JPH0599001A - 産業車両用エンジンのエアガバナ装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 必要に応じて当該エンジンの持つ能力（出
力）を最大限に引き出すように改良された産業車両用エ
ンジンのエアガバナ装置を提供する。 【構成】 ガバナバルブ１３開閉制御用のスタビライザ
ピストン２２を移動可能に収容するシリンダ室２１の一
方の室２１ａを混合気供給通路１２ａと連通する一方、
他方の室２１ｂには電磁式のバキュームバルブ２６を介
して大気圧又はインテークマニホールド１１の負圧を選
択的に切り換えて作用できるようにする。高出力を得る
べくアクセルペダル７が一杯に踏み込まれたとき、エン
ジン回転数が設定回転数に達するまでの間、前記他方の
室２１ｂに負圧を作用させてスタビライザピストン２２
の作動を一時的に停止させることにより、ガバナバルブ
１３をスプリング１７により設定された全開位置に保持
し、混合気の供給量を増大させて高出力を得る。設定回
転数に達すれば他方の室２１ｂに大気圧を作用させてス
タビライザピストン２２の作動を再開する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、産業車両用エンジンの
エアガバナ装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１６は、従来装置を示したものであっ
て、エンジンの無負荷最高回転数（ＮＭＲ）を制御する
ためのエアガバナ５４は、キャブレータ５２とインテー
クマニホールド６３との間に介在されている。エアガバ
ナ５４のガバナバルブ５５は、シャフト５６により混合
気供給通路６０に開閉回動可能に支持され、常には図示
省略のスプリングにより最大開放位置に付勢されてい
る。また、ガバナバルブ５５にはスタビライザピストン
５７が作動ロッド５８を介して連結され、このスタビラ
イザピストン５７を往復動可能に収容するシリンダ室５
９の一方の室５９ａが前記キャブレタ５２のスロットル
バルブ５３の下流側において混合気供給通路６０と連通
孔６１を介して連通され、他方の室５９ｂがエアクリー
ナ５１とホース６２を介して連通されている。しかし
て、上記のように構成されたエアガバナ５４は、エンジ
ン運転時において、混合気供給通路６０内の圧力変化に
対応してスタビライザピストン５７が往復動し、ガバナ
バルブ５５の開度を調節して燃料混合気の供給量を制御
することにより回転制御を行う。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】図１７は上述した従来
のエアガバナ装置付きエンジンの出力特性をエアガバナ
無しの場合の出力特性と比較して示した線図である。こ
の線図に見られるように、エアガバナ付きエンジンの場
合は、エアガバナを有しないエンジンの場合に比べる
と、最高出力が約1,5 〜3 割位（図示Ｈ分）低下してい
る。これはガバナバルブ５５の流動抵抗に原因するもの
と考えられる。すなわち、従来のエアガバナ付きエンジ
ンでは、当該エンジンが持つ出力を十分に引出し得ない
という問題があった。

【０００４】そこで本発明は、上述の問題に鑑み、スタ
ビライザピストンの作動を一時的に停止することによ
り、当該エンジンが有する能力（出力）を最大限に引き
出すように改良された産業車両用エンジンのエアガバナ
装置を提供することを、解決すべき技術的課題とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のように構成したものである。すなわ
ち、混合気供給通路内のスロットルバルブの下流側に配
置されるガバナバルブと、同ガバナバルブを常に開放位
置に付勢する付勢手段と、前記ガバナバルブに作動ロッ
ドを介して連結され、前記スロットルバルブの下流側の
圧力に応動してガバナバルブの開度調節を行うスタビラ
イザピストンと、スタビライザピストンを往復動可能に
収容するとともに該スタビライザピストンにより仕切ら
れる一方の室が前記スロットルバルブの下流側で燃料混
合気供給通路と連通孔を介して連通されたシリンダ室
と、を備えた産業車両用エンジンのエアガバナ装置であ
って、前記シリンダ室における他方の室に連通されると
ともに該他方の室に対して大気圧とインテークマニホー
ルド負圧とのいずれか一方の圧力を作用させるべく選択
的に切換可能でかつ常には大気圧を作用させる位置に保
持される構成の電磁式のバキュームバルブと、前記スロ
ットルバルブを回動操作するためのアクセルペダルと、
該アクセルペダルの踏込み角度を検出するペダル踏込み
角度検出手段と、エンジン回転数を検出するエンジン回
転数検出手段と、前記ペダル踏込み角度検出手段及びエ
ンジン回転数検出手段からの検出信号を入力し、アクセ
ルペダルの踏込み角度が最大でかつエンジン回転数が設
定回転数より低いときには前記バキュームバルブをイン
テークマニホールド負圧に切換える駆動信号を出力し、
エンジン回転数が設定回転数に達したときには前記バキ
ュームバルブに対する駆動信号を停止するバキュームバ
ルブ駆動回路とを備えたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】上述のように構成された本発明に係るエアガバ
ナ装置においては、アクセルペダルが最大角度まで踏み
込まれていない通常運転時には、バキュームバルブは大
気圧側に切り換えられている。そのため、このときはス
タピライザピストンが従来と同様に、混合気供給通路の
負圧に応動して往復動し、ガバナバルブの開度調節を行
う。つまり、通常状態ではエアガバナは本来の作動を行
う。

【０００７】一方、高出力を得るべく、アクセルペダル
が大きく踏み込まれたときは、その検出信号がバキュー
ム駆動回路に入力される。このとき、エンジン回転数が
設定回転数以下であれば、バキュームバルブ駆動回路は
バキュームバルブに対して駆動信号を出力し、該バキュ
ームバルブがインテークマニホールド側に切り換えられ
る。そのため、スタビライザピストンには燃料混合気供
給通路の負圧とインテークマニホールド負圧とが対向し
て作用する。これら両負圧はほぼ同圧であるから、スタ
ビライザピストンは本来の作動を停止することになる。
そのため、ガバナバルブが付勢手段により定められた全
開状態となり、その結果、混合気の供給量が増大されて
高出力が得られる。

【０００８】しかして、エンジン回転数が予め設定され
た設定回転数に達すれば、バキュームバルブ駆動回路は
エンジン回転数検出手段の検出信号に基づいてバキュー
ムバルブに対する駆動信号の出力を停止する。そのた
め、バキュームバルブは再び大気圧側に切り換えられて
初期状態となる。その結果、スタビライザピストンが作
動を再開する。つまり、ガバナバルブを全閉状態とし、
エンジンの最大回転数制御を行う。

【０００９】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて具体
的に説明する。図１は本発明の実施例に係るエアガバナ
装置を備えた燃料装置を示している。図示のように、エ
アクリーナ１から送られる空気と、フロートチャンバ２
から供給される燃料（ガソリン）とはキャブレタ３にお
いて混合され、この混合気はスロットルバルブ４によっ
て供給量が制御される。

【００１０】スロットルバルブ４は、図３に示すように
キヤブレタ３の混合気供給通路３ａにシャフト５を介し
て開閉回動可能に取り付けられ、このシャフト５の一端
にはアクセルアーム６が固着されている。そして、アク
セルアーム６はオペレータにより踏み込み操作されるア
クセルペダル７とアクセルワイヤ８を介して連結されて
いる。また、図３及び図４に示すように、シャフト５の
他端にはキヤブレタ３の外面側に取り付けられたペダル
踏込み角度検出手段としてのアクセルスイッチ１０を作
動させるためのスイッチ作動アーム９が固着されてい
る。すなわち、アクセルスイッチ１０は前記アクセルペ
ダル７が大きく踏み込まれた図３に示すＹ−Ｚ間におい
てオン作動されるようになっている。

【００１１】一方、エアガバナ１２はキヤブレタ３とイ
ンテークマニホールド１１との間に介在されており、そ
の混合気供給通路１２ａにガバナバルブ１３がシャフト
１４を介して開閉回動可能に設けられている。このガバ
ナバルブ１３は常にスプリング１７により混合気供給通
路１２ａを開放する側に付勢されている。すなわち、図
５に示すように、バルブ付勢手段としてのスプリング１
７は、エアガバナ１２の外面側において、シャフト１４
の一端に固着されたガバナカム１５に対してその一端が
板バネ１６を介して連結されており、他端は付勢力調整
手段としてのアジャストスクリュ１８に螺合されてい
る。また、アジャストスクリュ１８には微調整用のスク
リュ１９が取り付けられ、このスクリュ１９はロック用
のボルト２０により回り止めされるようになっている。

【００１２】また、図１に示すように、エアガバナ１２
にはシリンダ室２１が形成され、このシリンダ室２１に
往復動可能に収容されたスタビライザピストン２２が作
動ロッド２３を介して前記ガバナバルブ１３と連結され
ている。そして、スタビライザピストン２２によって仕
切られるシリンダ室２１の一方（作動ロッド側）の室２
１ａは、前記スロットルバルブ４の下流でかつガバナバ
ルブ１３のやや上流において混合気供給通路１２ａと連
通孔２４を介して連通されており、従ってエンジン駆動
中は常に負圧が作用する（以下、一方の室２１ａを負圧
室という）。

【００１３】また、他方の室２１ｂにはニップル２５が
取り付けられ、このニップル２５には電磁式のバキュー
ムバルブ２６が接続されており、図２はこの電磁式のバ
キュームバルブ２６の詳細を示している。図示のよう
に、バルブボデー２７は全部で３個のポート２８，２
９，３０を有している。そして、１つのポート２８が前
記ニップル２５にホースあるいはパイプ３１を介して接
続され、他の１つのポート２９が前記エアクリーナ１と
ホース３２を介して接続され、さらに他の１つのポート
３０は前記インテークマニホールド１１に対してパイプ
３３を介して接続されている。

【００１４】前記バルブボデー２７内には通路３５を備
えた磁性体からなる可動鉄芯としてのピストン３４（ス
プール）が軸方向に移動可能に収容されている。そし
て、通路３５はピストン３４の中心部を軸方向に延在し
ており、一端が軸端面に開口して前記ニップル２５に接
続される導入ポート２８と常に連通され、他端が外周の
環溝３５ａに開口して前記エアクリーナ１に接続される
大気ポート２９又はインテークマニホールド１１に接続
される負圧ポート３０のいずれか一方と選択的に連通さ
れる。

【００１５】そして、ピストン３４は該ピストン３４を
取り巻くようにバルブボデー２７内に収容されたソレノ
イド３６の非通電時には、スプリング３７により一方の
軸端面を軸方向（図示左方向）に押圧されて通路３５を
大気ポート２９に連通する位置に保持され、ソレノイド
３６の通電時にはスプリング３７に抗して移動され、通
路３５を負圧ポート３０に連通するように構成されてい
る。すなわち、前記シリンダ室２１の他方の室２１ｂに
は、バキュームバルブ２６の切り換えにより大気圧又は
負圧のいずれか一方が選択的に作用する構成となってい
る（以下、他方の室２１ｂを可変圧力室という）。

【００１６】図７は、電磁式バキュームバルブ２６の制
御系統図である。図示のように、バキュームバルブ駆動
回路３８には、前記アクセルスイッチ１０のペダル最大
踏込み角度検出信号（オン・オフ信号）及びエンジン回
転数検出器３９の検出信号が入力される。バキュームバ
ルブ駆動回路３８は、アクセルスイッチ１０がオンで、
かつエンジン回転数が予め設定された設定回転数Ｎ0 以
下であれば、バキュームバルブ２６のソレノイド３６に
駆動信号を出力し、エンジン回転数が設定回転数Ｎ0 に
達したときには、前記駆動信号を停止するよう構成され
ている。なお、前記バキューム駆動回路３８としては、
例えばトランジスタ式点火装置において電子回路で構成
されるコントロール部として知られるイグナイタを利用
して構成することが可能である。また、図中４０は電源
投入スイッチ、４１はバッテリを示している。なお、エ
ンジン回転数検出器３９は、例えば図６に示すように、
クランクプーリ又はクランク軸と連結される回転体４２
に設けられた突起４２ａの単位時間当たりの通過数によ
りエンジン回転数を検出するようになっている。

【００１７】次に、上記のように構成された本実施例に
係るエアガバナ装置の作用を説明する。エンジンの停止
状態では、スロットルバルブ４は最小開度位置にあり、
ガバナバルブ１３はスプリング１７により調節された最
大開度位置に保持され、さらにバキュームバルブ２６は
初期位置としてのエアクリーナ１側に保持され、可変圧
力室２１ｂが大気に通じている。

【００１８】この状態でエンジンが始動され、アイドリ
ング状態になると、図８に示すように、スロットルバル
ブ４が最小開度位置となる。また、シリンダ室２１の負
圧室２１ａには混合気供給通路１２ａの負圧が作用し、
可変圧力室２１ｂには大気圧が作用するため、スタビラ
イザピストン２２がスプリング１７とバランスする位置
まで図示左側へ移動するが、アイドリング時の負圧は低
いため、ガバナバルブ１３はほぼ全開状態である。

【００１９】この状態において、アクセルペダル７が普
通に踏み込まれたときは、図９に示すように、スロット
ルバルブ４の開度が大きくなるため、これに伴いシリン
ダ室２１の負圧室２１ａに作用する負圧が大きくなり、
ガバナバルブ１３はスタビライザピストン２２を介して
開度を減少する方向へ回動される。その結果、混合気の
供給量が制限され、エンジン回転数の上昇が抑えられ
る。従って、アクセルペダル７が普通に踏み込まれる常
用域では、図１３の線図にパーシャル域として示すよう
に、従来と同様の出力特性が得られる。なお、図のパー
シャル域はスロットルバルブ４の開度が１／４の場合を
示す。

【００２０】さて、高出力を得るべくアクセルペダル７
が最大角度（Ｙ−Ｚ）まで一杯に踏み込まれると、スイ
ッチ作動アーム９がアクセルスイッチ１０をオン作動さ
せる。このとき、エンジン回転数が設定回転数Ｎ0 以下
であるため、バキュームバルブ駆動回路３８がバキュー
ムバルブ２６に対して駆動信号を出力する。すなわち、
ソレノイド３６が通電されてバキュームバルブ２６のピ
ストン３４を図示右側へ移動させ、その通路３５をそれ
までの大気ポート２９から負圧ポート３０に切り換え
る。そのため、シリンダ室２１の可変圧力室２１ｂには
それまでの大気圧に代わり負圧が作用し、この負圧は負
圧室２１ａに作用している負圧と同圧であるから、結果
としてスタビライザピストン２２はその作動を実質的に
停止する。

【００２１】そのため、ガバナバルブ１３は図１０に示
すように、スプリング１７により設定されたほぼ全開位
置へ戻され、この状態はエンジン回転数が設定回転数Ｎ
0 に達するまで継続される。その結果、混合気の供給量
が増大されて高出力が得られる。図１３はエンジンの出
力特性を示したもので、実線は本実施例のエアガバナ付
きエンジンの出力特性を、点線はエアガバナ無しエンジ
ンの出力特性を、さらに一点鎖線は従来のエアガバナ付
きエンジンの出力特性である。すなわち、本実施例の場
合の出力特性は、エアガバナ無しの場合に近い（実際は
ガバナバルブ１３の流動抵抗による損失がある）ものと
なり、従来のエアガバナ付きの最大出力（イ）に比べて
より高い最大出力（ロ）を引き出すことができる。な
お、図中Ｎは従来の最大出力時回転数である。

【００２２】そして、エンジン回転数が設定回転数Ｎ0
（例えば２８００rpm 位））に達すると、バキュームバ
ルブ駆動回路３８はバキュームバルブ２６に対する駆動
信号の出力を停止する。そのため、ソレノイド３６に対
する通電が断たれてピストン３４がスプリング３７によ
り原位置に戻され、通路３５が大気ポート２９側に切り
換えられる。従って、シリンダ室２１の可変圧力室２１
ｂに大気圧が作用するため、エアガバナ本来の作動を再
開する。つまり、スタビライザピストン２２が図示左方
へ移動し、図１１に示すように、ガバナバルブ１３が全
閉状態となる。そのため、エンジン回転数は予め設定さ
れた最高回転数（ＮＭＲ）に制御される。

【００２３】なお、図１２は上述したエアガバナ装置の
作動フローチャートであり、アクセルペダル７の踏込み
角度が最大の場合でかつエンジン回転数が設定回転数Ｎ
0 より低い場合に限って高出力域作動が行われ、それ以
外の条件では通常領域作動が行われることを示してい
る。

【００２４】ところで、上述した実施例にあっては、高
出力域作動時において、アクセルペダル７を最大踏込み
角度で踏み続けた場合、設定回転数Ｎ0 に対応する最高
出力点において、バキュームバルブ２６の大気圧→負
圧、負圧→大気圧の切り換えが交互に生じてハンチング
が発生し易い。このような現象は、行き（回転数上昇過
程）と帰り( 回転数低下過程）とでバキュームバルブ２
６の切り換えポイントを変えてやることで解消すること
ができる。そして、上記のハンチング解消手段として
は、図１４に示すように、行きは設定回転数Ｎ0に対応
する図示Ｐ0 点でバキュームバルブ２６の負圧から大気
圧への切り換えが行わわれ、帰りは前記設定回転数Ｎ0
より低い回転数Ｎ1 に対応するＰ1 点でバキュームバル
ブ２６の大気圧から負圧への切り換えが行われるよう
に、バキュームバルブ駆動回路（イグナイタ）３８の回
路を構成することにより具体化される。

【００２５】また、他の解消手段としては、図１５に示
すように、バキュームバルブ２６と可変圧力室２１ｂと
をつなぐ通路に遅延バルブ４３（絞り付き逆止弁）を設
け、バキュームバルブ２６の切り換え時における該遅延
バルブ４３によるダンパー効果でバキュームバルブ２６
の切換感度を鈍化する形態を採用することにより具体化
される。

【００２６】

【発明の効果】以上詳述したように、本発明によれば、
エアガバナ装置の本来の最高回転数制御機能を損なうこ
となく、当該エンジンが持つ能力を効果的に引き出すこ
とができ、従来に比べてより高い出力を得ることができ
る。また、本発明のエアガバナ装置にあっては、常には
従来と同様の形態で作動させ、必要に応じて高出力を引
き出すように作動されるため、全く無駄のない運転が可
能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例を示す縦断面図である。

【図２】電磁式バキュームバルブの詳細を示す断面図で
ある。

【図３】スロットルバルブ操作系とペダル踏込み角度検
出手段の説明図である。

【図４】ペダル踏込み角度検出手段の説明図である。

【図５】スロットルバルブ付勢手段の説明図である。

【図６】エンジン回転数検出手段の説明図である。

【図７】バキュームバルブ制御系統図である。

【図８】アイドル運転時のエアガバナ作動状態図であ
る。

【図９】通常運転時のエアガバナ作動状態図である。

【図１０】高出力運転時のエアガバナ作動状態図であ
る。

【図１１】最高回転制御時のエアガバナ作動状態図であ
る。

【図１２】エアガバナ（バキュームバルブ）の作動フロ
ーチャートである。

【図１３】エンジンの出力特性の比較線図である。

【図１４】ハンチング改善のためのバキュームバルブ切
換制御態様に関する他の実施例を説明する線図である。

【図１５】ハンチング改善に関するさらに他の実施例を
示す説明図である。

【図１６】従来例を示す断面図である。

【図１７】従来のエアガバナ付きエンジンの出力特性図
である。

【符号の説明】

１…エアクリーナ ３…キャブレタ ４…スロットルバルブ ７…アクセルペダ
ル ９…スイッチ作動アーム １０…アクセルス
イッチ １１…インテークマニホールド １２…エアガバナ １３…ガバナバルブ １７…スプリング ２１…シリンダ室 ２１ａ…負圧室 ２１ｂ…可変圧力室 ２２…スタビライ
ザピストン ２６…バキュームバルブ ３４…ピストン ３５…通路 ３６…ソレノイド ３８…バキュームバルブ駆動回路 ３９…エンジン回
転数検出器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 混合気供給通路内のスロットルバルブの
   下流側に配置されるガバナバルブと、同ガバナバルブを
   常に開放位置に付勢する付勢手段と、前記ガバナバルブ
   に作動ロッドを介して連結され、前記スロットルバルブ
   の下流側の圧力に応動してガバナバルブの開度調節を行
   うスタビライザピストンと、スタビライザピストンを往
   復動可能に収容するとともに該スタビライザピストンに
   より仕切られる一方の室が前記スロットルバルブの下流
   側で燃料混合気供給通路と連通孔を介して連通されたシ
   リンダ室と、を備えた産業車両用エンジンのエアガバナ
   装置であって、 前記シリンダ室における他方の室に連通されるとともに
   該他方の室に対して大気圧とインテークマニホールド負
   圧とのいずれか一方の圧力を作用させるべく選択的に切
   換可能でかつ常には大気圧を作用させる位置に保持され
   る構成の電磁式のバキュームバルブと、 前記スロットルバルブを回動操作するためのアクセルペ
   ダルと、 該アクセルペダルの踏込み角度を検出するペダル踏込み
   角度検出手段と、 エンジン回転数を検出するエンジン回転数検出手段と、 前記ペダル踏込み角度検出手段及びエンジン回転数検出
   手段からの検出信号を入力し、アクセルペダルの踏込み
   角度が最大でかつエンジン回転数が設定回転数より低い
   ときには前記バキュームバルブをインテークマニホール
   ド負圧に切換える駆動信号を出力し、エンジン回転数が
   設定回転数に達したときには前記バキュームバルブに対
   する駆動信号を停止するバキュームバルブ駆動回路とを
   備えた産業車両用エンジンのエアガバナ装置。