両方向においてダンパ効果を有する往復ダ
ンパとすることで減速時のスロットル作動においても緩
やかに閉弁させ、上記作用を兼ねることも可能である。

〔考案の効果〕

以上、説明したように本考案のスロットルバルブ制御装
置は、機関冷間時においてアクセルペダルを急激に踏み
込んでもスロットルバルブはダンパ効果によって緩やか
にその開度を増すため、吸気マニホールド内負圧は急低
下して大気圧とならず、従って燃料の気化が達成され空
燃比の過薄化を防止することができ、ドライバビリティ
の悪化を防ぐことが可能となる。加えて従来の機関には
冷間時、急加速後減速した際、吸気マニホールドに付着
していた燃料が一気に気化して、混合気が過濃になるこ
とがあったが、本考案によれば冷間急加速時、吸気マニ
ホールドの内壁には燃料が液状で付着しにくくなるため
減速の際の過濃現象も発生しにくくなる。加えて本考案
を可変ベンチュリ型気化器を備えた内燃機関に適用した
場合、従来スロットルバルブを急開の際、サクションホ
ールに一時的に高負圧が導入されることによるサクショ
ンピストンのオーバシュートが防止され、空燃比の過薄
化を防止することが可能となる。又、本考案を電子制御
式燃料噴射弁を備えた機関に適用した場合、従来のスロ
ットルバルブ急開に伴う急激な加速ショックを防止する
ことができる。

また、機関暖機後には、吸気通路自体の温度も上昇して
おり吸気通路壁面に付着する燃料は即座に気化されるた
めに、前述のダンパ効果は発揮させずにスロットルバル
ブの開度をアクセルペダルに素早く応答させ、運転者の
意図する急加速が実現される。このような機関暖機前後
におけるダンパの切り換えは、ダンパに設けられた単一
の閉鎖弁の開閉により行われるために、ダンパの構造が
比較的簡単である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の第１実施例を示す装置全体図； 第２図は本考案の第２実施例を示す装置全体図； 第３図は第１及び第２実施例の装置におけるスロットル
バルブ開度変化を示すグラフ。 21……スロットルバルブ、 25……スロットルリンク、 29……ダンパ、31……ダンパピストン、 45……スプリング、47……アクセルワイヤ。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】吸気通路内に燃料が供給される内燃機関に
   おいて、スロットルバルブに同期して回動するスロット
   ルリンクの一端をスプリングを介してアクセルワイヤに
   連結し、前記スロットルリンクにはその回転接線方向に
   ダンパが接続され、前記ダンパは、流体が密閉されたダ
   ンパシリンダと、前記ダンパシリンダ内を摺動するダン
   パピストンと、前記ダンパピストンによって前記ダンパ
   シリンダ内に区画される二つの圧力室を連通する連通路
   と、前記連通路を閉鎖可能な単一の閉鎖弁とを有し、前
   記閉鎖弁の閉弁時に限りスロットルバルブの開方向動作
   に対してだけダンパ効果を発揮するように形成され、前
   記閉鎖弁が機関冷間時にのみ閉弁されることを特徴とす
   るスロットルバルブ制御装置。