JPH0447400Y2 - - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本考案は、農用トラクタや各種収穫機等の農作
業車、及び土木建設用作業車等に搭載するデイー
ゼルエンジンのガバナ装置で、詳しくは、燃料噴
射ポンプの調節部を電動アクチユエータで操作す
るように構成した、いわゆる電子ガバナ装置の改
良に関する。

〔従来の技術〕

作業用のデイーゼルエンジンにおけるガバナ装
置には、負荷の変動に関係なく、エンジン回転数
をアクセル調節具（アクセル調節手段に相当）で
設定された目標エンジン回転数に保つオールスピ
ードガバナとしての特性が与えられている。

そして、負荷低減に伴つて燃料噴射量が減少操
作された場合のエンジン停止を回避するために、
燃料噴射量の下限設定を行つている。この場合、
一般には燃料噴射ポンプの調節部、例えばインジ
エシヨンポンプでは、コントロールラツクの最低
位置を機械的に一定位置に設定している。

〔考案が解決しようとする問題点〕 作業用動力として取出せるエンジン軸出力が実
質的に零（作業位置を正常に駆動できない値）と
なる燃料噴射量は、エンジン回転数によつて異な
り、低速側ほど燃料噴射量は多くなる。そして、
第７図に作業用動力として取出せるエンジン軸出
力が実質的に零となるコントロールラツク位置の
特性Ｂを示している。

この場合、第７図に示すように、特性Ｂよりも
低い一定位置にコントロールラツクの最低位置
P₈を設定すると、目標エンジン回転数が低い場
合に、特性Ｂよりも相当低い位置に最低位置P₈
が設定されることになるので、エンジン停止を招
くおそれがある。

逆に、比較的高い一定位置にコントロールラツ
クの最低位置P₉を設定すると、目標エンジン回
転数が低い場合にはエンジン停止の防止機能は十
分なものになる。しかし、目標エンジン回転数が
高い場合には最低位置P₉が特性Ｂよりも高くな
るので、低負荷時にエンジン軸出力が十分に低下
しなくなり、エンジン軸出力の無駄となる。以上
のように、作業条件等を考慮した慎重な最低位置
の設定が要求されていた。

又、作業用動力が高低に亘り広範に利用される
ものでは、人為的に最低位置を設定変更できるよ
うな手段を装備しなければならないこともあつ
た。

本考案は、作業用動力として取出せるエンジン
軸出力が実質的に零（作業装置を正常に駆動でき
ない値）となる燃料噴射量が、エンジン回転数に
よつて変化してもこれに関係なく、エンジン停止
及びエンジン軸出力の無駄を防止することを目的
としている。

〔問題点を解決するための手段〕

本考案の特徴は、搭載デイーゼルエンジンにお
ける燃料噴射ポンプの調節部を電動アクチユエー
タで操作すべく構成した作業用エンジンのガバナ
装置において、次のように構成することにある。
つまり、 アクセル調節手段で設定された目標エンジン回
転数と検出したエンジン回転数に基づいて調節部
の目標位置を演算する回転数制御系と、調節部を
目標位置に近づけるよう電動アクチユエータを作
動させる制御系と、調節部の目標位置の最低位置
を設定する最低位置制御系を備え、この最低位置
制御系では、各エンジン回転数において、作業用
動力として取出せるエンジン軸出力が実質的に零
となる各調節部操作位置から、一定量だけ低く、
且つ、デイーゼルエンジンがトルクを発生して運
転を続行できる限界操作位置よりも高い最低位置
として、各エンジン回転数に対し最低位置を連続
的に設定するように構成してある。

〔作用〕

例えば第６図に示すように、作業用動力として
取出せるエンジン軸出力が実質的に零（作業装置
を正常に駆動できない値）となる調節部操作位置
P₆（燃料噴射量）は、各エンジン回転数に応じて
連続的に変化するものであり、一般にエンジン回
転数が低いほど燃料噴射量は多くなる。

従つて、本考案のように構成すると第６図に示
すように、調節部の目標位置の最低位置P₃が、
調節部操作位置P₆から、一定量ΔPだけ低い最低
位置P₃として、各エンジン回転数に対し連続的
に設定されることになる。この場合、最低位置
P₃の設定は最低位置制御系により電気的に行わ
れるので、その設定も精度良いものになる。

これにより、目標エンジン回転数が低い場合
に、比較的高い位置に最低位置P₃が設定される
ことになるので、エンジン停止を招くおそれはな
い。逆に、目標エンジン回転数が高い場合には、
低負荷時にエンジン軸出力が十分に低下操作され
るので、エンジン軸出力の無駄はない。

又、最低位置P₃は、デイーゼルエンジンがト
ルクを発生して運転を続行できる限界操作位置
P₇よりも高い位置に設定されるので、最低位置
P₃の設定によつてエンジン停止を招くようなこ
とはない。

〔考案の効果〕

以上のように、目標エンジン回転数が低い場合
に燃料噴射量が減少側に操作されても、エンジン
停止を招くことはなく、目標エンジン回転数が高
い場合で負荷が急減した場合に、十分にエンジン
軸出力を抑えることができるようになり、負荷変
動に対応した適切な燃料制御が行えるようになつ
た。

〔実施例〕

以下、本考案を農用トラクタに搭載したデイー
ゼルエンジンに適用した場合について説明する。

トラクタ本体１に搭載したデイーゼルエンジン
２の軸出力は、主にクラツチハウジング３を介し
てミツシヨンケース４に伝達され、ここで適宜変
速されて後車輪５、又は前車輪５及び後車輪６に
伝達される。走行伝達系とは独立したライブ
PTO伝動系を介して、後部PTO軸７に作業用動
力が分岐伝達され、車体後部に油圧リフトアーム
８及び３点リンク機構９によつて昇降自在に連結
した作業装置の一例であるロータリ耕耘装置１０
が、後部PTO軸７からの作業用動力で駆動され
る。

デイーゼルエンジン２に装備された燃料噴射ポ
ンプ（インジエクシヨンポンプ）１１の燃料噴射
調節部であるコントロールラツク１２（調節部に
相当）は、電子ガバナ装置によつて制御される。

第２図に示すようにコントロールラツク１２
は、励磁電流に比例したストロークで変位するソ
レノイド１３（電動アクチユエータに相当）に連
結される。コントロールラツク１２の位置が差動
トランスを用いたストロークセンサ１４で連続的
に検出され、ポンプ駆動用のカム軸１５に固設し
たギヤ１６に対向したコイルセンサ１７によつて
エンジン回転数が検出され、このストロークセン
サ１４及びコイルセンサ１７からの情報及び別途
人為的に設定されるアクセル設定値とに基づい
て、コントロールラツク１２の位置を制御するよ
う構成されている。

この電子ガバナ装置はマイコロコンピユータを
利用した制御回路１８を介して制御されるもの
で、第１図にそのブロツク図が示される。

この電子ガバナ装置においては、人為操作され
るアクセル調節手段１９として、アイドリング位
置から最高位置までの全範囲において任意に踏み
込み操作することができ、かつアイドリング側に
自動復帰するアクセルペダル１９が利用され、こ
れにはアクセル設定位置をアナログ信号として出
力するポテンシヨメータ２０が装備されている。

又、この電子ガバナ装置においては、２種類の
ガバナ特性が予め制御回路で設定されている。そ
の一つは、第３図に示すように、エンジン回転数
の変動に対してトルク変動率の小さいトルクカー
ブに設定したものであり、主として路上走行用に
利用される。他方は、第４図に示すようにエンジ
ン回転数の変動に対してトルク変動率の大きいト
ルクカーブに設定したものであり、主として作業
走行用に用いられるものであり、これら両ガバナ
特性が後述のように選択され、各モードごとに次
のような制御が行われる。

路上走行用のガバナ特性を用いる路上走行モー
ドにおいては、マツプ制御が行われる。つまり、
第３図に示すトルクカーブはアクセル設定位置ご
とに、エンジン回転数とコントロールラツク位置
（トルク）との関係が予めマツプデータとして記
憶設定されており、ポテンシヨメータ２０から得
られたアクセル設定位置に対応するマツプデータ
に基づいて、エンジン回転数に対する目標位置
P₁をマツプ制御系２１で割り出し、コントロー
ルラツク１２の位置がこの目標位置P₁に向かう
ようにソレノイド１３をPID制御するのである。

作業走行用のガバナ特性を用いる作業走行モー
ドにおいてはPID回転数制御が行われる。つま
り、復元型押しボタンスイツチ式のモード切換ス
イツチ２２によつて作動する記憶系２３には、検
出されるエンジン回転数が記憶セツト可能であ
り、モード切換スイツチ２２の記憶セツト操作に
よつてその時点のエンジン回転数をセツトし、こ
れを目標エンジン回転数としてPID回転数制御系
２４に入力する。そして、この目標エンジン回転
数と検出されるエンジン回転数の差がなくなるよ
うにPID回転数制御系２４によつて目標位置P₂割
り出し、コントロールラツク１２の位置をこの目
標位置P₂に近づけるようにソレノイド１３をPID
制御するのである。

次に、制御モードの切換作動について説明す
る。

路上走行モードと作業走行モードの切換えは、
マツプ制御系２１及びPID回転数制御系２４から
の各目標位置P₁又はP₂のいづれか大きい方を、
判別選択系２５で選択することによつて行われる
ものであり、この選択制御が次のように行われ
る。

制御回路１８はメインスイツチ投入時点で記憶
系２３が記憶解除状態にあるよう初期設定されて
おり、エンジン始動時点ではまず路上走行モード
がもたらせる。従つて、エンジン始動の後、直ち
に路上走行に移る場合には、そのままアクセルペ
ダル１９を踏み加減調節すれば、路上走行に適し
たガバナ特性でコントロールラツク１２の位置制
御が行われる。

路上走行から作業走行に移る場合には、アクセ
ルペダル１９を踏み込み、所望のエンジン回転数
に達したことを走行速度計やエンジン回転計で確
認した上で、モード切換スイツチ２２を押す。こ
れにより、記憶系２３ではモード切換スイツチ２
２の操作時点のエンジン回転数が、目標エンジン
回転数として記憶セツトされ、PID回転数制御系
２４からは、これに応じた目標位置P₂が与えら
れる。

ここで、アクセルペダル１９から足を移してア
イドリング位置まで復帰させると、マツプ制御系
２１からの目標位置P₁は、PID回転数制御系２４
からの目標位置P₂よりも小さくなり、判別選択
系２５では大きい方の目標位置P₂が選択されて、
以後作業走行モードが維持される。

作業走行モードから路上走行モードへの復帰
は、モード切換スイツチ２２を押して記憶系２３
の記憶解除を行えばよく、この操作により目標エ
ンジン回転数の記憶セツトが解除されて、PID回
転数制御系２４からの出力がなくなる。従つて、
これ以降はマツプ制御系２１からの目標位置P₁
に基づく制御、つまり、路上走行モードでの制御
が行われる。

又、本考案においては、次のようにして作業走
行モードから路上走行モードへの切換えが行われ
るよう構成されている。

つまり、マツプ制御系２１からの目標位置P₁
が、PID回転数制御系２４からの目標位置P₂より
大きいことが比較系２６で判別されると、記憶系
２３へ記憶解除指令が出され、PID回転数制御系
２４からの出力がなくなる。従つて、作業走行中
にアクセルペダル１９を大きく踏み込んで、目標
エンジン回転数より上回るアクセルアツプ操作を
行うと、以後はマツプ制御系２１からの目標位置
P₁に基づく路上走行モードでの制御が行われる
ことになる。

又、エンジン停止及び過回転防止のために、最
低位置制御及び最大位置制御も併せて行われる。
つまり、判別選択系２５では目標位置P₁，P₂と、
検出されるエンジン回転数に基づいて、最低位置
制御系２９で設定された最低位置P₃が比較され、
そのうちの最も大きいものが目標位置P₄に選択
される。

又、以上のように判別選択系２５で選択された
目標位置P₄と、検出されるエンジン回転数に基
づいて、最高位置制御系３０で設定された最大位
置P₅が第２の判別系２７で比較され、そのうち
の小さい方が最終の目標位置P₀として選択され
て、PID位置制御系２８に与えられる。このよう
にしてコントロールラツク１２の位置が最低位置
P₃以下、及び最大位置P₅以上になるのを阻止し
て、エンジン停止及び過回転への発展が未然に防
止される。

そして、最低位置P₃は最低位置制御系２９に
よつて、検出されるエンジン回転数に基づいて割
り出されるものであつて、第６図の特性Ａで示さ
れる。つまり、最低位置P₃は、常に作業用動力
として取出せるエンジン軸出力が実質的零となる
コントロールラツク１２の位置P₆（調節部操作位
置に相当）から、一定量（ΔP）だけ低い位置に
設定されている。但し、最低位置P₃が、デイー
ゼルエンジン２がトルクを発生して運転を続行で
きる限界操作位置P₇以下にならない値となるよ
うに、一定量ΔPが設定されている。

〔別実施例〕 燃料噴射ポンプの種類はインジエクシヨンポ
ンプに限らない。

コントロールラツク１２を駆動するソレノイ
ド１３に代えて直流電動モータ（減速機付き）
を用いるもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に掛かる作業用エンジンのガバナ
装置の実施例を示し、第１図は制御ブロツク線
図、第２図はガバナ装置の構成図、第３図は路上
走行モードのガバナ特性図、第４図は作業走行モ
ードのガバナ特性図、第５図は農用トラクタの全
体側面図、第６図は最低位置特性線図、第７図は
従来の最低位置特性線図である。 ２……デイーゼルエンジン、１１……燃料噴射
ポンプ、１２……調節部、１３……電動アクチユ
エータ、１９……アクセル調節手段、２１，２４
……制御系、２９……最低位置制御系、P₁，P₂
……目標位置、P₃……最低位置、P₆……調節部
操作位置、P₇……限界操作位置、ΔP……一定量。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 搭載デイーゼルエンジン２における燃料噴射ポ
   ンプ１１の調節部１２を電動アクチユエータ１３
   で操作すべく構成した作業用エンジンのガバナ装
   置であつて、アクセル調節手段１９で設定された
   目標エンジン回転数と検出したエンジン回転数に
   基づいて前記調節部１２の目標位置P₁，P₂を演
   算する制御系２１，２４と、調節部１２を前記目
   標位置P₁，P₂に近づけるよう前記電動アクチユ
   エータ１３を作動させる制御系と、前記調節部１
   ２の目標位置P₁，P₂の最低位置P₃を設定する最
   低位置制御系２９を備え、この最低位置制御系２
   ９では、各エンジン回転数において、作業用動力
   として取出せるエンジン軸出力が実質的に零とな
   る各調節部操作位置P₆から、一定量ΔPだけ低く、
   且つ、前記デイーゼルエンジン２がトルクを発生
   して運転を続行できる限界操作位置P₇よりも高
   い最低位置P₃として、各エンジン回転数に対し
   前記最低位置P₃を連続的に設定するように構成
   してある作業用エンジンのガバナ装置。