JPS60245859A - ガバナコントロ−ルレバ−制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【産業上の利用分野】

この発明は　ガバナコントロールレバーのセント位置を
変位することによりディーゼル機関の出力を多段階に調
整する装置において、ディーゼル機関にかかる負荷を回
転数変動から検出し、出力の過不足を判定して自動的に
適切なガバナコントロールを行うガバナコントロールレ
バー制御装置に関する。

【従来技術およびその問題点】

ガバナコントロールレバーのセ・ノド位置をｉ位するこ
とによりディーゼル機関の出力を多段諧に調整する装置
においては、稼動状況に応じて上記ガバナコントロール
レバーのセ・ノド位置を随時切換えることが燃料生産性
を高めることになる。 しかし、稼動中における負荷の状態をオペレータが的確
に把握し手動によりガバナコントロールレバーを適切に
切換えるには長年の熟練を要する。 更に、マニュアル操作を要する操作レバー等が多い場合
には、ガバナコントロールレバーを頻ｌに操作すること
は煩わしい作業となる。 ここで−例を挙げれば、 油圧駆動形トラクタショベルにあっては、オペレータは
両足で操向ペダルを、右手は作業装置レバーを、左手は
車速コントロールレノ〈−ヲ操作スるため、ガバナコン
トロールレノく−は随時操作しにくく通常最大出力（）
λイアイドル）位置にセントして稼動している実情にあ
り、省燃費を図ることができない。 そこで適切なガバナコントロールレバー操作を行うべく
自動化が望まれている実情にある。

【発明の目的】

この発明は上記事情に鑑み、鋭意研究の結果創案された
ものであって、その主たる目的は、オペレータをガバナ
コントロールレバーの頻繁な操作から解放すると共に稼
動状況に応じてガバナコントロールレバーのセット位置
を適切に変位して省燃費効率を高めるにある。

【発明の構成】

この発明は上記目的を達成するために第１図に示す如く
、ディーゼル機関のドライブ系統の回転数を検出・測定
する回転数検出手段１から入力された回転数データに基
づいて、まず開始時期判定手段２で、ガバナコントロー
ルレバーがローアイドル位置を超えたか否か判定し、次
に負荷判定手段３で過負荷状態（３゛）か或いは軽負荷
状Ｗ３（３”）かを判定し、この判定結果に基づいて出
力された制御信号によってガバナコントロールレバー作
動装置５を作動させガバナ７のコントロールレバー６を
適切なセット位置に変位させるものである。 また、この発明は、所定の稼動条件を検出する稼動検出
手段４を設けておき、該検出手段４が上記稼動条件を検
出すると所定の制御信号をガバナコントロールレバー作
動制御装置５に入力しガバナコントロールレバー６を所
定位置に変位させると共に以後の稼動状況に応じたガバ
ナ７のコントロールを前述の負荷判定手段の制御信号に
よって遂行するという手段を講じている。

【発明の実施例】

以下に、この発明をトラクタショベルに適用した場合に
おけるガバナコントロールレバー制御装置の好適実施例
を第２図及び第３図に基づいて説明する。 この実施例では、ガバナコントロールレバー６のセット
位置をハイアイドル位置く高回転位置）、ローアイドル
位置（低回転位置）、任意設定回転数位置く作業内容に
応じハイアイドルとローアイドルの間で任意に設定され
た回転数位置）の３段階に切換、変位する場合について
説明する。 また、この場合にガバナコントロールレバー６を動かす
アクチュエータは２連に設けることによりガバナコント
ロールレバーを上記３位置に的確にセットすることがで
きる。 第２図に示すガバナコントロールレバー制御装置は、 ガバナコントロールレバー６を３段階に変位させる二連
のアクチュエータ２１．２２と、こδアクチェエータ２
１．２２を作動させる二つのソレノイドバルブ１９．２
０と、 該ソレノイドバルブ１９．２０に制御信号を送る制御ス
イッチ群１４〜１６及びマイクロコンピュータ８と、こ
れら制御スイッチ群１４〜１６およびマイクロコンピュ
ータ８を作動させるメインスイッチ１３とから構成され
ている。 ここで制御スイッチ群は、図示例の場合、スピードコン
トロールレバーがニュートラル位置にある場合にＯＮ信
号が発せられるノーマルオープン型のマイクロスイッチ
からなるニュートラルスイッチ１４と、左右いずれかの
ステアリングペダルが踏込まれた場合にのみＯＮ信号が
発せられる（排他的論理和接続の）ステアリングスイッ
チ１５から構成されている。 また、二つのソレノイドバルブ１９．２０は、４ポ一ト
２位置切換弁からなり、アクチュエータを動かしてガバ
ナコントロールレバーを■両方のアクチュエータのロン
ドが縮む方向に動いて変位するローアイドル位置、■い
ずれか一方のアクチュエータのロンドが伸びる方向に動
いて変位する任意設定回転数位置、■両方のアクチブ、
エータの口・ノドが伸長方向に動いて変位するｌ＼イア
イドル位置、の３段にガバナコントロールレバーを作動
しうる構成となっている。 そして、本実施例では、これらのアクチュエータ２１．
２２を作動させるソレノイドバルブ刊、２０はターミナ
ルを介してスイッチ群１４〜１６およ、びマイクロコン
ピュータ８と接続されている。 即ち、ターミナルの１番Ｔ１には、直流電源１１にヒユ
ーズ１２を介して接続されてノーマルオープン型のメー
ンスイッチ１３により０Ｎ−ＯＦＦ制御される入力ライ
ンＬ１と、 後記ローセットラインＬ２に接続されてニュートラルス
イッチ１４により０Ｎ−ＯＦＦ制御されるラインと、マ
イクロコンピュータ８の入力ポート・に接続されるライ
ンとが結線されている。 ターミナルの２番Ｔ２にはマイクロコンピュータ８の出
力ボートの一端と接続されるラインと、ローセットバル
ブに接続されるローセントラインＬ２と、一方のステア
リングペダルの踏込を検出するステアリングスイッチ１
５ａの端子と接続されるラインと力＜　１６　＆泉され
ている。 ターミナルの３番Ｔ３には、マイクロコンピュータ８の
出力ボートの他端と接続されるラインと、図中下方のソ
レノイドバルブ２０（以下、ハイセ・ノドバルブとする
）に接続されるハイセットラインＬ３と、 該ハイセットラインＬ３に他方のステアリングペダルの
踏込を検出するステアリングスイ・ノチ１５ｂを接続す
るラインとが結線されている。 尚ターミナルの４番Ｔ４はアースとして用いられる。 また、前記直流電源１１にはアース１２を介して手動操
作型のマニュアルハイスイ・ノチ１６が直列Ｑこ接続さ
れてローセットラインＬ２およびノ何セットラインＬ３
にダイオードを介して連結されて０Ｎ−ＯＦＦ制御を行
っている。 同様に、直流電源１１にはアース１２を介して手動操作
型のストップスイッチ１７が設けられてガノくす７のラ
ックソレノイド１８に接続された構成からなっている。 従って、今、メーンスイソチ１３が投入されると直流電
源１１からマイクロコンピュータ８に供電される。 これと共にアクチュエータのブレ・ノシャラインＰから
圧油が供給されてローセ・ノドバルブ１９を介して図中
上方のアクチュエータ２１（以下、ローセットアクチュ
エータとする）が、またノ１イセ・ノドバルブ２０を介
して図中下方のアクチュエータ２２（以下、ハイセット
アクチュエータとする）が共にロンドを縮める方向に動
いてガバナコントロールレバー６をローアイドル位置に
セントさせる。 尚図中Ｔはタンク側ラインである。 次ニ、スピードコントロールレバーが前進マタは後進位
置に入りニュートラルスイッチ１４が投入されると、Ｏ
Ｎ信号によってローセットバルブ１９が励磁されて切換
わり、ローセットアクチュエータ２１のみのロンドが伸
びる方向に動いてガバナコントロールレバー６を任意設
定回転数位置に変位させる。 また、車輌の方向転換を行う場合は、スピードコントロ
ールレバーを前進または後進位置にしたまま左右いずれ
かのステアリングペダルを踏込むので、前述と同様にニ
ュートラルスイッチ１４の投入によってローセットバル
ブ１９が励磁されて切換わると共に、ステアリングスイ
ッチ１５の投入によらてハイセットバルブ２０が励磁さ
れて切換ねるので、ローセントアクチュエータ２１とハ
イセットアクチュエータ２２が共にロンドが伸びる方向
に動いてガバナコントロールレバー６をハイアイドル位
置に変位させる。 尚、この実施例においてステアリングスイッチ１５は、
左右のステアリングペダルが共に踏込まれた場合はＯＦ
Ｆとなる構成が採られているので、両方のステアリング
ペダルを踏込んで減速停止したい場合にガバナコントロ
ールレバーをローアイドル位置に保持することができて
好ましい。 次に、マイクロコンピュータ８は、エソジンにかかる負
荷を検出して、ガバナコントロールレバー６が任意設定
回転数位置にある場合に大きな負荷がかかっているとき
はローセントバルブ１９およびバイセントバルブ２０に
励磁信号を出してガバナコントロールレバー６をハイア
イドル位置に変位させ、またガバナコントロールレバー
６がハイアイドル位置にある場合に負荷が極めて少ない
ときはローセントバルブ２１に非励磁信号を出してガバ
ナコントロールレバーを任意設定回転数位置に変位させ
る。 尚、図中４０は、マイクロコンピュータに任意設定回転
数、ローセット回転数、ハイセット回転数を入力するた
めの入力手段である。 このようにして、ガバナコントロールレバー６のセット
位置は自動的に制御されるが、上記条件以外でガバナコ
ントロールレバーをハイアイドル位置に変位したい場合
、例えば登板時や緊急に移動しなければならない非常時
等の際には、前記マニュアルハイスイッチ１６を投入す
ればよい。 マニュアルハイスイッチエ６のＯＮ信号によってローセ
ットバルブ１９およびハイセットバルブ２０は、前記ス
イッチ群１４．１５およびマイクロコンピュータ８の制
御信号に優先して、共に励磁されガバナコントロールレ
バー６をハイアイドル位置に変位させることができる。 逆に、緊急に停止したい非常時においては、前記ストッ
プスイッチ１７を投入すれば直接にガバナのコントロー
ルラックのソレノイド１８を励磁して燃料噴射を停止さ
せるので、全ての制御信号に優先することができて安全
である。 次に前記マイクロコンピュータ８によるエンジン負荷（
ドライブ系にかかる負荷）に対応した制御手段について
説明する。 このマイクロコンピュータ８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｒ，
ＡＭおよび入出力ポート等から構成されている、所謂ワ
ンチップマイコンからなっている。 このマイクロコンピュータ８の入力ポートにはエンジン
（ドライブ系）の回転数検出器１°が接続されている。 この回転数検出器１′はドライブ系シャフトの回転をパ
ルス信号等によって検出し回転数を測定するもので、該
検出器１゛からリアルタイムの回転数データがマイクロ
コンピュータ８に読込まれる。 この回転数データに基づいてマイクロコンピュータ８が
エンジンにかかっている負荷の状態を判定し、制御信号
を決定して出力ポートから（ターミナルを介して）ロー
セットバルブ１９およびまたはハイセットバルブ２０に
出力する。 次に上記の如く構成されたマイクロコンピュータ８の動
作を説明する。 メインスイッチの投入によって、マイクロコンピュータ
８中のＲＯＭに記憶された第３図のフローチャートに示
す負荷判定プログラムがその手順に沿ってスタートする
。 まず、第３図のフローチャートで示す如く、ステップ■
によりコンピュータ８に読み込まれた回転数データが、
判定開始回転数を超えたか否かを判断する。 ここで、この判定基準回転数はローアイドル回転数より
多く、後述のローセント回転数より小さく設定されてい
る。 これによって、回転数データがローアイドル回転数を超
えたこと即ちガバナコントロールレバー６が任意設定回
転数位置又はハイアイドル位置にセットされていること
が判断されると、次はステップ■で回転数データがロー
セント回転数より少ないか否かを判断する。 ここでローセット回転数とは、判定開始回転数より大き
く任意設定回転数より小さい予め設定された回転数であ
って、機種や稼動条件等に応じて予め設定された任意設
定回転数に対応して過負荷検出に最適な数値が決定され
る。 次に回転数データがローセント回転数より少ない場合に
ステップ■で時間の測定がスタートしそれがΔを時間を
超えたことがステップ■で判断されると、ステップ■で
ガバナコントロールレバー６をハイアイドル位置に変位
すべ（制御信号を出力ポートから出力する。 回転数データがローセット回転数より大きい場合にはス
テップ■でハイセット回転数より大きいか否か判断し、
ハイセット回転数を超えた場合にはステップ■で時間の
測定がスタートしそれがΔを時間を超えたことがステッ
プ■で判断されるとステップ■でガバナコントロールレ
バー６を任意設定回転数位置に変位すべく出力ポートか
らローセットバルブへ制御信号を出力する。 ここで、ハイセット回転数とは、任意設定回転数より大
きくハイアイドル回転数より小さい予め設定された回転
数であって、前記任意設定回転数に対応して負荷が軽す
ぎる状態を検出するのに最適な数値が決定される。 このように、回転数データが判定開始回転数を超えてい
る間、エンジンの負荷に反応する制御を繰返し、回転数
データが判定開始回転数を下回るとエンジン負荷の判定
機能は停止し、さらにステップ［相］でメインスイッチ
が開放されてＯＦＦとなるとマイクロコンピュータ８へ
の供電も停止され終了する。 尚、上記メインスイッチが閉成している場合には再度ス
テップ■に戻り同様の手順が繰返される。 ここで、前記ΔｔおよびΔｔ°は過負荷又は軽負荷がガ
バナコントロールレバー６をハイアイドル位置又は任意
設定回転数位置に切換を要する負荷状態か否かを判定す
るために必要な時間が設定されている。 また、ローアイドル位置からハイアイドル位置に変位す
る場合に、常に一旦任意設定回転数位置に所定時間ガバ
ナコントロールレバーを変位させる手順を付加してもよ
い。 例えば、回転数データが判定開始回転数より大である場
合に回転数データが判定開始回転数を下から上に向かっ
て超えるか否か判断し、その場合は常に一定時間任意設
定回転数位置にガバナコントロールレバー６を保持して
おく等である。 即ち、この手順によればローアイドル状態からハイアイ
ドル状態に切換える際に、一旦任意設定回転数位置に所
定時間変位させてからハイアイドル位置に変位すればス
ムーズに出力を上げることができるので好ましい。 尚、この発明において、ガバナコントロールレバー６を
制御信号に基づいて作動する作動装置５はソレノイドバ
ルブとアクチュエータの組合せに限定されるものではな
く、要するに制御信号に基づいてコントロールレバー６
を変位させうる装置であればよい。 また、ガバナコントロールレバー制御装置において切換
段数は本実施例に限定されるものではなく、例えば任意
設定回転数を複数設けてもよく、その場合にはそれぞれ
ローセント回転数、ハイセット回転数を決めておくこと
により更に多段の制御をすることができる。 次に、このようなガバナコントロールレバーの自動制御
と共に、トルクコンバータを搭載したパワーシフトトラ
ンスミッションのスピードコントロールレバーを自動制
御する装置について説明する。 このスピードコントロールレバーの自動制御装置は、第
４図に示す如く、エンジンの回転数（入力回転数）を検
出する手段２３と、ドライブシャフトの回転数（出力回
転数）を検出する手段２４とによって得られた入力回転
数データと出力回転数データとからスリップ率算定手段
３０でドライブ系のスリップ率を算出し、一方、スピー
ドコントロールレバーのセット位置を検出する手段２５
から得られたセント位置データと、前記算出されたスリ
ップ率データとからスリップ判定手段３１でスピードコ
ントロールレバー３２のセント位置との関係で過度なス
リップ率となるか否かを判定する。 該スリップ判定手段３１により過度のスリップと判断さ
れた場合に制御信号を出力しこれによってトランスミッ
ション３４のスピードコントロールレバー３３を適正な
速度段に切換・変位させるスピードコントロールレバー
作動装置３２を備えた構成とからなっている。 このスピードコントロールレバー制御装置の一例をトラ
クターショベルに適用した場合における実施例を第５図
に基づき説明すると、ガバナコントロールレバー制御用
の回路構成は前記実施例と略同様であるので同一構成に
は同一符号を符してその説明を省略する。 スピードコントロールレバー３３の制御用回路構成は、
マイクロコンピュータ８のスピードコントロールレバー
作動装置に接続するラインＬ４．Ｌ５が入力ボートを介
してターミナルの２番Ｔ２に接続されている。 また、エンジン（入力）回転数検出器２３、ドライブシ
ャフト（出力）回転数検出器２４、およびスピードコン
トロールレバー位置検出器２５がそれぞれ入力ボートに
接続されそれぞれ入力回転数データ、出力回転数データ
及びスピードコントロールレバー位置データをマイクロ
コンピュータ８に入力している。 一方出力ポートには４ポ一ト３位置切換弁２６に制御信
号を送る２本の制御ラインＬ４．Ｌ、５が接続されてい
る。 このソレノイドバルブ２６はスピードコントロールレバ
ー３３を変位させるスピードシフドアクチ笠エータ２７
を３段に切換・制御することができる。 そこでこのスピードコントロールレバー制御装置の動作
を説明すると、まずメインスイッチ１３の投入によりマ
イクロコンピュータ８が供電され、マイクロコンピュー
タ中のＲＯＭに記憶された第６図のフローチャートで示
すスピードコントローノヒレバー制御プログラムの手順
がスタートする。 即ち、ステップ■”でスピードコントロールレバー３３
位置検出器の位置データ又は、ニュートラルスイッチ１
４からスピードコントロールレバー３３がニュートラル
を脱したことが判断されると、スリップ判定が開始され
る。 ステップ■°でエンジン回転数検出器２３とドライブシ
ャフト回転数検出器２４から入力された入力回転数デー
タと出力回転数データとによってスリップ率が算定され
ると共に、前記スピードコントロールレバー位置検出器
２５の位置データに基づいて上記ステップ率が現在のス
ピードコントロールレバー位置において適正か否か判定
される。 そこで過度のスリップ率と判定されるとステップ■”で
時間測定が開始され、その条件下でΔＴ時間経過すると
ステップ■°で過度のスリップと決定され制御信号が出
力される（ステップ■゛）。 この制御信号の入力によってソレノイドバルブ２６は所
定位置に切換わってアクチュエータ２７を作動しスピー
ドコントロールレバー３３を最適速度（車速）位置に変
位しスリップを解消することができる。 そして、スピードコントロールレバー３３がニュートラ
ル位置にない場合には再度ステップ■′に戻り判定を続
ける。 ニュートラル位置に入り、更にステップ■゛でメインス
イッチ１３がＯＦＦとなるとマイクロコンピュータ８も
停止する。 尚、この発明において、スピードコントロールレバー３
３を制御信号に基づいて作動する作動装置３２はソレノ
イドバルブとアクチュエータの組合せに限定されるもの
ではなく、要するに制御信号に基づいてコントロールレ
バー３３を変位させうル装置であればよい。

【発明の効果】

このように、この発明においては、ガバナコントロール
レバーを負荷に対応して自動的に切換えることができる
ので負荷状況に最適な出力を無駄無く出すことができ省
燃費効率が大である。 またオペレータは、常時操作する必要がないので他の操
作作業に集中することができて有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は、この発明のガバナコントロールレバー制御装
置に係る機能ブロック図、第２図は同回路図、第３図は
負荷判定制御に係るフローチャート、第４図はスピード
コントロールレバー制御装置に係る機能ブロック図、第
５図は同回路図、第６図はスリップ判定制御に係るフロ
ーチャートである。 １はエンジン回転数検出手段、２は開始時期判定手段、
３は負荷判定手段、４は稼動検出手段、５はガバナコン
トロールレバー作動装置、６はガバナコントロールレバ
ー、２３はエンジン（入力）回転数検出手段、２４はド
ライブシャフト（出力）回転数検出手段、２５はスピー
ドコントロールレバー位置検出手段、３０はスリップ率
算出手段、３１はスリップ判定手段、３２はスピードコ
ントロールレバー作動装置、３３はスピードコントロー
ルレバーである。 出願人　キャタピラ−三菱株式会社 第３図 第５図 第６図

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. （１）、ガバナコントロールレバーのセット位置を変位
   することによりディーゼル機関の出力を多段階に調整す
   る装置のガバナコントロールレバー制御装置において、 ディーゼル機関のドライブ系の回転数を検出する回転数
   検出手段と、 該回転数検出手段から入力される測定信号に基づきドラ
   イブ系の回転数変動から負荷の状態を判定する負荷判定
   手段と、 前記負荷判定手段からの制御信号によってガバナコント
   ロールレバーのセント位置を変位させるガバナコントロ
   ールレバー作動装置とからなるーガバナコントロールレ
   バー制御装置。
2. （２）、ガバナコントロールレバー作動装置がアクチュ
   エータとソレノイドバルブとの組合せからなることを特
   徴とする特許請求の範囲第１項記載のガバナコントロー
   ルレバー制御装置。
3. （３）、ガバナコントロールレバー作動装置が、所定稼
   動検出手段によって制御されると共に、籠荷判定手段に
   よって調整が行われることを特徴とする特許請求の範囲
   第１項記載のガバナコントロールレバー制御装置。
4. （４）、アクチュエータの作動制御装置が所定稼動検出
   手段および負荷判定手段からの制御信号に優先するマニ
   ュアル制御手段によって制御可能なことを特徴とする特
   許請求の範囲第３項記載のガバナコントロールレバー制
   ｍ　装ｆ！。