專利名稱：發(fā)動機進氣裝置的制作方法
本申請要求序列號為2005-049109的日本專利申請的優(yōu)先權(quán)，其內(nèi)容在此引入作為參考。
發(fā)明
背景技術(shù)：
領(lǐng)域本發(fā)明涉及發(fā)動機進氣裝置。
相關(guān)技術(shù)的說明存在一種傳統(tǒng)的進氣裝置，它包括蝶形節(jié)氣門(下文中被稱作節(jié)氣門)和在發(fā)動機的進氣通道中位于節(jié)氣門的上游側(cè)的抽吸活塞。
節(jié)氣門用于通過人員操作者的操作來增大和減小進氣通道的開口面積。抽吸活塞用于通過負壓來增大和減小進氣通道的開口面積，其中負壓是由于從發(fā)動機進氣而產(chǎn)生的。因此，節(jié)氣門可以在很短的時間內(nèi)(大約為幾毫秒至十幾毫秒)響應(yīng)操作者的操作以便增大或者減小開口面積。抽吸活塞可以在相對較長的時間內(nèi)(大約一至兩秒)響應(yīng)發(fā)動機的進氣狀態(tài)以便增大或者減小開口面積。應(yīng)當指出的是，用于開口面積的的調(diào)節(jié)設(shè)備諸如節(jié)氣門和抽吸活塞，通常被稱作開口面積調(diào)節(jié)器。
例如，即使當操作者突然操作節(jié)氣門使節(jié)氣門從開口程度較小的狀態(tài)變化到完全打開狀態(tài)時，也能夠以適當?shù)目諝?燃料比供給空氣/燃料混合物，因為抽吸活塞僅僅是逐漸增大進氣量。因此，發(fā)動機轉(zhuǎn)速的增大通過優(yōu)選和自然的響應(yīng)來實現(xiàn)，同時獲得比較清潔的廢氣。
然而，在沒有這種抽吸活塞的系統(tǒng)中，很難響應(yīng)突然增大的進氣量而突然增加燃料。因此，空氣/燃料比易于變得稀薄，從而發(fā)動機產(chǎn)生減速或者延遲加速。這會惡化響應(yīng)或者廢氣的質(zhì)量。
例如，編號為2003-095176的日本專利申請公開說明書公開了一種用于燃料噴射發(fā)動機的進氣裝置的部件配置，它具有在擺式發(fā)動機(swinging-type engine)的節(jié)氣門段中的節(jié)氣門和抽吸活塞。
編號為2003-083094的日本專利申請公開說明書公開了一種快速響應(yīng)燃料噴射發(fā)動機的進氣裝置的配置，它緊密地包括節(jié)氣門段中的蝶形節(jié)氣門和抽吸活塞。
編號為2003-065161的日本專利申請公開說明書公開了一種摩托車和安裝在其上的汽化器，該節(jié)氣門段包括蝶形節(jié)氣門和抽吸活塞，從而可以獲得平穩(wěn)的加速，并且由于低速范圍下抽吸活塞的響應(yīng)很緩慢，所以不必很靈敏地控制低速范圍的節(jié)氣門操作。
編號為2002-322933的日本專利申請公開說明書公開了一種內(nèi)燃機進氣裝置，該節(jié)氣門段包括節(jié)氣門和抽吸活塞，從而可以通過檢測特定位置處(在負壓室內(nèi)，或者抽吸活塞末端和進氣通道壁表面之間)的進氣壓力來精確地估算進氣量。
編號為09-068106的日本專利申請公開說明書公開了一種用于車輛發(fā)動機的燃料控制系統(tǒng)，節(jié)氣門段包括節(jié)氣門和抽吸活塞，以便一個致動閥就可以控制每個抽吸活塞的提升控制閥，從而改進抽吸活塞的設(shè)置靈活性，并且減小尺寸和吸入室中的負壓控制器的大規(guī)模生產(chǎn)成本。
根據(jù)上述的傳統(tǒng)技術(shù)，節(jié)氣門段包括用于改進發(fā)動機響應(yīng)等的節(jié)氣門和抽吸活塞。因此，很難減小節(jié)氣門段的尺寸，特別是安裝在只有很小的安裝空間的摩托車上時，因為節(jié)氣門和抽吸活塞都需要安裝在節(jié)氣門段中。
為了克服上述問題，優(yōu)選為抽吸活塞設(shè)置節(jié)氣門的功能。
雖然在編號為2003-065161和09-068106的日本專利申請公開說明書中公開的這些技術(shù)根據(jù)節(jié)氣門的開度(加速器操作量)等來調(diào)節(jié)抽吸活塞的響應(yīng)時間或者提升量，但是這些技術(shù)都控制負壓室中用于致動抽吸活塞的負壓。因此，很難允許抽吸活塞跟隨經(jīng)常發(fā)生變化的加速器操作量。

發(fā)明內(nèi)容
因此，本發(fā)明的目的是說明一種發(fā)動機進氣裝置，它允許抽吸活塞也用作節(jié)氣門以便進氣裝置可以減小尺寸。
根據(jù)本發(fā)明教導的一個方面，設(shè)置在與燃燒室連通的進氣通道中的發(fā)動機進氣裝置包括壓差產(chǎn)生部分，該壓差產(chǎn)生部分包括負壓室和標準壓力室。通過燃燒室進氣來減小負壓室的壓力。標準壓力室相對于負壓室提供了標準壓力。也包括在發(fā)動機進氣裝置中的是抽吸活塞，它構(gòu)造成和設(shè)置成通過彈性構(gòu)件朝向使限定在進氣通道內(nèi)的開口面積減小的偏置方向偏置。根據(jù)負壓室和標準壓力室之間的壓差沿著使開口面積增大的牽引方向牽引抽吸活塞。還包括在發(fā)動機進氣裝置中的是活塞約束構(gòu)件，用于根據(jù)操作者設(shè)置的加速器操作量形成的壓差來限制抽吸活塞沿牽引方向的移動距離。
活塞約束構(gòu)件可以適當?shù)胤乐钩槲钊拈_度超過所需的開度。因此，發(fā)動機進氣裝置可以實現(xiàn)使抽吸活塞也起到節(jié)氣門的作用，以便發(fā)動機進氣裝置的尺寸可以減小。
優(yōu)選的是，與燃燒室連通的進氣通道的開口面積僅通過抽吸活塞調(diào)節(jié)。
這也允許發(fā)動機進氣裝置的尺寸減小，因為僅抽吸活塞設(shè)置在進氣通道內(nèi)，所以可以取消節(jié)氣門。
根據(jù)本發(fā)明的另一個教導，發(fā)動機進氣裝置還可以包括隔膜，它將壓差產(chǎn)生部分分隔成負壓室和與抽吸活塞上游側(cè)的進氣通道連通的標準壓力室，隔膜沿著牽引方向連接至抽吸活塞的端部；在抽吸活塞內(nèi)形成的空腔，空腔與負壓室連通并且沿著偏置方向與抽吸活塞的端部連通。
這使由負壓室和標準壓力室構(gòu)成的壓差產(chǎn)生部分可以適當?shù)卦O(shè)置壓力，以便可以由于壓差產(chǎn)生拉力沿牽引方向移動抽吸活塞。
優(yōu)選的是，發(fā)動機進氣裝置還可以包括在抽吸活塞的空腔內(nèi)形成的支撐部分。更為優(yōu)選的是，活塞約束構(gòu)件可移動地布置在抽吸活塞的空腔中，并且根據(jù)至少由操作者設(shè)置的加速器操作量沿著牽引方向和偏置方向移動。支撐部分布置在與活塞約束構(gòu)件的偏置方向端部相對的位置從而抵靠著活塞約束構(gòu)件的偏置方向端部。
在抽吸活塞沿著牽引方向移動時，這使空腔內(nèi)的支撐部分能夠沿著牽引方向移動，直到支撐部分壓靠著活塞約束構(gòu)件的偏置方向端部時為止。因此，可以通過相對簡單的配置來實現(xiàn)對抽吸活塞沿著牽引方向的移動距離的約束。另外，發(fā)動機進氣裝置可以減小尺寸，因為活塞約束構(gòu)件容納在抽吸活塞內(nèi)。
根據(jù)本發(fā)明的教導的另一個方面，當由操作者設(shè)置的加速器操作量表示完全閉合狀態(tài)時，可以在抽吸活塞的支撐部和活塞約束構(gòu)件的偏置方向端部之間形成怠速調(diào)節(jié)間隙。
這使抽吸活塞在發(fā)動機怠速期間的移動距離可以通過調(diào)節(jié)怠速調(diào)節(jié)間隙來進行調(diào)節(jié)。
優(yōu)選的是，怠速調(diào)節(jié)間隙的尺寸可以通過調(diào)整裝置進行調(diào)節(jié)。
這使得可以使用調(diào)整裝置來調(diào)節(jié)怠速調(diào)節(jié)間隙的尺寸來很容易地調(diào)節(jié)轉(zhuǎn)速。優(yōu)選的是，進氣通道配置成在大體上垂直于進氣通道的縱向方向的平面上分隔成至少兩個部分。更加優(yōu)選地，發(fā)動機進氣裝置構(gòu)造成和設(shè)置成可連接在進氣通道的兩部分之間以便可以從進氣通道上拆除。
這可以提高裝配、替換等的可加工性，因為發(fā)動機進氣裝置和進氣通道分別設(shè)置成分開的部件，從而使發(fā)動機進氣裝置可以從進氣通道上拆走。
根據(jù)本發(fā)明教導的另一個方面，發(fā)動機進氣裝置還可以包括機械或者電執(zhí)行裝置，用于允許活塞約束構(gòu)件根據(jù)至少由操作者設(shè)置的加速器操作量沿著牽引方向和偏置方向移動。
這可以實現(xiàn)一種用于沿著牽引方向和偏置方向適當?shù)匾苿踊钊s束構(gòu)件的配置。例如，在使用機械執(zhí)行器的情形下，活塞約束構(gòu)件可以通過使用加速器纜線等沿著牽引方向和偏置方向移動。在使用電執(zhí)行器的情形下，活塞約束構(gòu)件可以通過使用直流電機等沿著牽引方向和偏置方向移動。
根據(jù)本發(fā)明的教導的另一個方面，發(fā)動機進氣控制設(shè)備可以包括上述的發(fā)動機進氣裝置；執(zhí)行裝置，用于允許活塞約束構(gòu)件沿著牽引方向和偏置方向移動；位置檢測裝置，用于檢測活塞約束構(gòu)件的位置；轉(zhuǎn)速檢測裝置，用于檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；溫度檢測裝置，用于檢測發(fā)動機的溫度；操作量檢測裝置，用于檢測操作者設(shè)置的加速器操作量；以及控制裝置，用于執(zhí)行計算操作，以便根據(jù)從轉(zhuǎn)速檢測裝置、溫度檢測裝置、和操作量檢測裝置的檢測信號來確定活塞約束構(gòu)件的目標位置，并且用于根據(jù)位置檢測裝置設(shè)置的檢測信號控制執(zhí)行裝置從而控制活塞約束構(gòu)件的位置與目標位置相符。
這可以實現(xiàn)一種發(fā)動機進氣控制設(shè)備，根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機溫度和加速器操作量，它具有改進的發(fā)動機響應(yīng)等。
根據(jù)本發(fā)明教導的另一個方面，設(shè)置在與燃燒室連通的進氣通道中的發(fā)動機進氣裝置可以包括在進氣通道中限定的開口面積，以及用于減小和增大開口面積的開口面積調(diào)節(jié)器。優(yōu)選的是，開口面積調(diào)節(jié)器僅包括抽吸活塞，該抽吸活塞可以根據(jù)抽吸活塞上游側(cè)和下游側(cè)之間的壓差沿減小開口面積和增大開口面積的方向移動，其中壓差由燃燒室的進氣而產(chǎn)生。更優(yōu)選的是，抽吸活塞還包括活塞約束構(gòu)件，用于根據(jù)至少由操作者設(shè)置的加速器操作量的壓差來限制抽吸活塞沿增大開口面積的方向的移動距離。除了進氣通道內(nèi)的抽吸活塞之外，這不再需要任何其它的開口面積調(diào)節(jié)器。而且因為活塞約束構(gòu)件包括在抽吸活塞內(nèi)，所以發(fā)動機進氣裝置的尺寸可以減小。


在閱讀下列詳細說明、權(quán)利要求以及附圖后，本發(fā)明的其它目的、特征和優(yōu)點將會更容易理解，其中圖1是依照本發(fā)明的包括發(fā)動機進氣裝置的發(fā)動機控制系統(tǒng)一個實施例的示意圖，其中發(fā)動機進氣裝置包括節(jié)氣門段、抽吸體等；
圖2A是依照本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置實施例的垂直剖視圖，該設(shè)備包括用于活塞約束構(gòu)件的機械執(zhí)行器；圖2B是依照本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置另一個實施例的垂直剖視圖，該設(shè)備包括用于活塞約束構(gòu)件的電執(zhí)行器；圖3A是依照本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置的操作特性曲線的說明圖，圖中顯示了在加速器突然從怠速狀態(tài)變到完全打開狀態(tài)時的曲線圖；圖3B是與圖3A類似的說明圖，其中顯示了在加速器突然從怠速狀態(tài)變到大體上半開狀態(tài)時的曲線圖；圖4是在依照本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置中執(zhí)行的過程的示例性流程圖；圖5A是用于解釋傳統(tǒng)的進氣裝置的示例性視圖，其中進氣裝置包括具有節(jié)氣門和抽吸活塞的節(jié)氣門段；圖5B是與圖5A類似的示例性視圖，其中顯示了另一種傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置，該設(shè)備包括另一種僅僅具有活塞閥的節(jié)氣門段；并且圖6是傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置的實驗數(shù)據(jù)的示例性視圖，其中顯示了傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置的操作特性曲線的曲線圖。
具體實施例方式
上文和下文中公開的其它特征和教導中的每項都可以單獨使用或者連同其它特征和教導一起使用從而提供一種改進的發(fā)動機進氣裝置?，F(xiàn)在將參照附圖詳細描述本發(fā)明的典型實例，這些實例單獨地使用了這些附加的特征和教導或者將幾項結(jié)合在一起使用。詳細說明只是旨在教給本領(lǐng)域的技術(shù)人員更多的細節(jié)來實施本發(fā)明的教導的優(yōu)選方面，而并非用來限制本發(fā)明的范圍。僅僅權(quán)利要求界定了本發(fā)明的范圍。因此，在下面的詳細說明中公開的特征和步驟的組合并不需要從比較廣的意義上來實現(xiàn)本發(fā)明，而只是具體地描述本發(fā)明的典型實例。此外，典型實例的各個特征和從屬權(quán)利要求可以通過并沒有特別列舉的方式進行組合，以便提供本發(fā)明的教導的其它有用的實施例。發(fā)動機控制系統(tǒng)配置圖1顯示了發(fā)動機控制系統(tǒng)的一個實施例的示意圖。發(fā)動機控制系統(tǒng)包括依照本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置。進氣裝置包括節(jié)氣門段14a、抽吸活塞14b、執(zhí)行裝置14c等。
各個檢測裝置、執(zhí)行器等都連接至發(fā)動機1。發(fā)動機1由控制單元26根據(jù)每個檢測裝置的信號進行控制以便啟動每個執(zhí)行器?？刂茊卧?6由電池19經(jīng)過點火開關(guān)供電?？刂茊卧?6包括中央處理器或CPU、只讀存儲器或ROM、隨機存儲器或RAM、輸入接口電路和輸出接口電路等。
首先，下面將描述燃料系統(tǒng)。燃料保存在燃料箱10中。燃料經(jīng)過燃料箱10內(nèi)部的燃料過濾器12和燃料泵11吸入燃料管18。燃料過濾器12除去燃料中含有的灰塵等雜質(zhì)，同時燃料被吸入燃料管18。燃料管18連接至壓力調(diào)節(jié)器13，壓力調(diào)節(jié)器13使燃料管18內(nèi)的燃料壓力保持在預先確定的壓力值上?？刂茊卧?6可以啟動燃料泵斷電器20以便控制燃料泵11的起動和停止。
燃料管18連接至噴射器16，同時從燃料泵11吸出的燃料供給噴射器16。供給的燃料根據(jù)從控制單元26發(fā)送至噴射器16的起動信號噴入進氣歧管2。穿過空氣過濾器17的空氣進入進氣歧管2。
從噴射器16噴射的燃料與進氣歧管2內(nèi)的空氣混合成易燃的混合物，然后混合物進入發(fā)動機1的燃燒室。
進氣歧管2與本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置連接，其中，發(fā)動機進氣裝置包括節(jié)氣門段14a、抽吸活塞14b等。應(yīng)當指出，抽吸活塞14b連接至執(zhí)行裝置14c，用于起動活塞約束構(gòu)件，活塞約束構(gòu)件用于約束抽吸活塞14b的行進距離或升程。下面將描述發(fā)動機進氣裝置的配置。
應(yīng)當指出控制單元26可以檢測進氣沖程期間燃燒室中的進氣壓力。這通過使用進氣壓力傳感器15來實現(xiàn)，該傳感器設(shè)置在位于抽吸活塞14b和燃燒室之間的進氣歧管2上的特定位置處。
接下來，將描述點火系統(tǒng)。燃燒室是由發(fā)動機機體和活塞3包圍的空間。燃燒室設(shè)置有火花塞8，火花塞8可以接收從控制單元26經(jīng)過點火線圈7發(fā)送過來的點火信號以便引燃燃燒室內(nèi)壓縮的燃料/空氣混合物。引燃的燃料/空氣混合物迅速擴張并且膨脹，從而活塞3發(fā)生移動以使燃燒室膨脹?；钊?連接至曲軸，曲軸設(shè)置有信號轉(zhuǎn)子5a。活塞3使曲軸發(fā)生旋轉(zhuǎn)。應(yīng)當指出的是，燃料/空氣混合物在燃燒之后可以經(jīng)過排氣通道4排出。
設(shè)置在曲軸中的信號轉(zhuǎn)子5a包括以特定角度彼此隔開的多個曲柄角度齒5b。控制單元26可以通過使用曲柄角度傳感器6對曲柄角度齒5b的附近進行檢測，以便檢測旋轉(zhuǎn)角度等?？刂茊卧?6可以控制進氣、壓縮、燃燒和排氣沖程之一期間在預定角度位置處點火線圈7和噴射器16的通電持續(xù)時間。這控制了點火正時和燃料噴射量，然后借此控制了發(fā)動機1。
而且發(fā)動機1設(shè)置有發(fā)動機溫度傳感器9?？刂茊卧?6可以根據(jù)發(fā)動機溫度傳感器9的信號檢測發(fā)動機溫度，以便根據(jù)檢測到的發(fā)動機溫度來調(diào)節(jié)點火正時或燃料噴射量。
傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置下面將參見圖5A和5B對傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置進行描述。圖5A顯示了傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置，它包括具有節(jié)氣門14x和抽吸活塞14b的節(jié)氣門段14a。圖5B顯示了另一種傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置，它包括僅僅具有活塞閥140b的另一種節(jié)氣門段14a。
首先將描述圖5A中顯示的傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置。
節(jié)氣門14x可以繞著節(jié)氣門軸14y旋轉(zhuǎn)，節(jié)氣門軸14y沿著大體上垂直于進氣通道14z的軸線的方向穿過進氣通道14z。節(jié)氣門14x根據(jù)操作者設(shè)置的加速器操作量來增大或者減小進氣通道14的開口面積。
抽吸活塞14b根據(jù)由于空氣吸入燃燒室而產(chǎn)生的負壓的級別來增大或減小進氣通道14z的開口面積。
抽吸活塞14b可以沿著通常垂直于進氣通道14z的軸線的方向移動。進氣通道14z的開口面積根據(jù)移動的距離增大或減小。
抽吸活塞14b由彈性構(gòu)件14m或抽吸彈簧沿偏置方向或者圖5A的向下方向偏置，以便減小進氣通道14z的開口面積。另一方面，抽吸活塞14b沿偏置方向(圖5A中的向下方向)具有一端，同時沿著相反的方向或者牽引方向(圖5A中的向上方向)具有另一端。抽吸活塞14b的沿牽引方向中的端部連接至隔膜14e，隔膜14e允許抽吸活塞沿著牽引方向移動以便增大進氣通道14z的開口面積。
隔膜14e設(shè)置在壓差產(chǎn)生部分內(nèi)，該壓差產(chǎn)生部分由節(jié)氣門段14a和圍住節(jié)氣門段14a的罩蓋14d形成。隔膜14e將壓差產(chǎn)生部分分隔成負壓室14h和標準壓力室14g。
標準壓力室14g與布置在抽吸活塞14b上游的特定位置處的進氣通道14z連通。因此，在標準壓力室14g中存在穿過空氣過濾器17的基本上處于大氣壓下的空氣。
負壓室14h與抽吸活塞14b內(nèi)的空腔連通。然后，抽吸活塞14b內(nèi)的空腔通過設(shè)置在抽吸活塞14b的偏置方向端部上的孔部或抽吸孔14f與進氣通道14z的開口部分14v連通。開口部分14v由抽吸活塞14b的偏置方向端部和進氣通道14z的內(nèi)壁限定。應(yīng)當指出的是，抽吸活塞14b的牽引方端部與隔膜14e連接，以便抽吸活塞14b內(nèi)的空腔與負壓室14h連通。
因此，在發(fā)動機的進氣沖程期間，抽吸活塞14b可以沿著牽引方向(圖5A中的向上方向)移動以便增大進氣通道14z的開口面積，因為負壓室14h內(nèi)的壓力可以由于從發(fā)動機的進氣而減小。因此，隔膜14e可以根據(jù)負壓室14h和標準壓力室14g之間的壓差來移動?；蛘?，當發(fā)動機不處于進氣沖程時，彈性構(gòu)件14m可以允許抽吸活塞14b沿著偏置方向(圖5A中的向下方向)移動以便減小進氣通道14z的開口面積。
不論上述操作如何，都很難減小圖5A中的傳統(tǒng)進氣裝置的尺寸，因為進氣裝置包括節(jié)氣門段14a中的節(jié)氣門14x和抽吸活塞14b。
接下來，將描述圖5B中顯示的傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置。
活塞閥140b根據(jù)操作者設(shè)置的加速器操作量來增大或者減小進氣通道14z的開口面積。活塞閥140b可以沿著通常垂直于進氣通道14z的軸線的方向移動。進氣通道14z的開口面積對應(yīng)于移動的距離增大或減小。
活塞閥140b由彈性構(gòu)件140m沿著使進氣通道14z的開口面積減小的方向偏置。而且活塞閥140b連接至加速器纜線140t，以便操作者能夠操作加速器纜線140t，使活塞閥140b沿著與偏置方向相反的方向移動。
然而，圖5B中顯示的傳統(tǒng)的進氣裝置會使發(fā)動機減速或延遲加速，因為進氣裝置在節(jié)氣門段14a中僅僅設(shè)置有活塞閥140b。因此，當加速器突然壓下時，空氣/燃料比會變得稀薄。
應(yīng)當指出的是，僅設(shè)置有節(jié)氣門14x的另一種傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置(未顯示)也可以使發(fā)動機減速或者延遲加速，與先前的圖5B中所示的發(fā)動機進氣裝置類似。原因是進氣裝置僅僅在節(jié)氣門段14a中設(shè)置有活塞閥140b，所以在加速器突然壓下時空氣/燃料比可以很容易地變得稀薄。
本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置配置現(xiàn)在參見圖2A和2B，下面將描述本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置。本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置包括也可以用作蝶形節(jié)氣門14x的抽吸活塞14b，節(jié)氣門14x如上所述并且如圖5A所示，以便進氣通道14z的開口區(qū)域可以僅僅通過抽吸活塞14b增大或者減小。因此，可以顯著減小發(fā)動機進氣裝置的尺寸，同時避免發(fā)動機的減速或者延遲加速，以便提高發(fā)送機的響應(yīng)。如圖2A和2B所示，本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置的特征在于它包括活塞約束構(gòu)件14q，活塞約束構(gòu)件14q可以限制抽吸活塞14b沿著牽引方向或者用于增大進氣通道14z的開口面積的方向(圖2A和2B中的向上方向)的移動距離?；钊s束構(gòu)件14q同時也充當?shù)喂?jié)氣門14x，沿牽引方向的移動距離允許抽吸活塞14b可以根據(jù)由操作者設(shè)置的加速器操作量來調(diào)節(jié)。
圖2A顯示了配置的實例，其中活塞約束構(gòu)件14q經(jīng)過機械執(zhí)行器沿著牽引方向或者偏置方向移動。圖2B顯示了另一種配置的實例，其中活塞約束構(gòu)件14q經(jīng)過電執(zhí)行器沿著牽引方向或者偏置方向移動。
首先將描述圖2A中顯示的發(fā)動機進氣裝置。抽吸活塞14b可以沿著通常垂直于進氣通道14z的軸線的方向移動。進氣通道14z的開口面積對應(yīng)于移動的距離增大或減小。應(yīng)當指出的是，因為彈性構(gòu)件或者抽吸彈簧14m、隔膜14e、負壓室14h、標準壓力室14g、罩蓋14d、孔部或者抽吸孔14f的功能、操作等都與上述傳統(tǒng)的進氣裝置類似，所以在此就不對它們進行描述。還應(yīng)當指出，在此使用類似的參考數(shù)字來描述類似的元件。
活塞約束構(gòu)件14q布置成沿著導向裝置14s朝牽引方向或者偏置方向移動，同時由彈性構(gòu)件或者復位彈簧14n相對于抽吸活塞14b沿著從導向裝置14s朝向偏置方向(圖2A中的向下方向)的方向偏置。而且活塞約束構(gòu)件14q連接至加速器纜線14t。因此，操作者可以設(shè)置加速器操作，以便相對于抽吸活塞14b沿著牽引方向和偏置方向移動活塞約束構(gòu)件14q。
應(yīng)當指出的是，導向裝置14s相對于罩蓋14d保持在固定位置。
圖2A示例地顯示了發(fā)動機的怠速狀態(tài)，其中加速器操作量顯示為完全閉合狀態(tài)?？涨辉谟糜谌菁{彈性構(gòu)件14m和14n的抽吸活塞14b內(nèi)形成。應(yīng)當指出的是，雖然彈性構(gòu)件14m和14n也可以設(shè)置在抽吸活塞14b的外部，但是優(yōu)選它們?nèi)菁{在抽吸活塞14b內(nèi)，以便減小進氣裝置的尺寸。
抽吸活塞14b的牽引方向(圖2A中的向上方向)端部連接至隔膜14e，而抽吸活塞14b內(nèi)的空腔與負壓室14h連通。另一方面，抽吸活塞14b的偏置方向(圖2A中的向下方向)端部設(shè)置有與抽吸活塞14b內(nèi)的空腔連通的孔部或者抽吸孔14f。
抽吸活塞14b設(shè)置有支撐部分14p，支撐部分14p與抽吸活塞14b的空腔內(nèi)的活塞約束構(gòu)件14q的偏置方向端部14k相對。支撐部分14p可以緊靠活塞偏置構(gòu)件14q的偏置方向端部14k。間隙D或者怠速調(diào)節(jié)間隙限定在支撐部分14p和偏置方向端部14k之間。當操作者設(shè)置的加速器操作量表示完全閉合狀態(tài)時，間隙D的尺寸設(shè)置成使怠速轉(zhuǎn)速處于預先確定的轉(zhuǎn)速上。應(yīng)當指出圖2A所示的實例設(shè)置有怠速調(diào)節(jié)構(gòu)件14r或者調(diào)節(jié)裝置。旋轉(zhuǎn)怠速調(diào)節(jié)構(gòu)件14r，可以允許導向裝置14s的位置相對于抽吸活塞14b沿著偏置方向移動以便調(diào)節(jié)怠速轉(zhuǎn)速。
應(yīng)當指出的是，導向裝置14s可以包括加速器操作量檢測裝置，用于檢測操作者設(shè)置的加速器操作量。
當發(fā)動機在圖2A所示的狀態(tài)下在進氣沖程期間進氣時，由于從抽吸活塞14b中經(jīng)過孔部14f抽吸出空氣，所以負壓室14h內(nèi)的壓力會減小。隔膜14e和抽吸活塞14b根據(jù)標準壓力室14g和負壓室14h之間的壓差朝向負壓室14h被牽引。當牽引時，抽吸活塞14b就增大了進氣通道14z的開口面積以便發(fā)動機可以吸入更多空氣。
同時，被牽引的抽吸活塞14b可以沿著牽引方向移動，直到支撐部分14p壓靠偏置方向端部14k時為止。然而，抽吸活塞14b在被支撐后不能再移動。
或者，當發(fā)動機不處于進氣沖程時，負壓室14h和標準壓力室14g之間的壓差可以充分小，以便彈性構(gòu)件14m可以允許抽吸活塞14b沿著朝向進氣通道14z內(nèi)壁的方向或者偏置方向移動，從而減小進氣通道14z的開口面積。因此，抽吸活塞14b會根據(jù)發(fā)動機沖程即進氣、壓縮、燃燒和排氣沖程產(chǎn)生振動或者重復牽引方向運動和偏置方向運動之間的循環(huán)。
當操作者增大加速器操作量時，活塞約束構(gòu)件14q沿著牽引方向移動一段較長的距離，因而間隙D增大。這允許抽吸活塞14b在間隙D的范圍內(nèi)振動，從而發(fā)動機可以吸入數(shù)量增加的空氣。
接下來，將描述圖2B中顯示的發(fā)動機進氣裝置。圖2B中所示的發(fā)動機進氣裝置與圖2A中的不同之處在于圖2B中顯示的進氣裝置可以使活塞約束構(gòu)件14q在電力執(zhí)行器14w例如步進電機、直流電機和線性螺線管作用下沿著牽引方向和偏置方向移動。
應(yīng)當指出的是，操作者設(shè)置的加速器操作量由控制單元26通過加速器操作量檢測裝置(未顯示)來檢測?？刂茊卧?6可以驅(qū)動電力執(zhí)行器14w從而根據(jù)加速器操作量、氣缸體溫度等來控制活塞約束構(gòu)件14q的位置。因此，在上述實施例中用來使活塞約束構(gòu)件14q沿偏置方向偏置的彈性構(gòu)件14n在圖2B所示的實施例中被省略了。
同時，與圖2A中顯示的實施例類似，在支撐部分14p和偏置方向端部14k之間設(shè)置了間隙D。用于調(diào)節(jié)間隙D的尺寸的調(diào)節(jié)裝置與電力執(zhí)行器14w和控制單元26相對應(yīng)?？刂茊卧?6通過預先存儲在ROM中的程序例如根據(jù)發(fā)動機溫度來控制電力執(zhí)行器14w，因此怠速狀態(tài)中的怠速轉(zhuǎn)速或者在操作者設(shè)置的加速器操作量表示完全閉合狀態(tài)時，就會與預先確定的轉(zhuǎn)速相對應(yīng)。
應(yīng)當指出支撐部分14p并不是一定要形成為凸起形狀。而且，沖擊吸收構(gòu)件可以插入到支撐部分14p和偏置方向端部14k之間，用于減小沖擊噪音和通過加速器纜線14t傳遞到操作者的沖擊。
操作特性曲線實例現(xiàn)在參見圖3A和3B，下面將描述操作特性曲線的實例。
圖3A所示的曲線圖就是在加速器突然例如在小于一秒的時間內(nèi)從怠速狀態(tài)變化到完全打開狀態(tài)時的特征曲線的例子。具體地，在曲線圖中，豎軸表示加速器操作量、進氣壓力、抽吸活塞位置和發(fā)動機轉(zhuǎn)速，而橫軸表示共同的時間軸。應(yīng)當指出的是，抽吸活塞位置表示抽吸活塞沿著牽引方向的最大移動距離，在抽吸活塞14b從如圖2所示的壓靠進氣通道14z的內(nèi)壁這個設(shè)置為零的位置開始振動時，移動距離隨著振動而增大。
如曲線圖所示，進氣壓力根據(jù)加速器操作量突然增大，同時抽吸活塞位置逐漸增大以便進氣通道14z的開口面積與抽吸活塞14b一起逐漸增大。因此，可以適當?shù)胤乐箍諝?燃料比變得稀薄，以便發(fā)動機轉(zhuǎn)速可以平穩(wěn)地增大而不會使轉(zhuǎn)速發(fā)生減速或者延遲加速。應(yīng)當指出抽吸活塞位置存在上限，因為抽吸活塞14b通過活塞約束構(gòu)件14q來限制了它的運動。
圖3B的曲線圖是在加速器突然從怠速狀態(tài)變化到大體上半開狀態(tài)時形成的特征曲線的實例。因為豎軸和橫軸的詳細特征與圖3A的類似，所以它們的解釋將不會在此贅述。應(yīng)當指出，圖3B的加速器操作量設(shè)置為半打開狀態(tài)，以便對抽吸活塞14b的約束可以比圖3A的情況更早起到作用。因此，抽吸活塞14b到達下部位置處的約束處。
另外，從上述傳統(tǒng)的發(fā)動機進氣裝置中得到的實驗數(shù)據(jù)如圖6所示。曲線圖是抽吸活塞位置或者抽吸活塞提升量以及進氣壓力或者進氣歧管壓力的例子。橫軸是時間軸。圖6中在右側(cè)附有說明“進氣歧管壓力(毫米汞柱)”的豎軸表示進氣壓力，該壓力與圖6上側(cè)的曲線相對應(yīng)。在圖6左側(cè)上附有說明“抽吸活塞提升量(毫米)”的另一個豎軸表示抽吸活塞提升量，與圖6下側(cè)的曲線相對應(yīng)。
應(yīng)當指出的是，圖6中顯示的抽吸活塞提升量曲線表示五個不同彈性構(gòu)件或者抽吸彈簧14m的特征，分別從彈簧力1到5。在此將進行更多的描述，因為進氣壓力的曲線圖用于參考，而抽吸活塞提升量的曲線圖并沒有清楚地顯示彈性構(gòu)件14m之間的差。
與圖6中所示的曲線圖類似的結(jié)果也可以從如上所述的本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置中獲得。
通過電執(zhí)行器進行控制的實例現(xiàn)在參見圖4所示的流程圖，下面將描述控制單元26執(zhí)行的概要過程，該控制用于控制圖2B所示的發(fā)動機進氣裝置中的電力執(zhí)行器(執(zhí)行裝置)14w。
例如，圖4所示的過程按照預先確定的時間間隔例如兩毫秒來執(zhí)行。
在步驟S10中，控制單元26根據(jù)加速器操作量檢測裝置的信號來檢測加速器操作量或者操作者設(shè)置的所需的開度。然后過程繼續(xù)，執(zhí)行步驟S20。應(yīng)當指出的是，應(yīng)該提前設(shè)置加速器操作量檢測裝置。
在步驟S20中，控制單元26根據(jù)曲柄角度傳感器6(轉(zhuǎn)速檢測裝置)的信號通過曲軸旋轉(zhuǎn)所需的時間來檢測發(fā)動機轉(zhuǎn)速。然后過程繼續(xù)，執(zhí)行步驟S30。
在步驟S30中，控制單元26根據(jù)發(fā)動機溫度傳感器9(溫度檢測裝置)的信號檢測發(fā)動機溫度。然后過程繼續(xù)，執(zhí)行步驟S40。
在步驟S40中，控制單元26估算活塞約束構(gòu)件14q的目標位置(根據(jù)每個檢測裝置檢測的信號執(zhí)行的算術(shù)操作)，這與上面檢測的加速器操作量、發(fā)動機轉(zhuǎn)速、發(fā)動機溫度相對應(yīng)。然后過程繼續(xù)，執(zhí)行步驟S50。
在步驟S50中，控制單元26根據(jù)估算的活塞約束構(gòu)件14q的目標位置和當前位置來估算電力執(zhí)行器14w的控制量。然后過程繼續(xù)，執(zhí)行步驟S60。應(yīng)當指出的是，電力執(zhí)行器14w包括檢測活塞約束構(gòu)件位置的位置檢測裝置。
在步驟S60中，控制單元26根據(jù)估算的控制量來驅(qū)動電力執(zhí)行器14w。
然后，在接下來的處理時間中，控制單元26再次根據(jù)目標位置和當前位置的差確定另一個控制量；使用新的控制量來驅(qū)動電力執(zhí)行器14w；并且根據(jù)預先確定的時間間隔來重復流程圖所示的過程。這樣，控制單元26可以動態(tài)地使活塞約束構(gòu)件14q接近目標位置。
如上所述，可以設(shè)置包括發(fā)動機進氣裝置、執(zhí)行裝置、轉(zhuǎn)速檢測裝置、溫度檢測裝置、操作量檢測裝置和控制裝置的發(fā)動機進氣控制設(shè)備。
根據(jù)發(fā)動機進氣裝置和發(fā)動機進氣控制設(shè)備，可以根據(jù)發(fā)動機轉(zhuǎn)速將沿著抽吸活塞14b的牽引方向的提升量或者移動距離限制在一提升量內(nèi)，同時允許活塞約束構(gòu)件14q的位置在快速的響應(yīng)下跟隨加速器的操作。因此，抽吸活塞14b也可以充當?shù)喂?jié)氣門。因此，蝶形節(jié)氣門可以在發(fā)動機進氣裝置中省去。
另外，抽吸活塞14b使進氣通道14z變窄以便限制傳遞的進氣噪音。這有利于減小在快速加速期間很容易產(chǎn)生的進氣噪音。
然而，另外，可以使用通用的材料例如合成樹脂、鋁等形成本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置的至少一部分部件，例如節(jié)氣門段14a、抽吸活塞14b、活塞約束構(gòu)件14q等。
另外，可以相對于進氣歧管2或者空氣過濾器17可拆除地配置本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置。
進氣通道14z設(shè)置成在空氣過濾器17和進氣歧管2之間在大體上垂直于進氣通道14z的縱向方向的平面上可分離。因此，本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置可連接在進氣通道14z的分離部分之間。因此，可以很容易地執(zhí)行發(fā)動機進氣裝置的裝配、替換等，從而可以提高可加工性。應(yīng)當指出，進氣通道14z的分離部分并不限于一個至兩個，例如空氣過濾器17和進氣歧管2，還可以是三個或者更多。
本發(fā)明的發(fā)動機進氣裝置并不限于在此所描述的實施例的外觀、配置、過程等，而是可以在不脫離本發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)進行各種改進、增補和刪減。
而且，在此通過實例使用的曲線圖等是為了說明本發(fā)明的實施例，而不是用于限制。
參考數(shù)字1發(fā)動機2進氣歧管3活塞4排氣通道5a 信號轉(zhuǎn)子6曲柄角度傳感器7點火線圈8火花塞9發(fā)動機溫度傳感器10 燃料箱11 燃料泵12 燃料過濾器13 壓力調(diào)節(jié)器14a 節(jié)氣門段14b 抽吸活塞14c 執(zhí)行裝置14d 罩蓋14e 隔膜14f 孔部(抽吸孔)14g 標準壓力室14h 負壓室
14k 偏置方向端部14m 彈性構(gòu)件(抽吸彈簧)t4n 彈性構(gòu)件(復位彈簧)14p 支撐部分14q 活塞約束構(gòu)件14s 導向裝置14t 加速器纜線14w 電力執(zhí)行器14x (蝶形)節(jié)氣門14y 節(jié)氣門軸14z 進氣通道15 進氣壓力檢測裝置16 噴射器17 空氣過濾器18 燃料管19 電池20 燃料泵斷電器25 點火開關(guān)26 控制單元D間隙(怠速調(diào)節(jié)間隙)
權(quán)利要求
1.一種設(shè)置在進氣通道中與發(fā)動機的燃燒室連通的發(fā)動機進氣裝置，發(fā)動機進氣裝置包括壓差產(chǎn)生部分，它包括負壓室和標準壓力室，負壓室的壓力由于燃燒室吸氣而減小，標準壓力室相對于負壓室提供標準壓力；抽吸活塞，構(gòu)造成和設(shè)置成根據(jù)負壓室和標準壓力室之間的壓差，通過彈性構(gòu)件沿著減小在進氣通道內(nèi)限定的開口面積的偏置方向而被偏置，以及沿著增大開口面積的牽引方向而被牽引；以及活塞約束構(gòu)件，用于根據(jù)壓差來限制抽吸活塞沿牽引方向的移動距離，所述壓差基于至少由操作者設(shè)置的加速器操作量。
2.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機進氣裝置，其特征在于，發(fā)動機進氣裝置構(gòu)造成和設(shè)置成使與燃燒室連通的進氣通道內(nèi)的開口面積僅僅通過抽吸活塞來調(diào)節(jié)。
3.如權(quán)利要求1所述的發(fā)動機進氣裝置，其特征在于，還包括隔膜，它將壓差產(chǎn)生部分分隔成負壓室和與抽吸活塞上游側(cè)的進氣通道連通的標準壓力室，隔膜沿著牽引方向連接至抽吸活塞的端部；和在抽吸活塞內(nèi)形成的空腔，空腔與負壓室連通并且沿著偏置方向與抽吸活塞的端部連通。
4.如權(quán)利要求3所述的發(fā)動機進氣裝置，其特征在于，還包括在抽吸活塞的空腔內(nèi)形成的支撐部分，其中活塞約束構(gòu)件可移動地布置在抽吸活塞的空腔內(nèi)，并且根據(jù)至少由操作者設(shè)置的加速器操作量沿著牽引方向和沿著偏置方向移動，支撐部分布置在與活塞約束構(gòu)件的偏置方向端部相對的位置上，以便抵靠活塞約束構(gòu)件的偏置方向端部。
5.如權(quán)利要求4所述的發(fā)動機進氣裝置，其特征在于，當操作者設(shè)置的加速器操作量表示完全閉合狀態(tài)時，在抽吸活塞的支撐部和活塞約束構(gòu)件的偏置方向端部之間形成怠速調(diào)節(jié)間隙。
6.如權(quán)利要求5所述的發(fā)動機進氣裝置，其特征在于，還包括調(diào)整裝置，怠速調(diào)節(jié)間隙的尺寸可以通過調(diào)整裝置進行調(diào)節(jié)。
7.如權(quán)利要求1到6的任意一項所述的發(fā)動機進氣裝置，其特征在于，進氣通道配置成可以在大體上垂直于進氣通道的縱向方向的平面上分隔成至少兩個部分，以及其中發(fā)動機進氣裝置構(gòu)造成和設(shè)置成可連接在進氣通道的兩部分之間以便可以從進氣通道上拆除。
8.如權(quán)利要求1至6任意一項所述的發(fā)動機進氣裝置，其特征在于，還包括機械或者電執(zhí)行裝置，以便允許活塞約束構(gòu)件根據(jù)至少由操作者設(shè)置的加速器操作量沿著牽引方向和偏置方向移動。
9.一種發(fā)動機進氣控制設(shè)備，包括如權(quán)利要求1至6任意一項所述的發(fā)動機進氣裝置；執(zhí)行裝置，用于允許活塞約束構(gòu)件沿著牽引方向和偏置方向移動；位置檢測裝置，用于檢測活塞約束構(gòu)件的位置；轉(zhuǎn)速檢測裝置，用于檢測發(fā)動機的轉(zhuǎn)速；溫度檢測裝置，用于檢測發(fā)動機的溫度；操作量檢測裝置，用于檢測操作者設(shè)置的加速器操作量；和控制裝置，用于執(zhí)行計算操作，以便根據(jù)從轉(zhuǎn)速檢測裝置、溫度檢測裝置、和操作量檢測裝置的檢測信號來確定活塞約束構(gòu)件的目標位置，以及用于根據(jù)位置檢測裝置設(shè)置的檢測信號控制執(zhí)行裝置從而控制活塞約束構(gòu)件的位置與目標位置相符。
10.一種設(shè)置在進氣通道中與發(fā)動機的燃燒室連通的發(fā)動機進氣裝置，發(fā)動機進氣裝置包括在進氣通道內(nèi)限定的開口面積；和用于減小和增大開口面積的開口面積調(diào)節(jié)器，其中開口面積調(diào)節(jié)器僅僅包括抽吸活塞，抽吸活塞構(gòu)造成和設(shè)置成根據(jù)抽吸活塞上游側(cè)和下游側(cè)之間的壓差沿著減小開口面積和增大開口面積的方向移動，其中壓差由于燃燒室的進氣而產(chǎn)生，抽吸活塞還包括活塞約束構(gòu)件，用于根據(jù)至少由操作者設(shè)置的加速器操作量來限制抽吸活塞沿著增大開口面積的方向的移動距離。
全文摘要
本發(fā)明的目的是說明一種發(fā)動機進氣裝置，它允許抽吸活塞用作節(jié)氣門以便進氣裝置可以減小尺寸。發(fā)動機進氣裝置可以包括負壓室(14h)和標準壓力室(14g)；抽吸活塞(14b)，其構(gòu)造成和設(shè)計成根據(jù)負壓室(14h)和標準壓力室(14g)之間的壓差，在彈性構(gòu)件(14m)的作用下，沿著減小進氣通道內(nèi)限定的開口面積的偏置方向偏置，以及沿著增大開口面積的牽引方向被牽引；和活塞約束構(gòu)件(14q)，用于根據(jù)至少由操作者設(shè)置的加速器操作量而形成的壓差來限制抽吸活塞(14b)的移動距離。
文檔編號F02D9/02GK1824935SQ20061000954
公開日2006年8月30日 申請日期2006年2月24日 優(yōu)先權(quán)日2005年2月24日
發(fā)明者西尾俊雄 申請人:愛三工業(yè)株式會社