JPH0641737B2 - 作業車のガバナ装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、主として農用トラクタやコンバインなどの
ディーゼルエンジン搭載型の農用作業車に用いるガバナ
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
装置を特性パターンで分類すると、アイドリング回転か
ら最高回転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と、円滑なアイドリングを行わせ
るため、及び最高回転速度をこえないようにするために
低速回転域と高速回転域のみ調速作用を発揮させ、中転
回転域では調速作用を行わないミニマム・マキシマムス
ピードガバナとがある。

上記の両ガバナのうち、前者のオールスピードガバナ
は、負荷の変動に拘わらず安定した定速走行や作業装置
の定速駆動が要求される各種の作業車に適し、後者のミ
ニマム・マキシムスピードガバナは、アクセル調節に即
応した滑らかな加速及び減速性が要求される自動車に適
している。

ところで、近年の農用作業車にあっては、作業効率の向
上、及び機動性の向上等から高速化の傾向が大きく、圃
場での作業のみならず路上での高速運搬作業にも充分対
応できるようになりつつある。

ところが、従来の農用作業車の搭載エンジンに装備され
るガバナ装置は、その主作業である圃場内作業に適した
オールスピードガバナが採用されていたために、路上走
行時の加減速の感覚（ドライビリティ）が良くないもの
であった。

〔発明が解決しようとする課題〕

そこで、農用作業車の搭載エンジンに装備されるガバナ
装置として、例えば、比較的低い回転域ではミニマム・
マキシマムスピードガバナの特性に近く、比較的高速側
の回転域でオールスピードガバナの特性に近い、両タイ
プの中間的な特性をもつものを採用することも考えられ
るが、農用作業車では低回転域での軽負荷の圃場内作業
も多いため、上記のような中間的特性のガバナ装置で
は、広範囲の回転域で安定した回転速度での作業ができ
ず、農用作業車に直ちに導入するには難点があった。

この発明は、噴射量調節機構を電気アクチュエータで作
動制御する、いわゆる電子制御ガバナを採用すること
で、上記のような問題を解消しようとしたものである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的を達成するための本発明の特徴は、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。つま
り、搭載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連係
した電動アクチュエータで操作するように構成し、前記
アクセル調節具として、任意の操作位置で保持可能な第
１アクセル調節具と、低速側に復帰付勢された第２アク
セル調節具とを設けるとともに、前記制御回路には、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、かつ前記第２アクセル
調節具の操作位置に基づいて前記電動アクチュエータを
操作する路上走行用モードと、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、かつ前記第１アクセル調節具の操作位置に基
づいて前記電動アクチュエータを操作する作業走行用モ
ードとの両制御モードを備え、さらに、この制御回路に
対して、前記両制御モードのうちの一方を選択するため
の切換信号を入力可能なスイッチを接続したことであ
る。

〔作 用〕

上記構成によると、作業走行用モードのガバナ特性と、
路上走行用モードのガバナ特性を制御回路で自由に予め
設定しておくことができるとともに、切換信号を伝える
スイッチからの指令で簡単に前記両制御モードを選択し
て利用できる。

そして、作業走行時には一定の速度で走行するため、又
は作業装置を一定の速度で駆動するために、あまり頻繁
にアクセルを操作することはない。従って、前述のよう
な位置保持可能な第１アクセル調節具を備え、この第１
アクセル調節具を所定位置に一度操作して保持してやれ
ば、後はこの第１アクセル調節具から手又は足を離すこ
とができるので、走行中も並行して所要の作業を行うこ
となどが楽になるのである。

又、路上走行時にはアクセル操作を比較的頻繁に行うの
で、一般の乗用車と同じ低速側に復帰付勢された第２ア
クセル調節具を用いることにより、乗用車に近い微妙な
アクセル操作が行えることになる。

〔発明の効果〕

従って、作業装置を使用しての作業走行時にはあらゆる
回転域で調速作用を発揮させて所望の定速走行又は作業
装置の定速駆動を行うことができるとともに、作業地へ
の行き帰りの路上走行や運搬路上走行を行うことがで
き、作業車としての本来機能を損なうことなく、その機
動性を高めることができるようになった。

そして、位置保持可能な作業走行用の第１アクセル調節
具と、復帰付勢された路上走行用の第２アクセル調節具
とを備えることにより、両方の走行形態に適応したアク
セル操作が行えるようになって、アクセルの操作性の向
上を図ることができた。

〔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、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
伝動系とは独立したライブＰＴＯ伝動系を介して後部Ｐ
ＴＯ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) によって昇
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)が前記ＰＴＯ軸(7) からの出力で駆動されるよう
になっている。

前記エンジン(2) に装備された燃料噴射ポンプ（インジ
ェクションポンプ）(11)の燃料噴射量調節機構であるコ
ントロールラック(12)は電子ガバナによって制御され
る。

つまり、前記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)に連結される
とともに、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、
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)によってエンジン回転数がパル
ス信号として検出され、これらセンサ(14),(17) からの
情報及び別途人為的に設定されるアクセル設定値とに基
づいて前記コントロールラック(12)を位置制御するよう
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、第１図にそのブロ
ック図が示される。

この電子ガバナにおいては、人為操作される第１アクセ
ル調節具として、アイドリング位置から最高速度位置の
全範囲において任意の操作位置で摩擦保持することので
きる１本のハンドアクセルレバー(19)が備えられると共
に、このハンドアクセルレバー(19)の操作位置を検出し
てアクセル設定値を出力する回転ポテンショメータ(20)
がレバー枢支部に装備されている。そして、第２アクセ
ル調節具として、低速側に復帰付勢されたフートペダル
(27)が備えられると共に、このフートペダル(27)の操作
位置を検出してアクセル設定値を出力する回転ポテンシ
ョメータ(28)が備えられている。

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、これら両ガバナ特性が制御モード選
択スイッチ(21)からの指令に基づいて選択利用される。

路上走行用モードを選択すると、第３図に示すガバナ特
性とフートペダル(27)の操作位置とに基づき、マップ制
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、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(22)で割り出し、検出
ラック位置がこの目標ラック位置(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、作業走行用モードを選択すると、第４図に示すガバ
ナ特性とハンドアクセルレバー(19)の操作位置とに基づ
き、ＰＩＤ回転数制御が行われる。

つまり、この場合与えられたアクセル設定値は目標回転
数を意味し、この目標回転数と検出回転数の差が無くな
るようにＰＩＤ回転数制御系(23)によって目標ラック位
置(P2)を演算して、これをラック位置ＰＩＤ制御系に入
力するのである。

尚、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。 つまり、マップ制御系(22)又はＰＩＤ回転数制御
系(23)で演算された目標ラック位置(P1)又は(P2)と、検
出エンジン回転数に基づいて設定された最低ラック位置
(P3)が第１の判別系(24)で比較され、そのうちの大きい
ものが目標ラック位置(P4)に選択されてエンジンストッ
プへの発展を阻止する。 又、上記のように制御系(24)
で選択された目標ラック位置(P4)と、検出エンジン回転
数に基づいて設定された最大ラック位置(P5)が第２の判
別系(25)で比較され、そのうちの小さい方が最終の目標
ラック位置(P0)として選択されてエンジンオーバーラン
が未然に阻止される。

又、前記モード選択スイッチ(21)は専用のスイッチとし
て設置する他、メインキースイッチに２種のモード選択
ポジションを設置することもできる。

又、モード切換えを自動的に行うことも可能であり、例
えば、前記油圧リフトアーム(8) の駆動用シリンダ(26)
の内圧を検出する圧力スイッチを装備し、このスイッチ
によって作業装置(10)を連結状態（シリンダ内圧が大）
又は非連結状態（シリンダ内圧が低）を判別し、作業装
置非連結状態で前記路上走行モードに、又、連結状態で
前記作業走行モードに自動的に切換えることも可能であ
る。

又、一般に作業地（圃場）は地面の凹凸が道路面より大
きいので、路面の凹凸を接触式もしくは無接触式（超音
波センサなどを利用）に検出し、これに基づいて前記モ
ードを自動的に切り換えることも可能である。

燃料噴射ポンプ(11)の型式は上記以外のものでもよく、
又、燃料噴射量調節用のソレノイド(13)に代えて直流伝
動モータ（減速装置付き）を用いてもよく、これらを電
動アクチュエータと総称する。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構成
に限定されるものではない。

【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図は制御ブロック図、第２図はガバナ装置の構
成図、第３図は路上走行用モードのガバナ特性図、第４
図は作業走行用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) ……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)……
第１アクセル調節具、(27)……第２アクセル調節具、(2
1)……モード選択スイッチ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 鎌田 保一 大阪府堺市石津北町64番地 久保田鉄工株 式会社堺製造所内 (56)参考文献 特開 昭59−170437（ＪＰ，Ａ) 実開 昭58−45926（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−90340（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−48943（ＪＰ，Ｕ) 実開 昭58−63336（ＪＰ，Ｕ)

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】搭載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)を介して連係した電動アクチュエータ(13)で操
   作するように構成し、 前記アクセル調節具として、任意の操作位置で保持可能
   な第１アクセル調節具(19)と、低速側に復帰付勢された
   第２アクセル調節具(27)とを設けるとともに、 前記制御回路(18)には、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、かつ前記第２アクセル調節具(27)の操作位置に基づ
   いて前記電動アクチュエータ(13)を操作する路上走行用
   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、かつ前記
   第１アクセル調節具(19)の操作位置に基づいて前記電動
   アクチュエータ(13)を操作する作業走行用モードとの両
   制御モードを備え、 さらに、この制御回路(18)に対して、前記両制御モード
   のうちの一方を選択するための切換信号を入力可能なモ
   ード選択スイッチ(21)を接続してある作業車のガバナ装
   置。