JP3934862B2 - 作業車両におけるエンジン回転制御装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、作業車両、特に車載の作業機を駆動可能なエンジンと、このエンジンに付設されてその回転を制御するガバナ等のエンジン制御ユニットと、作業機の近くに配設される作業機側コントローラとを備えた作業車両におけるエンジン回転制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の上記作業車両におけるエンジン回転制御装置としては、例えばエンジン制御ユニットの被操作部（例えばガバナコントロールレバー）と、作業機側コントローラとの間を連動連結することにより、エンジン制御ユニットを遠隔操作するようにした機械操作式のものが知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記機械操作式のものでは、エンジン制御ユニットの被操作部と作業機側コントローラ間を機械的に連動連結する連動連結機構を、作業車両の限られた車体空間内で取り回すことが容易ではなく、設備コストも嵩む等の問題があった。
【０００４】
そこで斯かる問題を解決するために、エンジンの近くに配設したアクチュエータ（例えばモータ、ロータリソレノイド等）を作業機側コントローラにより電気的に遠隔制御し、そのアクチュエータの動きを回転制御用ボリューム（例えばポテンショメータ等）で電圧信号に変換し、この電圧信号でエンジン制御ユニットを制御するようにしたものも既に提案されている。
【０００５】
ところがこの提案のものでは、機械式のものでは不要であったモータ、ロータリソレノイド等のアクチュエータや、該アクチュエータの動きを電圧信号に変換する回転制御用ボリュームが特別に必要となり、コスト、信頼性の面で問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑み提案されたもので、従来装置の問題を一挙に解決することができる、構造簡単な作業車両におけるエンジン回転制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するために、請求項１の発明は、車載の作業機と、この作業機を駆動可能な同じく車載のエンジンと、このエンジンに付設されてその回転を制御するエンジン制御ユニットと、前記作業機の近くに配設された作業機側コントローラとを備え、その作業機側コントローラは、作業者が操作入力可能な操作部と、その操作部への操作入力に応じて前記エンジン制御ユニットに制御用の電圧信号を出力する制御回路部と、その制御回路部とエンジン制御ユニットとの間を電気的に絶縁しつつその間での電圧信号の授受を行うための絶縁・信号伝達回路とを有しており、前記絶縁・信号伝達回路の出力側は、前記エンジン制御ユニットに電線を介して接続されることを特徴とする。
【０００８】
上記特徴によれば、作業機側コントローラの制御回路部からの電圧信号がエンジン制御ユニットへ電線を通して出力されるため、エンジン制御ユニットを電気的にコントロールするに当り従来必要であったモータ、ロータリソレノイド等のアクチュエータや、ポテンショメータ等の回転制御用ボリュームは不要となり、システム全体としての構成要素が減るから、コスト、信頼性の面で頗る有利となる。しかも作業機側コントローラとエンジン制御ユニットとの間は単に電線で接続されるだけでよいから、エンジン制御ユニットを機械的にコントロールする場合と比べ取り回しが容易であって、狭い車体空間内での設置上の制限が大幅に減少する。その上、作業機側コントローラは、前記制御回路部とエンジン制御ユニットとの間を電気的に絶縁しつつその間での電圧信号の授受を行うための絶縁・信号伝達回路を有していて、その絶縁・信号伝達回路の出力側が前記電線を介してエンジン制御ユニットに接続されるので、作業機側コントローラとエンジン制御ユニットとが離れていても、それらの取付位置の接地電位差に因るノイズの影響を受ける虞れはなくなり、エンジン制御ユニットに対する制御の精度が向上する。
【０００９】
また請求項２の発明は、請求項１の発明の特徴に加えて、前記絶縁・信号伝達回路の出力側の電源として、前記エンジン制御ユニット側の基準電圧を使用することを特徴とする。この基準電圧の利用により、絶縁・信号伝達回路の特設と相俟って制御精度の一層の向上が図られ、しかも基準電圧供給のための専用の電源回路を作業機側に特別に用意する必要はなくなりコスト節減が図られる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を、添付図面に例示した本発明の実施例に基づいて以下に具体的に説明する。
【００１１】
添付図面において、図１は、本発明の一実施例に係る塵芥収集車の概略説明図、図２は、作業機側コントローラと電子ガバナ間の概略関係図、図３は、作業機側コントローラと電子ガバナ間の回路図である。
【００１２】
先ず、図１において、作業車としての塵芥収集車Ｖは、車体Ｆ上に走行用兼作業用のエンジンＥと、塵芥収容箱Ｂと、その塵芥収容箱Ｂの後部に連設される塵芥投入箱Ｂｒと、その塵芥投入箱Ｂｒ内の配設されそこへの投入塵芥を圧縮して塵芥収容箱Ｂ内に押し込むための塵芥押込装置Ａとを備える。
【００１３】
前記塵芥押込装置Ａは、本発明の作業機を構成するものであって、その構造は従来周知であり、また本発明の要旨とは関係がないので、具体的な説明を省略する。
【００１４】
前記エンジンＥからの動力は、車両走行時にクラッチ及び変速機（何れも図示せず）を介して駆動輪Ｗに伝達できるようになっている。また車両停止時には、前記エンジンＥからの動力が動力取出装置ＰＴＯを介して車載の油圧ポンプＰに随時に伝達できるようになっている。その油圧ポンプＰの出力油圧は、前記塵芥押込装置Ａの各油圧アクチュエータＡ１、Ａ２に供給されて該塵芥押込装置Ａを駆動する。
【００１５】
前記エンジンＥには、これの回転数を電子的に制御可能なエンジン制御ユニットとしての電子ガバナＧが付設される。この電子ガバナＧは、当該電子ガバナへ入力された電圧信号の大きさに応じてエンジンＥの燃料噴射量及び噴射時期を制御してエンジン回転数を高低制御できるようになっている。このような電子ガバナＧの構造は、従来周知であるので、これ以上の説明は省略する。尚、エンジン制御ユニットとして電子ガバナに代えて、電子式燃料噴射制御装置を用いるようにしてもよい。
【００１６】
前記塵芥押込装置Ａを作業負荷に応じて駆動制御するに当たり、エンジンＥの回転数、従って出力を作業者が作業機側コントローラＣにより遠隔的に制御できるようになっている。このコントローラＣは、作業機即ち塵芥押込装置Ａの近くの車体適所（図示例では塵芥投入箱Ｂｒの外壁）に配設される。
【００１７】
図２，３に示すように、前記コントローラＣは、作業者が手動で操作入力可能な操作部Ｃ１と、その操作部Ｃ１への操作入力に応じて電子ガバナＧに制御用の電圧信号を出力する制御回路部Ｃ２とを有している。その制御回路部Ｃ２の出力側は、後述する絶縁・信号伝達回路Ｃ３及び平滑回路Ｃ４に順次接続されており、更に複数本の電線Ｌ１〜Ｌ３を介して電子ガバナＧに接続される。
【００１８】
前記操作部Ｃ１には、主電源スイッチ（図示せず）の他、作業者によって任意に選択操作可能な複数の選択スイッチＳＷ１〜ＳＷ８が設けられており、図示例ではそれら選択スイッチＳＷ１〜ＳＷ８は、共通のダイヤルで順次選択的に切換操作できるようにダイヤル操作式とされる。前記複数の選択スイッチＳＷ１〜ＳＷ８は、エンジンＥの予め設定された複数の回転数設定値Ｎ１〜Ｎ８に対応するものであり、それら選択スイッチＳＷ１〜ＳＷ８の適宜選択により、エンジンＥの回転数を前記複数の回転数設定値Ｎ１〜Ｎ８から随時に選定するための信号が前記制御回路部Ｃ２に向けて出力される。
【００１９】
前記制御回路部Ｃ２は、前記複数の選択スイッチＳＷ１〜ＳＷ８のオン信号をそれぞれ受ける複数の信号入力部ｉ１〜ｉ８を有しており、その何れの信号入力部ｉ１〜ｉ８に信号が入力されたかによって異なる制御用電圧信号を電子ガバナＧに出力して、エンジンＥの回転を設定回転数に制御する。
【００２０】
前記制御回路部Ｃ２として、図示例ではＰＷＭ制御回路が用いられている。この「ＰＷＭ制御」とは、パルス幅変調（Palus Width Moduration）制御の略語であって、スイッチング周波数（周期）を一定としたまま入力信号（ＤＣレベル）の大きさに応じて出力パルス幅（即ちオンパルスの通電幅）を変化させることにより結果的に制御対象への供給エネルギをコントロールして制御対象の作動制御を行うようにした制御である。尚、ＰＷＭ制御の具体的な手法は従来周知であるので、その回路構造の説明は省略する。
【００２１】
而して図示例の制御回路部Ｃ２においては、その何れの信号入力部ｉ１〜ｉ８に信号が入力されたかによって異なるパルス幅で且つ一定周期のパルス状の電圧信号を信号出力部Ｏより出力し得るようになっている。この場合、回転数設定値Ｎ１〜Ｎ８が大きい選択スイッチＳＷ１〜ＳＷ８がオンされるほど、前記パルス電圧信号のオンパルス時間が長くなるように設定される。
【００２２】
また作業機側コントローラＣには、制御回路部Ｃ２と電子ガバナＧとの間を電気的に絶縁しつつその間での電圧信号の授受を行うための絶縁・信号伝達回路Ｃ３と、この絶縁・信号伝達回路Ｃ３の出力電圧信号を平滑化するための平滑回路Ｃ４とが設けられる。
【００２３】
前記絶縁・信号伝達回路Ｃ３は、図示例ではフォトカプラＰＣと、このフォトカプラＰＣのカプラ入力側に前記制御回路部Ｃ２からの出力電圧信号を増幅して印加するためのトランジスタＴとを有している。このトランジスタＴは、そのベース部に前記制御回路部Ｃ２からの出力電圧信号が作用するのに応じて、フォトカプラＰＣのカプラ入力側に接続される電源回路１０を導通させ、次に説明する発光素子Ｄｉを発光させる。
【００２４】
フォトカプラＰＣは、従来周知のようにカプラ入力側に印加された入力電圧信号に応じて光る発光素子Ｄｉと、その発光素子Ｄｉの発する光を受光して出力電圧信号をカプラ出力側に出力する受光素子Ｄｏとを備えており、そのカプラ入力側（発光素子Ｄｉ）と出力側（受光素子Ｄｏ）との間は光信号を介して信号授受があり、従ってその両素子Ｄｉ、Ｄｏ相互間は、電気的に絶縁された状態に置かれる。
【００２５】
前記絶縁・信号伝達回路Ｃ３の出力側（即ちフォトカプラＰＣのカプラ出力側）の第１端子ｐ１と、電子ガバナＧの基準電圧出力端子ｔ３とは電圧供給用電線Ｌ３を介して接続される。その基準電圧出力端子ｔ３からは、電子ガバナＧ側に設けられる基準電源の出力電圧、即ち基準電圧Ｖref が前記絶縁・信号伝達回路Ｃ３の出力側（第１端子ｐ１）に供給される。
【００２６】
また電子ガバナＧには信号入力端子ｔ２及びアース端子ｔ１が設けられ、これら端子ｔ２、ｔ１よりそれぞれ延びる信号用電線Ｌ２及びアース用電線Ｌ１は、前記平滑回路Ｃ４を介して前記絶縁・信号伝達回路Ｃ３の出力側（即ちフォトカプラＰＣのカプラ出力側）の第２端子ｐ２と接続される。
【００２７】
平滑回路Ｃ４は、従来周知のようにコンデンサ及び抵抗を組み合わせたローパスフィルタより構成され、フォトカプラＰＣの出力電圧信号を平滑するために利用される。
【００２８】
而して作業機即ち塵芥押込装置Ａの近くにある作業機側コントローラＣと、エンジンＥの近くにある電子ガバナＧとの間は比較的離れているが、その間を図示例の構造では単に３本の電線Ｌ１〜Ｌ３を単に接続するだけでよいから、その間の接続手段の取り回しが容易であり、狭い車体空間内での設置上の制限を大幅に減少させることができる。
【００２９】
次に前記実施例の作用を説明する。車両を停車させ、作業機としての塵芥押込装置Ａに所期の塵芥押込作業を行わせる場合には、エンジンＥの動力を動力取出装置ＰＴＯを介して油圧ポンプＰに伝達して同ポンプＰを駆動する。これにより、同ポンプＰから吐出された作動油を塵芥押込装置Ａの各油圧アクチュエータＡ１、Ａ２に供給してそれらを駆動する。尚、各アクチュエータＡ１、Ａ２の作動は、図示しないコントローラにより、作業者の運転操作に応じて、所定の制御プログラムに基づき自動制御される。
【００３０】
このようにして塵芥押込装置Ａを作業負荷に応じて駆動制御するに当たっては、エンジンＥの回転数、従って出力を作業者が作業機側コントローラＣにより遠隔的に制御可能である。この場合、コントローラＣの操作部Ｃ１に於ける複数の選択スイッチＳＷ１〜ＳＷ８の１つを適宜選択することにより、エンジンＥの回転数を複数の回転数設定値Ｎ１〜Ｎ８から随時に選定できる。
【００３１】
而してその選定に応じてコントローラＣの制御回路部Ｃ２（信号出力部Ｏ）からは所定パルス幅のパルス電圧信号が出力され、この信号がコントローラＣの絶縁・信号伝達回路Ｃ３のフォトカプラＰＣにおいて光信号に一旦変換された後に再び電圧信号に変換され、これが平滑回路Ｃ４で平滑化された電圧信号となり電子ガバナＧに送られる。この電子ガバナＧでは、前記平滑化された電圧信号の大きさに応じてエンジンＥの燃料噴射量及び噴射時期が調整されて、エンジン回転数が選択された設定値に制御される。
【００３２】
このように作業機側コントローラＣが、操作部Ｃ１と、それへの操作入力に応じて電子ガバナＧをＰＷＭ制御する制御回路部Ｃ２とを備え、その制御回路部Ｃ２からの電圧信号を電子ガバナＧ側へ出力するので、電子ガバナＧを電気的にコントロールするに当り従来必要であったモータ、ロータリソレノイド等のアクチュエータや、ポテンショメータ等の回転制御用ボリュームは不要となり、システム全体としての構成要素が減少、単純化されることから、コスト、信頼性の面で頗る有利となる。
【００３３】
また図示例のように作業機側コントローラＣは、制御回路部Ｃ２と電子ガバナＧとの間を電気的に絶縁しつつその間での電圧信号の授受を行う絶縁・信号伝達回路Ｃ３を備え、その絶縁・信号伝達回路Ｃ３の出力側（図示例ではフォトカプラＰＣの出力側）が電線Ｌ１〜Ｌ３を介して電子ガバナＧに接続されるので、作業機側コントローラＣと電子ガバナＧとが離れていても、それらの取付位置の接地電位差に因るノイズの影響を受ける虞れはなくなり、電子ガバナＧに対する制御の精度を高めることができる。
【００３４】
また図示例のように絶縁・信号伝達回路Ｃ３の出力側には電子ガバナＧ側の基準電圧Ｖref が供給されるので、この電子ガバナ側の基準電圧Ｖref の利用により、絶縁・信号伝達回路Ｃ３の特設と相俟って制御精度の一層の向上が図られ、また基準電圧供給のための専用の電源回路を作業機側に特別に用意する必要はなくなりコスト節減が図られる。
【００３５】
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は前記実施例に限定されるものでなく、種々の小設計変更を行うことが可能である。例えば、前記実施例では、作業車Ｖとして塵芥押込装置（作業機）を装備した塵芥収集車を例示したが、本発明では、作業車両は塵芥収集車に限定されず、走行用エンジンの動力を動力取出装置（ＰＴＯ）で取り出して車載の作業機を駆動するようにした他の種々の作業車両、例えばミキサー車、コンクリートポンプ車、タンクローリー車、粉粒体運搬車、クレーン車等にも適用可能である。
【００３６】
また前記実施例では、作業機側コントローラＣの制御回路部Ｃ２が操作部Ｃ１への操作入力に応じて電子ガバナＧをＰＷＭ制御し得るようにしたものを示したが、本発明では、ＰＷＭ制御以外の適当な制御手法を用いることができ、例えばＤＡコンバータ素子等を用いて操作部Ｃ１への操作入力に応じて制御用の電圧信号を発生させ、これを電線Ｌ１〜Ｌ３を介して電子ガバナＧ側へ出力するようにしてもよい。
【００３７】
また前記実施例では、平滑回路Ｃ４を作業機側コントローラＣ内に設けたものを示したが、本発明では、平滑回路Ｃ４を作業機側コントローラＣに設けないで電子ガバナＧの近くに設けるようにしてもよい。
【００３８】
また前記実施例（請求項２）では、絶縁・信号伝達回路Ｃ３の出力側の電源として、電子ガバナＧ側の基準電圧Ｖref を用いるようにしたが、本発明（請求項１）では、専用電源回路を作業機側に設けて、その専用電源回路から基準電圧を絶縁・信号伝達回路Ｃ３の出力側に供給するようにしてもよく、この場合は、電圧供給用電線Ｌ３は不要となり、絶縁・信号伝達回路Ｃ３と電子ガバナＧとの間は、信号用電線Ｌ２及びアース用電線Ｌ１のみで接続される。
【００３９】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、作業機側コントローラが、操作部と、その操作部への操作入力に応じてエンジン制御ユニットに制御用の電圧信号を電線を通して出力する制御回路部とを備えるので、エンジン制御ユニットを電気的にコントロールするに当り従来必要であったモータ、ロータリソレノイド等のアクチュエータや、ポテンショメータ等の回転制御用ボリュームは不要となり、システム全体としての構成要素が減ることから、コスト、信頼性の面で頗る有利となる。しかも作業機側コントローラとエンジン制御ユニットとの間を単に電線で接続するだけで済むため、エンジン制御ユニットを機械的にコントロールする場合と比べ取り回しが容易であって、狭い車体空間内での設置上の制限を大幅に減少させることができる。
【００４０】
また特に作業機側コントローラは、前記制御回路部とエンジン制御ユニットとの間を電気的に絶縁しつつその間での電圧信号の授受を行う絶縁・信号伝達回路を備え、その絶縁・信号伝達回路の出力側が前記電線を介してエンジン制御ユニットに接続されるので、作業機側コントローラとエンジン制御ユニットとが離れていても、それらの取付位置の接地電位差に因るノイズの影響を受ける虞れはなくなり、エンジン制御ユニットに対する制御の精度を高めることができる。
【００４１】
さらに請求項２の発明によれば、前記絶縁・信号伝達回路の出力側の電源として、エンジン制御ユニット側の基準電圧を用いるので、この基準電圧の利用により、前記絶縁・信号伝達回路の特設と相俟って制御精度の一層の向上が図られ、また基準電圧供給のための専用の電源回路を作業機側に特別に用意する必要はないからコスト節減が図られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の一実施例に係る塵芥収集車の概略説明図
【図２】 作業機側コントローラと電子ガバナ間の概略関係図
【図３】 作業機側コントローラと電子ガバナ間の回路図
【符号の説明】
Ａ…………塵芥押込装置（作業機）
Ｃ…………作業機側コントローラ
Ｃ１………操作部
Ｃ２………制御回路部
Ｅ…………エンジン
Ｇ…………電子ガバナ（エンジン制御ユニット）
Ｌ１〜Ｌ３……電線
Ｖ…………塵芥収集車（作業車両）
Ｖref …………基準電圧

Claims (2)

1. 車載の作業機（Ａ）と、この作業機（Ａ）を駆動可能な同じく車載のエンジン（Ｅ）と、このエンジン（Ｅ）に付設されてその回転を制御するエンジン制御ユニット（Ｇ）と、前記作業機（Ａ）の近くに配設された作業機側コントローラ（Ｃ）とを備え、
   その作業機側コントローラ（Ｃ）は、作業者が操作入力可能な操作部（Ｃ１）と、その操作部（Ｃ１）への操作入力に応じて前記エンジン制御ユニット（Ｇ）に制御用の電圧信号を出力する制御回路部（Ｃ２）と、その制御回路部（Ｃ２）とエンジン制御ユニット（Ｇ）との間を電気的に絶縁しつつその間での電圧信号の授受を行うための絶縁・信号伝達回路（Ｃ３）とを有しており、
   前記絶縁・信号伝達回路（Ｃ３）の出力側は、前記エンジン制御ユニット（Ｇ）に電線（Ｌ１〜Ｌ３）を介して接続されることを特徴とする、作業車両におけるエンジン回転制御装置。
2. 前記絶縁・信号伝達回路（Ｃ３）の出力側の電源として、前記エンジン制御ユニット（Ｇ）側の基準電圧（Ｖref ）を使用することを特徴とする、請求項１に記載の作業車両におけるエンジン回転制御装置。

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