JPH094480A - トルク制限パワーテイクオフ制御装置及びその作動方法 - Google Patents

トルク制限パワーテイクオフ制御装置及びその作動方法

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JPH094480A
JPH094480A JP8155208A JP15520896A JPH094480A JP H094480 A JPH094480 A JP H094480A JP 8155208 A JP8155208 A JP 8155208A JP 15520896 A JP15520896 A JP 15520896A JP H094480 A JPH094480 A JP H094480A
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JP
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torque
microprocessor
switch
pto
engine
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JP8155208A
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Kevin D Ehrenhardt
ディー エイランハード ケヴィン
Gregory S Gauger
エス ゴーガー グレゴリー
Prasad V Parupalli
ヴィー パルパーリ プラサド
Thomas R Sandborg
アール サンドボーグ トーマス
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Caterpillar Inc
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Caterpillar Inc
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    • F02—COMBUSTION ENGINES; HOT-GAS OR COMBUSTION-PRODUCT ENGINE PLANTS
    • F02D—CONTROLLING COMBUSTION ENGINES
    • F02D31/00—Use of speed-sensing governors to control combustion engines, not otherwise provided for
    • F02D31/001—Electric control of rotation speed
    • F02D31/007—Electric control of rotation speed controlling fuel supply
    • F02D31/009—Electric control of rotation speed controlling fuel supply for maximum speed control

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  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Auxiliary Drives, Propulsion Controls, And Safety Devices (AREA)
  • Electrical Control Of Air Or Fuel Supplied To Internal-Combustion Engine (AREA)
  • Combined Controls Of Internal Combustion Engines (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク制限パワーテイクオフ制御装置及びそ
の作動方法を提供する。 【解決手段】 ＰＴＯモードにおいて作動するときエン
ジンのトルク出力を制限する制御装置が提供される。制
御装置は、ＰＴＯオンオフスイッチ、セットレジュメス
イッチ及びトルク制限オンオフスイッチに接続したマイ
クロプロセッサを備える。トルク制限オンオフスイッチ
がオン位置にあるとき、マイクロプロセッサは、最大ト
ルク出力をオペレータがプログラムした値に制限する。
オペレータは、プログラミングツールを使用してトルク
制限値を再プログラムできる。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ハイウェイを走るトラ
ックに関する。より詳細には、ハイウェイを走るパワー
テイクオフ装置を有するトラックに関する。
【０００２】
【従来技術】ハイウェイを走る多くのトラックや他の車
両は、セメントトラック上にセメントミキサ、又はごみ
トラック上にごみコンパクタを備える付属部品を作動す
るための動力を与えるために、パワーテイクオフ装置
（以下、「ＰＴＯ」と称する）が必要となる。時には、
トラック台からではなく他の位置から、ＰＴＯのパワー
出力及び速度を制御することが好ましい。例えば、ごみ
トラックは、ごみをコンパクトにするためにＰＴＯに接
続したコンパクタを使用する。圧密化サイクルにおい
て、コンパクタはＰＴＯからの増大したトルクを必要と
し、同様にＰＴＯは増大したエンジンパワーが必要にな
る。エンジンが失速しないようにコンパクタに対して十
分な動力を与えるために、圧密化サイクルにおいて、オ
ペレータがエンジン出力を制御できなければならない。
明らかに、オペレータがトラック台で加速装置ペダルを
使用しなければならないとき、コンパクタのパワー要求
を満たすようにエンジンを正確に制御することは厄介で
かなり困難である。オペレータがコンパクタを見て、完
全なサイクルを測ることができるような車両の近くに立
ってエンジンを制御することが好ましい。
【０００３】幾つかの用途において、車両は前進のため
に大きなトルクを必要とするが、ＰＴＯの付属部品（つ
まり、セメントミキサ、ごみコンパクタ、等）を駆動す
るのに要するトルクははるかに小さい。そのような用途
において、エンジンは、ＰＴＯ付属部品が損傷や過度の
磨耗なしに耐えられるようなレベルよりも高いトルクレ
ベルを発生することがある。したがって、このような従
来技術のＰＴＯを使用するとき、ＰＴＯのオペレータが
付属部品の公称トルク以下にエンジントルク出力を維持
することが重要である。このことは、車両に精通し、経
験を積んだオペレータには可能であるが、運転者が別の
車両と交替したり、車両／付属部品の組み合わせのトル
ク限界にあまり精通していないことも多々ある。経験を
積んだオペレータでさえ、エンジン速度とトルク出力と
を監視しなければ、かなり損傷を与えることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】これらの故障を認識
し、エンジンにオプションの工場取り付けトルク制限機
能を設けるようにしたエンジンメーカーもある。それら
のエンジンでは、車両のオペレータがトルク制限スイッ
チを作動するときに使用する第二の低トルク曲線が、与
えられる。同時に、この方法は成功するが、欠点もあ
る。例えば、先行技術の装置では、低トルク曲線工場で
固定され、オーナー又はオペレータが変化できない。し
たがって、新しい付属部品と同じトルクレベルが容認で
きなくなる程度まで、ＰＴＯの付属部品の性能が時間と
ともに低下すると、トルク制限機能は付属部品を十分に
保護できなくなる。さらに、付属部品が異なるトルク能
力を有する別の付属部品と交換されると、エンジンのト
ルク制限機能は新しい付属部品を適切に保護することは
できない。ゆえに、オーナー又はオペレータにトルク制
限をプログラムしたプログラム可能なトルク制限装置を
与えることが好ましい。従来技術のトルク制限機能に関
連する別の問題は、全作動範囲にわたって低トルク曲線
でエンジンが制御されることである。トルクが付属部品
トルク制限を越える速度では、エンジンが通常のトルク
を生じ、極端なレベルを生じるときのみに、トルク出力
を制限することが好ましい。本発明は、前述の問題の一
つ又は二つ以上を解決するものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明の実施例の目的
は、トルク曲線を変形することなくエンジンの最大トル
ク出力を制限するＰＴＯ制御装置で使用するトルク制限
機能を、提供することである。本発明の実施例の別の目
的は、車両のオペレータが所望の最大トルク出力をプロ
グラムし、その値を再プログラムする手段を提供するこ
とである。これら及び別の目的を達成するために、前記
エンジンがＰＴＯモードで作動しているとき、エンジン
の最大トルク出力を制御する装置が開示される。エンジ
ンはマイクロプロセッサに接続される。車両のオペレー
タは、マイクロプロセッサに接続したメモリに、所望の
トルク制限値をプログラムする。トルク制限オンオフス
イッチは、マイクロプロセッサに接続する。トルク制限
オンオフスイッチがオン位置に戻されると、マイクロプ
ロセッサはエンジンの最大トルク出力を、メモリに記憶
された所望のトルク制限値に制限する。本発明の他の目
的と利点は、図面と説明及び添付の特許請求の範囲から
明らかになるであろう。
【０００６】
【実施例】先ず、図１を参照すると、図には本発明のＰ
ＴＯ制御装置の実施例で採用する車両１０を示す。望ま
しくは、ＰＴＯ制御装置１５は、車両１０のエンジン区
分室の内側に設置されるとよい。しかし、添付の請求の
範囲によって定められるような本発明の範囲から逸脱す
ることなく、ＰＴＯ制御装置１５に対して別の配置が選
択されてもよい。以下で、より詳細に説明するように、
別の適当な電気制御器を使用してもよいが、ＰＴＯ制御
装置１５がマイクロプロセッサ１２０を備えることが好
ましい。マイクロプロセッサ１２０は、配線３０又は別
の適当な電気接続を介して、ＰＴＯオンオフスイッチ２
０及び第一ＰＴＯランプ２５に電気接続する。ＰＴＯオ
ンオフスイッチ２０及び第一ＰＴＯランプ２５は、オペ
レータ室２１内に配置されることが好ましい。望ましく
は、ＰＴＯセットレジュメスイッチ３５は、リモート制
御パネル４０上に配置され、配線３０又は別の適当な電
気接続によってマイクロプロセッサ１２０に電気接続さ
れるとよい。好適実施例において、リモート制御パネル
４０はまた、配線３０又は別の適当な電気接続によって
マイクロプロセッサ１２０に電気接続したトルク制限オ
ンオフスイッチ５０と第二ＰＴＯランプ４５の両方を備
える。
【０００７】図２を参照すると、図面には本発明のＰＴ
Ｏ制御装置１１０の好適実施例の概略ブロック図を示
す。ＰＴＯ制御装置１１０は、ＰＴＯ制御装置１５を備
え、それは好適実施例においてはマイクロプロセッサ１
２０である。好適実施例において使用されるマイクロプ
ロセッサ１２０は、モトローラ半導体プロダクツ社によ
って製造されたモトローラ6811K4マイクロプロセッサで
ある。しかし、別の適当なマイクロプロセッサが従来技
術において周知であり、添付の請求の範囲によって定め
られる本発明の範囲から逸脱することなく、これらを容
易に直ぐに代わりに使用できるであろう。マイクロプロ
セッサ１２０は、ソフトウェア命令１８０とルックアッ
プ表又は他の情報のようなデータ１９０との両方を備え
るメモリ１７０に接続する。図２に示すように、メモリ
１７０とマイクロプロセッサ１２０とは、別の構成要素
である。しかし、当業者には公知のように、いくつかの
マイクロプロセッサはメモリを備える。それとは反対
に、本発明は添付の請求の範囲によって形成されるよう
な、本発明の範囲内の別の全てのマイクロプロセッサを
含む。マイクロプロセッサ１２０は、エンジン速度／時
期センサ１３０に接続する。エンジン速度／時期センサ
１３０は、エンジン１４５に設置され、エンジンクラン
クシャフト（図示せず）の回転速度を感知し、デューテ
ィサイクルが回転クランクシャフトの回転速度の関数で
あるようなパルス幅変調信号を生じることが好ましい。
ＥＣＭはまた、エンジン１４５の個々のシリンダに設置
された燃料噴射器１６０に接続するドライバ回路１５０
に接続する。６個の噴射器１６０を有するエンジン１４
５を図２に示すが、エンジン１４５は多くても少なくて
も６個のシリンダと６個の噴射器１６０を備える。
【０００８】当業者には公知のように、マイクロプロセ
ッサ１２０は、燃料噴射信号を発生し、ドライバ回路１
５０にそれを送る。次いで、ドライバ回路１５０は対応
する噴射信号を生じ、その噴射信号は、個々の燃料噴射
器１６０に送られる。マイクロプロセッサ１２０は、エ
ンジン速度／時期センサ１３０から送られた信号と、加
速装置ペダル（図示せず）の位置の関数として決定され
た所望のエンジン速度信号（図示せず）のような他の入
力と、を含む種々の感知エンジンパラメタの関数とし
て、またメモリ１７０に記憶されたデータ１９０とソフ
トウェア命令１８０の関数として、燃料噴射信号の時期
及び持続時間を計算する。種々のセンサ入力の値に応じ
て行われる速度／時期及び燃料送出の計算は、当業者に
は公知である。種々の入力から時期及び燃料噴射信号を
計算するためにマイクロプロセッサをすぐに容易にプロ
グラムできることが、当業者には公知である。ドライバ
回路１５０もまた当業者には公知である。どんな回路
も、以下で説明する実施例に接続して使用できる。マイ
クロプロセッサ１２０は、ＰＴＯオンオフスイッチ２０
とＰＴＯセットレシュメスイッチとに電気接続する。好
適実施例において、ＰＴＯ制御装置１５はまた、トルク
制限オンオフスイッチ５０に接続する。しかし、以下で
詳細に述べるように、他の場合の実施例において、本発
明のトルク制限機能を保有する間、トルク制限オンオフ
スイッチ５０は省くことができる。図２に示すように、
データポート１４０はマイクロプロセッサ１２０に電気
接続する。以下で詳細に述べるように、トルク制限値を
含むいくつかのパラメタを再プログラムするために、デ
ータポート１４０はトラックのオペレータまたはオーナ
ー／オペレータが、プログラミング装置をマイクロプロ
セッサ１２０に接続できるデータ接続を備えてよい。
【０００９】図３、４を参照すると、マイクロプロセッ
サ１２０をプログラムするためのソフトウェアの流れ図
と本発明の好適実施例のトルク制限機能を示す表とが示
される。どのような適当なマイクロプロセッサを本発明
の実施のために使用してもよいが、流れ図に描かれたプ
ログラムが、前述した6811K4マイクロプロセッサ及び組
み合わされた構成要素と共に使用するために特に適応さ
れる。流れ図は、所望のソフトウェアプログラムの完全
で実行可能な設計を構成し、直列6811K4マイクロプロセ
ッサシステム上で実行するために減少された。ソフトウ
ェアプログラムは、このシステムに対応する命令セット
を使用して、説明された流れ図から容易にコードされて
よく、又は別の適当な慣用マイクロプロセッサの命令と
ともにコードされてもよい。これらのような流れ図及び
表からソフトウェアコードを書くプロセスは、当業者に
は単なる機械的段階である。図３を参照すると、プログ
ラム制御がブロック１９１で始まり、ブロック１９２に
移行する。ブロック１９２において、トラックのオペレ
ータ又は車両オーナーが、データポート１４０に接続し
たサービスツール又は別のプログラミング装置を使用す
るメモリ１７０にトルク制限値をプログラムする。次い
で、制御はブロック１９３に移行する。
【００１０】ブロック１９３は、上限及び下限に対して
ブロック１９２内に入ったトルク制限値の上でブロック
１９６を介してチェックを行う。上限は、エンジン用の
定格トルクによって決定されることが好ましい。下限
は、ほぼ200ft/lbs である。添付の特許請求で説明され
るように本発明の精神及び範囲から逸脱することなく、
別の値がプログラムされてもよいことに気づく。ブロッ
ク１９３において、プログラムは、ブロック１９２内に
入ったトルク制限値がエンジン用の定格トルクを越える
かどうかを判定する。ブロック１９２内に入ったトルク
制限値がエンジンの定格トルクより大きいと、制限値は
エンジンが発生できるトルクより高いので、トルクを制
限するものは何もない。次いで、制御はブロック１９４
に移行する。トルク制限値が、定格トルクにセットされ
るとき、プログラム制御はブロック１９４からブロック
２００に移行する。ブロック１９３において、ブロック
１９２内に入った値が上限を越えないと、プログラム制
御はブロック１９５に移行する。ブロック１９５におい
て、入った値が下限値以下であるかどうかを、プログラ
ムが判定する。下限制限値は、好適実施例において、ほ
ぼ200ft/lbs である。入った値が、200ft/lbs 以下であ
ると、プログラム制御はブロック１９６に移行し、そう
でなければプログラム制御はブロック２００に移行す
る。ブロック１９６において、トルク制限値が200ft/lb
s にセットされる。次いで、プログラム制御はブロック
２００に移行する。
【００１１】ブロック２００において、トルク制限オン
オフスイッチ５０がオン位置にあるかどうかを、マイク
ロプロセッサ１２０が判定する。トルク制限オンオフス
イッチ５０がオン位置にあると、プログラム制御はブロ
ック２１０に移行する。そうでなければ、プログラム制
御はブロック３００に移行する。前記したように、トル
ク制限オンオフスイッチ５０を有さない場合もある。そ
のような場合には、ブロック２００において、ＰＴＯオ
ンオフスイッチがオン位置にあるかどうかを、プログラ
ム制御が判定する。オン位置であると、上述の状態のよ
うに同じ方法においてプログラム制御はブロック２１０
に移行する。同様に、ＰＴＯオンオフスイッチがオフ位
置にあると、プログラム制御はブロック３００に移行す
る。ブロック２１０において、プログラムは、トルク制
限値を読み取る。次いで、プログラム制御はブロック２
２０に移行する。ブロック２２０において、マイクロプ
ロセッサ１２０は、エンジン速度センサ１３０によって
発生した信号を読み取る。次いで、プログラム制御はブ
ロック２３０に移行する。ブロック２３０において、プ
ログラムはエンジン用のトルク出力を計算する。次い
で、プログラム制御はブロック２４０に移行する。
【００１２】ブロック２４０において、ブロック２３０
内で計算されたトルク出力がトルク制限値を越えるかど
うかを、プログラムが判定する。判定ブロック２４０が
イエスであると、プログラム制御はブロック２５０に移
行する。そうでないと、プログラム制御はブロック３０
０に移行する。ブロック２５０において、トルク出力を
プログラムしたトルク制限値に等しくするために、マイ
クロプロセッサ１２０は、減少した燃料噴射量の噴射信
号を計算する。次いで、プログラム制御はブロック２０
０に戻る。ブロック３００において、エンジンは、エン
ジン速度に対して通常のトルク出力で走行する。次い
で、プログラム制御はブロック２００に戻る。図４を参
照すると、本発明の実施例のトルク制限機能を有さずに
走行するエンジン用のトルク曲線４００を示す。また、
トルク制限オンオフスイッチ５０がオン位置で作動する
ときの、エンジンのトルク出力を表すトルク制限曲線４
１０も示す。図４の点線は、流れ図のブロック１９２内
にプログラムされる（又は、次にブロック１９３−１９
６で制限される）トルク制限値を表す。このように、エ
ンジン１４５がトルク制限曲線４１０のレベル以下のト
ルクレベルを生じるとき、トルク出力はトルク曲線４０
０を使用して計算される。曲線４００によって生じた値
がトルク制限曲線４１０のレベルを越えると、トルク出
力はトルク制限曲線４１０から計算される。このよう
に、エンジントルク出力が、トルク制限値を越えるの
で、トルク出力をトルク制限値に対応させるために、マ
イクロプロセッサ１２０はエンジンへの燃料流出を減少
する。
【００１３】作動中、ここで説明される好適実施例は、
ＰＴＯモードで作動しているとき、車両オペレータがエ
ンジンを所定の速度にセットできる。その速度で、ＰＴ
Ｏ加速装置を駆動するために、エンジンが大きな動力を
与える。同時に、トルク制限機能が組み合わされると、
制御装置は付属部品のトルク制限に対してエンジンのト
ルク出力を制限する。この方法において、本発明の制御
装置がオペレータの極端なトルクの適用によって生じる
ような、損傷又は極度な磨耗を阻止するために役立つ。
本発明の制御装置を作動するために、オペレータはＰＴ
Ｏオンオフスイッチ２０をオン位置にする。ＰＴＯ制御
装置は、エンジンの速度をプログラムされたＰＴＯ速度
に制御する。次に、オペレータは、セットレジュメスイ
ッチ３５をレジュメ位置に移動することによってプログ
ラムされたエンジン速度を変化できる、又は、セット位
置に移動することによってプログラムされたエンジン速
度を減少できる。トルク制限オンオフスイッチ５０をオ
ン位置に移動することによって、プログラム制御がエン
ジントルク出力を制限する。このように、オペレータは
トルク出力が所望のレベル以下で存続することを保証す
る。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のＰＴＯ制御装置の好適実施例を使用す
る、ハイウェイを走行するトラックの概略図である。
【図２】本発明のＰＴＯ制御装置の好適実施例のブロッ
ク図である。
【図３】本発明の好適実施例で使用される実施例の流れ
図である。
【図４】本発明のＰＴＯ制御装置の実施例で達成可能な
トルク制限制御の例を示すグラフである。
【符号の説明】
１０ 車両 １５ パワーテイクオフ制御装置 ２０、３５、５０ スイッチ ２１ オペレータ室 ２５、４５ ＰＴＯランプ ３０ 配線 ４０ リモートコントロールパネル １２０ マイクロプロセッサ １３０ センサ １４０ データポート １４５ エンジン １５０ ドライバ回路 １７０ メモリ １８０ 命令 １９０ データ １９１、１９２、１９４、１９５、１９６、２００、２
１０、２２０、２３０、２４０、２５０、３００ ブロ
ック ４００、４１０ 曲線
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 グレゴリー エス ゴーガー アメリカ合衆国 イリノイ州 61554 ペ キンアレンタウン ロード 3664 (72)発明者 プラサド ヴィー パルパーリ アメリカ合衆国 イリノイ州 61614 ピ オーリア ノース ビルトモア 5702 (72)発明者 トーマス アール サンドボーグ アメリカ合衆国 イリノイ州 61547 メ イプルトン ウィートフィールド ロード 4122

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 エンジンの最大トルクを自動的に制限
    し、パワーテイクオフに接続した車両エンジンを制御す
    る装置であって、 マイクロプロセッサと、 オン位置及びオフ位置に可動であり、前記マイクロプロ
    セッサに電気接続したトルク制限オンオフスイッチと、 前記マイクロプロセッサに電気接続するメモリ手段と、 前記マイクロプロセッサ及び燃料噴射器に電気接続する
    ドライバ回路と、 前記マイクロプロセッサに電気接続し、前記エンジンの
    速度に相当する電気信号を発生するために前記エンジン
    に接続した速度感知手段と、 前記メモリ手段に記憶されたオペレータがプログラム可
    能なトルク制限値と、 前記メモリ手段に記憶された第一トルク送出曲線と、を
    備え、 前記トルク制限オンオフスイッチがオフ位置にあると
    き、前記マイクロプロセッサが、前記第一トルク送出曲
    線の関数として、前記ドライバ回路に送られる燃料噴射
    信号を発生し、 前記トルク制限オンオフスイッチのオン位置において、
    前記曲線の値が前記トルク制限値以下であると、前記第
    一トルク送出曲線の関数として、また前記トルク曲線が
    前記トルク制限値以上又は前記トルク制限値と同じであ
    ると、前記トルク制限値の関数として、前記ドライバ回
    路に送られる燃料噴射信号を前記マイクロプロセッサ
    が、発生する、ことを特徴とする装置。
  2. 【請求項２】 外部プログラミング装置に接続可能であ
    り、前記マイクロプロセッサに電気変換したデータポー
    トを備えることを特徴とする請求項１に記載の装置。
  3. 【請求項３】 オン位置及びオフ位置を有し、前記マイ
    クロプロセッサに電気接続したＰＴＯオンオフスイッチ
    と、 セット位置及びレジュメ位置を有するセットレジュメス
    イッチと、を備え、 前記ＰＴＯオンオフスイッチが前記オン位置にあると
    き、前記マイクロプロセッサが、プログラムされたＰＴ
    Ｏ速度に対してエンジンの前記速度を制御することを特
    徴とする請求項１に記載の装置。
  4. 【請求項４】 前記マイクロプロセッサが、前記セット
    レジュメスイッチが前記レジュメ位置まで移動すること
    に応じてプログラムされた前記ＰＴＯ速度を増大し、前
    記セットレジュメスイッチが前記セット位置まで移動す
    ることに応じてプログラムされた前記ＰＴＯ速度を減少
    することを特徴とする請求項３に記載の装置。
JP8155208A 1995-06-16 1996-06-17 トルク制限パワーテイクオフ制御装置及びその作動方法 Withdrawn JPH094480A (ja)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US08/491443 1995-06-16
US08/491,443 US5740044A (en) 1995-06-16 1995-06-16 Torque limiting power take off control and method of operating same

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JPH094480A true JPH094480A (ja) 1997-01-07

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ID=23952245

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Application Number Title Priority Date Filing Date
JP8155208A Withdrawn JPH094480A (ja) 1995-06-16 1996-06-17 トルク制限パワーテイクオフ制御装置及びその作動方法

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JP (1) JPH094480A (ja)
DE (1) DE19624085A1 (ja)

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