JPH0574702B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、農用トラクタ、各種収穫機などの
農作業車、及び土木建設用作業車などに搭載する
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
操作すべく構成した、いわゆる電子制御ガバナの
改良に関する。

〔従来の技術〕

作業用エンジンにおけるガバナには負荷の変動
に拘わずエンジン回転数をアクセル調節具で設定
された一定範囲内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おり、かつ、負荷低減に
伴う燃料噴射量の減少制御によるエンジンストツ
プを回避するために燃料噴射量の下限設定を行つ
ている。そして、一般には燃料噴射ポンプの調節
部、例えばインジエクシヨンポンプではコントロ
ールラツクの操作位置を機械的に一定位置に設定
している。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、作業用動力として取出せるエンジンの
軸出力が実質的に零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。第７図中に実質軸出力零のコントロー
ルラツク位置の特性がＢで示される。

従つて、最低コントロールラツク位置を一定値
に設定する場合、例えば比較的低い一定値P₈に
設定すると、目標エンジン回転数が低い領域では
軸出力零の特性線Ｂより相当低い位置で最低ラツ
ク位置が設定されることになつて、エンジンスト
ツプが発生しやすくなる。逆に、比較的高い一定
値P₉に設定すると、低速域でのエンジンストツ
プ防止機能は充分となるが、目標エンジン回転数
が高い領域では、低負荷時にエンジン出力が充分
低下しないことになり、作業条件等を考慮した慎
重な最低値設定が要求されていた。又、作業出力
が広範に利用さるものでは人為的に最低値設定を
変更調整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。

この発明は、燃料噴射量の最低値設定を自動的
かつ適切に行うことによつて上記不具合を解消し
ようとしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明においては、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前記調節部の目標位置を演算
する回転数制御系と、調節部を前記目標位置に近
づけるよう前記電動アクチユエータを作動させる
制御系と、前記調節部目標位置の最低位置を設定
する最低位置制御系を備え、該最低位置制御系で
は、目標エンジン回転数に応じて最低位置特性を
変更するよう構成し、かつ、この最低位置特性
は、目標エンジン回転数より低速域では実質軸出
力零の特性より燃料増量側であり、前記目標エン
ジン回転数より高速域では実質軸出力零の特性よ
り燃料減量側にある特性に設定するよう構成し
た。

〔作用〕

上記構成によると、不荷の減少によりエンジン
回転数が目標回転数より増大すると、実質軸出力
零の特性より噴射量減少側に最低位置が設定され
た状態で燃料減量制御がなされ、迅速に回転数復
元作動が行われ、かつ、目標回転数に近づくにつ
れて最低位置が実質軸出力零の特性に近づけられ
るとともに、目標回転数より低くなると最低位置
は実質軸出力零の特性より高い位置となり、これ
によつて目標回転数が低い側へのオーバーシユー
トが抑制される。

〔発明の効果〕

従つて、あらゆるアクセルセツト状態において
も、負荷の急減に対応した燃料減量制御を回転数
のオーバーシユート少なく迅速的確に行つて目標
エンジン回転数を維持できるようになつた。

〔実施例〕

以下本発明を農用トラクタ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の出力は主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もしくは前後車輪６，５に伝達される
とともに、走行電動系とは独立したライプ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ー耕耘装置１０が前
記PTO軸７からの出力で駆動されるようになつ
ている。

前記エンジン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は電子ガバナに
よつて制御される。

つまり、前記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１
３に連結されるとともに、コントロールラツク１
２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、かつ、ポンプ駆動用
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、
これらセンサ１４，１７からの情報及び別途人為
的に設定さるアクセル設定値とに基づいて前記コ
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。

この電子ガバナはマイク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。

この電子ガバナにおいては、人為操作されるア
クセル調節具として、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
ることでき、かつアイドリング側に自動復帰する
フートアクセルペダル１９が利用され、これには
アクセル調節位置をアナログ信号として出力する
回転ポテンシヨメータ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クルカーブに
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、これら両カバナ特性が
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。

前記路上走行用ガバナ特性を用いるモードにお
いては、マツプ制御が行われる。つまり、第３図
に示す前記トルクカーブはアスセル設定値ごと
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値に対応するマツプデータに
基づいて検出エンジン回転数に対する目標ラツク
位置P₁をマツプ制御系２１で割り出し、検出ラ
ツク位置がこの目標ラツク位置P₁に向かうよう
にソレノイド１３をPID制御するのである。

又、前記作業走行用ガバナ特性を用いるモード
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からなるモード切換え
スイツチ２２によつて作動される記憶系２３には
検出エンジン回転数が記憶セツト可能であり、ス
イツチ２２の記憶セツト操作によつてその時点の
エンジン回転数を記憶セツトし、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
し、この目標回転数と検出回転数の差がなくなる
ようにPID回転数制御系２４によつて目標ラツク
位置P₂を割り出し、検出ラツク位置をこの目標
ラツク位置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、制御モード切換え差動について説明す
る。

路上走行モードと作業走行モードの切換えは、
前記マツプ制御系２１及びPID回転数制御系２４
からの各目標ラツク位置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前記
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フートアク
セルセツトのみが可能な路上走行モードがもたら
される。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、そのままフートアクセルペ
ダルを踏み加減調節すれば路上走行に適したガバ
ナ特性でラツク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、フート
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
計で確認した上でスイツチ２２を押す。すると、
記憶計２３ではスイツチ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セツト固定され、
PID回転数制御計２４からは、これに応じた目標
ラツク位置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からの目標ラツ
ク位置P₁はPID回転数制御系２４からの目標ラツ
ク位置P₂よりも小さくなり、判別選択系２５で
は大きい目標ラツク位置P₂が選択され、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、スイツチ２２を押して記憶系２３の記憶解除
を行えばよく、この操作によつて目標エンジン回
転数の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、以降はマツプ制
御系２１からの目標ラツク位置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、本発明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、前記マツプ制御系２１からの目標ラツ
ク位置P₁がPID回転数制御系２４からの目標ラツ
ク位置P₂より大きいことが比較系２６で判別さ
れると、前記記憶系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、作業走行中にフートアクセルペダル
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からの目標ラツク位置（P₁）に基
づく路上走行モードでのガバナ制御が行われるこ
とになる。

又、エンジンストツプ及び過回転防止のため
に、最低ラツク位置制御及び最高ラツク位置制御
を併せて行われる。つまり、判別選択系２５では
目標ラツク位置（P₁）（P₂）との検出エンジン回
転数に基づいて制御系２９で設定された最低ラツ
ク位置（P₃）が比較され、そのうちの最も大き
いものが目標ラツク位置（P₄）に選択される。
又、上記のように判別選択系２５で選択された目
標ラツク位置（P₄）と検出エンジン回転数に基
づいて制御系３０で設定された最大ラツク位置
（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ラツク位置（P₀）とし
て選択されて、PIDラツク位置制御系２８に与え
られ、このようにしてラツク位置が最低ラツク位
置（P₃）以下及び最大ラツク位置（P₅）以上の
作動させるのを阻止して、エンジンストツプ及び
過回転への発展が未然に防止されるようになつて
いる。

そして、前記最低ラツク位置（P₃）は最低ラ
ツク位置制御系２９において目標回転数（アクセ
ル設定値）及び検出エンジン回転数に基づいて予
めマツプデータとして記憶設定されており、その
特性が第６図中のＡで示される。

つまり、最低ラツク位置（P₃）の特性Ａは、
例えば目標エンジン回転数がN₁の場合、その回
転数N₁では、最低ラツク位置（P₃）が実質軸出
力が零となるラツク位置（P₁₀）と等しく、目標
エンジン回転数N₁より高速域では実質軸出力零
の特性Ｂより低い位置にあり、かつ、目標回転数
より低速域では特性Ｂより高い位置にあるように
各目標エンジン回転数ごとに設定されているので
ある。

〔別実施例〕 燃料噴射ポンプの種類はインジエクシヨンポ
ンプに限られない。

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】

図面は本発明に係る作業車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
図は最低ラツク位置特性線図、第７図は従来の最
低ラツク位置特性線図である。 ２……エンジン、１２……燃料噴射量調節部、
１３……アクチユエータ。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 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１
   ３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の目標位置を演算する回転
   数制御系と、前記調節部１２を前記目標位置に近
   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１２目標位置の最低位
   置を設定する最低位置制御系を備え、該最低位置
   制御系では、目標エンジン回転数に応じて最低位
   置特性を変更するよう構成し、かつ、この最低位
   置特性は、目標エンジン回転数より低速域では実
   質軸出力零の特性より燃料増量側にあり、前記目
   標エンジン回転数より高速域では実質軸出力零の
   特性より燃料減量側にある特性に設定してあるこ
   とを特徴とする作業用エンジンのガバナ装置。