JPS6371530A - 出力制御装置 - 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】 発明の目的 ［産業上の利用分野］ 本発明は出力制御装置に関し、詳しくは内燃機関の出力
を制限する出力制御装置に関する。

［従来の技術］ 一般にパイルハンマ等の建設機械を搭載した特殊車両の
場合、作業時においては車両走行速度の超低速が必要で
ある。また、現場間の移動時には、一般車両と同じ高速
高出力が必要となる。このような使用条件では、通常の
ｉ〜ランスミッションの他にサブミッションを設けるか
又は２スピードリヤアクスルを装備し、且つ最低車速減
速段の減速比を大ぎくとる必要がある。しかしこの種の
車両においては動力伝達装置各部の強度は最大減速時の
伝達トルクにより決定されるため、最低変速段の減速比
を大きくとれば必然的に伝達トルクは大きくなり、その
伝達トルクに見合った強度か要求される。一方上記のよ
うな特殊車両の場合、超低速だ（プが必要でけん引力（
伝達ｌ・ルク）はそれ程必要としないため、最低段の減
速比を大きくとり、それに合せて各部の強度アップを計
ることは甚だ不経済である。

そこで、従来より各種の内燃機関の出力を制限する装置
、例えば、実公昭５２−４２２７８号公報に開示された
ゴーンジン出力制御装置が提案されている。この装置は
、トランスミッションのシフト位置によってスロットル
開度を制限して最大燃料噴射量を制限し、特定のシフト
ポジションでのみ駆動系の強度限界を超えないよう内燃
機関のトルクを制限している。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、こうした従来の出力制御装置では、内燃
機関の最大トルクを制限できるものの、内燃機関の高回
転速度領域において第６図に太線で示ずように燃料噴射
量の減少が大きく、従ってトルクの落ち込みも大きく運
転性能を犠牲にするという問題があった。また、シフト
ポジションのみをパラメータとしてスロットル開度を制
限し、最大トルクを限界以下としているため、第７図に
示すように、制限しない場合（実線）と較べると、制限
した場合（点線）は低回転速度領域のトルクを大きく犠
牲にしているという問題があった。

そこで本発明は上記の問題点を解決することを目的とし
、内燃機関の出力を好適に制限する出力制御装置を提供
することを目的としてなされた。

［問題点を解決するための手段］ かかる目的を達成すべく、本発明は問題点を解決するた
めの手段として次の構成をとった。即ち、第１図に例示
するごとく、 内燃機関Ｍ１に接続された変速ＩＭ２が所定減速比以上
であることを検出する高減速比検出手段Ｍ３と、 内燃機関Ｍ１の回転速度が所定回転速度範囲内であるこ
とを検出する回転速度検出手段Ｍ４と、上記高減速比検
出手段Ｍ３により減速比が所定減速比以−を二であるこ
とが検出されかつ上記回転速度検出手段Ｍ４により回転
速度が所定回転速度範囲内であることが検出されたとき
に内燃機関Ｍ１の出力を駆動系の強度限界出力以下に制
御する出力制御手段Ｍ５と、 を備えた出力制御装置の構成がそれである。

ここで、上記駆動系とは、内燃機関の回転を駆動輪に伝
達する伝達系統であり、例えば１〜ランスミツシヨンや
ザスペンションである。

また、上記所定回転速度範囲とは、例えば内燃機関の出
力が上記駆動系の強度限界出力を上回ることとなる内燃
機関の回転速度範囲である。

更に、出力制御手段とは内燃機関の出力を制御するもの
であれば良く、例えば燃料噴射量を制御して内燃機関の
出力を制御するものでもよい。

［作用］ 上記構成を有する本発明の出力制御装置は、高減速比検
出手段Ｍ３により変速機Ｍ２の減速比が所定減速比以上
であることを検出し、かつ高回転速度検出手段Ｍ４によ
り内燃機関Ｍ１の回転速度が所定回転速度以上であるこ
とを検出したときに、出力制御手段Ｍ５ににり内燃機関
Ｍ１の出力を駆動系の強度限界出力以下に制御する。従
って、内燃機関Ｍ１の出力が駆動系の強度限界を上回る
ことがなく、駆動系を破損から防止する。

［実施例］ 以下本発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。

第２図は本発明の一実施例である出力制御装置の概略構
成図である。この出力制御装置はディーゼル機関りに用
いられ、ディーゼル機関りへの燃料噴射量を制御する遠
心力式調速機１を備えている。この遠心力式調速機１は
ディーゼル機関りの回転と同期して回転し図示しない列
型燃′１１噴射ポンプのプランジャを駆動するカム軸２
．カム軸２に揺動自在に支承されたフライウェイト４を
備えている。このフライウェイト４はスプリング６によ
り回転中心に向って付勢され、フライウェイト４の一端
はベアリングポルト８の一端に係合されている。このベ
アリングポル１〜Ｂの他端には径方向に摺動自在にスラ
イダ１０が配設され、スライダ１０には支点Ａを回動中
心にサポーテイングレバー１２の一端が取付けられてい
る。サポーテイングレバー１２の他端は調速機本体１４
に回動自在に支承されている。

また、スライダ１０には長溝１６８が形成されたフロー
ティングレバー１６の一端が取付けられ、該長溝１６ａ
には長溝１６ａ内を摺動するスライディングブロック１
８が挿入されている。このスライディングブロック１８
には小リンク２０のｍ−〇　− 端が回動自在に支承され、また小リンク２０の他端には
大リンク２２の一端が回動自在に連結され、更に大リン
ク２２の他端は調速機本体１４に回転自在に支承されて
いる。この大リンク２２には、アジヤスティングレバー
２４の揺動が伝達されるよう構成され、このアジヤステ
ィングレバー２４は図示しない車両のアクセルペダルと
連動する。

一方、上記スライディングブｌ」ツク１８の一端はカム
プレー１・２６のカム溝２６８に嵌合され、スライディ
ングブロック１８はこのカム溝２６ａに沿って１晋動す
る。このカムプレート２６の一端は調速機本体１４に回
動自在に支承されると共に、他端はスプリング２８にに
り時計方向に付勢され、調速機本体１４に設けられたス
１〜ツバ一部１４．　ａにより時計方向の回転が制限さ
れている。

また、フローティングレバー１６の他端には、スプリン
グ３０により時計方向に付勢されたフローティングアー
ム３２が回動自在に支承され、更に、リンク３４の一端
が回動自在に支承されている。このリンク３４の他端に
は回動自在にレバー３６の一端が連結され、このレバー
３６の他端には回動自在にコント［１−小リンク３８が
連結されている。また、レバー３６はスプリング４０に
より図左方に付勢されている。上記コントロールラック
３８は図示しない燃料噴射ポンプのコントロールスリー
ブと係合し、コントロールラック３Ｂの往復動により燃
料噴射量が制御される。このコン１〜ロー小リンク３８
力釈図左方に移動すると燃料噴射量が減少し、図右方に
移動すると燃料噴射量が増加する。

上記フローティングアーム３２の先端と当接するストッ
プカム４２にはカム面４２ａが形成されている。このス
トップカム４２はスライプ゛イングチープル４４に２本
の支持軸４６及びスプリング４８により取付けられてい
る。スライディングテーブル４４はフィードスクリュウ
５０に螺入され、フィードスクリュウ５０の一端はステ
ップモータ５２の回転軸に結合されている。従って、ス
テップモータ５２が所定量回転するとフィードスクリュ
ウ５０を介してスライディングテーブル４４が所定量平
行移動し、それに伴ってストップカム４２も移動する。

上述した遠心力式調速機１はディーゼル機関りのアイド
ル状態から、即ちアジレスティングレバー２４を第２図
の点線で示す位置から回転速度を上げるために図示実線
の位置に移動すると、アジヤスティングレバー２４の移
動に応じて大リンク２２、小リンク２０を介してスライ
ディングブロック１８をカムプレート２６の長溝２６ａ
の形状に沿ってフローティングレバー１６の長溝１６８
内を図下力に移動する。従って、フローティングレバー
１６は支点Ａを中心に反時計方向に回転し、リンク３４
及びレバー３６を介してコントロールラック３８を図左
方に移動し、燃料噴射量を増加する。

フローティングレバー１６の反時計方向の回転と共に、
フローティングアーム３２も支点Ａを中心に移動しスト
ップカム４２のカム面４２ａに当接する（第２図の状態
）。これによりフローティングアーム３２の反時計方向
の回転は制限され、従ってコントロールラック３８の図
左方への移動も制限される。よって燃料噴射量もこの状
態より増加することはなく、ディーゼル機関りの出力ト
ルクも制限される。このように本遠心力式調速機１はス
トップカム４２のカム面４２ａの形状・位置に応じてデ
ィーゼル機関りの出力トルクを制限することができる。

上述した遠心力式調速機１を備えディーゼル機関りの出
力制御を行なう出力制御装置は、ディーゼル機関りの運
転状態を検出するために、調速機１のカム軸は２に設番
プられた歯車５４を介してカム軸２の回転速度を検出す
る回転速度検出センサ５６、変速機５８に設けられヂエ
ンジレバ−６０の位置がローあるいはリバース位置であ
ることを検出するシフトポジションセンサ６２を備えて
いる。

上述した回転速度検出センサ５６．シフトポジションセ
ンサ６２は電子制御回路１００に接続されており、この
電子制御回路１００は、これらのセンサ等の検出信号に
基づいて、上述したステツー　］〇　− プモータ５２を制御する。

この電子制御回路’１００は周知のＣＰＵ１０１゜ＲＯ
Ｍ１０２．ＲＡＭ１０３内 心として構成され、外部と入出力を行なう入出力回路、
ここではモータ出力回路１０４．パルス入力回路１０５
．レベル入力回路１０６等をコモンバス１０７を介して
相互に接続して構成されている。

ＣＰＵ１０１は回転速度検出センサ５６からの信号をパ
ルス入力回路１０５を介して、シフ１〜ポジシヨンセン
サ６２からの信号をレベル入力回路１０６を介して、各
々入力する。

ＲＯＭ１０２には、後述する限界トルクを発生するディ
ーゼル機関りの回転速度範囲と限界トルク以下にディー
ゼル機関りの出力１〜ルクを制限するストップカム４２
の移動位置とが予め記憶されている。尚上記限界トルク
とは、変速機５Ｂのチェンジレバ−６０がローあるいは
リバース位置のとき、変速機５８及びザスペンションな
どの駆動系の強度限界を超えることとなるディーゼル機
関−１１＝ Ｄから出力されるトルクをいう。

一方、これらの信号及びＲＯＭ１０２．ＲＡＭ１０３内
のデータに基づいてＣＰＵ１０１はモータ出力回路１０
４を介してステップモータ５２に駆動信号を出力する。

次に上述した電子制御回路１００において行なわれる処
理について、第３図のフローチャートに拠って説明する
。

本出力制御装置はキースイッチ（図示せず）が投入され
ると第３図に示す出力制御ルーチンを他の制御ルーチン
と共に実行する。まず、チェンジレバー６０の位置がロ
ーおるいはリバース位置であることをシフトポジション
センサ６２によりレベル入力回路１０６を介して検出さ
れ（ステップ２００＞　、更にカム軸２の回転速度が予
めＲＯＭ１０２に記憶された回転速度範囲内となったこ
とが回転速度検出センサ５６によりパルス入力回路１０
５を介して検出されると（ステップ２ｏ１）、ストップ
カム４２を図右方に所定量移動する（ステップ２０２）
。このストップカム４２の移動は（ステップ２０２＞、
モータ出力回路１０４を介してステップモータ５２を回
転し、予めＲＯＭ１０２に記憶された移動量に応じてス
トップカム４２を図右方の点線の位置に移動する（第２
，４図参照）。これにより、上述したようにコントロー
ルラック３８の図左方への移動が制限され、最大燃料噴
射量が制限されて、内燃機関の最大出力を規制する。

次に、最大燃料噴射量が制限された状態で、チェンジレ
バー６０がローあるいはリバース位置以外の位置に動か
されたことがシフ１〜ポジシヨンセンサ６２により検出
されるかくステップ２０３）、あるいは、カム軸２の回
転速度が上記回転速度範囲外となったことが回転速度検
出センサ５６により検出されるとくステップ２０４．）
、ストップカム４２を往動前の位置に移動する（ステッ
プ２０５）。この移動もステップモータ５２を回転する
ことにより行なわれ、スｉ・ツブカム４２は第２図の実
線で示す位置に戻される（第４図参照）。これにより、
内燃機関の最大出力も通常運転の状態−１３＝ に戻される。

チェンジレバー６０がローあるいはリバースの位置にな
いとぎ（ステップ２００＞、又はカム軸２が所定回転範
囲外であるときくステ″ツブ２０１〉はストップカム４
２の移動を行なわない。また、ストップカム４２が往動
した状態で（ステップ２０２）、チェンジレバー６０が
ローおるいはリバース位置で（ステップ２０３＞、カム
軸２が所定回転速度範囲内のとき（ステップ２０４）は
ストップカム／１２を図中点線の位置に移動した状態が
維持される。

このように本実施例の出力制御装置は、チェンジレバー
６０がローあるいはリバース位置にありかつカム軸２の
回転速度が所定回転速度範囲内にあるとき、調速機１の
ストップカム４２を移動してコントロールラック３８の
移動を制限し、燃料噴射量を所定燃料噴射量以下に制限
する。

上述した如く、本実施例の出力制御装置によると、チェ
ンジレバー６０がローあるいはリバース位置にあり、か
つカム軸２の回転速度が所定回転速度範囲内であるとぎ
に、内燃機関の出力トルクを第５図の点線で示すように
所定限界トルク以下に制限する。従って、変速機５８や
サスペンションなどの駆動系に伝達されるトルクを所定
値以下として変速機５８や一リースペンションを破損か
ら防ぐ。また、駆動系に所定値以上のトルクが加わらな
いため、駆動系の耐久性も向上する。

更に、ディーピル機関りの低回転速度領域において出力
１〜ルクを犠牲にすることもなく、高回転速度領域にお
いて運転性能を犠牲にすることもない。

以上本発明の実施例について説明したが、本発明はこの
ような実施例に何等限定されるものではなく、本発明の
要旨を逸脱しない範囲において種々なる態様で実施し得
ることは勿論である。

発明の効果 以上詳述したように本発明の出力制御装置によると、内
燃機関の出力を駆動系の強度限界用ツノ以下に制御し、
駆動系の破損を防止するという優れた効果を奏する。ま
た、これにより駆動系の耐久性も向上するという効果も
奏する。更に、内燃機関の低回転速度領域において出力
トルクを犠牲にすることもなく、高回転速度領域におい
て運転性能を犠牲にすることもないという効果も奏する
。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の基本的構成を例示するブロック図、第
２図は本発明の一実施例としての出力制御装置の概略構
成図、第３図は本実施例の電子制御回路において行なわ
れる制御ルーチンの一例を示すフローチＶ−ト、第４図
は本実施例の人出力関係を示すタイミングチャート、第
５図は本実施例におりる内燃機関の出力１〜ルクと回転
速度の関係を示すグラフ、第６図は従来例にあけるスロ
ワ１〜ル開度をパラメータとして燃料噴射量と回転速度
との関係を示すグラフ、第７図は従来例にお（プる内燃
機関の出力ｉ・ルクと回転速度の関係を示すグラフ、で
ある。 １・・・調速機 ２・・・カム軸 ３８・・・コン１〜ロールラツク ４２・・・ストップカム ５２・・・ステップモータ ５６・・・回転速度検出センサ ５８・・・変速機 ６２・・・シフトポジションセンサ １００・・・電子制御回路

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 　内燃機関に接続された変速機が所定減速比以上である
   ことを検出する高減速比検出手段と、内燃機関の回転速
   度が所定回転速度範囲内であることを検出する回転速度
   検出手段と、 上記高減速比検出手段により減速比が所定減速比以上で
   あることが検出されかつ上記回転速度検出手段により回
   転速度が所定回転速度範囲内であることが検出されたと
   きに内燃機関の出力を駆動系の強度限界出力以下に制御
   する出力制御手段と、を備えた出力制御装置。