JPH0713486B2 - 走行作業車のガバナ装置 - Google Patents

走行作業車のガバナ装置

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JPH0713486B2
JPH0713486B2 JP23429884A JP23429884A JPH0713486B2 JP H0713486 B2 JPH0713486 B2 JP H0713486B2 JP 23429884 A JP23429884 A JP 23429884A JP 23429884 A JP23429884 A JP 23429884A JP H0713486 B2 JPH0713486 B2 JP H0713486B2
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    • F02COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02DCONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D29/00Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto
    • F02D29/02Controlling engines, such controlling being peculiar to the devices driven thereby, the devices being other than parts or accessories essential to engine operation, e.g. controlling of engines by signals external thereto peculiar to engines driving vehicles; peculiar to engines driving variable pitch propellers

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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
  • Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)

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などのデ
イーゼルエンジン搭載の農用走行作業車に用いるガバナ
装置に関し、詳しくは、車体左右に装置した非操向型の
車輪を夫々独立に制動する操向ブレーキを備えるととも
に、各操作ブレーキの操作系に、左右独立操作できる状
態と、一方のブレーキ操作具の操作で左右ブレーキを同
時に制動作動させる状態とに切替える手段を組込んであ
る走行作業車の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
ら最高回転まであらゆる回転範囲で調速作用が可能なオ
ーールスピードガバナと、円滑なアイドリング運転を行
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、
中速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。
そして、負荷の変動に拘わらず安定した定速走行および
作業装置の定速駆動が要求される上記農用走行作業車に
おいては前者のオールスピードガバナが採用され、又、
アクセル調節に即応した滑らかな加速および減速性が要
求される自動車には後者のミニマム・マキシマムスピー
ドガバナが適している。
〔発明が解決しようとする問題点〕
ところで、近年上記農用走行作業車にあっては、作業能
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
十分対応できるようになりつつある。
ところが、前述のように農用走行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選択されていたため
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。
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して、作業
走行及び路上走行に適した2種のガバナ特性を利用でき
るようにすることで上記問題を解消するとともに、車体
構成を有効に利用することで、このモードの切換えを自
動的に、かつ、的確に行えるようにしたものである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明においては、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アクチュエーターで操作するよう構
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
ナ特性で燃料制御する作業走行モードとを制御回路で設
定して両モードを切替え可能に構成し、かつ、前記ブレ
ーキ操作系が左右独立操作状態か同時操作状態にあるか
を検出する手段を設け、左右独立操作状態では作業走行
モードでガバナを制御し、同時操作状態では路上走行モ
ードにガバナ制御モードを自動的に切替えるよう構成し
てある点に特徴がある。
〔作 用〕
上記のように左右操向ブレーキを備えた走行作業車にお
いては、操向車輪をステアリングするとともに、一方の
非操向車輪に制動をかけることで車体を急旋回するもの
であり、このような旋回操縦は、圃場などの作業地で車
体をUターン旋回する場合に行われ、一般には路上走行
中に行われることはない。
又、上記操向ブレーキは主ブレーキに採用されるもので
あって、路上走行中の車体制動時に片利き制動による危
険を回避するために、片側のブレーキ操作具が同時に制
動作動するようにブレーキ操作形態が上記にように切換
えられるようになっている。
従って、このブレーキ操作形態の切換えに連動してガバ
ナ制御モードを切換えれば、路上走行状態と作業走行状
態に適したモードでガバナ制御が可能となる。
〔発明の効果〕
つまり、本発明によれば、ブレーキ操作形態から確実に
走行状態の判別ができ、特別なモード選択操作を行う必
要なく、走行状態に適したガバナ特性で制御を行い、ド
ライビリティの優れた路上走行、速度安定性の優れた作
業走行をい行えるようになった。
〔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)および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の
基づいて前記コントロールラック(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、アイドリング側に自動
復帰するフートアクセルペダル(20)とが利用され、夫
々にはアクセル調節位置おアナログ信号として出力する
回転ポテンショメータ(21),(22)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(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利用されるものであ
り、これら両ガバナ特性が後述のように自動的に選択さ
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、ポテンショメーター
(22)から得られたアクセル設定値に対応するマップデ
ーターに基づいて検出エンジン回転数に対する目標ラッ
ク位値(P1)をマップ制御系(23)で割り出し、検出ラ
ック位置がこの目標ラック位置(P1)に向うようにソレ
ノイドを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、第4図(イ)に示すトルクカーブが得られるように
PID回転数制御が行われる。つまり、この場合ポテンシ
ョメーター(21)によって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
がなくなるようにPID回転数制御系(24)によって目標
ラック位置(P2)を割り出し、検出ラック位置をこの目
標ラック位置(P2)に近づけるようにソレノイド(13)
をPID制御するのである。この場合、路上走行モードと
作業走行モードの切換えは、前記マップ制御系(23)お
よびPID回転数制御系(24)からの各目標ラック位置(P
1)又は(P2)のいづれかを選択することによって行わ
れるものであり、この選択制御が次のように行われる。
前記後車輪(5),(5)は変動された動力を受ける後
部差動装置(26)の左右差動軸(27a),(27b)に減速
連動されるとともに、前記差動軸(27a),(27b)には
夫々内拡式もしくはディスク式の操向ブレーキ(28a,28
b)が備えられている。各操向ブレーキ(28a,28b)は右
側ステップ上に並設した左右ブレーキペダル(29a,29
b)に機械式に連係されていて、前車輪(6),(6)
を操向しながら旋回内側の操向ブレーキ(28a)又は(2
8b)を制動操作することで車体の急旋回が行えるように
なっている。又、一方のブレーキペダル(29b)の背面
には、他方のブレーキペダル(29a)の背面に設けた受
け金具(30)に係入連結される連結金具(31)が揺動自
在に取付られている。そして、操向ブレーキ操作で前記
急旋回を行う作業走行時には、前記連結金具(31)を連
結解除姿勢にして、左右ブレーキペダル(29a),(29
b)の独立操作を可能とし、又、路上走行時には連結金
具(31)で両ブレーキペダル(29a),(29b)を一体連
結することで、両ブレーキペダル(29a),(29b)どこ
かを踏み込んでも左右操向ブレーキ(29a),(29b)の
どこを踏み込んでも左右操向ブレーキ(28a),(28b)
を同時作動させて片利きのない主ブレーキとして使用で
きるように構成されている。
前記他方のブレーキペダル(29a)の受け金具(30)に
は、連結金具(31)が係入連結されたことを検出する接
触式スイッチ、もしくはリードスイッチなどのセンサ
(32)が設けられている。そして、このセンサ(32)が
両ブレーキペダル(29a),(29b)の連結状態を検出す
ると前記選択系(25)でマップ制御系(23)の目標ラッ
ク位置(P1)を選択してPIDラック位置制御系(33)に
与え、又、連結されていない状態ではPID回転数制御系
(24)からの目標ラック位置(P2)が選択されるように
構成されている。
従って、左右操向ブレーキ(28a),(28b)が同時操作
のみされる形態では路上走行モードでガバナが制御さ
れ、両操向ブレーキ(28a),(28b)が独立操作可能な
形態では作業走行モードの制御が行われるのである。
又、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、選択系(25)で選択された目標ラック位置
(P3)〔(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(P4)が判別系(34)
で比較され、そのうちの最も大きいものが目標ラック位
置(P5)に選択されてエンジンストップへの発展を阻止
する。又、上記のように判別系(34)で選択された目標
ラック位置(P5)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(P6)が第2の判別系(35)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、エンジンオーバランが未然に
阻止されるようになっている。
〔別実施例〕 第8図に示すように、左右操向ブレーキ(28a),
(28b)を、ブレーキペダル(29a),(29b)で操作さ
れるマスターシリンダ(36a),(36b)からの圧油を受
けるブレーキシリンダ(37a),(37b)で制動作動させ
る場合には、左右ブレーキ回路中に左右独立操作状態と
左右同時操作状態に切換えるバルブ(38)を設け、か
つ、このバルブ(38)の切換わりをセンサ(32)で検出
して上記のようにガバナ制御モードを切換えてもよい。
実施例では非操向車輪が後輪(5)、操向車輪が前
車輪(6)の場合を示したが、前後逆のものであっても
い。
路上走行モードおよび作業走行モードでのラック位
置制御形態は上記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、作業走行モード
の制御形態を負荷に応じた補正を加えたマップ制御にし
て第4図(ロ)に示すトルクカーブを得ることもでき
る。又、両モードともに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)を用いる
もよく、これらをアクチュエータと総称する。
アクセル調節を単一の調節具で行うことも可能であ
る。
【図面の簡単な説明】
図面は本発明に係る走行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(イ)、(ロ)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図は後車輪伝
動部の概略構成図、第7図はブレーキ操作部の斜視図、
第8図はブレーキ構造の別実施例を示す概略構成図であ
る。 (2)……エンジン、(5)……車輪、(12)……燃料
噴射量調節機構、(13)……アクチュエータ、(18)…
…制御回路、(28a,28b)……操向ブレーキ、(29a,29
b)……ブレーキ操作具。
フロントページの続き (72)発明者 山本 昌一 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59−179250(JP,U)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】車体左右に装備した非操向型の車輪(5,
    5)を夫々独立に制動する操向ブレーキ(28a,28b)を備
    えるとともに、各操作ブレーキ(28a,28b)の操作系
    に、左右独立操作できる状態と、一方のブレーキ操作具
    (29a又は29b)の操作で左右ブレーキ(28a,28b)を同
    時に制動作動させる状態とに切替える手段を組込んであ
    る走行作業車のガバナ装置であって、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
    たアクチュエーター(13)で操作するよう構成するとと
    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燃
    料制御する作業走行用モードとを制御回路(18)で設定
    して両モードを切替え可能に構成し、かつ、前記ブレー
    キ操作系が左右独立操作状態が同時操作状態にあるかを
    検出する手段を設け、左右独立操作状態では作業走行モ
    ードでガバナを制御し、同時操作状態では路上走行モー
    ドにガバナ制御モードを自動的に切替えるよう構成して
    ある走行作業車のガバナ装置。
  2. 【請求項2】前記左右の操向ブレーキ(28a,28b)の操
    作系が機械式のものであり、各ブレーキ(28a,28b)に
    対する操作具(29a,29b)を連結金具(31)で連結及び
    解除することで、左右独立操作状態と同時操作状態が得
    られるよう構成してある特許請求の範囲第1項に記載の
    走行作業車のガバナ装置。
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