JPH0754682A

JPH0754682A - エンジンの電子制御装置

Info

Publication number: JPH0754682A
Application number: JP19693893A
Authority: JP
Inventors: Yoshiyuki Shimoya; 芳之下屋
Original assignee: Komatsu Ltd
Current assignee: Komatsu Ltd
Priority date: 1993-07-14
Filing date: 1993-07-14
Publication date: 1995-02-28

Abstract

(57)【要約】（修正有）【目的】エンジンの電子制御装置に、走行台車に作業
機建設車両の操作性が良い制御装置を提供する。【構成】エンジンと、燃料噴射ポンプ部１０と、スロ
ットルペダルと、スロットル位置検出器１２３と、走行
用車輪と、油圧ポンプからの圧油を受けて作動する作業
装置と、作業あるいは走行の何れかを選択する切替えス
イッチ７と、スロットル位置検出器及び切替えスイッチ
からの信号を受けて燃料噴射量を制御するエンジン制御
装置１とを有する車両において、切替えスイッチが作業
時及び走行時の何れの位置を選択されてもスロットルペ
ダルの変位の始動の位置及び終了の位置とが同じ位置を
検出するスロットル位置検出器１２３と、作業時及び走
行時のスロットル位置検出器の同じ位置からの信号に対
して切替えスイッチ７の選択に合わせて作業時及び走行
時で異なる所定の噴射量を噴射することを燃料噴射ポン
プ部に出力するエンジン制御装置１からなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、エンジンの電子制御装
置に係り、詳しくは走行台車に作業装置がついた建設車
両の動力となるエンジンの電子制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、ホイールクレーン車のように一つ
の車両で、高速度での走行といったエンジンの高回転域
を多用する場合と、クレーン作業といったエンジンの低
回転域を多用する場合とがある建設車両では、その動作
内容に応じてエンジンの使用回転域の上限値と下限値を
変えている。図６にこのような建設車両のエンジンの電
子制御装置の主要構成を示す。図６において、エンジン
１０１の燃料噴射ポンプ１０２の噴射量を制御するガバ
ナ１０３には、エンジン制御装置１２１から発信される
駆動信号１２５によって駆動されるガバナアクチュエー
タ１０４の作動が機械的に伝達されている。この建設車
両の走行用の変速機構としてのトルクコンバータ１１２
及びトランスミッション１１３は、エンジン１０１の駆
動力がシャフト１１１により伝達され、変速された駆動
力はプロペラシャフト１１４、終減速装置１１５、駆動
軸１１６を経て、走行用の車輪１１７を駆動する。油圧
ポンプ１２０はシャフト１１１が受けた駆動力の一部に
より駆動され、図示しない作業機、例えば、クレーン等
の作業に必要な油圧を供給する油圧装置の油圧源であ
る。エンジン１０１を操作するには、スロットルペダル
１２２の踏み込みによるのであるが、その踏み込み量は
スロットルポテンショ１２３によって検出され、その踏
み込み量のスロットル信号１２４はエンジン制御装置１
２１に伝達され、エンジン制御装置１２１により噴射量
が求められ、その信号が駆動信号１２５としてガバナア
クチュエータ１０４に伝達される。ガバナアクチュエー
タ１０４は信号により所定値に揺動し、その揺動角は機
械的にガバナのレバー１０３ａに作用する。従ってガバ
ナ１０３は踏み込み量に応じて作動するとともに、エン
ジン１０１の負荷に応じたトルクを出力する回転数でエ
ンジンを回転させる。ガバナアクチュエータ１０４には
位置検出器１２６が装着されており、ガバナアクチュエ
ータ１０４の位置を位置信号１２７としてエンジン制御
装置１２１にフィードバックしており、またエンジン１
０１の回転数はシャフト１１１の回転数をエンジン回転
検出器１２８がエンジン回転信号１２９としてエンジン
制御装置１２１へ伝達している。切替えスイッチ１３１
は、エンジン１０１の操作モードが「走行」１３１ａか
「作業」１３１ｂかを指示するスイッチである。またロ
ーアイドル設定スイッチ１４１は、切替えスイッチ１３
１が「作業」時エンジン１０１の回転数の下限値を上
げ、また上限値は「走行」時よりも低く抑えるローアイ
ドル設定信号１４２をエンジン制御装置に指示するスイ
ッチである。

【０００３】図７はスロットル信号１２４とエンジン１
０１の回転数との関係を示すグラフで、図中の符号は下
記の通りである。Ｎ１：「走行」時に設定されるエンジン回転数の下限値Ｎ２：「作業」時に設定されるエンジン回転数の下限値Ｎ３：「作業」時に設定されるエンジン回転数の上限値
（Ｎ３＜Ｎ４）Ｎ４：「走行」時に設定されるエンジン回転数の上限値
（Ｎ２はローアイドル設定スイッチにより可変、Ｎ２≧
Ｎ１） θmin：スロットル信号の最小値 θmax：スロットル信号の最大値つまり従来の技術では、図７の示すように「作業」時は
スロットル信号１２４に対するエンジン１０１の回転数
の範囲に制限を設けていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし上記の方法で
は、図７で解るようにスロットル信号１２４がθmin〜
θ１の間（Ｐ）、及びθ２〜θmaxの間（Ｑ）は変化し
ても、つまりオペレータがスロットルペダル１２２を踏
み込んでもエンジン１０１の回転数が変化しない領域
（不感帯）ができてしまい、オペレータの操作感覚を著
しく悪化させている。さらに、近年は住宅近辺での作業
においては、騒音の低減の要望が強い。また、作業中に
エンジン回転数の上限値を最初のセット値より一時的に
高くし、作業速度を早くしたことの要望が強い。

【０００５】本発明は上記問題点に着眼し、エンジンの
電子制御装置に係り、特には、走行台車に作業機がつい
た建設車両において、オペレータの操作性が良いエンジ
ンの電子制御装置を提供することを目的としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明に係わる第１の発
明では、エンジンと、エンジンに燃料を送る燃料噴射ポ
ンプ部と、燃料噴射ポンプからの噴射量を制御するスロ
ットルペダルと、スロットルペダルの変位量を検出する
スロットル位置検出器と、エンジンで駆動されトルコ
ン、ミッション等の動力伝達装置を介して駆動される走
行用車輪と、エンジンにより駆動される油圧ポンプから
の圧油を受けて作動する作業装置と、作業装置による作
業あるいは走行用車輪による走行とのいずれかを適宜選
択する切替えスイッチと、スロットル位置検出器、およ
び、切替えスイッチからの信号を受けて燃料噴射ポンプ
の噴射量を制御する信号を燃料噴射ポンプ部に出力する
エンジン制御装置とを有する車両において、切替えスイ
ッチが作業時および走行時のいずれの位置を選択されて
もスロットルペダルの変位の始動の位置および終了の位
置とが同じ位置を検出するスロットル位置検出器と、作
業時および走行時のスロットル位置検出器の同じ位置か
らの信号に対して切替えスイッチの選択に合わせて作業
時および走行時で異なる所定の噴射量を噴射することを
燃料噴射ポンプ部に出力するエンジン制御装置からな
る。

【０００７】第１の発明を主体とする第２の発明では、
エンジン回転数のローアイドル値、あるいは、ハイアイ
ドル値の所定回転数より増減して設定するエンジン回転
数設定スイッチを付設し、切替えスイッチが「走行」の
場合には、スロットル信号の最小値から最大値までの間
でエンジン回転数の所定のエンジン回転数のローアイド
ル値、および、ハイアイドル値との間を連続して制御
し、切替えスイッチが「作業」の場合には、走行と同じ
スロットル信号の最小値から最大値までの間で、エンジ
ン回転数設定スイッチで設定されたローアイドル値より
高い下限値と走行時のハイアイドル値より低い値の上限
値との間を連続して制御する。

【０００８】第１の発明を主体とする第３の発明では、
「通常」の作業、あるいは、騒音の「静粛」な作業の二
つのモードのいずれかに切り換えるための通常・静のモ
ードスイッチを付設し、「静粛」モードの場合にはスロ
ットル位置検出器の信号に対して、少なくとも「通常」
モード時のエンジン最大回転数時の所定の噴射量よりも
エンジン回転数を減ずるための所定噴射量を減じて噴射
することを燃料噴射ポンプに出力するエンジン制御装置
からなることを特徴とした車両のエンジンの電子制御装
置。

【０００９】第１の発明または第２の発明を主体とする
第４の発明では、ハイアイドル設定スイッチを付設し、
「作業」モードに設定されるエンジンの回転数の上限値
を可変にする。

【００１０】第１の発明、第２の発明、第３の発明また
は第４の発明を主体とする第５の発明では、エンジン水
温の検出器を付設し、エンジン水温が所定値より低い場
合にエンジン回転数の下限値を上昇させてエンジンの暖
気運転の時間を短くする。

【００１１】

【作用】上記構成によれば、切替えスイッチが「作業」
モードの場合でも、「通常」モードと同様に、図９にお
けるスロットル信号θminの時のエンジン回転数Ｎ２の
点Ｐａと、スロットル信号θmaxのときのエンジン回転
数Ｎ３の点Ｑａとを直接結ぶように、エンジン制御装置
で制御することによって上記不感帯Ｐ及びＱを無くすこ
とができる。また、騒音の低減方法としては、「通常」
と「静粛」の二つのモードに切り替えられるモードスイ
ッチを設けて、「静粛」のときには上記の方法で決まる
エンジンの回転数からある値の回転数を減ずる制御とす
ることにより騒音が低減できる。作業時に、エンジン回
転数を最初のセット時より一時的に高くするためにハイ
アイドル設定スイッチを設けているので、作業中にエン
ジン回転の上限値を上げれるので要望に応じて迅速な作
業ができる。さらに、暖気運転時間を短くするために、
エンジン水温の検出器を設けてエンジン水温がある値よ
りも低いときには、エンジン回転の下限値をすこし上昇
させる制御としているので水温の上昇時間が短縮でき、
作業待ち時間を短縮できる。

【００１２】

【実施例】以下に、本発明のエンジンの電子制御装置に
ついて図面を参照して詳細に説明する。図１は本発明の
エンジンの電子制御装置の主要構成図を示す。なお、従
来例と同一部品には同一部合を付して説明は省略する。
図１において、エンジン制御装置１には、「作業」モー
ド時に作業条件に応じて一次的にエンジンの回転数、出
力を増加させるハイアイドル設定スイッチ３と、通常の
回転数および出力あるいはエンジン回転数を低下させて
静粛性を選択する通常・静のモードスイッチ５と、走行
・作業時の切替えスイッチ７と、および従来と同様の走
行・作業時のエンジンの回転数を低下させるローアイド
ル設定スイッチ９が付設され、各設定スイッチからの信
号が入力される。

【００１３】エンジン制御装置１では、各設定スイッチ
からの指令信号に応じて、ＲＡＭ、ＲＯＭおよびＣＰＵ
部で演算し、エンジン回転数を決める出力指令値を求め
る。スロットルペダル１２２の踏み込み量（δ）はスロ
ットルポテンショ１２３によって検出され、その踏み込
み量（δ）のスロットル信号１２４はθとしてエンジン
制御装置１に伝達され、エンジン制御装置１では、各設
定スイッチの選択に応じた踏み込み量（δ）のエンジン
回転数の噴射量が求められ、その指令信号が駆動信号１
２５として燃料噴射ポンプ部１０のガバナアクチュエー
タ１０４に伝達される。

【００１４】燃料噴射ポンプ部１０は、本発明では、燃
料噴射ポンプ１０２と、ガバナ１０３と、ガバナアクチ
ュエータ１０４と、ガバナのレバー１０３ａと、位置検
出器１２６とによって構成されている例を示している
が、電子ガバナ装置を用いて噴射量を制御するようにし
ても良い。

【００１５】次に本発明の実施例の一例を具体的に、図
２あるいは図３を用いて説明する。図２はスロットル信
号とエンジン回転数（エンジン回転数は燃料噴射量によ
り設定されるため説明を容易にするためエンジン回転数
で図示する。）の関係を示す図、図３は本発明のフロー
チャートである。本発明の一つである走行・作業時の切
替えスイッチ７を用いた具体例について、以下に説明す
る。まず、切替えスイッチ７が「走行」モード７ａの場
合、エンジン制御装置１はスロットル信号１２４のθに
対する目標のエンジン回転数ＮｔRを、規定のエンジン
回転数ＮL0、ＮH0を用いて（数式１）に従って制御す
る。

【数式１】ＮｔR ＝( ＮH0−ＮL0）×θ／（θmax−θmin）ただし；θmax：スロットル信号１２４の最大値 θmin：スロットル信号１２４の最小値切替えスイッチ７が「作業」モード７ｂの場合には、ロ
ーアイドル設定スイッチ９で設定されるＮL1（ＮL1≧Ｎ
L0）と規定のエンジン回転数ＮH1（ＮH1＜ＮH0）を用い
てスロットル信号１２４のθに対するエンジン回転数Ｎ
ｔｓを（数式２）に従って制御する。

【数式２】Ｎｔｓ＝（ＮH1−ＮL1）×θ／（θmax−θmin）ただし；θmax：スロットル信号１２４の最大値 θmin：スロットル信号１２４の最小値

【００１６】上記の制御を図３のフローチャートで説明
すると、ステップ１では切替えスイッチ７で、この切替
えスイッチ７により「走行」モード７ａか、あるいは
「作業」モード７ｂのいずれかが選択される。いま「走
行」モード７ａが選択されるとステップ２へ進み、スロ
ットル信号１２４の最大値θmaxにおけるエンジン回転
数ＮH0の点Ｈ0と、スロットル信号１２４の最小値θmin
におけるエンジン回転数ＮL0の点Ｌ0とを設定する。こ
の設定後ステップ３へ進んでスロットル信号θを読み込
んだ後、ステップ４へ進み、上述の（数式１）による制
御が行われた後ステップ５へ進む。ステップ５ではステ
ップ４の制御結果のエンジン回転数ＮｔR の制御信号を
エンジン制御装置１からガバナアクチュエータ１０４へ
送るのである。

【００１７】また、ステップ１の切り替えスイッチで
「作業」モード７ｂが選択されるとステップ１２へ進
み、ローアイドル設定スイッチ９の操作によりスロット
ル信号１２４の最小値θminにおけるエンジン回転数ＮL
0はＮL1に上昇する。そこでステップ１３へ進み、ここ
でスロットル信号１１の最大値θmaxにおけるエンジン
回転数ＮH1の点Ｈ1と、スロットル信号１２４の最小値
θminにおけるエンジン回転数ＮL1の点Ｌ1とを設定す
る。この設定後にステップ１４へ進んでスロットル信号
θを読み込んだ後にステップ１５へ進み、上述の（数式
２）による制御が行われた後に、ステップ５へ進む。ス
テップ５ではステップ１５の演算結果のエンジン回転数
Ｎｔｓの制御信号をエンジン制御装置１からガバナアク
チュエータ１０４へ送るのである。上述のように、制御
のできる図２のスロットル信号とエンジン回転数との関
係は、図９に示した従来の技術における不感帯Ｐ及びＱ
が無くなり、オペレータの操作感覚はかなり向上したも
のとなる。

【００１８】次に、本発明の第２の発明の実施例であ
る、最近の環境問題で特に騒音低減を要求される場合に
対しては、図１に示すエンジン制御装置１に付設されて
いる「通常」と「静粛」に切り替えられるモードスイッ
チ５を「静粛」モードに操作する。「静粛」に切り替え
た場合には、上記のエンジン制御装置１はスロットルペ
ダル１２２の踏み込み量（δ）がスロットルポテンショ
１２３によって検出され、その踏み込み量（δ）のスロ
ットル信号１２４はθとしてエンジン制御装置１に伝達
され、設定された回転数から一定の値の回転数を減じ、
これによって騒音を低減することが可能となる。この特
性を示したのが図４のグラフ中の実線部（イ）である。
なお、図示しないが、スロットル信号１２４の最小値θ
minにおけるエンジン回転数ＮL0はそのままにしてお
き、最大値θmaxにおけるエンジン回転数の点Ｈ1を低減
して、高回転になるにしたがい漸次低減しても良い。

【００１９】また、作業時、特に騒音などの問題が無く
作業速度を所定の時間だけ上げたいときのためには、図
１に示すようにハイアイドル設定スイッチ３をエンジン
制御装置１に付設し、必要に応じてエンジン回転数の上
限値を上げる。このハイアイドル設定スイッチ３をＯＮ
することによって、「作業」モード時のエンジン回転数
の上限値Ｈ1 を一定回転数だけ上昇させエンジン回転数
の上限値を点Ｈ3 に換えることができる。この特性を示
したのが図５のグラフ中の実線部（ロ）であるが、この
点Ｈ3 は任意に設定でき、エンジン回転数の点Ｈ0にし
ても良い。

【００２０】さらに、寒冷期などにおいては、エンジン
の冷却水の温度がある一定温度になるまでかなりの暖気
運転の時間を要する。このような場合この暖気運転の時
間を極力短くするために、図１に示すエンジン１０１に
エンジン水温の検出器１２を設置し、このエンジン１０
１の検出器１２の感知した温度をエンジン水温信号１３
としてエンジン制御装置１へフィードバックし、このエ
ンジン水温信号１３がある値に達するまで、図５に示す
エンジン回転数の下限値Ｌｏを点Ｌ1 に上昇させてお
く。このことによって暖気運転の時間が短縮されるので
ある。

【００２１】

【発明の効果】本発明は上述したようにしてなるので、
従来の技術に比べて「走行」時、あるいは「作業」時に
おけるアクセルペダルの不感帯を無くすることができ、
また作業速度向上のため、あるいは騒音低減のため、更
に暖気運転時間短縮のためなどにエンジンの回転数の上
限値や下限値を変更する場合にもアクセルペダルの不感
帯を作る心配も無いので、オペレータの操作感覚は確実
に向上する。本発明はこのような特長を有するので、そ
の実用性は極めて高いものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明のエンジンの電子制御装置の主要構成図
を示す。

【図２】本発明におけるスロットル信号とエンジン回転
数の関係を示すグラフである。

【図３】本発明のフローチャートである。

【図４】作業モード時のスロットル信号とエンジン回転
数の関係を示すグラフである。

【図５】ハイアイドル設定スイッチを操作した時スロッ
トル信号とエンジン回転数の関係を示すグラフである。

【図６】従来の技術の説明用の構成図である。

【図７】従来の技術におけるスロットル信号とエンジン
回転数の関係を示すグラフである。

【符号の説明】

１エンジン制御装置、３ハイアイドル設定スイッ
チ、５通常・静のモードスイッチ、７走行・作業
時の切替えスイッチ、９ローアイドル設定スイッチ、
１０燃料噴射ポンプ部、１２エンジン水温の検出
器、１０１エンジン１０２燃料噴射ポンプ１０３ガバナ１０３ａレバー１０４ガバナアクチュエータ１１７車輪１２０油圧ポンプ１２２スロットルペダル１２３スロットル検出器１２４スロットル信号１３１切替えスイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジンと、エンジンに燃料を送る燃料
噴射ポンプ部と、燃料噴射ポンプからの噴射量を制御す
るスロットルペダルと、スロットルペダルの変位量を検
出するスロットル位置検出器と、エンジンで駆動されト
ルコン、ミッション等の動力伝達装置を介して駆動され
る走行用車輪と、エンジンにより駆動される油圧ポンプ
からの圧油を受けて作動する作業装置と、作業装置によ
る作業あるいは走行用車輪による走行とのいずれかを適
宜選択する切替えスイッチと、スロットル位置検出器、
および、切替えスイッチからの信号を受けて燃料噴射ポ
ンプの噴射量を制御する信号を燃料噴射ポンプ部に出力
するエンジン制御装置とを有する車両において、切替えスイッチが作業時および走行時のいずれの位置を
選択されてもスロットルペダルの変位の始動の位置およ
び終了の位置とが同じ位置を検出するスロットル位置検
出器と、作業時および走行時のスロットル位置検出器の
同じ位置からの信号に対して切替えスイッチの選択に合
わせて作業時および走行時で異なる所定の噴射量を噴射
することを燃料噴射ポンプ部に出力するエンジン制御装
置からなることを特徴とする車両のエンジンの電子制御
装置。
【請求項２】請求項１において、エンジン回転数のロ
ーアイドル値、あるいは、ハイアイドル値の所定回転数
より増減して設定するエンジン回転数設定スイッチを付
設し、切替えスイッチが「走行」の場合には、スロット
ル信号の最小値から最大値までの間でエンジン回転数の
所定のエンジン回転数のローアイドル値、および、ハイ
アイドル値との間を連続して制御し、切替えスイッチが
「作業」の場合には、走行と同じスロットル信号の最小
値から最大値までの間で、エンジン回転数設定スイッチ
で設定されたローアイドル値より高い下限値と走行時の
ハイアイドル値より低い値の上限値との間を連続して制
御することを特徴とした車両のエンジンの電子制御装
置。
【請求項３】請求項１において、「通常」の作業、あ
るいは、騒音の「静粛」な作業の二つのモードのいずれ
かに切り換えるための通常・静のモードスイッチを付設
し、「静粛」モードの場合にはスロットル位置検出器の
信号に対して、少なくとも「通常」モード時のエンジン
最大回転数時の所定の噴射量よりもエンジン回転数を減
ずるための所定噴射量を減じて噴射することを燃料噴射
ポンプに出力するエンジン制御装置からなることを特徴
とした車両のエンジンの電子制御装置。
【請求項４】請求項２または請求項３の装置に対し、
ハイアイドル設定スイッチを付設し、「作業」モードに
設定されるエンジンの回転数の上限値を可変にしたこと
を特徴とした車両のエンジンの電子制御装置。
【請求項５】請求項１、請求項２、請求項３、または
請求項４において、エンジン水温の検出器を付設し、エ
ンジン水温が所定値より低い場合にエンジン回転数の下
限値を上昇させてエンジンの暖気運転の時間を短くする
ことを特徴する車両のエンジンの電子制御装置。