JP3091942B2 - 内燃機関のガバナ装置 - Google Patents

内燃機関のガバナ装置

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JP3091942B2
JP3091942B2 JP05241856A JP24185693A JP3091942B2 JP 3091942 B2 JP3091942 B2 JP 3091942B2 JP 05241856 A JP05241856 A JP 05241856A JP 24185693 A JP24185693 A JP 24185693A JP 3091942 B2 JP3091942 B2 JP 3091942B2
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達司 宮田
洋 松田
寛 高田
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    • Y02T10/30Use of alternative fuels, e.g. biofuels

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  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Control Of Throttle Valves Provided In The Intake System Or In The Exhaust System (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、負荷の変動に対して一
定の回転速度で回転することが必要なPTO装置を有す
る内燃機関のガバナ装置に関する。
【0002】
【従来の技術】特定の使用目的にあった車体や装備をト
ラックシャシに架装し、特定の機能を付加した特別装備
車があり、これらには、主にエンジン動力を利用した動
力装置が備えられている。ここで、エンジン動力を取出
す装置としては、例えばトランスミッションに一体化さ
れているPTO装置を用いて、トランスミッションのカ
ウンタギア等から動力を取出すものがある。
【0003】ディーゼルエンジンにあっては、所謂ガバ
ナを用いて燃料噴射量の調量を行い、アクセルに対する
負荷特性を制御することが可能である。従って、ディー
ゼルエンジンのエンジン動力をPTO装置を用いて取出
す場合には、負荷が変化しても、該負荷の変化に対して
一定回転でPTO装置を運転することが可能となり、P
TO装置の操作性が良好となり、また特定の機能も十分
に発揮されることとなる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】一方、ガソリン等の燃
料と空気とを混合させて、エンジンのシリンダ内で燃焼
させる自動車用のオットーサイクルエンジンにおいて
は、空気量に基づいて燃料の噴射が行われ、この燃料と
空気の混合気に点火されてピストンを回転させており、
このようなエンジンにおいては、流入空気の通路にアク
セルペダルのようなエンジン回転速度制御手段に連動す
るスロットル弁が設けられていて、このスロットル弁の
開度によって、エンジンの出力を制御する方式が取られ
ているのが普通であり、このため、負荷特性を任意に設
定することができない(実願平4−57564号等参
照)。
【0005】しかも、負荷の変化に拘らず一定回転でP
TO装置を運転する場合には、アクセル開度を可変とす
ることが必要となり、PTO装置の操作性が良好で無く
なる。本発明は、上記実情に鑑みてなされたものであ
り、オットーサイクルエンジンを搭載した車両において
も、従来のディーゼルエンジン搭載車と同様に、負荷特
性を任意に設定することを可能として、負荷が変動して
も一定の回転速度が得られるガバナ装置を提供し、PT
O装置の操作性を良好とすることを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】このため、本発明は、ア
クセルペダルと連動する主スロットル弁と直列に配設さ
れる副スロットル弁と、PTO装置に係る目標回転速度
を設定する目標回転速度設定手段と、実回転速度を検出
する実回転速度検出手段と、前記PTO装置の作動指示
の有無を検出する作動指示検出手段と、前記主スロット
ル弁が全閉であることを検出する全閉検出手段と、前記
PTO装置の作動指示があり、かつ、前記主スロットル
弁が全閉であることが検出されたときに、前記副スロッ
トル弁を全閉とする第1の開度制御手段と、該第1の開
度制御手段により副スロットル弁が全閉となったとき
に、前記主スロットル弁を全開にすると共に、実回転速
度が設定された目標回転速度になるように副スロットル
弁の開度を制御する第2の開度制御手段と、を備えた内
燃機関のガバナ装置としたことを特徴とする。
【0007】
【作用】作動指示検出手段によりPTO装置の作動指示
があることが検出され、かつ、全閉検出手段により主ス
ロットル弁が全閉であることが検出されると、第1の開
度制御手段により副スロットル弁が全閉にされる。そし
て、副スロットル弁が全閉になると、第2の開度制御手
段により、主スロットル弁が全開にされると共に、実回
転速度が目標回転速度になるように、副スロットル弁
開度が制御される。ここで、副スロットル弁はアクセル
ペダルと連動する主スロットル弁と直列に配設されてい
るため、副スロットル弁の開度を制御することにより吸
気通路を通過する吸気を制御することが可能となる。
のため、既存の内燃機関に対して本発明に係るガバナ装
置を適用する場合であっても、主スロットル弁の制御を
大幅に変更することなく、副スロットル弁の制御を追加
するだけで、回転速度が安定する。
【0008】従って、PTO装置にかかる負荷が変化し
ても、エンジン回転速度は前記目標回転速度から大きく
逸脱することは無く、もって当該目標回転速度を維持す
ることとなり、PTO装置の操作性が良好となる。
た、PTO装置の作動指示があったとき、即ち、PTO
装置の作動開始時には、主スロットル弁及び副スロット
ル弁が一旦全閉となった後で、主スロットル弁が全開と
なるので、急激な吸気の増加に伴い回転速度が急激に上
昇することが防止され、安全性が向上する。
【0009】
【実施例】以下本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図1において、エンジン1には、吸気マニホールド
2が取付けられ、吸気マニホールド2には、メインスロ
ットルバルブ3、サブスロットルバルブ4及びミキサ5
が介装され、空気ダクト6が取付けられる吸気管7に接
続されている。
【0010】ミキサ5にはCNGボンベ10から減圧弁11
を介してCNGが供給され、該CNGと空気との混合が
行われる。また該ミキサ5をバイパスするバイパス通路
13が設けられ、バイパス制御弁14が介装されている。排
気マニホールド20には、排気シャッタ21、マフラ22を有
する排気管23が接続されている。
【0011】エンジン1の各種機器はコントロールユニ
ット30により制御されており、該コントロールユニット
30にはクランク角センサ(実回転速度検出手段)からの
エンジン回転速度信号N等の各種センサからの検出信号
が入力されている。さらに、本発明に係る構成として、
エンジン1にはPTO装置35が接続されており、コント
ロールユニット30には、該PTO装置35を作動させると
きにONとするガバナ装置のガバナ作動スイッチ50(
動指示検出手段)が接続されている。また図2に示すよ
うに、メインスロットルバルブ3は回動軸にアクセルワ
イヤ43を介してアクセルペダルに連動しているアクセル
ドラム41及びエアシリンダ等のアクチュエータ45により
回動されるアクチュエータドラム47が軸着されており、
該アクチュエータ45は前記コントロールユニット30によ
り制御されるようになっている。
【0012】もって該メインスロットルバルブ3は運転
者によっても、またコントロールユニット30によっても
回動される構成である。またサブスロットルバルブ4は
モータ51等により回動される構成であり、やはり当該モ
ータ51もコントロールユニット30により制御されるよう
になっている。次に、本発明に係るガバナ装置の作用を
図3,図4に示すフローチャートにより説明する。
【0013】ステップ1(図ではS1と記す。以下同
様)では、ガバナ作動スイッチ50がONとなっているか
否かを判断し、ONであればPTO装置35を安定して作
動可能なように、当該ガバナ装置を作動させるためにス
テップ2以下のステップに進む。ステップ2では、メイ
ンスロットルバルブ3が全閉であるか否かを判断し、車
両が走行状態で無いことを確認する。そして、メインス
ロットルバルブ3が全閉であることが確認されるとステ
ップ3に進む。なお、かかる判断が全閉検出手段の機能
を奏している。
【0014】ステップ3,4では、サブスロットルバル
ブ4が全閉となるまで、モータ51が回動される。なお、
かかる処理が第1の開度制御手段の機能を奏している。
ここで、ガバナ作動スイッチ50がON、即ち、PTO装
置35の作動開始時には、メインスロットルバルブ3及び
サブスロットルバルブ4が一旦全閉となった後で、メイ
ンスロットルバルブ3が全開となるので、急激な吸気の
増加に伴い回転速度が急激に上昇することが防止され、
安全性を向上することができる。ステップ4で、サブス
ロットルバルブ4が全閉であることが確認された後に、
ステップ5で、メインスロットルバルブ3が全開とされ
る。そして、サブスロットルバルブ4によるガバナ動作
が可能となった、即ち吸気マニホールド2を通過する吸
気をサブスロットルバルブ4のみによって制御すること
が可能となったとして、ステップ6に進み、ガバナ作動
ランプを点灯させる。
【0015】ステップ7では、PTO装置35に組み込ま
れている回転速度ポテンショメータ(図示せず)から、
当該PTO装置35が所定の作動状態にあるときのエンジ
ン1の回転速度NS を読込む。ステップ8では、前記ス
テップ7で読込んだエンジン1の回転速度NS に鑑み、
運転者が、当該PTO装置35を所定の作動状態で同一速
度で運転するためのエンジン1の目標回転速度NM を設
定する。
【0016】即ち、当該ステップが目標回転速度設定手
段の機能を奏している。ステップ9では、クランク角セ
ンサ32より実際のエンジン回転速度Nを検出する。ステ
ップ10では、目標回転速度NM と実際のエンジン回転速
度Nとの偏差εを次式に従って求める。
【0017】ε=NM −N ステップ11では、当該PTO装置35を所定の作動状態で
同一速度で運転するため、吸気マニホールド2を通過す
る吸気をサブスロットルバルブ4のみによって制御すべ
く、前記モータ51に与えるデューティ比Dを次式に従っ
て演算する。 D=KP ε+KI Σε 但し、KP は当該デューティ制御を比例積分制御とした
場合の比例定数、KIは積分定数であり、いち早く前記
偏差を無くすべく、当該デューティ制御を行っている。
【0018】ステップ12では、ステップ11で演算したデ
ューティ比Dをモータ51に出力し、サブスロットルバル
ブ4の開度を所定開度に制御し、吸気マニホールド2を
通過する吸気を制御し、PTO装置35を所定の作動状態
で同一速度で運転する。ここで、ステップ5及びステッ
プ7〜ステップ12の処理が、第2の開度制御手段の機能
を奏している。一方、ステップ1において、ガバナ作動
スイッチ50がOFFとなっていると判断された場合に
は、ステップ21以下に進む。
【0019】ステップ21では、ガバナ作動ランプの点灯
等を判断すること等により、現在ガバナが作動中である
か否かを判断し、作動中であると判断された場合にはス
テップ22に進む。ステップ22,23では、サブスロットル
バルブ4が全閉となるまで、モータ51が回動される。
【0020】ステップ23で、サブスロットルバルブ4が
全閉であることが確認された後に、ステップ24で、メイ
ンスロットルバルブ3の全開制御が解除される。即ち吸
気マニホールド2を通過する吸気をサブスロットルバル
ブ4のみによって制御することを終了させ、通常のメイ
ンスロットルバルブ3による吸気制御に戻す。従って、
回転速度ポテンショメータから読込んだエンジン1の回
転速度NS に鑑みて設定した目標回転速度NM を保つよ
うに、メインスロットルバルブ3が全開とされた状態で
サブスロットルバルブ4が制御され、吸気マニホールド
2を通過する混合気が制御される。
【0021】従って、PTO装置にかかる負荷が変化し
ても、エンジン1の回転速度は前記目標回転速度NM
ら大きく逸脱することは無くなり、図5に示すように、
所望の負荷特性を得ることが可能となる。
【0022】
【発明の効果】本発明は以上説明したように、PTO装
置にかかる負荷が変化しても、負荷変動に対応した吸気
分だけ副スロットル弁の開度が制御されるので、エンジ
ン回転速度は目標回転速度から大きく逸脱することは無
く、もって当該目標回転速度を維持することとなり、P
TO装置の操作性が良好になるという効果がある。ま
た、既存の内燃機関に対して本発明に係るガバナ装置を
適用する場合であっても、主スロットル弁の制御を大幅
に変更することなく、副スロットル弁に関する制御を追
加するだけでよく、制御変更に伴う信頼性低下を防止す
ることができる。さらに、PTO装置の作動指示があっ
たとき、即ち、PTO装置の作動開始時には、主スロッ
トル弁及び副スロットル弁が一旦全閉となった後で、主
スロットル弁が全開となるので、急激な吸気の増加に伴
い回転速度が急激に上昇することが防止され、安全性を
向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施例を示すシステム構成図
【図2】同上実施例における本発明に係る構成を示す要
部システム図
【図3】同上実施例における制御内容を説明するフロー
チャート
【図4】同上実施例における制御内容を説明するフロー
チャート
【図5】同上実施例における作用を説明する特性図
【符号の説明】
1 エンジン 3 メインスロットルバルブ 4 サブスロットルバルブ 5 ミキサ 30 コントロールユニット 32 クランク角センサ 35 PTO装置 45 アクチュエータ 51 モータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 高田 寛 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産デ ィーゼル工業株式会社内 (72)発明者 浜崎 延雄 埼玉県上尾市大字壱丁目1番地 日産デ ィーゼル工業株式会社内 (56)参考文献 特開 昭62−20637(JP,A) 特開 平2−130229(JP,A) 特開 平5−65853(JP,A) 特開 昭61−226530(JP,A) 特開 昭63−17606(JP,A) 特開 昭48−45788(JP,A) 実開 平1−125833(JP,U) 実開 平1−125836(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) F02D 41/14 320 F02D 9/02 361 F02D 29/00 F02D 41/02 360

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】アクセルペダルと連動する主スロットル弁
    と直列に配設される副スロットル弁と、 PTO装置に係る目標回転速度を設定する目標回転速度
    設定手段と、 実回転速度を検出する実回転速度検出手段と、前記PTO装置の作動指示の有無を検出する作動指示検
    出手段と、 前記主スロットル弁が全閉であることを検出する全閉検
    出手段と、 前記PTO装置の作動指示があり、かつ、前記主スロッ
    トル弁が全閉であることが検出されたときに、前記副ス
    ロットル弁を全閉とする第1の開度制御手段と、 該第1の開度制御手段により副スロットル弁が全閉とな
    ったときに、 前記主スロットル弁を全開にすると共に、
    実回転速度が設定された目標回転速度になるように副ス
    ロットル弁の開度を制御する第2の開度制御手段と、 を備えたことを特徴とする内燃機関のガバナ装置。
JP05241856A 1993-09-20 1993-09-28 内燃機関のガバナ装置 Expired - Fee Related JP3091942B2 (ja)

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US08/281,202 US5517965A (en) 1993-09-20 1994-07-27 Governor device for internal combustion engine
CA002129189A CA2129189C (en) 1993-09-20 1994-07-29 Governor device for internal combustion engine

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