JP7023086B2

JP7023086B2 - 作業車

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Publication number: JP7023086B2
Application number: JP2017219039A
Authority: JP
Inventors: 仙泰本條
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2017-11-14
Filing date: 2017-11-14
Publication date: 2022-02-21
Anticipated expiration: 2037-11-14
Also published as: JP2019090358A; US20190145336A1; US10815924B2

Description

本発明は、エンジンが搭載され、エンジンに対する吸気路中に、アクセル操作具の操作に応じて操作されるスロットルバルブが備えられている作業車に関する。

上記作業車において、従来では、吸気路におけるスロットルバルブよりも下流側の吸気圧を吸気圧センサにて検出して、検出された吸気圧とエンジン回転センサにて検出されたエンジン回転速度から目標の空燃比、燃料噴射タイミンク゛、点火時期などが設定された目標通りになるようにエンジンを制御する制御手段が備えられたものがあった（例えば、特許文献１参照）。特許文献１には、制御内容の詳細については記載していないが、例えば、吸気圧とエンジン回転速度に対して目標の空燃比がマップデータとして予め設定され、検出された実際の吸気圧とエンジン回転速度から、実際の吸気圧とエンジン回転速度に対応する目標空燃比を求めて、燃料噴射量が調節される構成となっている。

特開２００６－１９４２０８号公報

上記従来構成では、吸気路が正常な吸気状態を維持しているときは、適正な燃料噴射量に調整することができる。しかし、吸気路において何等かの異常があると、適正な燃料噴射量の調整が行えないおそれがある。

例えば、スロットルバルブとエンジンとの間の吸気用配管が破損したり、配管を接続するためのフランジ部のボルトが脱落する等の異常が発生すると、そのことが原因で吸気圧が上昇することがある。その結果、アクセル操作が行われていないにもかかわらず、高めの吸気圧が検出され、それに伴って燃料噴射量が多めに調整されて、エンジン回転速度が過剰に上昇するおそれがある。吸気圧の上昇やそれに伴うエンジン回転速度の上昇は、正常な動作が行われている際にも、発生することがあるので、制御手段は、その制御状態を継続して実行することになる。

そこで、エンジンに対する吸気経路中において異常が発生したような場合に、エンジン回転速度が過剰に上昇する等の異常状態を長く継続させないようにすることが望まれていた。

本発明に係る作業車の特徴構成は、
エンジンに対する吸気路中に設けられて、アクセル操作具の操作に応じて操作されるスロットルバルブと、
前記吸気路のうち前記スロットルバルブよりも下流側の吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記スロットルバルブの開度状態を検出する開度状態検出手段と、
前記エンジンに対する燃料噴射量を変更調整することにより前記エンジンの出力を制御する制御装置と、が備えられ、
前記制御装置に、
前記アクセル操作具の操作量に対応する吸気圧とエンジン回転速度とを対応付けた制御情報がマップデータとして予め設定して記憶されたマップ格納部と、
前記吸気圧検出手段で検出された吸気圧と前記回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度に対応する目標空燃比になるように、前記マップ格納部のマップデータに基づいて前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記開度状態検出手段にて前記スロットルバルブが全閉あるいは略全閉の状態であることが検出されているときに、前記吸気圧検出手段にて設定圧以上の吸気圧が検出され、且つ、前記回転速度検出手段にて設定回転速度以上のエンジン回転速度が検出されると、前記エンジンを停止させるエンジン停止処理を実行する異常処理手段と、が備えられ、
前記異常処理手段での吸気圧における異常判別用の設定圧は、標高の差に応じて大気圧が変化することがあっても、正常に前記エンジンが運転されているときに、誤って異常判定することがないような吸気圧に設定されている点にある。

本発明によれば、エンジン制御手段は、吸気圧検出手段にて検出される吸気圧と回転速度検出手段にて検出されるエンジン回転速度に対応する目標空燃比を求め、目標空燃比になるようにエンジンを制御する。具体的には、エンジンに対する燃料供給量を変更調節する。そのとき、正常な運転状態であれば、アクセル操作に基づいてスロットルバルブが調節され、その調節に応じた吸気圧が検出されることになる。

しかし、吸気経路中に何らかの異常が発生すると、アクセル操作が行われておらず、スロットルバルブが閉状態であるにもかかわらず、設定圧以上の高めの吸気圧が検出される場合がある。そのとき、エンジン制御手段の制御によってエンジン回転速度も設定回転速度以上の高めの値になる。このような異常状態が発生したときには、異常処理手段がエンジン停止処理を実行してエンジンを非常停止させる。

従って、吸気経路での異常が発生したような場合に、エンジン回転速度が過剰に上昇する等の異常状態を長く継続させないようにすることが可能となった。

本発明においては、前記異常処理手段は、前記エンジン停止処理を実行したのちに、報知手段を作動させて異常状態であることを運転者に報知する報知処理を実行すると好適である。

本構成によれば、吸気経路中に異常が発生してエンジンを非常停止させたのちに、報知手段にて運転者に異常状態であることが報知される。運転者は、異常状態であることを認識でき、その後の対策を講じることができる。

本発明においては、前記異常処理手段は、前記エンジンに対する燃料供給を停止させることにより、前記エンジンを停止させると好適である。

本構成によれば、エンジンに対する燃料供給を停止させるので、エンジンを確実に停止させることができる。

全体側面図である。伝動系統図である。制御ブロック図である。制御動作のフローチャートである。

以下、本発明の作業車にかかる実施形態の一例を図面の記載に基づいて説明する。
尚、本実施形態での説明における前後方向は、特段の説明がない限り、次のように記載している。つまり、図１における矢印Ｆで示す方向が「前側」、図１における矢印Ｂで示す方向が「後側」である。

〔全体構成〕
図１に作業車の一例としての多目的作業車が示されている。この多目的作業車は、荷の運搬やレクリエーション等の多様な目的に使用可能な車両として構成されている。この作業車は、走行車体に、駆動可能且つ操向操作可能な左右一対の前車輪１と、駆動可能な左右一対の後車輪２とを備え、走行車体の中央部には、運転者が搭乗して運転操作を行う運転部３が備えられ、走行車体の後部には、荷を積載可能、且つ、ダンプ操作可能な荷台４が備えられている。荷台４の下方に、原動部５が備えられている。

運転部３には、前車輪１の操向操作用のステアリングハンドル６、走行速度を変更するための人為操作可能なアクセル操作具としてのアクセルペダル７（図３参照）、変速操作用の変速レバー８、搭乗者が着座可能な運転座席９等が備えられている。アクセルペダル７は、足で踏み込み操作可能に構成され、足を離すと初期位置に復帰するように付勢されている。変速レバー８は、揺動操作により、前進一速位置、前進二速位置、中立位置、後進位置に切り換え可能に構成されている。

図２に示すように、原動部５は、ガソリンエンジン（以下、エンジンと略称する）Ｅと、エンジンＥの出力を変速して前車輪１及び後車輪２に伝達する変速装置１０とを備えている。変速装置１０は、具体的な構成については詳述はしないが、変速レバー８の操作により、変速比の異なる複数の変速状態に切り換え可能となっている。具体的には、変速装置１０の変速状態は、前進一速状態、前進二速状態、中立状態、後進状態に切り換え可能となっている。中立状態では、伝動が遮断され、走行車体は走行停止状態となる。図２に示すように、変速装置１０から出力された動力は、後輪用差動機構１１を介して左右の後車輪２に伝達されるとともに、前輪用差動機構１２を介して左右の前車輪１に伝達される。

〔吸気系の異常に対する制御構成について〕
図３に示すように、エンジンＥに対する燃焼用空気の吸気路１３に燃焼用空気の供給量を調整するスロットルバルブ１４が備えられている。スロットルバルブ１４はアクセルペダル７の操作に連動して操作される。スロットルバルブ１４の近傍には、スロットルバルブ１４の開度状態（実際の開度）を検出する開度検出手段としての開度センサ１５が備えられている。

吸気路１３のうちスロットルバルブ１４よりも下流側の吸気圧を検出する吸気圧検出手段としての吸気圧センサ１６が備えられている。エンジンＥの実回転速度を検出する回転速度検出手段としてのエンジン回転センサ１７が備えられている。

吸気路１３のうちエンジンＥの気筒に近い箇所に霧状の燃料を噴射供給するインジェクタ１８が備えられている。このインジェクタ１８によるエンジンＥに対する燃料噴射量を変更調整することによりエンジンＥの出力を制御する制御装置１９が備えられている。制御装置１９は、マイクロコンピュータを備えて構成されている。図３に示されるように、制御装置１９は、マップ格納部２０、エンジン制御手段としてのエンジン制御部２１、異常処理手段としての異常処理部２２を備えている。エンジン制御部２１及び異常処理部２２は、制御装置１９の制御プログラム型式にて構成されているが、エンジン制御部２１と異常処理部２２とを、各別に備えた電子回路装置にて構成するようにしてもよい。図中、符号２４は、点火プラグである。

マップ格納部２０には、アクセルペダル７の操作量に対応する吸気圧と、その吸気圧に対応するエンジン回転速度との対応関係がマップデータとして予め設定して記憶されている。マップデータについて簡単に説明を加えると、マップデータは、吸気圧とエンジン回転速度とを対応付けて種々の制御情報がマップ状に設定されている。このマップデータは、マップ上の複数の動作点に対応する空燃比のデータや、マップ上の複数の動作点に対応する点火時期のデータ等を予め関連つけて設定するようにしてもよい。

エンジン制御部２１は、マップデータに基づいて、エンジンＥの実際の空燃比が吸気圧と出力回転速度に対応する目標空燃比になるように、インジェクタ１８の作動を制御して、エンジンＥに対する燃料噴射量を調節する。説明を加えると、エンジン制御部２１は、吸気圧センサ１６の検出情報と、エンジン回転センサ１７の検出情報とが入力され、マップデータから吸気圧センサ１６の検出値とエンジン回転センサ１７の検出値に対応する目標空燃比を設定する。そして、目標空燃比になるように、インジェクタ１８の作動を制御して、エンジンＥに対する燃料噴射量を調節する。

図４に示すように、異常処理部２２は、開度センサ１５の検出情報と、吸気圧センサ１６の検出情報と、エンジン回転センサ１７の検出情報とが入力され、スロットル開度センサ１５にてスロットルバルブ１４が全閉あるいは略全閉の状態であることが検出されているときに（ステップ１）、吸気圧センサ１６にて設定圧以上の吸気圧が検出され（ステップ２）、且つ、エンジン回転センサ１７にて設定回転速度以上のエンジン回転速度が検出されると（ステップ３）、インジェクタ１８によるエンジンＥに対する燃料供給を停止させて、エンジンＥの作動を停止させるエンジン停止処理を実行する（ステップ４）。

吸気圧における異常判別用の設定圧としては、運転状態によってエンジンＥの温度が変化したり、標高の差に応じて大気圧が変化することがあっても、正常にエンジンＥが運転しているときに、誤って異常判定することがないような吸気圧に設定されている。エンジン回転速度についても同様に、正常にエンジンＥが運転しているときに、誤って異常判定することがないような回転速度に設定されている。

異常処理部２２は、エンジン停止処理の実行と同時に報知手段として、運転部３に備えられるメーターパネル２３上に、エラーコードと警告ランプを表示させて、異常状態であることを運転者に報知する報知処理を実行する（ステップ５）。報知処理としては、運転者に異常状態を認識させることができるものであればよい。

スロットルバルブ１４が全閉あるいは略全閉の状態であるにもかかわらず、吸気圧及びエンジン回転速度が高くなっているのは、吸気路１３の途中が破損したり、配管の接続箇所に隙間がある等の異常状態であることが想定できるので、その場合には、エンジンＥを非常停止させるとともに、そのことをメーターパネル２３上のエラーコードと警告ランプにより報知するのである。そのことにより、再始動させてエンジン回転速度が過剰に上昇する等の異常状態が再度発生することを回避できる。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、報知手段として、メーターパネル２３へのエラーコードと警告ランプを備える構成としたが、この構成に代えて、警告ブザー等により報知する構成としてもよく、メータパネル２３と警告ブザーを併用して報知する構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、燃料供給を停止させることにより、エンジンＥを停止させる構成としたが、点火プラグ２４の作動を停止させてエンジンＥを停止させるようにしてもよい。

（３）上記実施形態では、アクセル操作具としてアクセルペダル７を用いるようにしたが、手動操作によるアクセルレバーを用いるようにしてもよい。

（４）上記実施形態では、エンジンＥとしてガソリンエンジンを用いるようにしたが、ディーゼルエンジンを用いるものでもよい。

（５）上記実施形態では、走行車体が前車輪１と後車輪２とを備える構成としたが、走行装置としてクローラ走行装置を備えるものでもよい。

本発明は、上記の多目的作業車以外にも、トラクタ、コンバイン等の種々の作業車に利用可能である。

７アクセル操作具
１３吸気路
１４スロットルバルブ
１５開度状態検出手段
１６吸気圧検出手段
１７回転速度検出手段
２１エンジン制御手段
２２異常処理手段
２３報知手段（メータパネル）
Ｅエンジン

Claims

エンジンに対する吸気路中に設けられて、アクセル操作具の操作に応じて操作されるスロットルバルブと、
前記吸気路のうち前記スロットルバルブよりも下流側の吸気圧を検出する吸気圧検出手段と、
前記エンジンの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記スロットルバルブの開度状態を検出する開度状態検出手段と、
前記エンジンに対する燃料噴射量を変更調整することにより前記エンジンの出力を制御する制御装置と、が備えられ、
前記制御装置に、
前記アクセル操作具の操作量に対応する吸気圧とエンジン回転速度とを対応付けた制御情報がマップデータとして予め設定して記憶されたマップ格納部と、
前記吸気圧検出手段で検出された吸気圧と前記回転速度検出手段で検出されたエンジン回転速度に対応する目標空燃比になるように、前記マップ格納部のマップデータに基づいて前記エンジンを制御するエンジン制御手段と、
前記開度状態検出手段にて前記スロットルバルブが全閉あるいは略全閉の状態であることが検出されているときに、前記吸気圧検出手段にて設定圧以上の吸気圧が検出され、且つ、前記回転速度検出手段にて設定回転速度以上のエンジン回転速度が検出されると、前記エンジンを停止させるエンジン停止処理を実行する異常処理手段と、が備えられ、
前記異常処理手段での吸気圧における異常判別用の設定圧は、標高の差に応じて大気圧が変化することがあっても、正常に前記エンジンが運転されているときに、誤って異常判定することがないような吸気圧に設定されている作業車。
前記異常処理手段は、前記エンジン停止処理を実行したのちに、報知手段を作動させて異常状態であることを運転者に報知する報知処理を実行する請求項１に記載の作業車。
前記異常処理手段は、前記エンジンに対する燃料供給を停止させることにより、前記エンジンを停止させる請求項１又は２に記載の作業車。