JPH07259624A - エンジン馬力制限装置及びその作動方法 - Google Patents
エンジン馬力制限装置及びその作動方法Info
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- JPH07259624A JPH07259624A JP7033548A JP3354895A JPH07259624A JP H07259624 A JPH07259624 A JP H07259624A JP 7033548 A JP7033548 A JP 7033548A JP 3354895 A JP3354895 A JP 3354895A JP H07259624 A JPH07259624 A JP H07259624A
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- engine speed
- engine
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- F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
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- Chemical & Material Sciences (AREA)
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- Mechanical Engineering (AREA)
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- Control Of Vehicle Engines Or Engines For Specific Uses (AREA)
- High-Pressure Fuel Injection Pump Control (AREA)
- Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
- Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)
- Output Control And Ontrol Of Special Type Engine (AREA)
Abstract
ンジンパワーを減少させる装置を提供することを目的と
する。 【構成】変速機部品の定格を超えるトルク出力になる運
転状態では、馬力制限エンジン制御装置(50)が、最大エ
ンジン馬力出力を制限する。装置には、ソレノイド駆動
回路(45)に接続された電子制御器(55)、エンジン速度セ
ンサー(60)、及びギア選択器(70)を含む。エンジン速度
が所定の第1エンジン速度値より小さいと、ソレノイド
駆動回路がソレノイド(18)を励磁する。ソレノイドは、
可動ストップ部材(16)を縮ませ、エンジンが最大定格パ
ワーを出すことができる。エンジン速度信号が所定の第
2エンジン速度値を超え、ギア選択器が所定の位置にあ
ると、電子制御器がソレノイド回路を消磁し、可動スト
ップ部材を伸ばす。
Description
に関し、より詳しくはエンジン馬力を減少させて最大ト
ルクコンバーター出力を制限し、変速機その他の伝達機
構部品が高トルクレベルにさらされるのを防止する燃料
ラック制限装置に関する。
機、駆動ライン、車軸、土工用具を有する大型装置その
他の機械装置では、エンジンのパワー出力を伝達機構部
品のトルク性能と調和させることが重要である。例え
ば、もしエンジンが伝達機構部品の定格を超えるパワー
を出すと、伝達機構部品が劣化し、予想より速く故障す
る。しかし、エンジンとトルクコンバーターのパワー出
力を超えるパワー定格の伝達機構部品を選ぶと、伝達機
構部品のコストが増大する。従って、エンジンとトルク
コンバーターのパワー出力を伝達機構部品のトルク定格
に近く調和させると好都合である。公知なように、トル
クコンバーターの最大トルク出力は、エンジン速度とト
ルクコンバーターの出力速度に伴い変化する。変速機そ
の他の伝達機構部品内で生じるトルクは、エンジン速
度、トルクコンバーターの出力速度、変速機ギア比の関
数である。理想的には、変速機の部品がトルクコンバー
ターの最大トルク出力を受け入れられるように変速機を
選択するべきである。しかし、最大トルク出力は、エン
ジン出力速度の狭い帯域で又は特定のギア比で起こる可
能性がある。他の速度又は他のギア比では、変速機部品
のトルクはそれより小さい。これらの速度とギア比に対
しては、より安い部品を選択することが可能である。従
って、用途によっては変速機と伝達機構部品の最大トル
クを減少させるため、あるギアの選択と速度のとき、エ
ンジンが発生できるパワーの量を制限するのが好まし
い。こうするとより安価な変速機部品を使用することが
できる。
出力を制限する従来技術の制御器は公知である。このよ
うな制御器は、エンジンのパワーが必要な他の装置がな
くても、車両とその他の装置で満足に作動する場合もあ
る。例えば、ホイールローダーや他の土工用具を有する
装置では、装置は一般的にエンジンが動力を供給する油
圧装置により動力を供給される。この場合、エンジンに
より発生するパワーが、変速機でなく油圧装置に必要で
ある場合がある。従って、もしパワーが全て変速機にか
かると、最大のエンジンパワーでは、変速機部品に損害
を与える例がある。しかし、もしエンジンパワーの少な
くとも一部が油圧装置に進路を変えられると、最大エン
ジンパワーが適当であるかもしれない。エンジンパワー
を制限する従来技術の制御器は、油圧装置にパワーが必
要であることを考慮していない。1つの解決法は、油圧
装置のパワー要求を検知するための圧力変換器又は他の
装置を含ませることである。しかし、これらのセンサー
は高価である。すでに車両に在るセンサーを使用し、油
圧装置の要求を補償することができ、過度のトルクレベ
ルが起こるときエンジンパワーを減少させる装置を持つ
ようにするのが好ましい。
クレベルが起こるとき、エンジンパワーを減少させる装
置を提供することを目的とする。
ンジンのパワー出力を制限する装置が開示される。該装
置は、電子制御器、エンジンの燃料ラック、所望のギア
比を示す複数の位置に位置させることができるギア選択
レバーを備える。エンジン速度センサーが、前記電子制
御器に接続され、前記エンジンに取り付けられている。
電子制御器は、ギア選択レバーが所定の位置にあり、か
つエンジン速度信号が所定の第1エンジン速度値を超え
るとき、最大エンジンパワーを制限する。本発明の他の
態様では、内燃エンジンに使用するエンジン制御装置が
開示される。エンジン制御装置は、燃料放出手段とギア
選択器に接続された電子制御器を含む。エンジン速度セ
ンサーは、電子制御器に接続されている。エンジンの電
子制御器は、ギア選択器が所定の位置にあり、かつエン
ジン速度信号が所定の第1エンジン速度値を超えると
き、最大燃料放出を制限する燃料放出コマンドを発生す
る。本発明のさらに他の態様では、内燃エンジンの燃料
放出ラックのソレノイド制御のプランジャーのストップ
部材の制御方法が開示される。制御方法は、選択したギ
ア比を決め、エンジン速度信号を測定し、エンジン速度
信号が所定のエンジン速度値を超え、かつ選択したギア
比が所定のギア比に対応するとき、ソレノイド制御され
るプランジャーのストップ部材を消磁することを含む。
細な説明、特許請求の範囲を読めば、分かるであろう。
ンジン制御装置50の実施例が示されている。この実施例
では、燃料噴射ポンプ組立体10を備える。燃料噴射ポン
プ組立体10は、通常の方法で駆動される複数のポンプ11
を有し、燃料を個々の複数のエンジンシリンダー(図示
せず)に供給するのが好ましい。制御ラック(ラックバ
ー)12がポンプ11をガバナー13に作動的に結合する。制
御ラック12は、後述するように位置する延長部14を有
し、エンジンに送ることのできる燃料の最大量を制限す
る。可動ストップ部材16が、ソレノイド18のような制御
手段に作動的に接続されている。可動ストップ部材16
は、伸びている、即ちハウジング20と制御ロッド23の肩
部22の間の配置されたバネ19のような手段で第1位置に
付勢される。ソレノイド駆動回路45が、ソレノイド18の
巻き線48を励磁すると、可動ストップ部材16は、第2位
置に付勢される。電子制御器55が、電気コネクター61に
よりエンジン速度センサー60に接続されている。好適な
実施例では、電子制御器は、米国イリノイ州シャウンバ
ーグにあるモトローラ社の68HC11シリーズマイクロプロ
セッサーである。しかし、特許請求の範囲により決まる
本発明の範囲から離れることなく、本発明に容易に使用
することができる他の多くのマイクロプロセッサーが知
られている。エンジン速度センサー60がエンジン(図示
せず)に接続され、エンジン速度の関数であるエンジン
速度信号を電気コネクター61に発生させる。電子制御器
55は、電気コネクター66によりメモリー装置65に接続さ
れているのが好ましい。メモリー装置65は、一般的に本
発明の実施例を実行するための特定のソフトウェアコー
ドを含む。ソフトウェアコードは、図2のフローチャー
トに示され、後により詳しく述べる。メモリー装置65
は、電子制御器55と別体であるように示しているが、従
来技術で制御器にメモリーを含む電子制御器も知られて
いる。本発明の範囲から離れることなく、このような装
置を容易に使用することができる。
から作動的なギア比を選ぶことができるように、ギアシ
フト装置70が備えられる。公知なように、ギアシフト装
置70はまた、機械的又は電気的に車両の変速器に接続さ
れ、変速器を選択したギア比に係合させる。変速器及び
変速器とギアシフト装置の間のリンク機構は公知であ
り、本発明の構成部分でもないので、図示せずここでも
記述しない。さらに、当業者には、ここに記述された本
発明を公知の変速器とリンク機構とともに使用するの
は、機械的なステップであろう。ギアシフト位置信号を
電気コネクター76に発生させるギア位置センサー75が、
ギアシフト装置70に連結されている。電気コネクター76
は、電子制御器55に接続されている。図2を参照する
と、本発明の好適な実施例で使われるソフトウェア制御
のフローチャートが示される。本発明の実施例を実行す
るのに必要な詳細プログラムコードは、このフローチャ
ートから特定のマイクロプロセッサーのアセンブリー言
語又はマイクロコードを使って容易に記述することがで
きる。詳細フローチャートからこのようなプログラムコ
ードを記述するのは、当業者には機械的ステップであ
る。
り、ブロック110 へ行く。ブロック110 で、電子制御器
55がギアシフト位置信号を電気コネクター76に入力し、
オペレーターが第1ギアを選んだかどうか決める。も
し、オペレーターが第1ギアを選ばず、第2,第3,第
4又は他のギア比を選んだなら、プログラム制御はブロ
ック120 へ行く。そうでなく、オペレーターが第1ギア
を選んだなら、プログラム制御はブロック130 へ行く。
ブロック120 で、エンジンの電子制御器55が信号をソレ
ノイド駆動回路45へ送り、それによりソレノイド駆動回
路45がソレノイド18の巻き線45を励磁する。ソレノイド
18は、次に可動ストップ部材16をバネ19に対抗して第2
位置に付勢する。可動ストップ部材は、ソレノイドが励
磁されず可動ストップ部材が第1位置にあるときより、
第2位置でより多くの燃料がエンジンシリンダーに送ら
れるようにする。従って、ソレノイド18を励磁すること
により、エンジンはソレノイド18が励磁されていないと
きより、大きなパワーを出すことができる。ブロック13
0 で、エンジン速度センサー60がエンジン速度信号をコ
ネクター61に入力する。電子制御器55が、エンジン速度
信号を所定の第1エンジン速度値と比較する。もし、コ
ネクター61のエンジン速度信号が所定の第1エンジン速
度値より小さければ、プログラム制御はブロック140 へ
行き、そうでなければプログラム制御はブロック150 へ
行く。他の装置で油圧ロードと可能な出力が異なり、ま
たエンジン/トルクの変換器/変速器の組み合わせが異
なる場合は、所定の第1,第2エンジン速度値は必然的
に異なる。これらの特定の値を計算する方法を、ブロッ
ク170 を参照して後述する。
ド駆動回路45へコマンドを出し、それによりソレノイド
18の巻き線48が励磁される。ソレノイド18を励磁する
と、可動ストップ部材が第2位置に付勢され、それによ
ってエンジンをより高い馬力レベルで運転することがで
きる。ブロック150 で、電子制御器55がソレノイド駆動
回路45がソレノイド18を消磁するようにさせる。可動ス
トップ部材16がバネ19により第1位置に付勢される。第
1位置で、可動ストップ部材16が制御ラック12の動きを
制限し、それによりエンジンのパワー出力を制限する。
プログラム制御は、ブロック150 からブロック110 へ戻
る。上述したように、プログラム制御がブロック130 か
らブロック140 へ行くと、ソレノイド18が励磁される。
プログラム制御は、ブロック140 からブロック160へ行
く。ブロック160 で電子制御器55が、コネクター76のギ
アシフト位置信号を読む。もし、選んだギアが第1ギア
なら、プログラム制御はブロック170 へ行く。そうでな
ければ、プログラム制御はブロック110 へ行く。ブロッ
ク170 で電子制御器55が、エンジン速度センサー60によ
り、電気コネクター61に発生したエンジン速度信号を読
む。もし、エンジン速度信号が所定の第2エンジン速度
値以上なら、プログラム制御はブロック150 へ行く。そ
うでなければ、プログラム制御はブロック160 へ戻る。
フローチャートのこの部分は、いったんソレノイドが励
磁されると、エンジン速度が所定の第2速度値を超える
まで、励磁され続けることを示す。その後、プログラム
制御はブロック150 へ行く。ブロック150 で、ソレノイ
ド18が消磁される。バネ19が可動ストップ部材16を第1
位置に付勢し、それによってエンジンのパワー出力を制
限する。
の例でオペレーターが最大定格エンジンパワーを使える
ように選ばれている。その後、変速機部品の定格を超え
るトルクコンバーター出力レベルを生じ得る運転状態の
間、エンジンパワーは少し減少する。一般的には、油圧
装置がエンジンパワーを要求せず、トルクコンバーター
出力速度がゼロのとき(即ち、トルクコンバーターが失
速したとき)、トルクコンバーター出力レベルは最大に
なる。その場合、全てのエンジンパワーがトルクコンバ
ーターに送られる。トルクコンバーター出力は、ほぼエ
ンジン速度入力に比例するので、エンジン速度を制限す
ることにより、トルクコンバーター出力トルクを制限す
ることができる。本発明の実施例では、エンジン馬力を
制限することにより、エンジン速度を制限する。所定の
第2エンジン速度を決めるためには、トルクコンバータ
ーが失速したとき、最大許容トルクコンバーター出力を
生じるエンジン速度を測定することが第1に必要であ
る。一般にこの値を低馬力トルクコンバーター失速エン
ジン速度と言う。いったん低馬力トルクコンバーター失
速エンジン速度を決めると、次にそのエンジン速度を生
じるエンジンパワーを決める必要がある。ブロック150
で記述したように、可動ストップ部材16が伸びていると
き、そのエンジンパワー設定が最大許容エンジンパワー
である。従って、可動ストップ部材16が伸びて、エンジ
ンパワー出力を制限し、エンジン速度は低馬力トルクコ
ンバーター失速エンジン速度を超えない。反対に、最大
定格エンジンパワーが与えられると、エンジン速度は低
馬力トルクコンバーター失速エンジン速度を超え、それ
により変速機の定格を超えるトルクコンバーター出力を
生じる。
ンジン速度より遅くなるように、所定の第2エンジン速
度値が選ばれる。こうすると、本発明の馬力制限エンジ
ン制御装置50により、最大定格エンジンパワー(ソレノ
イド励磁、可動ストップ部材縮む)からより低い馬力定
格(ソレノイド消磁、可動ストップ部材伸び)へ移行す
るのに十分な応答時間がある。例えば、970Fホイー
ルローダーでは、油圧装置がパワーを要求し、装置のオ
ペレーターが同時に装置をごみの山に押し込もうとする
とき、一般にエンジン速度が遅い。この例では、可動ス
トップ部材16は縮み、馬力制限エンジン制御装置50が、
エンジンを最大定格馬力で運転出来るようにする。その
後、油圧が要求されなくなくなると、エンジン速度が増
加する。970Fホイールローダーに使われる好適な実
施例では、所定の第2エンジン速度値は2000RPM に選ば
れる。従って、エンジン速度が2000RPM に達すると、電
子制御機55がソレノイド18を消磁し、それによって可動
ストップ部材16を伸ばし、エンジンパワーを制限する。
低馬力トルクコンバーター失速エンジン速度と所定の第
2エンジン速度値を50RPM 異なるようにすると、可動ス
トップ部材16を伸ばしエンジン速度を制限するのに必要
な遅延時間ができる。エンジン速度が2000RPM に達した
とき、馬力を制限し始めることで、電子制御器はエンジ
ン速度が2050RPM を超えないようにする。
第2エンジン速度の関数として選ばれる。所定の第1エ
ンジン速度値は、低馬力から高馬力への移行により起こ
るエンジン速度差を補償し、ヒステリシスを許すのに十
分な量だけ所定の第2エンジン速度値より小さく選ばれ
る。例えば、970Fホイールローダーの好適な実施例
では、トルクコンバーターが失速したとき、最大定格エ
ンジンパワーと制限された馬力の間のエンジン速度差は
約70RPM である。従って、もしエンジンパワーが制限さ
れるときエンジン速度が1800RPM であるなら、最大定格
エンジンパワーへの移行により、1870RPM の出力を生じ
る。従って、この例では所定の第1速度値は、所定の第
2速度値より少なくとも70RPM 小さくなければならな
い。従って、970Fでは所定の第1速度値は、1930RP
M より小さくなければならない。所定の第1速度値をさ
らにヒステリシスを許すだけ小さくするのが好ましい。
従って、970Fでは所定の第1速度値は、1800RPM に
選ばれる。第1,第2エンジン速度値の前述の説明に従
い、当業者は容易にこれらの値を変更して、他の装置に
本発明の実施例を使用することができる。これらの値は
好適な実施例に使用して、エンジンパワー出力を減ら
し、トルクコンバーターが変速機部品の定格を超えるト
ルクレベルを生じないことを保証することができる。
が起こって変速機部品を損傷するのを防止し、同時に油
圧装置の要求に基づきエンジンが最大パワーを生じるよ
うにする。本発明では、過度のトルクが変速機で起こり
得るとき、周期の間に生じるエンジンパワーの量を減ら
す。上述したように、制御装置50は車両が運転される変
速機のギア比を決め、選択したギア比が第1ギアでない
とき、エンジンを最大定格パワーで運転できるようにす
る。装置が第1ギアで運転され、エンジン速度が1800RP
M より小さくなったとき、電子制御器がソレノイドを励
磁し、エンジンが最大定格パワーで運転できるようにす
る。エンジン速度が、所定の第2レベル(好適な実施例
では2000RPM )を超えると、エンジン/トルクコンバー
ター出力トルクにより、伝達機構部品が過度のトルクレ
ベルにさらされる場合がある。またこの過度のトルクに
より、車輪のスリップを起こし、タイヤ寿命が短くな
る。変速機が第1ギアに入り、ソレノイドが励磁された
場合は、その後エンジン速度が2000RPM を超えると消磁
される。
ブロック線図である。
ソフトウェア制御のフローチャートである。
Claims (15)
- 【請求項1】エンジンのパワー出力を制限する装置にお
いて、 電子制御器、 エンジンの燃料ラック、 所望のギア比を示す複数の位置に位置させることのでき
るギア選択レバー、 前記電子制御器に接続され、第1位置と第2位置を有す
る電子制御プランジャー、及び、 前記電子制御器に接続され、前記エンジンに取り付けら
れ、エンジン速度の関数としてエンジン速度信号を生じ
るエンジン速度センサー、を備え、 前記ギア選択レバーが所定の位置にあり、前記エンジン
速度信号が所定の第1エンジン速度値を超えたとき、前
記電子制御プランジャーを第1位置に置き、 前記電子制御プランジャーが前記第1位置にあるとき、
前記ラックの最大位置を制限することを特徴とする装
置。 - 【請求項2】前記ギア選択レバーが前記所定の位置にあ
り、前記エンジン速度信号が前記所定の第1エンジン速
度値より小さいとき、前記電子制御器が、前記電子制御
プランジャーを前記第2位置に付勢することを特徴とす
る請求項1記載の装置。 - 【請求項3】前記ギア選択レバーが前記所定の位置以外
の位置にあるとき、前記電子制御器が、前記プランジャ
ーを前記第2位置に付勢することを特徴とする請求項1
記載の装置。 - 【請求項4】前記ギア選択レバーが前記所定の位置以外
の位置にあるとき、前記電子制御器が、前記電子制御プ
ランジャーを前記第1位置から前記第2位置に付勢する
ことを特徴とする請求項2記載の装置。 - 【請求項5】前記エンジン速度信号が、所定の第2エン
ジン速度レベルを超えたとき、前記前記電子制御器が、
前記電子制御プランジャーを前記第2位置から前記第1
位置に付勢することを特徴とする請求項2記載の装置。 - 【請求項6】前記所定の位置は、第1ギアのギア選択位
置に対応することを特徴とする請求項1記載の装置。 - 【請求項7】内燃エンジンで使用するエンジン制御器に
おいて、 電子制御器、 前記電子制御器に接続され、燃料を前記エンジンに送る
燃料放出手段、 複数の位置に位置させることができるギア選択器、及
び、 前記電子制御器に接続され、エンジン速度信号を発生す
るエンジン速度センサー、を備え、 前記電子制御器が、燃料放出コマンドを発生し、また前
記ギア選択器位置と前記エンジン速度信号値に応答し
て、選択的に最大燃料放出コマンドを制限することを特
徴とする装置。 - 【請求項8】前記ギア選択器が所定の位置にあり、前記
エンジン速度信号が所定の第1エンジン速度値を超えた
とき、前記電子制御器が、最大燃料放出コマンドを制限
することを特徴とする請求項7記載の装置。 - 【請求項9】前記ギア選択器が前記所定の位置にあり、
前記エンジン速度信号が所定の第1エンジン速度値より
小さいとき、前記電子制御器が、最大燃料放出コマンド
を出せるようにすることを特徴とする請求項7記載の装
置。 - 【請求項10】前記エンジン速度信号が所定の第2エン
ジン速度値を超えたとき、前記電子制御器が、最大燃料
放出コマンドを制限することを特徴とする請求項9記載
の装置。 - 【請求項11】前記ギア選択器が前記所定の位置以外に
あるとき、前記電子制御器が、最大燃料放出コマンドを
出せるようにすることを特徴とする請求項7記載の装
置。 - 【請求項12】前記所定の位置は、第1ギアのギア選択
位置に対応することを特徴とする請求項7記載の装置。 - 【請求項13】電子制御器、前記電子制御器に接続され
た燃料放出手段、エンジン速度センサー、複数のギア比
のある変速機、前記複数のギア比から1つを選択するギ
ア選択手段を含む内燃エンジンの燃料放出ラックのソレ
ノイド制御プランジャーストップ部材を制御する方法に
おいて、 前記複数のギア比からギア比を選択し、 エンジン速度信号を測定し、 前記エンジン速度信号を所定のエンジン速度値と比較
し、 前記エンジン速度が前記所定の第1エンジン速度値を超
え、かつ前記選択したギア比が所定のギア比に対応する
とき、前記ソレノイド制御プランジャーストップ部材を
消磁し、それにより前記プランジャーストップ部材が、
燃料放出ラックの行程を制限する、ステップを備える方
法。 - 【請求項14】前記エンジン速度が前記所定の第1エン
ジン速度値より小さく、前記選択したギア比が前記所定
のギア比以外に対応するとき、前記ソレノイド制御プラ
ンジャーを励磁し、 前記励磁ステップでは前記プランジャーストップ部材
が、燃料放出ラックの自由な動きをできるようにするス
テップを含むことを特徴とする請求項13記載の方法。 - 【請求項15】前記エンジン速度が所定の第2エンジン
速度値を超え、又は前記選択したギア比が前記所定のギ
ア比以外であるとき、前記励磁ステップに続いて前記ソ
レノイド制御プランジャーを消磁するステップを含むこ
とを特徴とする請求項14記載の方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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