JPH0219655A - ガソリンエンジンの燃料噴射システムのスロットル弁 - 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」 本発明はマイコン制御によるガソリンエンジンの燃料噴
射システムのスロットル弁に関する。

「従来の技術」 キャブレータは、０ＴＴＯ型循環エンジンに採用されて
ガソリンと空気との混合に用いられ、この混合気をシリ
ンダに進入させて圧縮し、その後点火燃焼させて動力を
発生させている。科学技術の変遷と共に、自動車工業で
も既に伝統のキャブレータから燃料注射式に発展し、最
も進歩した中央ジェット式システムに至っている。

中央ジェット式即ち燃料噴射システムは、先進国におい
て最先に商品化したのが大体１９８０年で、１９８５年
以後大量に商品化されている。

［発明が解決しようとする課題」 けれど、これら商品化された中央ジェットシステムは使
用において今尚若干の欠点を持っており、例えばアクセ
レータ制御機構が使用上トルクバネ作用により、トルク
バネと金属回動軸との間を容易に摩擦損傷し、同時にエ
ンジン自体の高熱または他の原因で圧力室内に気泡が発
生した時に、この気泡が最終的にノズル周囲を閉塞して
ノズルの燃料噴射動作に影響している。

［課題を解決するための手段」 この欠点について改良すべく、本発明者はこの長期作業
において体得した経験に、更に心つくして研究をかえて
それを得たものである。本発明は中央噴射システムのス
ロットル弁に関するもので、全要素は一切刃つくして製
造上簡便に設計或は要求され、組立を容易にし、コスト
ダウンをはかったものである。

本スロットル弁は、マイコン制御単体燃料噴射システム
に応用すれば、燃料噴射システムの心臓部分に当り、車
両のエンジンの吸気管の上方に取付けて、従来のキャブ
レータに入替わり、キャブレータが提供した空気調節と
燃料調節の工大効果を持つ外に、マイコン制御による燃
料噴射システムに必要とする空気流を持ち、開口度の感
知、吸気管の温度及び圧力の感知、燃料流通、燃料噴射
、燃料圧調節、圧力室の空気排出、調圧弁の破損安全装
置、アイドル時の空気調節、アイドル速度での絞り弁の
位置調節、絞り弁位置操縦、絞り弁の絞り度調整、燃料
圧力室内での蒸発気体回収孔、エアクリーナ固定等の効
果を持っている。

本発明は、マイコン制御によるエンジン燃料噴射システ
ムのスロットル弁に係り、ノズルカバー（及び空気導管
）と、スロットル弁の上半部及びスロットル弁の下半部
とを備え、ノズルカバーは円筒形状を持って、上端がエ
アクリーナと連接し、下端がスロットル弁の上半部と連
接し、スロットル弁の上半部は、外側に燃料圧調節器が
ロックされて、圧力室中のガソリンの圧力を常に一定に
保持するように調節し、中心部分にノズルが設けられて
、入力した制御電流で駆動してガソリンを噴射し、スロ
ットル弁の下半部は、上端がスロットル弁の上半部上密
封連接し、下端にエンジンの吸気管と互いに連接する７
ラング台が設けられて、混合気の流量を制御し、更に、
絞り弁の開閉量を制御するアクセレータ操縦機構を設け
ている。

「実施例」 第１図を参照すると、本発明は、ノズルカバー１０、ス
ロットル弁の上半部２６及び下半部３８とを備えている
。

ノズルカバー１０は、第４図に示すように円筒形状を持
ち、上端に図示略のエアクリーナをロックさせるポルト
ｌｌが固定されている。外部の空気は、エアクリーナに
よって濾過された後、ノズルカバー１０を経由して燃料
圧調節フラムに導入される。

又、ノズルカバーｌＯは、下端が目頭十字ポルト２７及
び噛止ワッシャ２８でスロットル弁の上半部２６を強固
に締め付けられ、この上半部２６の中間にはノズル２４
が配置されて、ワッシャ２２及びワッシャ２２の下方に
ある°Ｏリング２３を適当な圧力で押付けて取り付ける
ことによって、燃料がノズル２４上端の辺縁から漏洩し
ないようにし、第２図に示すように周囲に１２本の縦向
リブ１０１を設けて、強度をかえ、材料を節約し、製造
に型抜きを容易にしている。

第４図を参照すると、このスロットル弁の上半部２６は
、上端がノズルカバー１０と密接し、下端がスロットル
弁の下半部３Ｂと密接して、ポルト１７と噛止ワッシャ
４１によりスロットル弁の下半部３８に締め付けられて
いる。こうする事により、清潔な空気は円滑にスロット
ル弁の上半部２６を経由して絞り弁に入り、燃料は燃料
供給継手１９から直接中心部に入り、この時にノズル２
４は殆どが燃料中に浸するようになる。この中心部の上
端にはＯリング２３及び０リング２５とノズル２４が緊
密に係合させられて、それで燃料の漏洩を防止している
。

ノズル２４は、ノズル電線端子１Ｂより入力された制御
電流で駆動されて、燃料を直接絞り弁の上方に噴射し、
余分の燃料がスロットル弁の上半ｆｆｉ　２６の中心部
を経由して燃料圧調節器１３に流入する（第２図及び第
８図参照）。この燃料圧調節器１３は、第２図及び第３
図に示すように、内題十字ボルト８及び噛止ワッシャ１
４によってスロットル弁の上半部２６の外側に強固に締
め付けられる。

燃料圧調節器１３内には、第８図に示すように、スロッ
トル弁の上半部２６との間に緊圧される燃料圧調節器フ
ラム１５と、バネ１５１と、中央に調整ねじ１５２とが
設けられて、圧力室中の圧力を設定できるようにしてい
る。燃料が燃料圧調節器１３に漏洩してスロットル弁の
外層から滲み出るのを防止することができる。燃料圧調
節７ラム１５はスロットル弁の上半部２６の一端に向い
て鋼片スイッチを設けて鋼鉄リング４６を密封し、燃料
が出口へ流れないようにしている。−旦燃料圧が高過ぎ
ると、燃料圧調節フラム１５は押し開かれ、燃料は鋼鉄
リング４６の中空孔道を経由して燃料回収継手７０に流
れ（第３図及び第８図参照）、その後燃料タンクに戻っ
て、燃料圧調節の効果を達成している。

第６因に示すように、燃料圧調節器１３は、圧力室にあ
る空気の排出が下方にある燃料圧力室に０．５〜０．８
ｍｍ−直径の小孔１３１を設けて、圧力室内である何か
の原因により発生した気泡を排出しく例えば高熱、局部
低圧により発生した気泡または燃料タンク中から吸入し
た空気）、ノズル２４が周囲の燃料で閉塞するのを免除
することができる。燃料噴射システムの燃料ポンプが提
供した燃料圧及び燃料量が大きいので、この小孔１３１
は圧力室の燃料用の安定に影響しない。

燃料圧調節器１３内の燃料圧調節フラム１５が何かの原
因で破裂して、燃料圧調節効果の喪失を避ける為に、も
し圧力室中の燃料ポンプが続けて動作すると、燃料圧が
続けて高くなり、燃料が外部に漏洩することになる。こ
のような不幸を免除する為に、本発明では燃料圧調節器
１３の下方に浪曲孔１３２（第６図を参照）を設けて、
−旦燃料圧調節フラムが破裂した時に、燃料は浪曲孔１
３２から燃料回収管５０に流れ、この案内で燃料タンク
に戻り、圧力室中の燃料圧力が持続的に高くなるのを免
除することができる。

エンジンがアイドル速度で運転している時には、絞り弁
が閉鎖されて、吸気管に流れる量が非常に小さくなり、
アイドル運転ができなくなる。この問題を解決する為に
、本発明では第８図に示すようにスロットル弁の上半部
２６の内壁に貫通孔２６２を設けている。この貫通孔２
６２は、一端がスロットル弁の上半部２６の内部空間と
互いに通じ、他端がステップモータセット１２の前端に
より閉ざされている。エンジンがアイドル速度で運転し
ている時、マイコン制御システムよりステップモータセ
ット１２に通知信号を出し、駆動しているステップモー
タに前端を一定量後退するように知らせて、貫通孔を開
口させる。スロットル弁の上半部２６内の清潔な空気は
貫通孔２６２からスロットル弁の下端の吸気管中に流れ
、アイドルを一定の回転速度に維持させる。ステップモ
ータセラ！・１２の前端の後退移動量が大きい程、貫通
孔２６２の開かれる面積も大きくなり、エンジンの吸気
管内に流れる空気量も益々大きくなり、エンジンのアイ
ドル回転速もより高くなる。こうすることで完全に自動
でアイドル空気調節を制御することができる。

このスロットル弁は、下半部３８の上端と、上手部２６
とが互いに連接し、ワッシャ４５で密封して、空気漏洩
を防止している。第９図で示すように、この下半部３８
の下端には、エンジンの吸気管と互いに連接する７ラン
グ台３８１が設けられ、下半部３８の内部空間は次第に
入って加速するように設計し、同時にノズル２４から燃
料を内部空間に噴射して、空気と燃料を均一に混合して
いる。フランジ台３８１上には、４つのボルト固定孔が
形成されて、スロットル弁の下半部３８を吸気管の固定
ボルト上に固定締め付けられている。

スロットル弁の下半部３８は、エンジンの吸気量を制御
して、間接的にエンジンの出力パワーを制御できるよう
にしている。清潔な混合気がエンジンの吸気管に流れる
前は、アクセレータ弁（絞り弁）３４で閉塞でき、この
絞り弁３４が第４図に示すようにボルト２７及びワッシ
ャ２８によって回動軸３３（第４図を参照）に固定され
、この回動軸３３が回転盤２と連動している。運転者が
車輌を加速する時には、先ず足でアクセルペダルを踏み
込んで、スロットルレバー制御線（又、燃料添加線とも
云う）を引張っている。この制御線は゛第５図の回転盤
２を回動させて、同時に回動軸３３も回動させて絞り弁
３４を開口させ、運転者がアクセルペダルを放すと、回
動軸３３の回りに配置されたトルクバネ３によって回転
盤２を元の位置に回動させて、回動軸３３を経て絞り弁
３４を元の位置に戻し、エンジンに供給される混合気が
減少させて減速の作用を果たしている。回転盤２上には
、第５図に示すようにトルクバネ３をホック止めして、
ばねのトルクを伝達できる複数のトルクバネ固定孔が形
成される。これら固定孔は、設計時に各運転者の足の力
の感覚が異なる各運転者に対応して設けられて、トルク
バネ３が発生するトルクを調整している。このトルクバ
ネ３の内周には、トルクバネ３の常時ひねり摩擦を低減
し、弁の操縦機構の使用寿命を増加させて、弁の操縦時
に非常に順調円滑に実施させるスリーブ内環３０、スリ
ーブ３１及びプラスチックワッシャ３２が収容されて、
トルクバネ３と金属回動軸との間の摩擦接触を完全に耐
えられるようにし、潤滑作用をもつ高分子プラスチック
（テフロンまたはエチルｗ４）で隔絶されて、操縦性の
円滑な効果を達成している。下半部３８には、アイドル
運転時において、絞り弁３４と下半部３８の内壁間に最
小の隙間を形成し、最低限度の燃料気が絞り弁を通るよ
うにアクセレータ位置ダンパー２９が取付けられている
。このダンパー２９は、−旦セカントの回転盤から元の
位置に戻る時に、アクセレータ位置調整ねじ４の前端を
押し付け、回転盤２の復帰位置を制限する。ねじ４の位
置を調整することにより絞り弁３４と下半部３８内壁間
の最小隙間を設定することができる。又、位置調整ねじ
４の上方にはボルト４を予め設定位置にロックする六角
端止ナツト４９が形成されて、決してエンジンの振動ま
たは人為的調整ミスで設定値を変えることがない。それ
にトルクバネを捻り動かす時に大きな側向き推力を発生
し、回動軸３３をトルクバネの軸向きに移動させると、
絞り弁３４と下半部３８が摩擦して破損する三枚の推力
を吸収し不正常な摩擦を免き、スロットル弁の使用寿命
をプラスする。六角端止ナツト１は回転盤２を回動軸３
３上に緩み落ちないように固定している。−旦絞り弁の
位置が変動すると、必ずマイコン制御器によって当時の
位置を予め記憶し、開口度感知器４３が絞り弁３４の当
時の開き度を感知している。

−旦絞り弁３４が回動軸３３に伴って開口すると、開口
度感知プルレバー３７が同時に回動する。従って、プル
レバー３７は第４図に示すように、端が回頭十字ボルト
３６と平ワツシヤ３５とによって強固に回動軸３３上に
締め付けられ、他端が開口度感知器４３を駆動して電位
差信号を発生させ、マイコン制御器に当時の絞り弁の開
口度を通知している。この感知器４３は回頭十字ポルト
３９及び固定ワッシャ４０で下半部３８に固定されて、
気軽に調整を−行うことができる。−旦マイコン制御器
から信号を出してノズルの燃料噴射量を制御する時は、
必ず最先に吸気管内の温度と圧力によりエンジンのシリ
ンダに入る吸気量を算出し、下半部３８は位置を提供し
て吸気管の吸気温度と圧力をはかる。吸気温度感知器４
２は、前端が温度誘導抵抗で形成されて、直接スロット
ル弁からエンジン吸気管に挿入され、この測定点で測定
した温度と吸気管後端における実際に必要とする吸気温
度の差が非常に小さい。又、鋼鉄管５１は、吸気管の圧
力とスロットル弁外の吸気管圧力感知器を互いに連接す
るように案内したので、それに感知器４２と鋼鉄管５１
の設計は、スロットル弁を自動車修繕市場で登場した時
に、数多くの取付加工時間を節約している。

これら車輛にはオイルタンク蒸発気体回収装置が取付け
られているので、下半部３８にはガソリン蒸気回収管、
例えば鋼鉄管５１等を設計し、ガソリンの蒸気を回収す
るのを絞り弁３４で高速空気を流通させ、非常に低い空
気圧力を発生させて、回収したガソリン蒸気を吸気管に
案内して、鋼鉄ポール６はガソリン蒸気の回収管の加工
を便利にする為に、回収を終えると半速鋼鉄ボール６で
密封して漏気を防止する。スロットル弁の上半部２６及
び下半部３８を設計する時には、全て外観、溝造、試作
品の製造が容易、材料厚さが最良化、加工組立が簡単等
を考慮に入れねばならない。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明のスロットル弁の正面図、第２図は第１
図の上面図、第３図は第２図の側面図、第４図は第２図
のＩＶ　−ＩＶ線断面図、第５図は第４図のＤ方向から
見た側面図、第６図は第３図の■−■線断面図、第７図
は第２図の■−■線断面図、第８図は第３図の■−■線
断面図、第９図は第１図のＥ方向から見た底面図である
。 １０・・・・・・ノズルカバー　１３・・・・・・燃料
圧調節器、１５・・・・・・燃料圧調節フラム、１０１
・・・・・・縦向リブ、２・・・・・・回転盤、２４・
・・・・・ノズル、２６・・・・・・スロットル弁の上
半部、３・・・・・・トルクバネ、３０・・・・・・ト
ルクバネスリーブ内環、３１・・・・・・スリーブ、３
２・・・・・・プラスチックワッシャ、３３・・・・・
・回動軸、３４・・・・・・絞り弁、３８・・・・・・
スロットル弁の下半部、５０・・・・・・燃料回収管。 出願人　インダストリアル　テクノロジーイ リサーチ　インスティチュート す １′−４ Ｕ ＩＧ−６ ＦＩ６．７ ＼ 図面の浄Ｓグ内容；二変更なし）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）上端にエアクリーナが連接されるノズルカバーと
   、このノズルカバーの下端に連接されるスロットル弁の
   上半部と、この上半分部に連接されるスロットル弁の下
   半部とを備え、 前記ノズルカバーが円筒形状を持つと共に、周囲に１２
   本の縦向リブが固設され、 前記スロットル弁の上半部には、中心部に燃料を噴射す
   るノズルが設けられ、外側に燃料圧調節器が締め付けら
   れ、この燃料圧調節器には、内部フラム下方の燃料圧力
   室内の空気または気泡を排出する空気排出孔と、燃料回
   収管と互いに導通する燃料回収孔とが設けられて、フラ
   ムが破裂した時に起こる災害を防止し、 前記スロットル弁の下半部は、下端にエンジンの吸気管
   と互いに連接するフランジ台と、オイルと空気の混合気
   の流量を制御するアクセレータ操縦機構を設けて、絞り
   弁の開閉量を制御し、この操縦機構は回動軸上でスリー
   ブで内環にし、更にプラスチックパッキングを加えて、
   トルクバネと金属回動軸との間の摩擦力を低下させるこ
   とを特徴とするマイコン制御によるガソリンエンジンの
   燃料噴射システムのスロットル弁。
2. （２）このノズルからの燃料噴射量は吸気管の温度と圧
   力を温度感知器及び圧力感知器で測定して、コンピュー
   タで算出され、 この温度感知器は吸気管内の温度誘導抵抗によって測定
   され、この圧力感知器はフランジの下端に設けられた鋼
   管により、吸気管の圧力を案内することを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の弁。