JPH0621580B2

JPH0621580B2 - 作業車のガバナ装置

Info

Publication number: JPH0621580B2
Application number: JP27922284A
Authority: JP
Inventors: 康松田; 博文関野; 保一鎌田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1984-12-25
Filing date: 1984-12-25
Publication date: 1994-03-23
Anticipated expiration: 2009-03-23
Also published as: JPS61152930A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、主として農用トラクタやコンバイン等のディ
ーゼルエンジンに搭載した作業車に使用するガバナ装置
に関する。

〔従来の技術〕

ディーゼルエンジンの燃料噴射ポンプを制御するガバナ
装置を特性で分類すると、アイドリング回転から最高回
転速度までのあらゆる回転範囲で調速作用が可能なオー
ルスピードガバナ、並びに、円滑なアイドリングを行わ
せ、最高回転速度を越えないようにする為、低速回転域
と高速回転域にのみ調速作用を発揮させ、中間回転域で
は調速作用を行わないミニマム・マキシマムガバナがあ
る。

この場合、負荷の変動に関係なく安定した定速走行及び
作業装置の定速駆動が要求される作業車においては、オ
ールスピードガバナが採用されており、アクセル操作に
即応した滑らかな加速及び減速が要求される自動車に
は、ミニマム・マキシマムガバナが適している。

〔発明が解決しようとする課題〕

近年、前述の作業車においては、作業能率の向上及び機
動性の向上の要望から高速化の傾向があり、作業他での
作業走行ばかりでなく、路上での高速運搬作業にも充分
に対応できるようになってきている。

しかし、前述のように作業車では装備されるガバナ装置
に、主作業である作業走行に適したオールスピードガバ
ナが採用されている為、路上走行時の加速及び減速の感
覚（ドライバビリティ）が良くなるものとなっていた。

本発明は、作業走行及び路上走行に適したガバナ特性が
得られるように、又、特に作業走行時において、定速走
行及び作業装置の定速駆動用のアクセル設定の構成を簡
素で、その操作も簡単に行えるようにし、さらに作業走
行モードから路上走行モードへの移行が簡単に行えるよ
うに構成することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴は以上のような作業車のガバナ装置におい
て、次のように構成することにある。

ディーゼルエンジンの燃料噴射量調節機構を、人為操作
されるアクセル調節具に制御回路を介して電気的に連係
した電動アクチュエータで操作するように構成するとと
もに、エンジン回転数変動に対するトルク変動率の小さいトル
クカーブに設定したガバナ特性で燃料制御する路上走行
モードと、エンジン回転数変動に対するトルク変動率の
大きいトルクカーブに設定したガバナ特性で燃料制御す
る作業走行モードとを、制御回路で設定して、路上及び
作業走行モードを選択可能に構成し、アクセル調節具として、任意の操作位置に保持可能なハ
ンドアクセルレバーと、低速側へ自動復帰されるフート
アクセルペダルを設け、フートアクセルペダルには、そ
の踏込み量に応じてアクセル特定信号を出力する出力手
段を備えて、ハンドアクセルレバーの高速側への操作によって、フー
トアクセルペダルが高速側へ接当操作されるように、ハ
ンドアクセルレバーとフートアクセルペダルと機械的に
連係し、フートアクセルペダルがハンドアクセルレバーによって
接当操作されていることがセンサで検出されたとき、作
業走行モードが自動的に選択され、そうでないときには
路上走行モードが自動的に選択されるよう構成してあ
る。

〔作用〕

（ｉ）本発明のように、路上走行に適した路上走行モードと、
作業走行に適した作業走行モードとを設定して、路上及
び作業走行モードを選択可能に構成することにより、路
上走行及び作業走行の両状態の各々において、適切な燃
料制御が行える。

（ii）作業走行時には所定値のアクセル設定した後は、その所
定値のままで定速走行を行っていく場合が多い。

これにより、本発明のように構成すると例えば第２図に
示すように、ハンドアクセルレバー(19)を所定位置まで
操作すれば、これに伴ってフートアクセルペダル(20)も
操作されて、出力手段(22)からアケセウ設定信号が出力
されるのであり、センサ(24)の検出により作業走行モー
ドが自動的に選択される。そして、この所定位置でハン
ドアクセルレバー(19)から手を離しても、ハンドアクセ
ルレバー(19)がこの所定位置に保持されるので、前述の
アクセル設定信号が出力されたままとなる。

以上のように作業走行時には、ハンドアクセルレバー(1
9)を操作するだけで、作業走行モードの選択とアクセル
設定信号の出力とが自動的に行われるのである。

（iii）路上走行時においては、ハンドアクセルレバー(19)を事
前に最低速側に操作しておき、フートアクセルペダル(2
0)を踏込み操作すればよい。

これにより、ハンドアクセルレバー(19)からフートアク
セルペダル(20)が離れるので、センサ(24)の検出により
路上走行モードが自動的に選択されるのであり、フート
アクセルペダル(20)の踏込み位置に対応したアクセル設
定信号が出力手段(22)から出力されるのである。

（iv）この場合、ハンドアクセルレバー(19)を所定位置に操作
した作業走行状態において、フートアクセルペダル(20)
を踏込み操作すれば、ハンドアクセルレバー(19)からフ
ートアクセルペダル(20)が離れて、センサ(24)の検出に
より作業走行モードから路上走行モードに自動的に切換
操作されるのであり、フートアクセルペダル(20)の踏込
み位置に対応したアクセル設定信号が出力手段(22)から
出力される。

そして、フートアクセルペダル(20)から足を離せば、ハ
ンドアクセルレバー(19)に接当するまでフートアクセル
ペダル(20)が戻って、センサ(24)の検出により路上走行
モードから作業走行モードに自動的に戻るのであり、ハ
ンドアクセルレバー(19)が操作されている所定位置に対
応したアクセル設定信号が、出力手段(22)から出力され
る。

（ｖ）本発明ではアクセル設定信号用の出力手段をフートアク
セルペダルに備えて、ハンドアクセルレバーでフートア
クセルペダルを操作するように構成している。

これにより、この出力手段をフートアクセルペダル及び
ハンドアクセルレバーに共用することができるので、ハ
ンドアクセルレバー用として別に出力手段を備える必要
がない。

〔発明の効果〕

以上のように、路上走行に適した路上走行モードと、作
業走行に適した作業走行モードとを備えることにより、
路上走行及び作業走行の両状態の各々において適切な燃
料制御が行われるようになり、作業車の走行性能を向上
させることができた。

そして、ハンドアクセルレバー及びフートアクセルペダ
ルの操作により、路上及び作業走行モードが自動的に選
択されるので、選択の操作性を向上させることができ
る。

この場合、作業走行モードにおいてフートアクセルペダ
ルを踏込み操作することにより、一時的な路上走行モー
ドへの切換操作も容易に行えるので、さらに選択の操作
性を向上させることができる。

又、アクセル設定信号用の出力手段を、フートアクセル
ペダル及びハンドアクセルレバーに共用するように構成
することによって、ハンドアクセルレバー用として別に
出力手段を備える必要がなくなり、構造の簡素化の面で
も有利なものとする。

〔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。

第５図に示すように、トラクタ本体(1)に搭載したディ
ーゼルエンジン(2)の出力は、主クラッチハウジング(3)
を介してミッションケース(4)に伝達され変速さて後車
輪(5)、又は前車輪(6)及び後車輪(6)に伝達される。こ
の走行伝動系とは独立したライブＰＴＯ伝動系を介し
て、後部ＰＴＯ軸(7)に作業用の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)
によって昇降自在に連結さたロータリ耕耘装置(10)が、
後部ＰＴＯ軸(7)からの動力で駆動される。

第２図に示すように、ディーゼルエンジン(2)に整備さ
れた燃料噴射ポンプ（インジェクションポンプ）(11)の
コントロールラック(12)（燃料噴射量調節機構に相当）
は、電子ガバナによって制御される。

コントロールラック(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)（電動アクチュエータに
相当）に連結され、コントロールラック(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
検出される。ポンプ駆動用のカム軸(15)に固定したギヤ
(16)に対向するコイルセンサ(17)によって、エンジン回
転数が検出されており、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、コントロールラック(12)の位
置を制御するように構成されている。

この電子ガバナはマイクロコンピュータを利用した制御
回路(18)を介して制御されるものであり、第１図にその
ブロック図が示される。そして、第２図及び第５図に示
すように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速位置までの全範囲で、任意の操作
位置で摩擦保持することのできるハンドアクセルレバー
(19)と、アイドリング位置から最高位置までの全範囲で
任意に踏込み操作することができ、アイドリング位置側
に自動復帰するフートアクセルペダル(20)が利用され
る。

フートアクセルペダル(20)にリンク連係したレバー(21)
の位置、つまりアクセル設定値がポテンショメータ(22)
（出力手段に相当）から出力される。ハンドアクセルレ
バー(19)から延出したアーム(23)が、レバー(21)に接当
可能に設けられ、ハンドアクセルレバー(19)を高速側に
操作することで、フートアクセルペダル(20)が高速側に
接当操作されるようになっている。そして、レバー(21)
とアーム(23)との接当が、センサ(24)によって検出され
る。

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(18)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（路上走行モード）。他方は、
第４図(イ)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（作業走行モー
ド）。そして、これら両ガバナ特性が後述のように選択
され、路上及び作業走行モードごとに次のような制御が
行われる。

路上走行モードにおいてはマップ制御が行われる。第３
図に示すトルクカーブは、アクセル設定値ごとにエンジ
ン回転数とコントロールラック(12)の位置（トルク）と
の関係が予めマップデータとして記憶設定されており、
ポテンショメータ(22)から得られたアクセル設定値に対
応するマップデータに基づいて、検出されるエンジン回
転数に対する目標ラック位置(P₁)をマップ制御系(25)で
割り出し、検出されるコントロールラック(12)の位置が
目標ラック位置(P₁)に向かうようにソレノイド(13)をＰ
ＩＤ制御する。

作業走行モードにおいてはＰＩＤ回転数制御が行われ
る。ポテンショメータ(22)からのアクセル設定値を目標
エンジン回転数としてＰＩＤ回転数制御系(26)に入力
し、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(26)によ
って目標ラック位置(P₂)を割り出し、検出されるコント
ロールラック(12)の位置を目標ラック位置(P₂)に近づけ
るようにソレノイド(13)をＰＩＤ制御する。

次に、路上及び作業走行モードの切換作動について説明
する。

第１図及び第２図に示すように路上走行モードと作業走
行モードの切換えは、マップ制御系(25)及びＰＩＤ回転
数制御系(26)からの各目標ラック位置(P₁),(P₂)のいづ
れかを、選択系(27)で選択することによって行われるも
のであり、センサ(24)がレバー(21)とアーム(23)との接
当を検出していないときには、路上走行モードの目標ラ
ック位置(P₁)が選択され、接当を検出しているときに
は、作業走行モードの目標ラック位置(P₂)が選択され
る。ハンドアクセルレバー(19)及びフートアクセルペダ
ル(20)が、共にアイドリング位置にあるときには、レバ
ー(21)とアーム(23)とは接当しないように設定してい
る。

従って、ハンドアクセルレバー(19)をアイドリング位置
に戻しているときには、目標ラック位置(P₁)が選択され
て路上走行モードとなる。フートアクセルペダル(20)か
ら足を離してハンドアクセルレバー(19)を高速側に操作
すると、レバー(21)がアーム(23)によって接当操作され
てポテンショメータ(22)からの信号が変化し、センサ(2
4)の接当検出によって目標ラック位置(P₂)が選択されて
作業走行モードとなる。

又、この作業走行モード中でも、フートアクセルペダル
(20)に踏込み余裕があれば、その踏込みによってレバー
(21)のみが高速側に回動し、センサ(24)が接当検出をし
なくなった路上走行モードとなり、再びフートアクセル
ペダル(20)から足を離せば元の位置に戻り、センサ(24)
の接当検出によって作業走行モードに復帰する。

エンジンストップ及び過回転防止のために、最低ラック
位置制御及び最高ラック位置制御も併せて行われる。第
１図に示すように、選択系(27)からの目標位置(P₃)〔(P
₁)又は(P₂)〕と、検出されるエンジン回転数に基づいて
設定された最低ラック位置(P₄)とが判別選択系(28)で比
較され、そのうち大きいものが目標ラック位置(P₅)とし
て選択される。

そして、この目標ラック位置(P₅)と、検出されるエンジ
ン回転数に基づいて設定された最大ラック位置(P₆)とが
第２の判別選択系(29)で比較され、そのうち小さい方が
最終の目標ラック位置(P₀)として選択されて、ＰＩＤラ
ック位置制御系(30)に与えられる。このようにしてコン
トロールラック(12)の位置が最低ラック位置(P₄)以下及
び最大ラック位置(P₆)以上に操作されるのを阻止して、
エンジンストップ及び過回転への発展が未然に防止され
る。

〔別実施例〕路上走行モード及び作業走行モードにおいて、コン
トロールラック(12)の位置制御形態は以上のものに限ら
れるものではなく、路上走行モードでの制御形態をマッ
プ制御とし、作業走行モードでの制御形態を第４図(ロ)
に示すように、負荷に応じた補正を加えたマップ制御に
することもできる。又、路上及び作業走行モードともに
ＰＩＤ制御又はＰＩ制御とすることも可能である。

コントロールラック(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）を用いてもよ
い。

路上及び作業走行モードの切換わりに応じて、モー
ド表示ランプなどを選択点灯させるようにすると便利で
ある。

レバー(21)とアーム(23)との接当検出用のセンサ(2
4)としては、リミットスイッチ、リードスイッチ、感圧
素子などが利用できる。

【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図は制御ブロック線図、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
クタの全体側面図である。 (2)……ディーゼルエンジン、(12)……燃料噴射量調節
機構、(13)……電動アクチュエータ、(18)……制御回
路、(19)……ハンドアクセルレバー、(20)……フートア
クセルペダル、(22)……出力手段、(24)……センサ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ディーゼルエンジン(2)の燃料噴射量調節
機構(12)を、人為操作されるアクセル調節具に制御回路
(18)を介して電気的に連係した電動アクチュエータ(13)
で操作するように構成するとともに、エンジン回転数変動に対するトルク変動率の小さいトル
クカーブに設定したガバナ特性で燃料制御する路上走行
モードと、エンジン回転数変動に対するトルク変動率の
大きいトルクカーブに設定したガバナ特性で燃料制御す
る作業走行モードとを、制御回路(18)で設定して、前記
路上及び作業走行モードを選択可能に構成し、前記アクセル調節具として、任意の操作位置に保持可能
なハンドアクセルレバー(19)と、低速側へ自動復帰され
るフートアクセルペダル(20)を設け、前記フートアクセ
ルペダル(20)には、その踏込み量に応じてアクセル設定
信号を出力する出力手段(22)を備えて、前記ハンドアクセルレバー(19)の高速側への操作によっ
て、前記フートアクセルペダル(20)が高速側へ接当操作
されるように、前記ハンドアクセルレバー(19)と前記フ
ートアクセルペダル(20)と機械的に連係し、前記フートアクセルペダル(20)が前記ハンドアクセルレ
バー(19)によって接当操作されていることがセンサ(24)
で検出されたときに、前記作業走行モードが自動的に選
択され、そうでないときには前記路上走行モードが自動
的に選択されるよう構成してある作業車のガバナ装置。