(57)【要約】【課題】エジェクタを利用したエンジンの吸気制御及び負圧発生装置において、エジェクタの作動流量を増大させて、負圧の供給量を増大させる。【解決手段】スロットルバルブ５にエジェクタ１１を取付け、ノズル２０及びディフューザ２２によって、スロットル弁１３をバイパスする。ノズル２０とディフューザ２２との間に負圧取出通路２４を開口させる。エジェクタ１１にノズル２０及びディフューザ２２の流路面積を調整する弁体２５を設ける。スロットル弁１３の全閉時に、吸入空気をエジェクタ１１のノズル２０及びディフューザ２２に流通させて、弁体２５によってアイドル回転数を調整する。このとき、吸入空気の全流量がノズル２０及びディフューザ２２を流通するので、エジェクタ１１の作動流量を増大させることができ、負圧の供給量を増大させることができる。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのスロットルバルブをバイパスするバイパス通路に、エジェクタのノズル及びディフューザを形成して、前記ノズルと前記ディフューザとの間から負圧を得る負圧取出通路を設け、さらに、前記ノズル及び前記ディフューザの流路面積を変化させる弁体を設けて、前記スロットルバルブの全閉時に前記弁体によって前記エンジンの吸入空気量を調整することを特徴とする吸気制御及び負圧発生装置。
【請求項２】
前記負圧取出通路は、逆止弁を介して前記スロットルバルブの下流側に接続され、前記逆止弁は、前記負圧取出通路側から前記スロットルバルブの下流側への流通のみを許容することを特徴とする請求項１に記載の吸気制御及び負圧発生装置。
【請求項３】
スロットルボディの流路を開閉するスロットル弁の一端部と前記スロットルボディの内壁との間で、エジェクタのノズル及びディフューザを形成し、前記ノズルと前記ディフューザとの間に負圧取出通路を開口させ、前記弁体の全閉時に前記ノズル及び前記ディフューザによって吸入空気を流通させると共に、前記負圧取出通路から負圧を得ることを特徴とする吸気制御及び負圧発生装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、エンジンの吸気流量を調整するとともに、エジェクタを利用して気圧式倍力装置等に負圧を供給する吸気制御及び負圧発生装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般的に、自動車の制動装置においては、制動力を高めるために気圧式倍力装置が設けられている。気圧式倍力装置は、負圧源として、一般にエンジンの吸気装置を利用しており、エンジンの吸気負圧を負圧室に導入して、大気圧との差圧によってパワーピストンに推力を発生させ、制動装置にサーボ力を付与している。
【０００３】
この種の気圧式倍力装置は、エンジンの吸気負圧を利用するため、冷間始動直後等、エンジンの吸気負圧が小さい運転状態においては、充分な負圧（真空度）が得られず、サーボ力が低下する場合がある。特に排気量（吸入空気量）の小さい小型エンジンの場合、サーボ力の低下が問題となる。そこで、従来、例えば特許文献１及び２に記載されているように、エジェクタを利用して、負圧室に導入される負圧を高めるようにした気圧式倍力装置が提案されている。
【０００４】
【特許文献１】
特開昭５９−５０８９４号公報
【０００５】
【特許文献２】
特開昭６０−２９３６６号公報
【０００６】
エジェクタは、ノズルの下流側にディフューザを配置し、これらの間に負圧取出口を設けたものであり、ノズル側からディフューザ側へ気体を流すと、高速噴流量が生成されて、負圧取出口に高い負圧を発生させることができる。そして、エンジンの吸気管のスロットルバルブの上流側にエジェクタのノズルの入口側を接続し、スロットルバルブの下流側にディフューザの出口側を接続して、スロットルバルブの上流、下流間の差圧によって、エジェクタのノズル側からディフューザ側へ空気を流すことにより、負圧取出口に生じる真空度の高い負圧を気圧式倍力装置に供給する。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来のエジェクタを利用した負圧発生装置では、次のような問題がある。エジェクタによって、スロットルバルブが一部バイパスされるので、その分、エンジンの燃焼室に導入される吸入空気量が増加することになる。エジェクタによるバイパス流量が大きいと、アイドリング回転時において、吸入空気量が過度に大きくなり、燃費の悪化及びアイドリングの不安定の原因となる。このため、エンジンのアイドリング回転の安定制御の要請から、エジェクタの作動風量が制限されることになり、エジェクタの効果を充分に発揮することができなかった。
【０００８】
本発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、適切なエンジンの吸気制御を行うとともに、真空度の高い負圧を得ることができる吸気制御及び負圧発生装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記の課題を解決するために、請求項１の発明に係る吸気制御及び負圧発生装置は、エンジンのスロットルバルブをバイパスするバイパス通路に、エジェクタのノズル及びディフューザを形成して、前記ノズルと前記ディフューザとの間から負圧を得る負圧取出通路を設け、さらに、前記ノズル及び前記ディフューザの流路面積を変化させる弁体を設けて、前記スロットルバルブの全閉時に前記弁体によって前記エンジンの吸入空気量を調整することを特徴とする。
このように構成したことにより、スロットルバルブをバイパスする吸入空気がエジェクタのノズル及びディフューザを流通することによって、負圧取出通路に負圧が発生し、スロットルバルブの全閉時には、エンジンの吸入空気の全流量がノズル及びディフューザを流通し、弁体によってエンジンの吸入空気量を調整する。
請求項２の発明に係る吸気制御及び負圧発生装置は、上記請求項１の構成において、前記負圧取出通路は、逆止弁を介して前記スロットルバルブの下流側に接続され、前記逆止弁は、前記負圧取出通路側から前記スロットルバルブの下流側への流通のみを許容することを特徴とする。
このように構成したことにより、スロットルバルブの下流側の負圧を負圧取出通路に直接供給することができる。
また、請求項３の発明に係る吸気制御及び負圧発生装置は、スロットルボディの流路を開閉するスロットル弁の一端部と前記スロットルボディの内壁との間で、エジェクタのノズル及びディフューザを形成し、前記ノズルと前記ディフューザとの間に負圧取出通路を開口させ、前記弁体の全閉時に前記ノズル及び前記ディフューザによって吸入空気を流通させると共に、前記負圧取出通路から負圧を得ることを特徴とする。
このように構成したことにより、閉弁時の弁体をバイパスする吸入空気がエジェクタのノズル及びディフューザを流通することによって、負圧取出通路に負圧が発生する。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
本発明の第１実施形態について、図１乃至図４を参照して説明する。本発明の吸気制御及び負圧発生装置を適用した自動車の電子制御燃焼噴射式エンジンの吸排気装置を図２に示す。図２に示すように、吸排気装置１は、エンジン本体２の吸気管３に、吸気制御及び負圧発生装置４のスロットルバルブ５、エアフローメータ６及びエアクリーナ７が設けられ、また、排気管８に、触媒装置９及び消音器１０が設けられている。そして、エアフローメータ６によって検出した吸入空気量、外気温、外気圧、スロットル弁１３の開度、エンジン回転数、冷却水温度等の制御パラメータに基づいて、エンジンコントローラ（図示せず）によって、燃料噴射量および時期、点火時期等を決定し、燃料インジェクタ、点火装置等に指令信号を出力して、エンジンの運転状況に応じて空燃比等を最適に制御する。
【００１１】
図１及び図２に示すように、吸気制御及び負圧発生装置４は、スロットルバルブ５と、エジェクタ１１とから構成されている。スロットルバルブ５は、吸気管３を構成するスロットルボディ１２内に、その流路を開閉するバタフライ型のスロットル弁１３が設けられている。スロットル弁１３は、スロットルケーブル１４を介してスロットルペダル１５に連結されており、運転者のスロットルペダル１５の操作によって開閉されて、吸入空気量を調整する。スロットルボディ１２には、スロットル弁１３が着座する弁座１６が設けられており、スロットル弁１３の全閉時の漏れ流量を最小限に抑えている。
【００１２】
エジェクタ１１は、スロットルボディ１２の側壁に取付けられたケース１７内に、スロットルボディ１２のスロットル弁１３の上流側と下流側とを連通させるバイパス通路１８が形成されている。バイパス通路１８は、スロットルボディ１２のスロットル弁１３の上流側に連通する空気入口１９側に配置されたノズル２０と、スロットル弁１３の下流側に連通する空気出口２１側に配置されたディフューザ２２とからなり、これらのノズル２０とディフューザ２２が滑らかに縮小された入口と、緩い広がり角度の拡大出口とを有する断面形状が矩形の平板状の単一のラバールノズルを形成している。ノズル２０のスロート部２３の下流部には、両側部に負圧取出通路２４が開口されている。
【００１３】
ノズル２０及びディフューザ２２の上部には、平板状の弁体２５が上下動可能に嵌合されて、弁体２５によって上述のラバールノズルの内壁の一部を形成しており、アクチュエータ２６の作動ロッド２７によって弁体２５を移動させることにより、バイパス通路１８の流路面積を調整できるようになっている。アクチュエータ２６は、アイドルコントローラ２８に接続されており、アイドルコントローラ２８からの制御信号に基づいて、エンジンの運転状態に応じて弁体２５を移動させ、バイパス通路１８の流量を調整してアイドリング回転を制御する。
【００１４】
負圧取出通路２４は、逆止弁２９を介して空気出口２１に連通されている。逆止弁２９は、負圧取出通路２４側から空気出口２１側への流通のみを許容する。また、負圧取出通路２４には、逆止弁３０を介して、気圧式倍力装置３１の定圧室（負圧室）が接続されている。気圧式倍力装置３１は、定圧室に常時負圧を供給し、ブレーキペダル（図示せず）の操作に応じて変圧室に大気を導入し、定圧室と変圧室との差圧によってパワーピストンに推力を発生させて、制動装置の操作力にサーボ力を付与するものである。
【００１５】
以上のように構成した本実施形態の作用について、次に説明する。
スロットルバルブ５のスロットル弁１３の全閉状態では、エンジン本体２のアイドリング回転に必要な吸入空気は、エジェクタ１１のバイパス通路１８を通ってエンジン本体２の燃焼室に供給される。そして、アイドルコントローラ２８によって、アクチュエータ２６を制御して、弁体２５を移動させることにより、バイパス通路１８の吸入空気の流量を調整して、アイドリング回転が一定になるように調整する。また、冷間時、エアコンの作動による高負荷時等には、吸入空気の流量を増大させて、アイドリング回転を高める。
【００１６】
このとき、ノズル２０からディフューザ２２に空気の流れが生じ、ラバールノズルの効果によって、ノズル２０のスロート部２３の流速が音速に達し、負圧取出通路２４にエンジン吸気負圧より高い真空度の負圧が発生する。この高い真空度の負圧が逆止弁３０を介して気圧式倍力装置３１の定圧室に供給される。
【００１７】
これにより、アイドリング回転時の吸入空気全量をノズル２０及びディフューザ２２に流通させることができるので、エジェクタの作動風量を増大させることができ、気圧式倍力装置３１に供給する負圧を増大させることができる。スロットル弁１３は、全閉時に弁座１６に着座して、漏れ流量を最小限に抑えるので、バイパス通路１８の流量を増大させることができ、負圧の供給量を増大させることができる。
【００１８】
また、従来、別体であったアイドル制御用のバイパス通路と負圧を発生させるためのエジェクタとを一体化することができ、装置の小型化を達成することができる。
【００１９】
なお、スロットル弁１３が開いている場合には、負圧取出通路２４に加えて、吸気管３のスロットルバルブ５の下流側の吸気負圧を逆止弁２９、３０を介して、気圧式倍力装置３１の定圧室に直接供給する。また、エジェクタ１１のスロート部２３がゴミ等の異物によって詰まった場合には、逆止弁２９が開いて、吸気管３から気圧式倍力装置３１に直接負圧が供給される。
【００２０】
次に、本発明の第２実施形態として、吸気制御及び負圧発生装置４のエジェクタの変形例について図５を参照して説明する。なお、上記第１実施形態のエジェクタ１１と同様の部分には同一の符号を付して説明する。
【００２１】
図５に示すエジェクタ３２は、一端部が軸３３によって回動可能に支持されたフラップ状の弁体３４によって、ノズル２０及びディフューザ２２の一方の側部が形成されており、弁体３４の回動によって、ノズル２０及びディフューザ２２からなるバイパス通路１８の流路面積を調整するようになっている。弁体３４は、閉弁方向に回動させることにより、スロート部２３を最も狭くし、開弁方向に回動させることにより、バイパス通路１８の側壁に形成された凹所３５に収容されて、バイパス通路１８の流路を広げるようになっている。
【００２２】
このように構成したことにより、弁体３４の回動によって、上述のエジェクタ１１よりも、バイパス通路１８の流路面積を大きくすることができるので、バイパス通路１８の吸入空気流量を大きくすることができ、また、スロート部２３の異物の詰りを防止することができる。
【００２３】
次に、本発明の第３実施形態として、スロットルバルブとエジェクタを一体化した吸気制御及び負圧発生装置について、図６を参照して説明する。なお、上記第１実施形態のエジェクタ１１と同様の部分には同一の符号を付して説明する。
【００２４】
図６に示す吸気制御及び負圧発生装置３６は、吸気管３を構成するバルブボディ３７にその流路を開閉するバタフライ型のスロットル弁３８が回動可能に設けられており、バルブボディ３７の側壁と弁体３８の一端部とによって、ラバールノズルを構成するノズル２０及びディフューザ２２が形成されている。スロットル弁３８は、全閉時には、その一端部によって、バルブボディ３７の内壁との間でノズル２０及びディフューザ２２を形成するとともに、他端部がバルブボディ３７のシート部３９に着座して、漏れ流量を最小限にすることにより、吸入空気の全流量がノズル２０及びディフューザ２２を流通するようにしている。また、開弁時には、流路を広げて、エンジンに必要な吸入空気流量が得られるようになっている。
【００２５】
また、スロットル弁３８は、いわゆるドライブバイワイヤ方式によってアクチュエータ（図示せず）によって駆動され、センサによって検出したスロットルペダル位置に応じて、エンジンコントローラ（図示せず）によって所定の開度に調整され、アイドリング回転時には、アイドリング回転に必要な開度に自動調整されるようになっている。
【００２６】
このように構成したことにより、アイドリング回転時には、吸入空気の全流量をノズル２０及びディフューザ２２に流通させることができるので、エジェクタの作動風量を増大させることができ、気圧式倍力装置に供給する負圧を増大させることができる。また、従来、別体であったスロットルバルブ、アイドル制御用のバイパス通路及び負圧を発生させるためのエジェクタを一体化することができ、装置の小型化を達成することができる。
【００２７】
【発明の効果】
以上詳述したように、請求項１の発明に係る吸気制御及び負圧発生装置によれば、スロットルバルブをバイパスする吸入空気がエジェクタのノズル及びディフューザを流通することによって、負圧取出通路に負圧が発生し、スロットルバルブの全閉時には、エンジンの吸入空気の全流量がノズル及びディフューザを流通し、弁体によってエンジンの吸入空気量を調整することができる。その結果、エンジンのアイドリング回転時においても、エジェクタの作動流量を増大させることができ、負圧の供給量を増大させることができる。また、アイドル制御用のバイパス通路と負圧を発生させるためのエジェクタとを一体化することができ、装置の小型化を達成することができる。
請求項２の発明に係る吸気制御及び負圧発生装置によれば、スロットルバルブの下流側の負圧を負圧取出通路に直接供給することができる。
また、請求項３の発明に係る吸気制御及び負圧発生装置によれば、エジェクタの作動流量を増大させることができ、負圧の供給量を増大させることができる。さらに、スロットルバルブ、アイドル制御用のバイパス通路及び負圧を発生させるためのエジェクタを一体化することができ、装置の小型化を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１実施形態に係る吸気制御及び負圧発生装置の縦断面図である。
【図２】図１に示す装置を適用したエンジンの吸排気装置を示すブロック図である。
【図３】図１に示す装置のエジェクタの要部を拡大して示す縦断面図である。
【図４】図１に示す装置のエジェクタの要部を拡大して示す横断面図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るエジェクタの要部の横断面図である。
【図６】本発明の第３実施形態に係る吸気制御及び負圧発生装置の縦断面図である。
【符号の説明】
４    吸気制御及び負圧発生装置
５    スロットルバルブ
１１  エジェクタ
１８  バイパス通路
２０  ノズル
２２  ディフューザ
２４  負圧取出通路
２５  弁体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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