JPS61155643A - 作業用エンジンのガバナ装置 - 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、農用トラクタ、各種収Ｎ機などの農作業車
、及び土木建設用作業車などに搭載するディーゼルエン
ジンのガバナＩｆｆで、拝しくは、燃料噴射ポンプの調
節部を電動アクチュエータで湿作すべく構成した、いわ
ゆる電子制御ガバナの改良に関する。

〔従来の技術〕

作業用エンジンにおけるガバナには負荷の変動に拘らず
エンジン回転数をアクセル調節具で設定された一定範囲
内に保つオールスピードガバナとしての特性が与えられ
ており、かつ、負荷低減に伴う燃料噴射量の減少制御に
よるエンジンストップを回避するために燃料噴射量の下
限設定を行っている。そして、−ｉには燃料噴射ポンプ
の調節部、例えばインジェクションポンプではコントロ
ールラックの操作位置を機械的に一定位置に設定してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

しかし、作業用動力として取出せるエンジンの軸出力が
実質的に零となる燃料噴射量はエンジン回転数によって
異なり、低速側はど燃料噴射量は多くなる。第７図中に
実質軸出力零のコントロールランク位置の特性が（Ｂ）
で示される。

従って、最低コントロールラック位置を一定値に設定す
る場合、例えば比較的低い一定値（ｐｓ）に設定すると
、目標エンジン回転数が低い領域では軸出力零の特性線
（Ｂ）より相当低い位置で最低ラック位置が設定される
ことになって、エンジンストップが発生しやすくなる。

逆に、比較的高い一定値（Ｐ、）に設定すると、低速域
でのエンジンストップ防止機能は充分となるが、目標エ
ンジン回転数が高い領域では、低負荷時にエンジン出力
が充分低下しないことになり、作業条件等を考慮した慎
重な最低値設定が要求されていた。又、作業出力が広範
に利用されるものでは人為的に最低値設定を変更調整で
きるような手段を装備しなければならないこともあった
。

この発明は、燃料噴射量の最低値設定を自動的かつ適切
に行うことによって上記不具合を解消しようとしたもの
である。

〔問題点を解決するための手段〕

そこで本発明においては、アクセル調節手段で設定され
た目標エンジン回転数と検出したエンジン回転数に基づ
いて前記調節部の目標位置を演算する回転数制御系と、
調節部を前記目標位置に近づけるよう前記電動アクチュ
エータを作動させる。制御系と、前記調節部目標位置の
最低位置を設定する最低位置制御系を備え、該最低位置
制御系では、目標エンジン回転数に応じて最低位置特性
を変更するよう構成し、かつ、この最低位置特性は、目
標エンジン回転数より低速域では実質軸出力零の特性よ
り燃料増量側にあり、前記目標エンジン回転数より高速
域では実質軸出力零の特性より燃料減量側にある特性に
設定するよう構成した。

〔作　用〕

上記構成によると、負荷の減少によりエンジン回転数が
目標回転数より増大すると、実質軸出力零の特性より噴
射量減少側に最低位置が設定された状態で燃料減量制御
がなされ、迅速に回転数復元作動が行われ、かつ、目標
回転数に近づくにつれて最低位置が実質軸出力零の特性
に近づけられるとともに、目標回転数より低くなると最
低位置は実質軸出力零の特性より高い位置となり、これ
によって目標回転数から低い側へのオーバーシュートが
抑制される。

（発明の効果〕 従って、あらゆるアクセルセント状態においても、負荷
の急減に対応した燃料−＄ｉ量制御を回転数のオーバー
シュート少なく迅速適確に行って目標エンジン回転数を
維持できるようになった。

〔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
）の出力は主クラツチハウジング（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）及び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ー耕耘装置（１０）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）の燃料噴射調節部であ
るコントロールランク（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（１
４）　、　（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に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ｉ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！
１１節臭として、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に踏み込み操作することができ、か
つアイドリング側に自動復帰するフートアクセルペダル
（１９）が利用され、これにはアクセル調節位置をアナ
ログ信号として出力する回転ポテンショメータ（２０）
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
用に用いられるものであり、これら両ガバナ特性が後述
のように選択され、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、
マツプ制御が行われる。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）との関係が予めマツプ
データとして記憶設定されており、ポテンショメータ（
２０）から得られたアクセル設定値に対応するマツプデ
ータに基づいて検出エンジン回転数に対する目標ラック
位置（ＰＩ）をマツプ制御系（２１）で割り出し、検出
ラック位置がこの目標ランク位置（Ｐ、）に向あ・うよ
うに’／　Ｉ、／　イ）’（１３）をＰＩＤ　１ｂＩＨ
’ｉｊ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ＰＩＤ回転数制御が行われる。つまり、復元型押しボ
タンスイッチからなるモード切換えスイッチ（２２）に
よって作動される記憶系（２３）には検出エンジン回転
数が記憶セント可能であり、スイッチ（２２）の記憶セ
ント操作によってその時点のエンジン回転数を記憶セン
トし、これを目標エンジン回転数としてＰＩＤ回転数制
御系（２４）に入力し、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（２つ）を割り出し、検出ラック位置
をこの目標ランク位ｆ　（ｐｇ）に近づけるようにソレ
ノイド（１３）をＰＩＤ　ｆＤＩＪ御するのである。

次に、制御モード切換え作動について説明する。

路上走行モードと作業走行モードの切換えは、前記マツ
プ制御系（２１）及びＰＩＤ回転数制御系（２４）から
の各目標ラック位置（Ｐｌ）又は（Ｐ２）のいづれか大
きい方を判別選択系（２５）で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
。

制御回路（１８）はメインスイッチ投入時点で前記記憶
系（２３）が記憶解除状態にあるよう初期設定されてお
り、エンジン始動時点ではまずフートアクセルセントの
みが可能な路上走行モードがもたらされる。従って、エ
ンジン始動の後、直ちに路上走行に移る場合には、その
ままフートアクセルペダルを踏み加減調節すれば路上走
行に適したガバナ特性でランク位置制御が行われる。

路上走行から作業走行に移る場合には、フートアクセル
ペダル（１９）を踏み込み、所望のエンジン回転数に達
したことを走行速度計やエンジン回転針で確認した上で
スイッチ（２２）を押す。

すると、記憶系（２３）ではスイッチ操作時点のエンジ
ン回転数が目標エンジン回転数としてセット固定され、
ＰＩＯ回転敗制御系（２４）からは、これに応じた目標
ランク位置（ＰＫ）が与えられる。

ここで、アクセルペダル（１９）から足を移してアイド
リング位置まで復帰させると、マツプ制御系（２１）か
らの目標ランク位置（ｐ＋）はＰＩＤ回転数制御系（２
４）からの目標ラック位置（ＰＩ）よりも小さくなり、
判別選択系（２５）では大きい目標ランク位置（ＰＩ）
が選択され、以後作業走行モードが維持される。

作業走行モードから路上走行モードへの復帰は、スイッ
チ（２２）を押して記憶系（２３）の記憶解除を行えば
よく、この操作によって目標エンジン回転数のセ−／　
）が解除されてＰＩＤ回転数制御系（２４）からの出力
がなくなる。従って、以降はマツプ制御系（２１）から
の目標ラック位Ｗ（ＰＩ）に基づく制御、つまり、路上
走行モードでの制御が行われる。

又、本発明においては次のようにして作業走行モードか
ら路上走行モードへの切換えが行われるよう構成されて
いる。

つまり、前記マツプ制御系（２１）からの目標ランク位
置（Ｐｌ）がＰＩＤ回転数制御系（２４）からの目標ラ
ンク位置（ＰＩ）より大きいことが比較系（２６）で判
別されると、前記記憶系（２３）へ記憶解除指令が出さ
れ、Ｐｉｎ回転数制御系（２４）からの出力がなくなる
。従って、作業走行中にフートアクセルペダル（１９）
を大きく踏み込んで目標エンジン回転数より上回るアク
セルアップ操作を行うと、以後はマツプ制御系（２１）
からの目標ラック位Ｗ（ＰＩ）に基づく路上走行モード
でのガバナ制御が行われることになる。

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、判別選択系（２５）では目標ラック位置（ｐ
＋）　、　（ｐｇ）と検出エンジン回転数に基づいて制
御系（２９）で設定された最低ランク位置（Ｐ、）が比
較され、そのうちの最も大きいものが目標ランク位置（
Ｐ４）に選択される。

又、上記のように判別選択系（２５）で選択された目標
ランク位置（Ｐ４）と検出エンジン回転数に基づいて制
御系（３０）で設定された最大ランク位置（Ｐ、）が第
２の判別系（２７）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（Ｐｏ）として選択されて、ＰＩ
Ｄラック位置制御系（２８）に与えられ、このようにし
てランク位置が最低ラック位ｆ（Ｐ３）以下及び最大ラ
ック位ｆ（Ｐｓ）以上に作動されるのを阻止して、エン
ジンストップ及び過回転への発展が未然に防止されるよ
うになっている。

そして、前記最低ランク位置（Ｐ３）は最低ラック位置
制御系（２９）において目標回転数（アクセル設定値）
及び検出エンジン回転数に基づいて予めマツプデータと
して記憶設定されており、その特性が第６図中の（Ａ）
で示される。

つまり、最低ラック位置（Ｐ、）の特性（Ａ）は、例え
ば目標エンジン回転数が（Ｎｌ）の場合、その回転数（
Ｎｌ）では、最低ラック位！　（ｐｉ）が実質軸出力が
零となるラック位置（Ｐｌ。）と等しく、目標エンジン
回転数（Ｎ、）より高速域では実質軸出力零の特性（Ｂ
）より低い位置にあり、かつ、目標回転数より低速域で
は特性（Ｂ）より高い位置にあるように各目標エンジン
回転数ごとに設定されているのである。

〔別実施例〕

■　燃料噴射ポンプの種類はインジエクシツンボンブに
限られない。

■　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
るもよい。

【図面の簡単な説明】

図面は本考案に係る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
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図は最低ランク位置特性線図、第
７図は従来の最低ランク位置特性線図である。 （２）・・・・・・エンジン、（１２）・・・・・・燃
料噴射量調節部、（１３）・・・・・・アクチュエータ
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 搭載ディーゼルエンジン（２）における燃料噴射ポンプ
   （１１）の調節部（１２）を電動アクチュエータ（１３
   ）で操作すべく構成した作業用エンジンのガバナ装置で
   あって、アクセル調節手段で設定された目標エンジン回
   転数と検出したエンジン回転数に基づいて前記調節部（
   １２）の目標位置を演算する回転数制御系と、調節部（
   １２）を前記目標位置に近づけるよう前記電動アクチュ
   エータ（１３）を作動させる制御系と、前記調節部（１
   ２）目標位置の最低位置を設定する最低位置制御系を備
   え、該最低位置制御系では、目標エンジン回転数に応じ
   て最低位置特性を変更するよう構成し、かつ、この最低
   位置特性は、目標エンジン回転数より低速域では実質軸
   出力零の特性より燃料増量側にあり、前記目標エンジン
   回転数より高速域では実質軸出力零の特性より燃料減量
   側にある特性に設定してあることを特徴とする作業用エ
   ンジンのガバナ装置。