JP3955045B2 - Tractor engine brake control mechanism - Google Patents

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Description

本発明は、農作業用トラクタ等の作業用走行車輌において、エンジンの被駆動側負荷を検出することにより、2輪駆動より4輪駆動に切り換える制御に関するものである。   The present invention relates to control for switching from two-wheel drive to four-wheel drive by detecting a driven load of an engine in a working vehicle such as a farm tractor.

従来の作業車においては、後輪駆動状態と、前後輪駆動状態に切り換えるために左右前輪への動力伝達を断接する動力断接手段が設けられている。該動力断接手段の切換操作を、手動若しくは自動操作によって切り換える構成は、特開平2−279467によって公知となっている。
特開平2−279467号公報
The conventional work vehicle is provided with power connection / disconnection means for connecting / disconnecting power transmission to the left and right front wheels in order to switch between the rear wheel drive state and the front and rear wheel drive state. A structure for switching the switching operation of the power connection / disconnection means by manual or automatic operation is known from JP-A-2-279467.
JP-A-2-279467

特開平2−279467のように動力断接手段を自動により切り換え操作を可能としているが、ブレーキ操作に連動して前後輪駆動状態へ切り換える構成となっていた。このブレーキ操作に連動させる構成にすると、ブレーキの操作の度に、後輪駆動より前後輪駆動への切り換える衝撃が頻繁に生じて、作業者にとって不安感を抱かせるものとなっていた。また、特に後輪駆動状態で坂道を下る時で、例えばトラクタ後部に重量物を搭載する荷車を牽引する場合には、荷車の重量によって被駆動側負荷がかかって後輪に加速がつき、エンジンブレーキがかからない状態となって走行安定性が悪いものとなっていた。   As described in Japanese Patent Laid-Open No. 2-279467, the power connection / disconnection means can be switched automatically. However, it is configured to switch to the front and rear wheel drive state in conjunction with the brake operation. If the structure is made to be interlocked with the brake operation, the impact of switching from the rear wheel drive to the front and rear wheel drive frequently occurs every time the brake is operated, which makes the operator feel uneasy. Also, especially when towing a wagon loaded with heavy objects at the rear of the tractor when driving down a slope with the rear wheel driven, the load on the driven side is applied by the weight of the wagon and acceleration is applied to the rear wheel. The brakes were not applied and the running stability was poor.

本発明はこのような問題点を解消するために、次のような手段を用いる。
エンジン(E)の負荷トルクに応じ前輪への動力伝達を断接し、2WD/4WDの自動切換え制御を行う動力断接手段(18)を具備し、該エンジン(E)の電子ガバナ(G)の制御部(C)には、エンジン(E)のクランク軸に下り坂走行時の被駆動側負荷であるマイナス負荷トルクがかかっていることを検出するトルクセンサ(S8)と、2WD/4WD自動切換えスイッチがONされていることを検出する手段であるモードセンサ(S5)と、現時点で2輪駆動での走行であることを確認する動力断接手段(18)の走行センサ(S6)と、走行駆動していることを確認する走行クラッチ(23)のクラッチセンサ(S7)を接続し、制御状態が、2WD/4WD自動切換えで2輪駆動にて走行していることを確認し、エンジン(E)の負荷トルクを計測して、被駆動側負荷であるマイナストルクが発生しているエンジンブレーキ状態を検出した場合に、次にエンジン(E)の回転数の変動を検出し、回転数が上昇中である場合には、下り坂を走行中と判断し、2輪駆動より4輪駆動に自動的に切り換え、更に、エンジン(E)の回転数が上昇していないと判断した場合にも、回転数の下降する割合を判断し、下降する割合が少なく、エンジンブレーキが充分に働かず減速が不十分であると判断すると、2輪駆動より4輪駆動に自動的に切り換えるトラクタのエンジンブレーキ制御機構である。
The present invention uses the following means in order to solve such problems.
Power transmission / disconnection means (18) for performing automatic switching control of 2WD / 4WD by connecting / disconnecting power transmission to the front wheel according to the load torque of the engine (E), and having an electronic governor (G) of the engine (E) The control unit (C) includes a torque sensor (S8) that detects that a negative load torque, which is a driven load during downhill traveling, is applied to the crankshaft of the engine (E), and 2WD / 4WD automatic switching. A mode sensor (S5) which is a means for detecting that the switch is ON, a travel sensor (S6) of a power connection / disconnection means (18) for confirming that the vehicle is currently traveling by two-wheel drive, The clutch sensor (S7) of the traveling clutch (23) that confirms driving is connected, and it is confirmed that the control state is traveling by two-wheel drive with 2WD / 4WD automatic switching, and the engine (E ) When the load torque is measured and the engine braking state in which the negative torque that is the driven load is generated is detected, the fluctuation in the rotation speed of the engine (E) is detected next, and the rotation speed is increasing. In some cases, it is determined that the vehicle is traveling on a downhill, the two-wheel drive is automatically switched to the four-wheel drive, and the engine speed is also determined when it is determined that the engine (E) has not increased. The tractor engine brake control mechanism automatically switches from two-wheel drive to four-wheel drive. is there.

このように構成したことによって、次のような効果を奏するのである。
エンジン(E)の負荷トルクに応じ前輪への動力伝達を断接し、2WD/4WDの自動切換え制御を行う動力断接手段(18)を具備し、該エンジン(E)の電子ガバナ(G)の制御部(C)には、エンジン(E)のクランク軸に下り坂走行時の被駆動側負荷であるマイナス負荷トルクがかかっていることを検出するトルクセンサ(S8)と、2WD/4WD自動切換えスイッチがONされていることを検出する手段であるモードセンサ(S5)と、現時点で2輪駆動での走行であることを確認する動力断接手段(18)の走行センサ(S6)と、走行駆動していることを確認する走行クラッチ(23)のクラッチセンサ(S7)を接続し、制御状態が、2WD/4WD自動切換えで2輪駆動にて走行していることを確認し、エンジン(E)の負荷トルクを計測して、被駆動側負荷であるマイナストルクが発生しているエンジンブレーキ状態を検出した場合に、次にエンジン(E)の回転数の変動を検出し、回転数が上昇中である場合には、下り坂を走行中と判断し、2輪駆動より4輪駆動に自動的に切り換え、更に、エンジン(E)の回転数が上昇していないと判断した場合にも、回転数の下降する割合を判断し、下降する割合が少なく、エンジンブレーキが充分に働かず減速が不十分であると判断すると、2輪駆動より4輪駆動に自動的に切り換えるトラクタのエンジンブレーキ制御機構であるので、2輪・4輪駆動切換型の走行車輌であって、例えば、牽引型の走行車輌(トラクタ)では、重量物を搭載する荷車を牽引して坂道を降りる場合等に、2輪駆動時に荷車の重量によって、駆動輪が加速されて、被駆動側負荷が生じ、エンジンブレーキが効かなくなるおそれがあるが、本発明では、被駆動側負荷を検出し、2輪駆動より4輪駆動に自動で切り換わるようにしたことで、前輪駆動が被駆動側負荷による加速をくい止め、安定した下り走行を可能にしている。
With this configuration, the following effects can be obtained.
Power transmission / disconnection means (18) for performing automatic switching control of 2WD / 4WD by connecting / disconnecting power transmission to the front wheel according to the load torque of the engine (E), and having an electronic governor (G) of the engine (E) The control unit (C) includes a torque sensor (S8) that detects that a negative load torque, which is a driven load during downhill traveling, is applied to the crankshaft of the engine (E), and 2WD / 4WD automatic switching. A mode sensor (S5) which is a means for detecting that the switch is ON, a travel sensor (S6) of a power connection / disconnection means (18) for confirming that the vehicle is currently traveling by two-wheel drive, The clutch sensor (S7) of the traveling clutch (23) that confirms driving is connected, and it is confirmed that the control state is traveling by two-wheel drive with 2WD / 4WD automatic switching, and the engine (E ) When the load torque is measured and the engine braking state in which the negative torque that is the driven load is generated is detected, the fluctuation in the rotation speed of the engine (E) is detected next, and the rotation speed is increasing. In some cases, it is determined that the vehicle is traveling on a downhill, the two-wheel drive is automatically switched to the four-wheel drive, and the engine speed is also determined when it is determined that the engine (E) has not increased. The tractor engine brake control mechanism automatically switches from two-wheel drive to four-wheel drive. because, a traveling vehicle 2 wheel-4-wheel drive switching type, for example, the tractor traveling vehicle (tractor), when such down the hill by pulling a cart for mounting heavy, two-wheel drive Sometimes on the weight of the cart Thus, the driven wheels are accelerated and a driven load is generated, and the engine brake may not be effective. However, in the present invention, the driven load is detected and automatically switched from two-wheel drive to four-wheel drive. As a result, the front-wheel drive prevents acceleration due to the driven load, and enables stable down-travel.

本発明の実施の形態を、添付の図面を基に説明する。図1はロータリ作業機Rを装着するトラクタTの平面図、図2はトラクタTの駆動力伝達構成を示す平面図、図3は電子ガバナ付きエンジンの制御構造を示すブロック図、図4はエンジンの負荷変動を検出して電子ガバナを制御するフローチャート図、図5は一定作業条件の下でのエンジン回転数と負荷率との相関図、図6はエンジンの出力特性マップを示す図。図7は、燃料噴射ポンプのラック位置とエンジン回転数との関係を示す表。図8は2輪駆動から4輪駆動へ切り換え制御を行うフローチャート図である。   Embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. 1 is a plan view of a tractor T on which a rotary work machine R is mounted, FIG. 2 is a plan view showing a driving force transmission configuration of the tractor T, FIG. 3 is a block diagram showing a control structure of an engine with an electronic governor, and FIG. FIG. 5 is a flow chart for controlling the electronic governor by detecting the load fluctuation of FIG. 5, FIG. 5 is a correlation diagram between the engine speed and the load factor under a constant working condition, and FIG. 6 is a diagram showing an engine output characteristic map. FIG. 7 is a table showing the relationship between the rack position of the fuel injection pump and the engine speed. FIG. 8 is a flowchart for switching control from two-wheel drive to four-wheel drive.

図1、図2において、トラクタTの動力伝達構成について説明する。トラクタT前部のボンネット2の内部にエンジンEが配置されており、該エンジンEの側面に電子ガバナGが付設されている。前記エンジンEの後面にクラッチハウジングの部分には、走行クラッチ23を配置し、その後部に多段クラッチ式の変速走行装置TMを配している。   1 and 2, the power transmission configuration of the tractor T will be described. An engine E is disposed inside the bonnet 2 in front of the tractor T, and an electronic governor G is attached to a side surface of the engine E. On the rear surface of the engine E, a traveling clutch 23 is disposed in the clutch housing portion, and a multi-stage clutch type shift traveling device TM is disposed in the rear portion thereof.

該変速走行装置TM後部には、リアアクスルケースを配置し、動力伝達軸4を介して動力が伝達される。該リアアクスルケース内部にギア式副変速装置とデフギア装置5が内装されており、該デフギア装置5を介して後輪7・7を駆動し、デフギア装置7後面から図示せぬPTO軸を突設し、トラクタT後部に昇降リンク12に昇降自在に装着されるロータリ耕耘機R等の作業機の入力軸にユニバーサルジョイントを介して動力を伝達している。   A rear axle case is disposed at the rear of the speed change traveling device TM, and power is transmitted through the power transmission shaft 4. A gear-type sub-transmission device and a differential gear device 5 are housed inside the rear axle case, and the rear wheels 7 and 7 are driven via the differential gear device 5 to project a PTO shaft (not shown) from the rear surface of the differential gear device 7. Power is transmitted via a universal joint to the input shaft of a working machine such as a rotary tiller R mounted on the lifting link 12 so as to be movable up and down at the rear part of the tractor T.

また、前記動力伝達軸4の途中部には、ギア機構15を介して前輪動力伝達軸16を駆動し、前輪用デフギア装置17を介して前輪6・6に動力を伝達するように構成している。前記前輪動力伝達軸16の途中部には動力断接手段18が介装されている。この動力断接手段18は例えば油圧クラッチにより構成し、前記運転部に設けた切換レバーでその油圧クラッチへの圧油供給路途中の電磁バルブをON−OFFにすることで、前後輪駆動状態(4輪駆動)と後輪駆動状態(2輪駆動)とに切り換えている。   In the middle of the power transmission shaft 4, a front wheel power transmission shaft 16 is driven via a gear mechanism 15, and power is transmitted to the front wheels 6 and 6 via a front wheel differential gear device 17. Yes. A power connection / disconnection means 18 is interposed in the middle of the front wheel power transmission shaft 16. The power connecting / disconnecting means 18 is constituted by, for example, a hydraulic clutch, and a switching lever provided in the operating section is used to turn on and off an electromagnetic valve in the middle of the pressure oil supply path to the hydraulic clutch, thereby driving the front and rear wheels ( Switching between four-wheel drive) and rear-wheel drive state (two-wheel drive).

また、前記ロータリ耕耘機Rを装着する昇降リンク12には、耕耘深さを調整する油圧シリンダを配置しており、耕深設定レバー21の設定に合わせて、電磁バルブを操作し、設定した耕耘深さ位置にロータリ耕耘機Rを降駆動している。更に、ステアリングハンドルの傍らにアクセルレバーALとアクセルレバーセンサS1が配置されている。また、前記エンジンEには、負荷を検知する図示せぬトルクセンサS8を配置しており、エンジンEの出力軸にかかる負荷を検出している。   The lifting link 12 to which the rotary tiller R is mounted is provided with a hydraulic cylinder for adjusting the tilling depth, and the tillage set by operating the electromagnetic valve according to the setting of the tilling depth setting lever 21. The rotary cultivator R is driven down to the depth position. Further, an accelerator lever AL and an accelerator lever sensor S1 are arranged beside the steering handle. The engine E is provided with a torque sensor S8 (not shown) that detects a load, and detects the load applied to the output shaft of the engine E.

次に、電子ガバナG付きエンジンEの制御方法を説明する。該エンジンEは電子ガバナGにて燃料噴射量が制御される。電子ガバナGには制御部(コントローラー)Cが接続されていて、各種の検出値を基に、燃料噴射量調整用のラックアクチュエーターRAの出力値が演算される。また、前記電子ガバナGの、制御構造は、図3に示す様に、燃料噴射ポンプPに、燃料噴射量調整用のラックアクチュエーターRAを制御する電子ガバナGが連接され、制御部Cには、各種センサ及び各種スイッチの入力値を基に、電子ガバナGに対して、出力信号が発せられる。   Next, a method for controlling the engine E with the electronic governor G will be described. The fuel injection amount of the engine E is controlled by an electronic governor G. A controller (controller) C is connected to the electronic governor G, and the output value of the rack actuator RA for adjusting the fuel injection amount is calculated based on various detection values. As shown in FIG. 3, the electronic governor G has a control structure in which a fuel injection pump P is connected to an electronic governor G that controls a rack actuator RA for adjusting the fuel injection amount. An output signal is issued to the electronic governor G based on input values of various sensors and various switches.

前記制御部Cには、エンジン回転数に対する出力制御マップを記憶するROMや、後記のアクセル設定回転数の補正値書き込み用のRAM、演算手段としてのマイクロコンピューターCPUが内蔵され、入力ポートIPと出力ポートOPが設けられている。   The control unit C includes a ROM for storing an output control map for the engine speed, a RAM for writing a correction value for an accelerator setting speed described later, and a microcomputer CPU as a calculation means. A port OP is provided.

制御部Cの入力手段としても各種センサとして、アクセルレバーALには、アクセル設定回転数を検出するアクセルセンサS1、電子ガバナGには、燃料噴射量調整用ラックの位置を検出するラック位置センサS2、エンジン回転数を検出する回転センサS3、エンジンEにおける潤滑油や水等の冷却系の温度を検出する温度センサS4が設けられており、これらのセンサの検出信号が、制御部Cの入力ポートIPに送信され、ROM等に記憶される制御マップと照合して、マイクロコンピューターCPUが、ラックアクチュエーターRAの出力値、或いは走行変速装置TMへの出力値が演算され、ラックアクチュエーターRAまたは走行変装装置TMに出力信号が発進される。   As the input means of the control unit C, the accelerator lever AL has an accelerator sensor S1 that detects the set speed of the accelerator, and the electronic governor G has a rack position sensor S2 that detects the position of the fuel injection amount adjustment rack. , A rotation sensor S3 for detecting the engine speed, and a temperature sensor S4 for detecting the temperature of a cooling system such as lubricating oil or water in the engine E are provided. The microcomputer CPU calculates the output value of the rack actuator RA or the output value to the travel transmission device TM by comparing with the control map transmitted to the IP and stored in the ROM or the like, and the rack actuator RA or the travel disguise device An output signal is launched to TM.

そして、本発明において、作業機の作業位置であること、機体が走行中であること、PTO駆動軸が駆動していることを確認により作業状態であることを判断すると、ロータリ耕耘機Rを用いた作業時にエンジン回転数の急激な変動を防止するように、図4に示すフローチャートに沿って制御するようにしている。即ち、制御部Cによって作業状態であることを判断すると、電子制御部GによってエンジンEの負荷を検出する。エンジン負荷を検出する手段としては、ラック位置センサS2を主とし、他に回転センサS3や温度センサS4等も用いる。   And in this invention, when it is judged that it is a working state by confirming that it is a working position of a working machine, that the machine is traveling, and that the PTO drive shaft is driven, the rotary tiller R is used. In order to prevent sudden fluctuations in the engine speed during the operation, the control is performed according to the flowchart shown in FIG. That is, when the control unit C determines that it is in the working state, the electronic control unit G detects the load of the engine E. As a means for detecting the engine load, the rack position sensor S2 is mainly used, and a rotation sensor S3, a temperature sensor S4, and the like are also used.

本実施例のトラクタにおいては、数秒間隔において、エンジン負荷(負荷率)の平均値を演算し、この平均値を最適な状態にするように、アクセル設定回転数を変更する制御を行うことができる。なお、負荷率とは、制御部Cにて記憶される出力制御マップに基づき、エンジン設定回転数毎に設定される最大出力に対する実際の出力値の割合を示すものであり、アイドリング状態で負荷率0とする。   In the tractor of the present embodiment, an average value of the engine load (load factor) is calculated at intervals of several seconds, and control for changing the accelerator set rotational speed can be performed so that this average value is in an optimum state. . The load factor indicates the ratio of the actual output value to the maximum output set for each engine setting speed based on the output control map stored in the control unit C. The load factor is in an idling state. 0.

また、この負荷は、ラック位置(燃料噴射量)により割り出すものであって、エンジン設定回転数にて設定されるラック最大位置に対する実際のラック位置の割合を示している。なお、ラック最大位置及び実際のラック位置は、そのエンジン回転数におけるアイドリングラック位置を基準とする。   The load is determined by the rack position (fuel injection amount), and indicates the ratio of the actual rack position to the maximum rack position set at the engine set rotational speed. The maximum rack position and the actual rack position are based on the idling rack position at the engine speed.

まず、アクセル設定回転数の変更とそれに伴う負荷率の変動について、図5より説明する。図5のグラフは、一定の作業条件(例えば、ロータリ耕耘機Rを一定の耕深に保持し、主変速レバーML・副変速レバーSL、及びPTO変速レバーPLを走行状態に保持している。)の下、エンジン回転数Nを変更することにより、負荷率Lがどのように変動するかを図示している。なお、負荷率は、同一エンジン回転数下でも作業中に変動する(例えばL1 〜L2 の範囲内で変動する)ので、一定のエンジン回転数N下での一定期間の作業による平均負荷率を算出しており、図中のLA は、この平均負荷率の各エンジン設定回転数毎の変動を示すものである。このグラフで判るように、同一作業条件での負荷率(平均負荷率LA )は、エンジン設定回転数を上げるほど上昇することが判る。 First, the change in the accelerator set rotation speed and the accompanying change in the load factor will be described with reference to FIG. The graph of FIG. 5 holds constant working conditions (for example, the rotary tiller R is held at a fixed plowing depth, and the main transmission lever ML / sub transmission lever SL and the PTO transmission lever PL are held in a traveling state. ) Shows how the load factor L varies by changing the engine speed N. Since the load factor fluctuates during work even under the same engine speed (for example, fluctuates within the range of L 1 to L 2 ), the average load factor due to work for a certain period under a constant engine speed N L A in the figure indicates the fluctuation of this average load factor for each engine set rotational speed. As can be seen from this graph, it can be seen that the load factor (average load factor L A ) under the same working condition increases as the engine set rotational speed increases.

トラクタTにて最大効率の作業を行うには、アクセルレバーALにて、負荷率100%となる回転数N0 を設定すればよい。しかし、負荷変動が大きい場合(例えば土壌が不均質な場合)には、前記のように負荷率100%前後の高負荷の状態においては、トルク制御にて対処する(即ち、電子ガバナGにおけるラック位置を最大位置で保持したままとするので、エンジン回転数が低減する。)ので、実際のエンジン回転数が頻繁に、かなりの変動幅で変動し、車速が不安定となる。 In order to perform the maximum efficiency work with the tractor T, the rotation speed N 0 at which the load factor is 100% may be set with the accelerator lever AL. However, when the load fluctuation is large (for example, when the soil is inhomogeneous), as described above, in the high load state where the load factor is around 100%, the torque control is used (that is, the rack in the electronic governor G). Since the position is kept at the maximum position, the engine speed is reduced.) Therefore, the actual engine speed frequently fluctuates with a considerable fluctuation range, and the vehicle speed becomes unstable.

本実施例では、このような不具合を回避するために、一定期間作業中の平均負荷率を基に、アクセル設定回転数を等速制御可能な範囲に補正する制御を行っている。図4のフローチャートに示すように、制御部Cによって、エンジン負荷の平均値である平均負荷率を演算する。この制御では、適切な平均負荷率を85%〜95%の間としており、もしも検出した平均負荷率がこの範囲である場合には若干出力は低いものの、等速制御が行われるので車速が安定し、作業効率もさほど悪くない。従って、この場合には、アクセル設定回転数を現時点の状態(例えば、図5に示す平均負荷率90%となる設定回転数N1 )を保持させる。 In this embodiment, in order to avoid such a problem, control is performed to correct the accelerator set rotational speed to a range where constant speed control is possible based on the average load factor during work for a certain period of time. As shown in the flowchart of FIG. 4, the control unit C calculates an average load factor that is an average value of the engine load. In this control, an appropriate average load factor is set between 85% and 95%. If the detected average load factor is within this range, the output is slightly low, but the vehicle speed is stable because constant speed control is performed. And work efficiency is not so bad. Therefore, in this case, the accelerator set rotation speed is maintained at the current state (for example, the set rotation speed N 1 at which the average load factor is 90% shown in FIG. 5).

該平均負荷率値が高いと判断すると、例えば、負荷率95%以上である場合にはアクセル設定回転数(例えば、図5の平均負荷率100%となる設定回転数N0 )を、現時点での回転数より低い値(現時点の回転数の95%)に補正する。こうして設定回転数を補正した上で、ガバナ制御を行うと、平均負荷率が適正範囲(85%〜95%)になり、車速が安定するようになるのである。なお、このアクセル設定回転数の補正制御とともに、或いはそれに代わって、従来の制御である走行変速装置TMの減速比を大きくしてトルクを確保すべく、減速操作することも可能である。また、それとともに、或いはそれに代わって、PTO駆動の減速比を大きくすべく、これを減速することも可能である。 If it is determined that the average load factor value is high, for example, when the load factor is 95% or more, the accelerator set revolution number (for example, the set revolution number N 0 at which the average load factor is 100% in FIG. 5) is The value is corrected to a value lower than the rotation number (95% of the current rotation number). When the governor control is performed after correcting the set rotational speed in this way, the average load factor falls within an appropriate range (85% to 95%), and the vehicle speed becomes stable. In addition to or in place of this accelerator setting rotation speed correction control, it is also possible to perform a deceleration operation in order to secure torque by increasing the reduction ratio of the traveling transmission apparatus TM which is a conventional control. In addition to this, or alternatively, it is possible to decelerate the PTO drive so as to increase the reduction ratio.

また、あまりに平均負荷率が低いと、作業効率が悪化するので、平均負荷が低いと判断すると、アクセル設定回転数(例えば、図5の負荷率85%以下となる設定回転数N2 )を現時点での回転数より高い値(現時点の回転数の105%)へ設定回転数を変更する。これにより、平均負荷率は適正範囲(85%〜95%)になり、等速制御による車速安定性を保持したまま、作業効率を高めるものである。また、この制御とともに、或いはこれに代わって、従来の制御である走行変速装置TMの減速比を下げるべく、増速側に操作することも可能であり、更に、PTO駆動の減速比を下げるべく、これを増速することも可能である。 If the average load factor is too low, the work efficiency deteriorates. Therefore, if it is determined that the average load is low, the accelerator set rotation speed (for example, the set rotation speed N 2 at which the load ratio is 85% or less in FIG. The set rotational speed is changed to a value higher than the rotational speed at (105% of the current rotational speed). As a result, the average load factor falls within an appropriate range (85% to 95%), and the work efficiency is increased while maintaining the vehicle speed stability by the constant speed control. In addition to or instead of this control, it is possible to operate to the speed increasing side in order to reduce the speed reduction ratio of the conventional traveling transmission TM, and to further reduce the speed reduction ratio of the PTO drive. It is also possible to increase the speed.

その後は、一定期間毎に平均負荷を検出し、この制御を繰り返している。しかし、このように、エンジン設定回転数を実際のアクセル設定回転数よりも低く設定して、負荷率85%〜95%に保持しても、瞬時に高負荷がかかった時に、この負荷が出力を超えてしまい、エンジン回転低下というケースがあり得る。そこで、前記制御部Cにおいて、平均負荷とは別に各時点における瞬間負荷を検出し、変動する負荷の各時点における瞬時負荷と、その設定回転数における最大負荷とを比較して、瞬時負荷が最大負荷より大きくなっているか判断する。   Thereafter, the average load is detected at regular intervals, and this control is repeated. However, even when the engine speed is set lower than the actual accelerator speed and maintained at a load factor of 85% to 95%, this load is output when a high load is applied instantaneously. There may be a case where the engine speed decreases. Therefore, in the control unit C, the instantaneous load at each time point is detected separately from the average load, and the instantaneous load at each time point of the fluctuating load is compared with the maximum load at the set rotational speed so that the instantaneous load is the maximum. Determine if it is greater than the load.

瞬時負荷が大きくなっている場合(例えば、ロータリ耕耘機Rが石等の障害物に当たり、急激に負荷を上昇している場合)には、作業機の負荷を低減するために前述した昇降シリンダの電磁バルブを切り換えて、ロータリ耕耘機Rの耕耘深さを一定距離(例えば1cm)上昇させる。それに代わって、或いはそれと同時に瞬間的に、図6の点線の瞬時負荷過大時の出力制限の如く、エンジン出力を一定割合で(例えば10%)上昇するように電子ガバナGのラックアクチュエーターRAに信号を送ることも考えられる。なお、もともと最大出力よりも低めの出力で等速制御しているので、出力を上昇させる余裕はあり、図6図示の瞬時負荷過大時の出力制限も、この設定回転数の最大出力以下で設定できるので、作業機に過大なエンジントルクがかかって破損に結びつくようなことはない。   When the instantaneous load is large (for example, when the rotary tiller R hits an obstacle such as a stone and increases the load suddenly), the above-described lifting cylinder is used to reduce the load on the working machine. By switching the electromagnetic valve, the tilling depth of the rotary tiller R is increased by a certain distance (for example, 1 cm). Instead, or at the same time, a signal is sent to the rack actuator RA of the electronic governor G to increase the engine output at a constant rate (for example, 10%), as in the case of the output limitation when the instantaneous load is excessive as indicated by the dotted line in FIG. It is also possible to send Since the constant speed control is originally performed at a lower output than the maximum output, there is a margin to increase the output, and the output limit when the instantaneous load is excessive as shown in FIG. 6 is also set below the maximum output of this set rotation speed. As a result, excessive engine torque is not applied to the work equipment, which can lead to damage.

次に、本発明のエンジントルクの変動に伴う2輪・4輪駆動の自動切換制御について説明する。エンジンEの負荷(トルク)に応じて、前記制御部Cを用いて前輪への動力伝達を断接する動力断接手段18を操作し、2WD/4WD自動切換え制御を行うようにしている。前記制御部Cには、エンジンEのトルクを検出するトルクセンサS8を接続している。該トルクセンサS8は、エンジンEのクランク軸に配設し、エンジン出力を駆動輪に伝達するトルク(駆動側負荷)に、下り坂走行時等の駆動輪の回動によるトルクが加わっている場合に、マイナス負荷(トルク)(被駆動側負荷)がかかっていると検出し、検出値を制御部Cの入力ポートIPに入力するものである。   Next, the automatic switching control of the two-wheel / four-wheel drive accompanying the fluctuation of the engine torque of the present invention will be described. In accordance with the load (torque) of the engine E, the control section C is used to operate the power connection / disconnection means 18 for connecting / disconnecting power transmission to the front wheels to perform 2WD / 4WD automatic switching control. A torque sensor S8 that detects the torque of the engine E is connected to the controller C. The torque sensor S8 is disposed on the crankshaft of the engine E, and the torque (drive-side load) that transmits the engine output to the drive wheels is added with the torque due to the rotation of the drive wheels during downhill travel. In addition, a negative load (torque) (driven load) is detected, and the detected value is input to the input port IP of the control unit C.

そして、この制御を作動させる条件として、2WD/4WD自動切換え状態において、2輪駆動にて走行していることを確認の上、エンジンのトルクを計測して、4輪駆動に切り換えるものなので、走行状態を確認する手段を必要としている。その手段として、まず、図3に示すように、2WD/4WD自動切換えスイッチがONされていることを検出する手段として、モードセンサS5がある。また、現時点で2輪駆動での走行であることを確認する手段として、動力断接手段18が断絶されていることを検出する走行センサS6がある。更に、走行駆動していることを確認する手段として、走行クラッチ23が接続されていることを確認するクラッチセンサS7が用いられる。各センサS5・S6・S7を図3に示す制御部の入力ポートIPに接続している。 As a condition for operating this control, in the 2WD / 4WD automatic switching state, it is confirmed that the vehicle is traveling by two-wheel drive, and the engine torque is measured and switched to four-wheel drive. We need a way to check the status. As the means, first, as shown in FIG. 3, there is a mode sensor S5 as a means for detecting that the 2WD / 4WD automatic changeover switch is ON. Further, as a means for confirming that the vehicle is traveling by two-wheel drive at the present time, there is a traveling sensor S6 that detects that the power connection / disconnection means 18 is disconnected. Furthermore, a clutch sensor S7 for confirming that the traveling clutch 23 is connected is used as a means for confirming that the traveling drive is being performed. Each sensor S5, S6, S7 is connected to the input port IP of the control unit shown in FIG.

以上の様な確認手段に基づいて行われる、2WD/4WD自動切換えの制御について、図8のフローチャートに示すように制御している。まず、モードセンサS5によって2WD/4WD自動切換えスイッチが自動切換状態に作動していることを判断している。そして、走行センサS6を用いて2輪走行状態であるかを判断している。次に、走行センサS6によっって走行クラッチ23が接続されており、走行状態となっていることを判断すると、制御部Cを用いてエンジンEの負荷を検出するようにしている。   The control of the 2WD / 4WD automatic switching performed based on the confirmation means as described above is controlled as shown in the flowchart of FIG. First, it is determined by the mode sensor S5 that the 2WD / 4WD automatic changeover switch is operating in the automatic changeover state. And it is judged whether it is a two-wheel driving state using driving sensor S6. Next, when it is determined by the traveling sensor S6 that the traveling clutch 23 is connected and the traveling clutch 23 is in the traveling state, the control unit C is used to detect the load of the engine E.

そして、トルクセンサS8による検出値がマイナスであるか判断している。トルクがマイナス(エンジンに駆動輪側より動力が伝達されている。所謂エンジンブレーキが作動している状態)と判断すると、次にエンジン回転数の変動を検出する。回転数が上昇中(即ち、下り坂を走行中)と判断すると、制御部Cによって動力断接手段18により動力を接続するように出力信号を送信している。更に、回転数が上昇していないと判断した場合にも、回転数の下降する割合を判断し、下降する割合が少ない(即ち、エンジンブレーキが充分に働かず、減速が不十分である)と判断すると、動力断接手段18により動力を接続するように出力信号を送信している。また、前記トルクセンサS8には、自己診断機能を内蔵しており、トルクセンサS8による検出値が、マイナスとなっていないと判断した場合にも、センサS8の故障と診断されると、動力断接手段18により動力を接続するように制御信号を送信し、4輪駆動に切り換えて走行するようにし、後部に牽引する荷車の重量のかからない前輪の駆動によって、被駆動側負荷による加速をくい止めることができる。   And it is judged whether the detected value by torque sensor S8 is minus. If it is determined that the torque is negative (power is transmitted to the engine from the drive wheel side, so-called engine brake is in operation), then fluctuations in the engine speed are detected. When it is determined that the rotational speed is increasing (that is, traveling on a downhill), the control unit C transmits an output signal so that power is connected by the power connection / disconnection means 18. Further, even when it is determined that the rotational speed has not increased, the rate of decrease in the rotational speed is determined, and the rate of decrease is small (that is, the engine brake does not work sufficiently and deceleration is insufficient). If it judges, the output signal is transmitted so that power may be connected by the power connection / disconnection means 18. Further, the torque sensor S8 has a built-in self-diagnosis function, and even if it is determined that the detection value by the torque sensor S8 is not negative, if a failure of the sensor S8 is diagnosed, A control signal is transmitted so that power is connected by the contact means 18, the vehicle is switched to four-wheel drive, and the acceleration by the load on the driven side is prevented by driving the front wheel which does not apply the weight of the cart pulled to the rear. Can do.

また、エンジンEの負荷(トルク)に応じて、2WD/4WD自動切換え制御する為に、トルクセンサS8を用いてマイナストルクを検知する構成としていたが、ラック位置センサS2と回転センサS3を用いて、マイナストルクを検知する構成にすることもできる。その構成について図7を用いて説明する。図7はエンジンの回転数Nにおけるラック位置Rのマップを示したものである。図中のRMAX は、出力特性マップに対応する各回転数Nにおける最大ラック位置である。RIDL はエンジン負荷を無負荷にするラック位置(アイドリングラック位置)であり、RMIN は、各回転数Nにおける最小ラック位置であり、燃料噴射量は0となっている。そして、このRIDL とRMIN とにより囲まれる領域Zは、アイドリング回転にてエンジンブレーキをかける範囲であると同時に、駆動輪からの駆動力によりエンジンEが回されてマイナストルクが発生する領域Zともなっているのである。(なお、この領域Zは、エンジンが冷えている場合に、無負荷でも噴射量が多く必要なので、アイドリング回転RIDL を上方補正するのに伴って変動する。)従って、トラクタTにて坂道を下る場合には、マップiに沿ってラック位置を小側にする(アクセルレバーALを緩めて、減速する。)と、通常では、アイドリング回転によって、図中X位置よりエンジンブレーキがかかる。しかし、この範囲でマイナストルクが発生している場合には、ラック位置を最小位置、即ち、燃料噴射量0となる位置まで落とした場合にも、マップjに示すように、エンジン回転数が上昇してしまうのである。 Further, in order to perform 2WD / 4WD automatic switching control according to the load (torque) of the engine E, the torque sensor S8 is used to detect the negative torque, but the rack position sensor S2 and the rotation sensor S3 are used. Also, it can be configured to detect negative torque. The configuration will be described with reference to FIG. FIG. 7 shows a map of the rack position R at the engine speed N. R MAX in the figure is the maximum rack position at each rotation speed N corresponding to the output characteristic map. R IDL is the rack position (idling rack position) at which the engine load is unloaded, R MIN is the minimum rack position at each rotational speed N, and the fuel injection amount is zero. A region Z surrounded by R IDL and R MIN is a region where the engine brake is applied by idling rotation, and at the same time, a region Z where the engine E is turned by the driving force from the drive wheels and negative torque is generated. It is also. (Note that this region Z fluctuates as the idling rotation R IDL is corrected upward because a large injection amount is required even when there is no load when the engine is cold.) When descending, if the rack position is made smaller along the map i (decelerate the accelerator lever AL and decelerate), the engine brake is normally applied from the X position in the figure by idling rotation. However, when a negative torque is generated in this range, the engine speed increases as shown in the map j even when the rack position is lowered to the minimum position, that is, the position where the fuel injection amount becomes zero. It will be done.

よって、ラック位置が燃料噴射量0となる最小位置になっているにもかかわらず、回転数が上昇する場合や、回転数が下降していても、その下降量が少ない場合には、マイナストルクが発生すると判断することができ、マイナス負荷(トルク)を検出する高価なトルクセンサS8をエンジンに配置することなく、エンジンEの負荷(トルク)に応じて、2WD/4WD自動切換え制御する構成にすることができる。   Therefore, if the rack position is at the minimum position where the fuel injection amount is 0 and the rotational speed increases, or if the rotational speed decreases but the downward speed is small, the negative torque 2WD / 4WD automatic switching control according to the load (torque) of the engine E without disposing an expensive torque sensor S8 for detecting a negative load (torque) in the engine. can do.

ロータリ作業機Rを装着するトラクタTの平面図である。It is a top view of the tractor T which mounts the rotary working machine R. トラクタTの駆動力伝達構成を示す平面図である。3 is a plan view showing a driving force transmission configuration of a tractor T. FIG. 電子ガバナ付きエンジンの制御構造を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the control structure of an engine with an electronic governor. エンジンの負荷変動を検出して電子ガバナを制御するフローチャート図である。It is a flowchart figure which detects the load fluctuation | variation of an engine and controls an electronic governor. 一定作業条件の下でのエンジン回転数と負荷率との相関図である。FIG. 4 is a correlation diagram between engine speed and load factor under a constant work condition. 図6はエンジンの出力特性マップを示す図である。FIG. 6 is a diagram showing an engine output characteristic map. 燃料噴射ポンプのラック位置とエンジン回転数との関係を示す表である。It is a table | surface which shows the relationship between the rack position of a fuel injection pump, and an engine speed. 2輪駆動から4輪駆動へ切り換え制御を行うフローチャート図である。It is a flowchart figure which performs switching control from 2 wheel drive to 4 wheel drive.

符号の説明Explanation of symbols

C 制御部
E エンジン
G 電子ガバナ
L 負荷率
R 作業機
T トラクタ
C control unit E engine G electronic governor L load factor R work implement T tractor

Claims (1)

エンジン(E)の負荷トルクに応じ前輪への動力伝達を断接し、2WD/4WDの自動切換え制御を行う動力断接手段(18)を具備し、該エンジン(E)の電子ガバナ(G)の制御部(C)には、エンジン(E)のクランク軸に下り坂走行時の被駆動側負荷であるマイナス負荷トルクがかかっていることを検出するトルクセンサ(S8)と、2WD/4WD自動切換えスイッチがONされていることを検出する手段であるモードセンサ(S5)と、現時点で2輪駆動での走行であることを確認する動力断接手段(18)の走行センサ(S6)と、走行駆動していることを確認する走行クラッチ(23)のクラッチセンサ(S7)を接続し、制御状態が、2WD/4WD自動切換えで2輪駆動にて走行していることを確認し、エンジン(E)の負荷トルクを計測して、被駆動側負荷であるマイナストルクが発生しているエンジンブレーキ状態を検出した場合に、次にエンジン(E)の回転数の変動を検出し、回転数が上昇中である場合には、下り坂を走行中と判断し、2輪駆動より4輪駆動に自動的に切り換え、更に、エンジン(E)の回転数が上昇していないと判断した場合にも、回転数の下降する割合を判断し、下降する割合が少なく、エンジンブレーキが充分に働かず減速が不十分であると判断すると、2輪駆動より4輪駆動に自動的に切り換えることを特徴とするトラクタのエンジンブレーキ制御機構。Power transmission / disconnection means (18) for performing automatic switching control of 2WD / 4WD by connecting / disconnecting power transmission to the front wheel according to the load torque of the engine (E), and having an electronic governor (G) of the engine (E) The control unit (C) includes a torque sensor (S8) that detects that a negative load torque, which is a driven load during downhill traveling, is applied to the crankshaft of the engine (E), and 2WD / 4WD automatic switching. A mode sensor (S5) which is a means for detecting that the switch is ON, a travel sensor (S6) of a power connection / disconnection means (18) for confirming that the vehicle is currently traveling by two-wheel drive, The clutch sensor (S7) of the traveling clutch (23) that confirms driving is connected, and it is confirmed that the control state is traveling by two-wheel drive with 2WD / 4WD automatic switching, and the engine (E ) When the load torque is measured and the engine braking state in which the negative torque that is the driven load is generated is detected, the fluctuation in the rotation speed of the engine (E) is detected next, and the rotation speed is increasing. In some cases, it is determined that the vehicle is traveling on a downhill, the two-wheel drive is automatically switched to the four-wheel drive, and the engine speed is also determined when it is determined that the engine (E) has not increased. The tractor is characterized by automatically switching from two-wheel drive to four-wheel drive when the rate of lowering is determined, and when the rate of lowering is small, and it is determined that engine braking does not work sufficiently and deceleration is insufficient. Engine brake control mechanism.
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