(57)【要約】【課題】独立スロットル機構を備えた内燃機関において簡単な構造で各気筒の平均吸気管圧力を良好な応答性で高精度に検出可能な内燃機関の吸気管圧力検出装置を提供する。【解決手段】中空軸状部材であるバルブシャフト２０は、吸気管１１毎に中空部２０ａに連通する開口部２０ｂが外周面にそれぞれ設けられ、各気筒の吸気管１１毎に設けられてバルブシャフト２０に軸支された４個のバルブ本体３０は、バルブシャフト２０の開口部２０ｂに連通する連通孔３０ａが各気筒燃焼室側の面にそれぞれ設けられているので、圧力導入ポートとしての各バルブ本体３０の連通孔３０ａ及びバルブシャフト２０の開口部２０ｂを通して各吸気管圧力がバルブシャフト２０の中空部２０ａ内に導入され、圧力検出部４０は、中空部２０ａを介して導入された各気筒の平均吸気管圧力を検出する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
各気筒の吸気管毎に吸気通路を開閉する独立スロットル機構を備えた内燃機関において吸気管圧力を検出する内燃機関の吸気管圧力検出装置であって、
前記各吸気管を橋絡するように設けられると共に軸受を介して回動可能に支持された中空軸状部材であり、前記吸気管毎に中空部に連通する開口部が外周面にそれぞれ設けられたバルブシャフトと、
前記各気筒の吸気管毎に設けられて前記バルブシャフトに軸支された略円板状部材であり、前記バルブシャフトの開口部に連通する連通孔が前記各気筒燃焼室側の面にそれぞれ設けられた複数のバルブ本体と、
前記バルブシャフトに接続され、前記中空部を介して導入された圧力を検出する圧力検出部と
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【請求項２】
前記各気筒の隣接する吸気管同士の間に、前記各吸気管と前記バルブシャフトの外周面との隙間をシールする第一のシール部材がそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１に記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【請求項３】
前記圧力検出部と前記バルブシャフトとの接続部分に、前記圧力検出部と前記バルブシャフトの外周面との隙間をシールする第二のシール部材が設けられたことを特徴とする請求項１又は２に記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【請求項４】
前記圧力検出部は、前記バルブシャフトの軸方向端部に接続されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【請求項５】
前記圧力検出部は、前記バルブシャフトの軸方向略中央部に接続されたことを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【請求項６】
前記各バルブ本体の連通孔は、長穴形状であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【請求項７】
前記各バルブ本体には、複数の連通孔がそれぞれ設けられたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【請求項８】
前記バルブシャフトは、少なくとも前記各バルブ本体との結合部分が異形断面状に形成されたことを特徴とする請求項１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【請求項９】
前記バルブシャフトは、少なくとも前記各バルブ本体との結合部分の外周面に凹凸形状が設けられたことを特徴とする請求項１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、内燃機関の吸気管圧力検出装置に関し、特に各気筒の吸気管毎に吸気通路を開閉する独立スロットル機構を備えた内燃機関において吸気管圧力を検出する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、内燃機関の運転制御としては、気筒の吸気管圧力を検出して吸入空気量を推定し、燃焼制御を行うものがある。また、多気筒内燃機関の各気筒毎にスロットルバルブが設けられた所謂独立スロットル機構を備えた内燃機関では、各気筒の平均吸気管圧力を検出するように構成されたものが提案されている（例えば、特許文献１，２等参照。）。
【０００３】
ここで、図９は、独立スロットル機構を備えた４気筒内燃機関の吸気装置の従来例を示している。従来の吸気装置１０１は、上流側にエアクリーナーが接続され、４本の吸気管１１１を有する吸気多岐管１１０と、１本のバルブシャフト１２０と、バルブシャフト１２０に軸支された４個のバルブ本体１３０とを備えている。また、吸気装置１０１には、４気筒の吸気管１１１毎に圧力導入ポート１４５をそれぞれ設け、各圧力導入ポート１４５にホース１４６を介して接続された圧力検出部１４０により各気筒の平均吸気管圧力を検出するように構成されている。
【特許文献１】特開平７−７７４４０号公報
【特許文献２】特開平８−１２１２３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来例では、各気筒の吸気管１１１に設けられる圧力導入ポート１４５の配設位置を、バタフライバルブであるバルブ本体１３０の開動範囲に干渉しないように設定する必要があるため、圧力導入ポート１４５が内燃機関の燃焼室に近い位置にならざるを得ない。これにより、各気筒の吸気側ボリュームが小さくなるため、圧力検出部１４０における各気筒の平均吸気管圧力の検出が極めて敏感となり、燃焼制御が困難になるという問題がある。
【０００５】
また、圧力導入ポート１４５を各気筒毎に設定する必要があり、それらの圧力導入ポート１４５や、圧力検出部１４０と接続されるホース１４６等の部品のコストや搭載上の制約、組付作業性等の問題がある。
【０００６】
本発明は、上述した問題点に鑑みてなされたものであり、独立スロットル機構を備えた内燃機関において簡単な構造で各気筒の平均吸気管圧力を良好な応答性で高精度に検出可能な内燃機関の吸気管圧力検出装置を提供することを解決すべき課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。
【０００８】
１．各気筒の吸気管毎に吸気通路を開閉する独立スロットル機構を備えた内燃機関において吸気管圧力を検出する内燃機関の吸気管圧力検出装置であって、
前記各吸気管を橋絡するように設けられると共に軸受を介して回動可能に支持された中空軸状部材であり、前記吸気管毎に中空部に連通する開口部が外周面にそれぞれ設けられたバルブシャフトと、
前記各気筒の吸気管毎に設けられて前記バルブシャフトに軸支された略円板状部材であり、前記バルブシャフトの開口部に連通する連通孔が前記各気筒燃焼室側の面にそれぞれ設けられた複数のバルブ本体と、
前記バルブシャフトに接続され、前記中空部を介して導入された圧力を検出する圧力検出部と
を備えたことを特徴とする内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【０００９】
手段１によれば、各吸気管を橋絡するように設けられると共に軸受を介して回動可能に支持された中空軸状部材であるバルブシャフトは、吸気管毎に中空部に連通する開口部が外周面にそれぞれ設けられ、各気筒の吸気管毎に設けられてバルブシャフトに軸支された略円板状部材である複数のバルブ本体は、バルブシャフトの開口部に連通する連通孔が各気筒燃焼室側の面にそれぞれ設けられているので、各バルブ本体の連通孔及びバルブシャフトの開口部を通して各吸気管圧力がバルブシャフトの中空部内に導入され、バルブシャフトに接続された圧力検出部は、中空部を介して導入された各気筒の平均吸気管圧力を検出する。よって、バルブ本体位置において各吸気管圧力を導入する構成であるので、各気筒の吸気側ボリュームが最大となり、各気筒の平均吸気管圧力を良好な応答性で高精度に検出することができ、これにより内燃機関の燃焼制御が容易となる。また、バルブシャフトを中空軸状部材として複数のバルブ本体の軸支及び圧力導入の両方に利用する構成であるので、各気筒毎の圧力導入ポートや圧力検出部と接続するための圧力導入用のホース等を別途設ける必要がなく、部品コストや搭載上の制約の低減及び組付作業性の向上を図ることができる。
【００１０】
２．前記各気筒の隣接する吸気管同士の間に、前記各吸気管と前記バルブシャフトの外周面との隙間をシールする第一のシール部材がそれぞれ設けられたことを特徴とする手段１に記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【００１１】
手段２によれば、各気筒の隣接する吸気管同士の間に、各吸気管とバルブシャフトの外周面との隙間をシールする第一のシール部材がそれぞれ設けられているので、各吸気管とバルブシャフトとの接続部分における気密性を確保することができる。
【００１２】
３．前記圧力検出部と前記バルブシャフトとの接続部分に、前記圧力検出部と前記バルブシャフトの外周面との隙間をシールする第二のシール部材が設けられたことを特徴とする手段１又は２に記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【００１３】
手段３によれば、圧力検出部とバルブシャフトとの接続部分に、圧力検出部とバルブシャフトの外周面との隙間をシールする第二のシール部材が設けられているので、圧力検出部とバルブシャフトとの接続部分における気密性を確保することができる。
【００１４】
４．前記圧力検出部は、前記バルブシャフトの軸方向端部に接続されたことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【００１５】
手段４によれば、圧力検出部は、バルブシャフトの軸方向端部に接続されているので、圧力検出部とバルブシャフトとの接続部分を極めて簡単な構造とすることができ、容易且つ安価に製造することができる。
【００１６】
５．前記圧力検出部は、前記バルブシャフトの軸方向略中央部に接続されたことを特徴とする手段１乃至３のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【００１７】
手段５によれば、圧力検出部は、バルブシャフトの軸方向略中央部に接続されているので、軸方向両側の各気筒の平均吸気管圧力をより高精度に検出することができる。
【００１８】
６．前記各バルブ本体の連通孔は、長穴形状であることを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【００１９】
手段６によれば、各バルブ本体の連通孔が長穴形状であるので、開口面積を大きく確保して圧力損失を少なくすることができる。
【００２０】
７．前記各バルブ本体には、複数の連通孔がそれぞれ設けられたことを特徴とする手段１乃至５のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【００２１】
手段７によれば、各バルブ本体には複数の連通孔がそれぞれ設けられているので、開口面積を大きく確保して圧力損失を少なくすることができる。
【００２２】
８．前記バルブシャフトは、少なくとも前記各バルブ本体との結合部分が異形断面状に形成されたことを特徴とする手段１乃至７のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【００２３】
手段８によれば、バルブシャフトは、少なくとも各バルブ本体との結合部分が異形断面状に形成されているので、各バルブ本体の回り止めを確実に図ることができる。
【００２４】
９．前記バルブシャフトは、少なくとも前記各バルブ本体との結合部分の外周面に凹凸形状が設けられたことを特徴とする手段１乃至８のいずれかに記載の内燃機関の吸気管圧力検出装置。
【００２５】
手段９によれば、バルブシャフトは、少なくとも各バルブ本体との結合部分の外周面に凹凸形状が設けられているので、各バルブ本体の回り止めを確実に図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の内燃機関の吸気管圧力検出装置を適用した４気筒内燃機関の吸気装置の一実施形態について図面を参照しつつ説明する。図１は、本実施形態の４気筒内燃機関の吸気装置１の全体構成を示す図である。図２は、図１におけるＡ−Ａ断面図である。図３は、図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【００２７】
吸気装置１は、４本の吸気管１１を有する吸気多岐管１０と、独立スロットル機構を構成するバルブシャフト２０及び４個のバルブ本体３０と、圧力検出部４０とを主体として構成されている。
【００２８】
吸気多岐管１０は、上流側にエアクリーナーが接続され、下流側に向かって平行に分岐する４本の吸気管１１が設けられている。
【００２９】
バルブシャフト２０は、軸方向に延びる中空部２０ａを有する断面Ｄ形状の金属製中空軸状部材である。また、圧力検出部４０に接続されるバルブシャフト２０の軸方向一端側では開口して中空部２０ａが外部と連通し、軸方向他端側では閉塞されている。バルブシャフト２０は、４本の吸気管１１を橋絡するように貫通し、４本の吸気管１１を挟んで配置された一対の軸受２１を介して回動可能に支持されている。バルブシャフト２０の周面には、４本の吸気管１１のそれぞれの略中央に対応する位置に、中空部２０ａに連通する丸穴状の開口部２０ｂがそれぞれ設けられている。また、隣接する吸気管１１と吸気管１１との間におけるバルブシャフト２０の外周面には、バルブシャフト２０と吸気管１１との隙間をシールするシール部材２２がそれぞれ設けられている。シール部材２２は、具体的には、ゴム製のＯ−リングやテフロンパッキン等を好適に用いることができる。
【００３０】
４個のバルブ本体３０は、略円板状を呈する樹脂製の弁体であって、４本の各吸気管１１内にそれぞれ設けられる。また、４個のバルブ本体３０は、合成樹脂をバルブシャフト２０と一体成型することにより、バルブシャフト２０にそれぞれ軸支されている。また、バルブ本体３０の各気筒の燃焼室側（吸気管１１下流側）には、バルブシャフト２０の開口部２０ｂに対応して丸穴形状の連通孔３０ａがそれぞれ形成されており、開口部２０ｂと連通孔３０ａとがそれぞれ連通して中空部２０ａへ吸気管圧力を導入する丸穴形状の圧力導入ポートが形成される。各吸気管１１のバタフライバルブとしてのバルブ本体３０は、図示しないアクセルペダルを操作することにより回動されるバルブシャフト２０と共に所定角度に回動し、同一の開度が同時に設定されるようになっている。
【００３１】
圧力検出部４０は、内部空間４１ａを有する箱状の筐体４１と、筐体４１の内部空間４１ａ内の圧力を検出する圧力センサ４２とを備えている。筐体４１の開口部４１ｂには、バルブシャフト２０の軸方向一端側が図示しないシール部材を介して気密に接続され、筐体４１の内部空間４１ａとバルブシャフト２０の中空部２０ａとの連通が図られている。
【００３２】
以上詳述したことから明らかなように、本実施形態によれば、各吸気管１１を橋絡するように設けられると共に軸受２１を介して回動可能に支持された中空軸状部材であるバルブシャフト２０は、吸気管１１毎に中空部２０ａに連通する開口部２０ｂが外周面にそれぞれ設けられ、各気筒の吸気管１１毎に設けられてバルブシャフト２０に軸支された略円板状部材である４個のバルブ本体３０は、バルブシャフト２０の開口部２０ｂに連通する連通孔３０ａが各気筒燃焼室側の面にそれぞれ設けられているので、圧力導入ポートとしての各バルブ本体３０の連通孔３０ａ及びバルブシャフト２０の開口部２０ｂを通して各吸気管圧力がバルブシャフト２０の中空部２０ａ内に導入され、バルブシャフト２０に接続された圧力検出部４０は、中空部２０ａを介して導入された各気筒の平均吸気管圧力を検出する。よって、バルブ本体３０の位置において各吸気管圧力を導入する構成であるので、各気筒の吸気側ボリュームが最大となり、各気筒の平均吸気管圧力を良好な応答性で高精度に検出することができ、これにより内燃機関の燃焼制御が容易となる。また、バルブシャフト２０を中空軸状部材として４個のバルブ本体３０の軸支及び圧力導入の両方に利用する構成であるので、各気筒毎の圧力導入ポートや圧力検出部４０と接続するための圧力導入用のホース等を別途設ける必要がなく、部品コストや搭載上の制約の低減及び組付作業性の向上を図ることができる。
【００３３】
また、各気筒の隣接する吸気管１１同士の間に、各吸気管１１とバルブシャフト２０の外周面との隙間をシールするシール部材２２がそれぞれ設けられているので、各吸気管１１とバルブシャフト２０との接続部分における気密性を確保することができる。
【００３４】
また、圧力検出部４０とバルブシャフト２０との接続部分に、筐体４１とバルブシャフト２０の外周面との隙間をシールするシール部材が設けられているので、圧力検出部４０とバルブシャフト２０との接続部分における気密性を確保することができる。尚、圧力検出部４０は、バルブシャフト２０の軸方向端部に接続されているので、圧力検出部４０とバルブシャフト２０との接続部分を極めて簡単な構造とすることができ、容易且つ安価に製造することができる。
【００３５】
さらに、バルブシャフト２０は、Ｄ断面形状を有するので、合成樹脂製の各バルブ本体３０の回り止めを確実に図ることができる。
【００３６】
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。
【００３７】
例えば、前記実施形態では、バルブシャフト２０の開口部２０ｂ及びバルブ本体３０の連通孔３０ａをそれぞれ略丸穴形状としたが、図４に示すように、開口部２０ｂ及び連通孔３０ａをそれぞれ長穴形状としてもよく、或いは、図５に示すように、開口部２０ｂ及び連通孔３０ａを各バルブ本体３０に対して複数個ずつ設ける構成としてもよい。これらの変形例によれば、開口面積を大きく確保して圧力損失を少なくすることができる。
【００３８】
また、前記実施形態では、各バルブ本体３０の回り止めを図るために、バルブシャフト２０をＤ断面形状とした例を示したが、Ｄ断面以外の異形断面状としてもよい。或いは、図６の変形例に示すように、バルブシャフト２０を円形断面状とし且つ少なくとも各バルブ本体３０との結合部分の外周面にローレット加工等による凹凸形状を設けて、各バルブ本体３０の回り止めを図るようにしてもよい。
【００３９】
また、前記実施形態では、圧力検出部４０をバルブシャフト２０の軸方向端部に接続する構成としたが、圧力検出部４０をバルブシャフト２０の軸方向略中央部に接続する構成としてもよい。図７は、圧力検出部４０をバルブシャフト２０の軸方向略中央部に接続した変形例を示しており、圧力検出部を４０を挟む軸方向両側のバルブシャフト２０の外周面にはシール部材４３（Ｏ−リング）が設けられている。本変形例によれば、圧力検出部４０をバルブシャフト２０の軸方向略中央部に設けられているので、軸方向両側の各気筒の平均吸気管圧力をより高精度に検出することができる。また、図８は、他の変形例の圧力検出部４０付近を拡大して示す図であり、バルブシャフト２０の外周面に密着させるようにゴム製のオイルシールをシール部材４３として用いると共に、バルブシャフト２０に設けられた圧力導入ポート集合部としての開口部２０ｃを介して筐体４１の内部空間４１ａへ圧力導入し、圧力センサ４２により平均吸気管圧力を検出する構成となっている。
【００４０】
また、前記実施形態では、バルブシャフト２０との隙間をシールするシール部材としてゴム材料からなるＯ−リング等を用いた例を示したが、テフロンパッキン、メカニカルシール（ラビリンス構造によるメカシール）等を用いる構成としてもよい。
【００４１】
また、前記実施形態では、４気筒内燃機関の吸気装置の例を示したが、４気筒以外の多気筒の独立スロットル機構を備えた内燃機関に本発明を適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４２】
本発明は、各気筒の吸気管毎に吸気通路を開閉する独立スロットル機構を備えた内燃機関に適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の一実施形態である４気筒内燃機関の吸気装置を示す全体構成図である。
【図２】図１におけるＡ−Ａ断面図である。
【図３】図２におけるＢ−Ｂ断面図である。
【図４】長穴からなる圧力導入ポートを設けた変形例を示す図である。
【図５】複数個の丸穴からなる圧力導入ポートを設けた変形例を示す図である。
【図６】バルブシャフトの外周面に凹凸形状を設けた変形例を示す図である。
【図７】圧力検出部をバルブシャフトの軸方向略中央に配設した変形例を示す図である。
【図８】圧力検出部をバルブシャフトの軸方向略中央に配設した他の変形例の圧力検出部付近を拡大して示す説明図である。
【図９】従来例の４気筒内燃機関の吸気装置を示す全体構成図である。
【符号の説明】
【００４４】
１    ４気筒内燃機関の吸気装置
１１    吸気管
２０    バルブシャフト
２０ａ  中空部
２０ｂ  開口部
２１    軸受
２２    シール部材
３０    バルブ本体
３０ａ  連通孔
４０    圧力検出部
【図１】
2007270685.tif 000003
【図２】
2007270685.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2007270685.tif 000011