(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
サクションピストンの一部に開口していてサクションチャンバー内に吸気負圧を導入する負圧導入孔と、リフトコントロールバルブとサクションチャンバー内を繋げてサクションチャンバー内の負圧をリフトコントロールバルブに導入する負圧管路とを有し、前記負圧管路の断面積を前記負圧導入孔の開口面積から決定し、サクションチャンバーに導入される、スロットルバルブの上流側の吸気負圧により駆動されるサクションピストンにより、ベンチェリー開度が変化するようになっている可変ベンチェリー型気化器を有する車両用エンジンの燃料制御装置において、
前記サクションチャンバー内の負圧を変化させてサクションピストンのリフト量を制御するリフトコントロールバルブが気化器のフロートチャンバーと一体に構成され、
エンジンに対して複数の気化器が設けられ、各気化器のリフトコントロールバルブを一括して作動させる作動バルブが設けられ、
各気化器のリフトコントロールバルブを互いに繋ぐ制御管路を、リフトコントロールバルブの並び方向に沿って設け、
前記作動バルブを、その制御管路に近接させかつ前記複数の気化器の配列方向視においてその気化器の吸気通路入り口端と吸気通路出口端との間に概略収まる位置で気化器に固定する一方、
リフトコントロールバルブを、エンジン回転数が低いときであって車両速が低速時にはリフトする制御を行うと共に、そのリフト制御の解除に合わせてエンジン出力変動を緩和するように点火時期制御を行うことを特徴とする車両用エンジンの燃料制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、可変ベンチェリー型気化器を有する車両用エンジンの燃料制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、可変ベンチェリー型気化器には、吸気通路内に生起する負圧を負圧室（サクションチャンバー）に導いて生じる上動力と、その上動力に対向するバネ力、重力等による下動力とによって負圧応動弁（サクションピストン）の開度を制御する負圧サーボ型の気化器がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記一般形式の可変ベンチェリー型気化器においては、サクションピストンの開度は、圧力との釣り合いで決定されるため、その適合の自由度が制限されていた。
また、スロットルレスポンスを向上させるようにスプリングを弱くすると特定回転数でサクションピストンの開度が必要以上に大きくなり、適性空燃比が得られず燃焼状態が悪くなる場合があった。
さらにまた、前記一般の気化器ではエンジンの要求に応じてサクションピストンのリフト特性が変えられず、乗車感をさらに向上させるには十分なものでなかった。
【０００４】
上記に対して、種々の提案がなされている。すなわち、特開昭５８−１５５２６０号公報において、エンジンの運転状態に関連する情報に応じて、気化器の燃料系統を作動させてエンジンへの燃料供給量を制御する燃料制御装置が示されている。また、特公昭６１−１２１０４号公報において、サクションチャンバーと対向する位置に受圧室を形成し、この受圧室内に、ノズルフラッパ機構を具備するレギュレータで一定負圧を導入する気化器が示されている。また、特開平６−２３５３５１号公報において、負圧室と大気との間に制御弁を設けてサクションチャンバー（負圧室）内圧力の制御によりサクションピストンの開度を制御する気化器が示されている。
【０００５】
しかしながら、前記提案された気化器では、多気筒エンジンにおいて、複数の気化器を備える場合に、サクションチャンバーの制御部の設置箇所が多くなりまた量産の際のコストが高くなるため、占有空間を少なくして小型化、コスト低減を図ることが要請される。
【０００６】
本発明は、前記従来の問題点を解消するべくなされたものであって、サクションチャンバーの負圧制御部の小型化および量産時のコスト低減を図れる車両用エンジンの燃料制御装置を提供することを課題とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記課題を解決するため次の構成を有する。
本発明は、サクションピストンの一部に開口していてサクションチャンバー内に吸気負圧を導入する負圧導入孔と、リフトコントロールバルブとサクションチャンバー内を繋げてサクションチャンバー内の負圧をリフトコントロールバルブに導入する負圧管路とを有し、前記負圧管路の断面積を前記負圧導入孔の開口面積から決定し、サクションチャンバーに導入される、スロットルバルブの上流側の吸気負圧により駆動されるサクションピストンにより、ベンチェリー開度が変化するようになっている可変ベンチェリー型気化器を有する車両用エンジンの燃料制御装置において、前記サクションチャンバー内の負圧を変化させてサクションピストンのリフト量を制御するリフトコントロールバルブが気化器のフロートチャンバーと一体に構成され、エンジンに対して複数の気化器が設けられ、各気化器のリフトコントロールバルブを一括して作動させる作動バルブが設けられ、各気化器のリフトコントロールバルブを互いに繋ぐ制御管路を、リフトコントロールバルブの並び方向に沿って設け、前記作動バルブを、その制御管路に近接させかつ前記複数の気化器の配列方向視においてその気化器の吸気通路入り口端と吸気通路出口端との間に概略収まる位置で気化器に固定する一方、リフトコントロールバルブを、エンジン回転数が低いときであって車両速が低速時にはリフトする制御を行うと共に、そのリフト制御の解除に合わせてエンジン出力変動を緩和するように点火時期制御を行うことを特徴とする車両用エンジンの燃料制御装置である。
【００１０】
本発明においては、リフトコントロールバルブを気化器のフロートチャンバーと一体に構成するので空間の利用度が高くなり、また、取り付け作業負荷を軽減できる。また、複数の気化器のリフトコントロールバルブを一括して作動バルブで作動させるので、取り付け負荷はさらに軽減できる。
【００１１】
また、前記負圧管路の断面積を前記負圧導入孔の開口面積から決定するようにする。例えば、サクションピストンの負圧管路の断面積を負圧導入孔の開口面積の２倍を超えるようにして、十分にサクションピストンの円滑、適切なリフト制御ができるようにする。
【００１２】
また、リフトコントールバルブの制御に対応して点火時期制御を行い乗車感を向上させるようにしたので、乗車感に対する悪影響を適切に除去することができる。すなわち、リフトコントロールバルブによるサクションピストンのリフト制御が解除されて通常の負圧がサクションピストンに導入されたときには、サクションピストンは急激に上昇するため、特にエンジン高回転域では出力の変動が大きく乗車感に悪影響を及ぼす。この悪影響を防止するために、例えばリフト制御の解除に合わせて点火時期を制御し乗車感を改善する。
【００１３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を詳細に説明する。
図１〜図５は本発明の実施形態に係る車両用エンジンの燃料制御装置の説明図であって、図１は気化器１０の吸気導入側から見た全体図、図２は図１のII方向視図、図３は図１のIII方向視図、図４は図３のIV方向視図、図５、図６は気化器１０の断面による説明図、図７、図８は作動の説明図である。
【００１４】
図に示すように、前記エンジン（図示省略）は、４気筒のものであって各気筒の吸気側には独立に燃料を混合気として供給する気化器１０1〜１０4が接続され、各気化器１０1〜１０4は気筒の並び方向に並列に並んでいる。
各気化器１０1〜１０4はそれぞれ同一形状のものであって、サクションチャンバー１２に導入される、スロットルバルブ１４の上流側の吸気負圧により駆動されるサクションピストン１６により、ベンチェリー開度が変化するようになっている可変ベンチェリー型気化器である。
【００１５】
気化器１０1〜１０4は、吸気通路のスロットルボア１８の開口部１８ａ入り口よりやや絞った内部に概略円筒形状のサクションピストン１６が吸気流れ方向に直行する方向に摺動可能に収納されている。
【００１６】
サクションピストン１６はその内部が中空の筒体であって、スロットルボア１８に臨む先端部が閉じてかつサクションチャンバー１２内部に臨む基端部が開放されている。このサクションピストン１６先端部には、スロットルボア１８とサクションピストン１６内部を繋ぐ連通孔（負圧導入孔）１６ａが形成され、かつ、スロットルボア１８への燃料の吸い出し量（供給量）を変化させるジェットニードル２０が固定して設けられる。また、サクションピストン１６の基端部にはダイヤフラム２２が固定され、このダイヤフラム２２およびチャンバー蓋２４で取り囲まれた空間がサクションチャンバー１２になっている。
したがって、スロットルボア１８とサクションチャンバー１２とはサクションピストン１６の内部および連通孔１６ａからなる負圧通路を介して繋がっている。
【００１７】
スロットルボア１８には、サクションピストン１６の下流側に位置して、バタフライ弁からなるスロットルバルブ１４がスロットル軸（スロットルバルブ１４に固定）２６により回動可能に軸設される。各気化器１０１〜１０４のスロットル軸２６は連結され、スロットルワイヤ（図示省略）の操作で同時に回動して、各スロットルバルブ１４が同時に作動するようになっている。なお、図３で符号２８は、スロットルワイヤの進退動をスロットル軸２６の回転動に変換するスロットルレバーである。
【００１８】
前記気化器１０1〜１０4には、前記スロットルボア１８を挟んでチャンバー蓋２４の反対側にジェットニードル２０から供給する燃料を溜めておくフロートチャンバーを形成するフロートチャンバーボディ（フロートチャンバー外蓋）３０が設けられている。
【００１９】
また、前記サクションチャンバー１２内の負圧を変化させてサクションピストン１６のリフト量を制御するリフトコントロールバルブ３２が気化器１０1〜１０4のフロートチャンバーボディ３０と一体鋳造により形成されている。
【００２０】
また、各気化器１０１〜１０４のリフトコントロールバルブ３２は、作動バルブ３４の負圧／大気圧の制御入力によりサクションチャンバー１２の負圧を制御するものであって、作動出力側が負圧管路３３を介してサクションチャンバー１２に繋がってサクションチャンバー１２の負圧を制御する。負圧管路３３は例えばゴムホースなどの弾性体からなるものであって、一端がチャンバー蓋２４から突出するニップル２４ａを覆って繋がれ、他端がリフトコントロールバルブ３２から突出するニップル３２ａを覆って繋がっている。なお、リフトコントロールバルブ３２の大気開放側は、エアクリーナ（Ａ／Ｃ：図示省略）を介して大気が流通する。
【００２１】
前記各リフトコントロールバルブ３２の制御入力側には、該バルブ３２を一括して作動させる三方弁のソレノイドバルブからなる単一の作動バルブ３４が制御管路３６を介して接続されている。制御管路３６は、ホースおよび接続ニップルからなり、各リフトコントロールバルブ３２に同一の制御圧力を加えるように該バルブ３２同士を繋げている。そして、制御管路３６には、気化器１０1〜１０4の並び方向の中央部に作動バルブ３４が例えば三方管およびホースを介して繋がっている。
【００２２】
また、前記作動バルブ３４は、図１に示すように、気化器１０1〜１０4のうちで片側の２つのもの（図１で下側２つの気化器１０1、１０2）にネジ留めされたブラケット３８を介してその片側２つの気化器１０に固定されている。ブラケット３８は気化器１０の並び方向に沿って長いほぼ台形形状のものであり、該並び方向に垂直に突設片３８ａが形成されている。この突設片３８ａは前記作動バルブ３４の外部ケースに差し込んで作動バルブ３４をブラケット３８に固定する。
【００２３】
前記リフトコントロールバルブ３２の制御システムについて説明する。
実施形態の制御装置においては、電子制御ユニット（ＥＣＵ）４０がスロットルバルブ１４の開度センサーからのスロットル開度信号、エンジン回転数センサーからのエンジン回転数信号、およびギアポジションセンサーからのギア位置信号により、格納したソフトウエアーにしたがって作動バルブ３４にオン／オフ信号を出力する。該作動バルブ３４には、スロットルバルブ１４下流側の吸入管負圧が供給されており、該作動バルブ３４は、前記のオン／オフ信号により、リフトコントロールバルブ３２の制御入力側に吸気管負圧／大気圧の供給を行う。また、ＥＣＵ４０はエンジンの点火時期の制御も行う。
なお、作動バルブ３４への制御管路３６には、Ｖ．Ｔ．Ｖ（バキューム、トランスミッティング、バルブ）を設けており、これにより、吸気管負圧を遅延させてリフトコントロールバルブ３２の急激な作動を防止するものである。Ｖ．Ｔ．Ｖは、一方向へはオリフィスで他方向へはチェックバルブで圧力が伝わり、エンジン停止時にはこのチェックバルブを通じて作動バルブ３４内圧力がスロットルボア１８内に開放され、作動バルブ３４を速やかに復帰させる。
【００２４】
図５に示すように、リフトコントロールバルブ３２は、内部に負圧管路３３に繋がる作動出力側の圧力通路３２ｂと、作動バルブ３４に制御管路３６を介して繋がる制御入力側のチャンバー３２ｃとが弁体３２ｄおよびダイヤフラム３２ｅで仕切られている。この場合、弁体３２ｄは前記作動バルブ３４のオン／オフに応じて負圧管路３３に対して大気開放／閉鎖の切り換えを行うものであって、圧力通路３２ｂを閉じる方向にスプリングで付勢されており、チャンバー３２ｃへの制御入力の負圧がスプリングの付勢力より強くなったときに弁体３２ｄが作動して、負圧管路３３を大気に開放するようになっている。
【００２５】
次に、実施形態の作用を説明する。
当初、作動バルブ３４の開いていない状態のときには、図５のように、リフトコントロールバルブ３２も作動しない。このさいには、サクションピストン１６の先端の連通孔１６ａから吸気管負圧がサクションチャンバー１２に供給されて、サクションピストン１６は吸気管負圧に応じて上下し燃料供給量もそれに応じたものになる。
【００２６】
そして、各センサーがスロットル開度、エンジン回転数、およびギアポジションを検出し、ＥＣＵ４０はこれらの検出された信号に基づき所定のマップなどにより、サクションピストン１６の制御を行うために、作動バルブ３４が開く。
【００２７】
作動バルブ３４が開くと吸気管負圧は制御管路３６を介してリフトコントロールバルブ３２の制御入力側に印加されて、図６に示すように、ダイヤフラム３２ｅおよび弁体３２ｄが開く。すると、エアクリーナのクリーンサイドから導いた大気が負圧管路３３を通り気化器１０のサクションチャンバー１２内に流れ込む。
すると、サクションチャンバー１２内の負圧が小さくなって、サクションピストン１６のリフト量が小さくなる。
【００２８】
一定条件を過ぎると、前記図５のように作動バルブ３４が閉まり、それによりリフトコントロールバルブ３２が閉じて、サクションピストン１６は元の位置へ戻り、吸気管負圧にしたがったベンチェリー開度になる。
【００２９】
前記負圧管路３３の内径寸法ｄ１は、連通孔１６ａの大きさにより規定されたものである。
それは、例えば次式（１）にしたがって、前記負圧管路３３の内径寸法ｄ１を
決定するものである。
Ｄ１＞Ａ×２      …（１）
ただし、Ｄ１：負圧管路３３の内周断面積
Ａ ：連通孔１６ａの面積。
上記のように規定するのは、負圧管路３３の寸法が上記の条件を満たさないとサクションピストン１６の制御が適切に行えないからである。
【００３０】
また、リフトコントロールバルブ３２の制御と対応させて点火時期の制御を行う。
サクションピストン１６のリフト制御が解除されたときにはサクションピストン１６は急激にリフトするため、燃料供給量や空燃比が変動して出力に変動が生じ、特に、エンジン高回転域では、出力変動が大きく乗車感に悪影響を及ぼしている。
これを防止するため、本実施形態では、図７に示すように、点火時期制御がＯＦＦであったものを、リフト制御の解除に合わせて、出力変動を緩和するように点火時期制御をＯＮして、乗車感の改善を行っている。
【００３１】
また、同一の車種でも、エンジンの諸元、仕様によって、サクションピストン１６をリフト制御させる範囲が異なってくる。１つのソフトでエンジン仕様ここに対応できるようにする。図８には、車速−エンジン回転数−変速段によるリフト制御の作動範囲を示す。図８では、各変速段（１速〜４速）にかかわらずにエンジン回転数が低いときであって低速域ではいずれもリフト制御を行い、中速域でもリフト制御を行う。ただし、高速域では出力変動を防止するためリフト制御は行わず、特に、４速では低速の時のみリフト制御し、それ以外は行わないようにして、出力変動を防止する。
【００３２】
実施形態の気化器の燃料制御装置においては、図１〜図４に示すように、気化器１０1〜１０4のフロートチャンバー３０とリフトコントロールバルブ３２とが一体鋳造により形成されている（請求項１に相当）。したがって、コストを低減し、取り付け作業負荷を軽減して量産性に優れる。
【００３３】
また、各リフトコントロールバルブ３２は、個々に気化器１０1〜１０4に設けられ、かつ作動バルブ３４で一括して動作させる。したがって、各リフトコントロールバルブ３２の作動タイミングがずれることがない。リフトコントロールバルブ３２は、気化器１０に取りつけるため、制御管路３６の配管が短い。また、気化器はラバーを介して固定される（ラバーマウント）ため、振動が少ないので、作動バルブ３４に加わる振動が少ない。したがって、ソレノイドバルブである作動バルブ３４の耐久性が向上する。また、作動バルブ３４はＥＣＵ４０の出力による電気制御で行われるため、リフトコントロールバルブ３２の作動性に優れる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明によれば、リフトコントロールバルブを気化器のフロートチャンバーと一体に構成するので空間の利用度が高くなり、また、取り付け作業負荷を軽減できる。また、複数の気化器のリフトコントロールバルブを一括して作動バルブで作動させるので、取り付け負荷はさらに軽減できる。したがって、サクションチャンバーの負圧制御部の小型化および量産時のコスト低減を図れる。
また、負圧管路の断面積を前記負圧導入孔の開口面積から決定するようにしたので、例えば、サクションピストンの負圧管路の断面積を負圧導入孔の開口面積の２倍以上にして十分にサクションピストンのリフト制御ができるようにできる。
また、乗車感に対する悪影響を適切に除去することができる。すなわち、リフトコントロールバルブによるサクションピストンのリフト制御が解除されて通常の負圧がサクションピストンに導入されたときには、サクションピストンは急激に上昇するため、特にエンジン高回転域では出力の変動が大きく乗車感に悪影響を及ぼす。この悪影響を防止するために、例えばリフト制御の解除に合わせて点火時期を制御し乗車感を改善することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施形態に係る車両用エンジンの燃料制御装置の説明図であって、気化器の吸気導入側から見た全体図である。
【図２】図１のII方向視図である。
【図３】図１のIII方向視図である。
【図４】図３のIV方向視図である。
【図５】気化器の断面による説明図であって、リフトコントロールバルブがオフ状態の説明図である。
【図６】リフトコントロールバルブがオン状態の説明図である。
【図７】リフトコントロールバルブのリフト制御において、点火時期制御を行うタイミングチャートの例の説明図である。
【図８】リフトコントロールバルブのリフト制御の説明図である。
【符号の説明】
１０、１０1〜１０4  気化器
１２  サクションチャンバー
１４  スロットルバルブ
１６  サクションピストン
１６ａ  連通孔（負圧導入孔）
３０  フロートチャンバー
３２  リフトコントロールバルブ
３３  負圧管路
３４  作動バルブ
３６  制御管路
４０  電子制御ユニット
【図１】
0003780546.tif 000002
【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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【図７】
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【図８】
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