JPH02271037A - 特殊車両用エンジンにおける燃料供給量コントロール装置 - 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、パワーショベル、クレー ン等の特殊車両用エンジンにおける燃料供給量コントロ
ール装置に関するものである。

（従来の技ｔＳ＞ 従来の特殊車両用エンジンにおける燃料供給量コントロ
ール装置としては１例えば、特公昭６２−８６２０号公
報に示すようなものがある。

このものは、燃料供給量のＶ＃整により速度制御される
エンジンと、このエンジンにより駆動される可変容量型
液圧ポンプとを含む系のコントロール装置であって、前
記エンジンの目標回転数信号を発生する操作装置と、前
記エンジンの出力回転数検知装置とを備え、前記目標回
転数信号と前記出力回転数信号との差をとり、それに対
応する回転数偏差信号を発生する演算装置を備え、この
演算装置の回転数偏差信号に基づいて、それと所定の関
数関係を満足させる燃量噴射量指令信号を発生する第１
の関数発生装置を備え、前記第１の関数発生装置の指令
信号により燃料噴射量を調整する装置を備え、前記回転
数偏差信号に基づき、それと所定の関数関係を満足させ
る制御圧力指令信号を発生する第２の関数発生装置を備
え、前記第２の関数発生装置の指令信号から制御圧力を
求め、この制御圧力により前記可変容量型液圧ポンプの
入力トルクの最大値を、前記回転数偏差の増大に伴ない
減少させるようにしたものである。

また、目標回転数設定器により設定された目標回転数と
、実際回転数検出器により検出された実際回転数とを比
較器で比較し、その高低により前記エンジンへの燃料供
給量制御レバーのモータによる制御回路の増速リレー又
は減速レバーの何れかをＯＮし、前記エンジンへの燃料
供給量をコントロールする建設機械のエンジ制御装置も
知られている（例えば、実開昭５９−１８４６号公報参
照）。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、前記特公昭６２−８６２０号公報記載の
従来の特殊車両用エンジンの燃料コントロール装置にあ
っては、燃料噴射量の調整により制御されるエンジンと
、このエンジンにより駆動される可変溶量型液圧ポンプ
とを含む系において、負荷が増大しても機関を停止させ
ることなく、しかも、エンジン出力を最大限に利用する
ことはできるものの、このものはエンジンにより駆動さ
れる可変容量型ポンプ（作業機）の特定のもの（容量及
び種類）に対応するコントロール装置に溜まり、可変容
量型ポンプ以外の作業機による作業については勿論、可
変容量型ポンプについてもその最大容量の異なるものを
最適条件で運転可能にするように、当該エンジンへの燃
料供給量をコントロールする対策までは構じられていな
かった。

また、前記実開昭５９−１８４６号公報記載のものにあ
っては、目標回転数と検出器により検出された実際回転
数との対比によりエンジンへの燃料供給量を増減させる
と共に、目標回転数設定器の操作によりその目標回転数
を変更調整できるものの、その調整が目標回転数設定器
による人手操作を要し、殊に、同一エンジンにより異な
る作業機を駆動するに当り、各作業機をそれぞれの最適
作動条件により駆動する対策までは構じられていなかっ
た。

この発明は、このような従来例の課題に着目してなされ
たもので、特殊車両用エンジンの燃料供給量設定用第１
ポテンショメータと、スロットルモータとの何れか一方
を取換えた場合においても。

同一の特殊車両用エンジンにより駆動される作業機等、
他の機器の作業効率を損なうことなく処理可能にするた
め、特殊車両用エンジンの燃料供給量を、第１ポテンシ
ョメータによりコントロールするに当り、当該特殊車両
用エンジンにより、異種作業機及び又はそれらの異なる
作業状件下においても最適条件で駆動させるような目標
回転数マツプを備えるマイクロプロセッサを介してコン
トロールすることにより、また、前記第１ポテンショメ
ータにより設定される当該エンジンのハイアイドル限界
回転数近傍域と、ロウアイドル限界回転数近傍域とを、
当該第１ポテンショメータの断線検知域とすることによ
り、従来の同種の特殊車両用エンジンの燃料供給量コン
トロール装置より一層安全に動作するものを提供しよう
とするものである。

（課題を解決するための手段） この発明は、前記のような従来例における課題を解決す
るため、特殊車両用エンジンの燃料供給量を設定する第
１ポテンショメータと、該第１ポテンショメータの出力
が印加され、当該エンジンにより駆動される作業機の種
類及び又は作業状態等に対応する目標回転数マツプを備
えるマクロプロセッサと、該マイクロプロセッサにより
演算された出力の印加されるスロットルモータと、該ス
ロットルモータ位置又は該スロットルモータにより駆動
されるスロットルレバー位置を検出する第２ポテンショ
メータと、該第２ポテンショメータによるスロットルモ
ータ位置等の検出信号を前記マイクロプロセッサにフィ
ードバックさせる手段とを備えるものであり、また、燃
料供給量設定用第１ポテンショメータの出力を、当該エ
ンジンにより駆動される作業機の種類及び又はその作業
状態に応じて選択できる目標回転数マツプに印加する特
殊車両用エンジンの燃料供給量コントロール装置におい
て、前記第１ポテンショメータにより設定される当該エ
ンジンのハイアイドル限界回転数域近傍と、ロウアイド
ル限界回転数域近傍とを、それぞれ当該第１ポテンショ
メータの断線検知域として設定可能にしたものである。

（作用） この発明は、前記のような構成を有するから、特殊車両
用エンジンへの燃料供給量を設定する第１ポテンショメ
ータの出力を、当該エンジンのマイクロプロセッサに印
加するに当り、当該マイクロプロセッサが備える、当該
特殊車両用エンジンにより駆動それる作業機の種類及び
又はその作業状態に最適の目標回転数曲線を選択して印
加する一方、前記第１ポテンショメータにより設定され
た燃料供給量に応答するスロットルモータ位置又は該ス
ロットルモータにより駆動されるスロットルレバー位置
を、第２ポテンシ目メータにより検出し、該検出信号を
前記マイクロプロセッサにフィードバックし、前記第１
ポテンショメータにより設定、印加された目標回転数信
号と対比し、特殊車両用エンジンへの燃料供給量を、当
該作業機の種類及び又はその作業状態に最適条件で対応
するようにコントロールし、また、前記第１ポテンショ
メータが、当該エンジンのハイアイドル限界回転数域近
傍又はロウアイドル限界回転数域近傍にある場合、前記
第１ポテンショメータが断線状態にあると判定して、当
該特殊車両用エンジンの燃料供給量装置の動作状態を切
換えることにより、同装置を安全に動作させる。

（実施例） 以下、この発明に係る特殊車両用エンジンの燃料コント
ロール装置の一実施例を、第１〜６図を参照して説明す
る。

図において、１は特殊車両用エンジン、２はそのガバナ
、３は円板状をなすスロットルレバー（燃料レバー）、
４は円板状スロットルレバー３とスロットル（電動）モ
ータ６軸上のプーリ５とに張架され、スロットルモータ
６の回転を円板状スロットルレバー３へ伝達する可撓性
ワイヤである。スロットルモータ６は、第１ポテンショ
メータ（ボリューム）１０により設定されたエンジン１
への燃料供給信号を、目標回転数に演算するマイクロプ
ロセッサ（コントローラ）９の出力により所角度駆動さ
れる。８はスロットルモータ６位置、すなわち、同モー
タ６軸の回転角を検出する第２ポテンショメータで、該
第２ポテンショメータ已により検出されたスロットルモ
ータ６の位置４ｍ号は、前記目標回転数マツプＡの略々
逆変換をするスロットルモータ位置マツプＢにより演算
され、そ出；）がマイクロプロセッサ９にフィードバッ
クされる。

今、仮に、マイクロプロセッサ９のキイー８１により目
標回転数マツプＡの目標回転数曲線Ａ１を選択した後、
第１ポテンショメータ１０のレバー１１位置を１０１．
１０□・・・Ｉｏｎに操作すると、同目棚回転数曲線Ａ
、に沿う演算がなされ、マイクロプロセッサ９から９い
９□・・・９ｎがその状態における最適回転数として出
力され、スロットルモータ６に印加される。

なお、この目標回転数マツプＡは、当該特殊車両用エン
ジン１により駆動される作業機の種類及び又はその作業
状態等に最適条件で対応するように、例えば、当該エン
ジン１より各種作業機を実際に運転し、それぞれに対応
する値を測定することにより、複数の目標回転数曲線Ａ
１、Ａ２・・・Ａｎを予め作成され、当該エンジン１に
よる作業目的に応じて何れかの目標回転数曲線（例えば
、Ａ、）が人手により選択される。

なお、この目標回転数マツプＡの複数の目標回転数曲線
Ａ１．Ａｔ・・・Ａｎを１例えば、パケット容量が１ポ
のパワーショベル用目標回転数曲線（Ａ１）　、同２−
のパワーショベル用（Ａ、）　、又は最大荷役荷重２０
トンのクレーン用目標回転数曲線（Ａｎ）のように、各
目標回転数曲線毎に分割して別個のフロッピィディスク
に記憶させれば、各作業毎に当該作業機による最適目標
回転数曲線のフロッピィディスク選択により、各作業機
を常時最適条件の目標回転数曲線で駆動できる。

また、前記マイクロプロセッサ９は、第４図のようなエ
ンジンの実際回転数−スロッルモータ位置マツプＢ（こ
のマツプＢでは前記マツプＡの略々逆演算がなされる）
に沿う出力をする。すなわち、当該エンジン１の実際回
転数が９□１〜９１．。

９□ｎのとき、そのスロットルモータ６位置が８□〜８
い８ｎとなるものであり、また、該マツプＢに基づく第
２ポテンシ目メータ８の出力信号が、マイクロプロセッ
サ９にフィードバックされる。

なお、同マツプＢ中、８１はスロットルモータ６位置が
Ｏ°状態、すなわち、その０％移動位置、８、は同モー
タ６の最大角度、すなわち、１００％移動位置を示す。

次に、この実施例の作用を説明する。

まず、入力機器としての燃料供給量設定用第１ポテンシ
ョメータ１０のレバ−１１操作により、その出力（電気
量）Ｖｏｕｔをマイクロプロセッサ９に印加するに当り
、そのキーａＡ、ａ２・・・ａｎにより、その複数の目
標回転数曲線Ａ工、Ａ２・・・中から、当該特殊車両用
エンジン１で駆動する作業機の種類、及び又はその作業
状態等に照らして、最適のもの（例えば、Ａ、）を選択
し、この目標回転数曲線Ａ２に沿う、換言すれば、当該
作業機による作業に最適のエンジン回転数に対応する量
の燃料を供給するよう、マイクロプロセッサ９で演算し
、その出力命令信号をスロットルモータ６へ印加して所
要量回動させ、該モータ６軸上のプーリ５により可撓性
ワイヤ４を介して１円板状スロットルレバー３を回動さ
せ、エンジン１への燃料供給量を調整し、当該作業機に
よる作業の最適速度で運転する。

また、この実施例では、前記第１ポテンショメータ１０
の低抵抗域１０１〜１０．及び高両側域１０、〜１０．
（第２図のハツチング付与域参照）を断線検知範囲とし
、これらを除く１０．〜１０ｎ〜１０４間からの出力信
号のみを、マイクロプロセッサ９の目標回転数マツプＡ
の選択された目標回転数曲ｍＡ２に印加し、当該作業機
による作業状態に最適の回転数で關動させるように処理
し、この出力をスロットルモータ６に印加させるように
したから、前記レバー１１の位置如何により、第１ポテ
ンショメータ１０側の＃線状態が容易に検知される。

また、前記第１ポテンショメータ１０からマイクロプロ
セッサ９への出力中に、第１ポテンショメータ１０によ
り設定された燃料供給量（目標回転数）と、第２ポテン
ショメータ８により検出されてフィードバックされたス
ロットルモータ６の実際位ＩＩ（現在値）対応値との差
が、所定時間以上変化しない場合には、スロットルモー
タ６焼損の恐れがあるので、該モータの焼損防止のため
、その停止時間が所定時間を越えた際、前記モータ駆動
を制限するようにマイクロプロセッサ９の制御プログラ
ムが構成される。

なお、前記目標回転数マツプＡは、第１ポテンショメー
タ１０の出力と当該エンジン１の目標回転数とを、直線
関係Ａ、を始め、異なる曲率の曲線関係Ａ２、Ａ、・・
・Ａｎとして設定される。

また、この燃料供給量コントロール装置は、第１ポテン
ショメータ１０の全抵抗の５〜９５％範囲（第２図のＶ
ｏｕｔ範囲を、１０．＝５％、１゜擢＝９５％）を動作
領域として用いることにより、例えば、回転数偏差によ
るポンプやエンジンのコントロール４８号として使用す
る等、燃料供給量のコントロール以外のコントロール手
段にも適用できる。

次に、スロットルモータ位置出カマツブＢによる、回転
数への置換効果について述べる。

（１）　このスロットルモータ位置マツプＢと、前記目
標回転数マツプＡとの組合せにより、エンジン１の目標
回転数の最高値９４、最低値９．を広範囲に旦って変化
させることができる。

（２）　仮に、第１ポテンショメータ１０に断線状態が
発生した場合には、マイクロプロセッサ９の目標回転数
マツプＡにより設定された通常の動作状態から離脱状態
となった旨の信号が発信されるから、直ちに、安全回転
状態へ切換え得る。

（３）　第１ポテンショメータ１０による燃料供給量（
目標回転数）の設定と、それに対応して回動するスロッ
トルモータ６位置の変化に対応する燃料供給量が、当該
エンジンによる作業機の種類及び又は作業状態に最適に
対応するように、予め設定された目標回転数マツプＡか
ら選択できるから、スロットルモータ６及び当該エンジ
ンに無理な入力をさせることがなく、同モータ６を保護
できる。

また、第５図において、第１ポテンショメータ１０の出
力値Ｖｏｕｔは、目標回転数マツプＡ（第３図）におけ
るＶｏｕｔに相当する回転数Ｎを出力する。

さらに、選択された目標回転数曲線におけるＬｏｗ　　
Ｉｄｌ　　Ｌｉｍ１ｔ値、　ＮｍｉｎＨｉｇｈ　　Ｉｄ
ｌ　　Ｌｉｍ１ｔ値、　　Ｎｍ、ａｘと比較され、 Ｎｍ１ｎ≦Ｎｉ≦Ｎｍａｘ であれば、Ｎｉをそのまま出力し、また、Ｎ＜Ｎｍ１ｎ
、　　Ｎ＞Ｎｍａｘ であれば、　Ｎｍ１ｎ、　　Ｎｍａｘ　　を、それぞれ
出力する。

一方、低域側断線検知部、高域側断線検知部にも同時に
印加され、Ｖｏｕｔを、低域側断線検知基準値Ｖｌ　（
１０，）、及び高域側断線検知基準値Ｖｈ　（１０，）
と比較し、 Ｖｏｕｔ≦ｖ１　　　　■ 又は　　　Ｖ　ｏ　ｕ　ｔ≧ｖｈ　　　　　■であれば
、第１ポテンショメータ１０が断線状態であると判定し
。

■の時は、低域側断線検知部より　ＬｏｗＩｄｌ　　Ｌ
ｉｍ１ｔ値　Ｍｉｎを、 ■の時は高域側断線検知部より　ＨｉｇｈＩｄｌ　　Ｌ
ｉｍ１ｔ値　Ｎｍａｘを出力し、Ｎｍａｘが出力された
場合は、Ｎｍｌｎ選択により、Ｎｉと比較されＮｍａｘ
を出力する。Ｎｍ１ｎが出力された場合は、Ｎｍｌｎ選
択により、Ｎｉと比較され、Ｎｍ１ｎが出力される。

また、第２図において、第１ポテンショメータ１０の信
号出力Ｖｏｕｔの下限値１０．及び上限値１０４は、そ
の低抵抗側断線検知基準値１０□及びその高抵抗側断線
検知基準値１０．と、それぞれ実質上一致するように構
成することもできる。

なお、仮に、第１ポテンショメータ１０が断線した場合
に、マイクロプロセッサ９の目標回数マツプＡから所要
の目標回転数を出力させるように構成することができる
。

なお、この実施例においては、第１ポテンショメータ１
０による目標回転数の設定範囲、すなわち、第２図にお
ける可変範囲の限界値Ｎｍ１ｎとＮｍａｘとを、その低
域側断線検知基準値ｖ１（１０２）と、高域側断線検知
基準値Ｖｈ　（１０，）との範囲内において、同図のよ
うにその中央部に選択する外、同図の下部側又は上側に
選択する等、当該エンジンより駆動する作業機の種類、
及び又は当該作業機による作業状態等に適切に対応する
よう選択できる。

殊に、当該エンジンの出力特性が多少犠牲にされること
は否めないとしても、特に、当該エンジンにより開動さ
れる作業機の作動状態中心に着目する必要がある場合等
には、第２図における可変範囲を、前記低域側断線検知
基準値■１と高域側断線検知基準値ｖｈとの範囲内にお
いて、その中央部のみ、上部のみ、下部のみ等、かなり
かたよった領域のみに目標回転数を設定することもでき
る。

（発明の効果） この発明は前記のような構成を有し、作用をするから、
次のような特有の効果が得られる。

（１）　燃料供給量を設定する第１ポテンショメータに
よる設定値を、当該作業機の作業状態に対応する目標回
転数マツプを備えるマイクロプロセッサを介してスロッ
トルモータへ印加させるものであるから、第１ポテンシ
ョメータとスロットルモータとの何れかを取換えた場合
においても、当該特殊車両用エンジンにより駆動される
作業機等、他の機器への影響を与えることなく最適速度
で駆動できる。

（２）　第１ポテンショメータの上限域及び下限域をそ
の断線検知域とすることにより、第１ポテンショメータ
の中央域からの出力信号のみを目標回転数マツプへ印加
、処理し、しかる後、スロットルモータへ印加させたか
ら、第１ポテンショメータ側の断線状態を検知でき、当
該特殊車両用エンジンによる作業機開動を危険を伴なう
ことなく、安全に行える。

（３）　第１ポテンショメータの出力信号を、目標回転
数マツプの望ましい目標回転数曲線を選択して印加し、
当該作業機の種類及び又は作業状態に最適に対応するよ
う演算し、その出力をスロットルモータへ印加するから
、例えば、クレーン仕様車エンジンの中低速運転状態下
での、各種作業機による作業をそれぞれの最適条件によ
り行える。

（４）　同一の特殊車両用エンジンにより、異種作業機
及び又は異容量作業機を駆動させる場合、予め設定され
た目標回転数マツプの目標回転数曲線から、当該エンジ
ンで駆動する作業機の機種及び又は容量に対応する最大
、最小回転数のものを選択することにより、当該エンジ
ンの動作範囲を制限し、ひいては、当該作業機をその最
適条件で、しかも安全に駆動できる。

（５）　第１ポテンショメータのによる燃料供給量設定
値を、目標回転数マツプから当該作業機による作業状態
に最適のものを選択、処理した後、スロットルモータに
印加するから、従来例のように、エンジンの速度制御用
抵抗をマニュアルスイッチ等により、当該作業機による
作業状態に着目しながら調整する必要がなく、その操作
性が著しく向上する。

【図面の簡単な説明】

図面はこの発明に係る特殊車両用エンジンにおける燃料
供給量コントロール装置の一実施例を示すもので、第１
図はその全体の概略説明図。 第２図はその第１ポテンショメータの作用説明図。 第３図は第１ポテンショメータの出力を目標回転数に変
換する目標回転数マツプＡの説明図、第４図は当該エン
ジンの実際回転数に対応するスロットルモータ位置マツ
プＢの説明図、第５図及び第６図はその第１ポテンショ
メータ及びスロットルモータの作用を説明するプロ、ツ
ク図である。 １・・・・・・エンジン、　　　　３・・・・・・スロ
ットルレバ〜、６・・・・・スロットルモータ、 ８・・・・・・第２ボテンシミメータ、９・・・・・・
マイクロプロセッサ（コントローラ）、］、Ｏ・・・・
・・第１ポテンショメータ、１０、〜１０２・・・・・
・低抵抗側断線検知範囲、１０、〜１０６・・・・・・
高抵抗側断線検知範囲。 Ａ・・・・・・目標回転数マツプ、 Ａ８、Ａｔ・・・・・・目標回転数曲線、Ｂ・・・・・
・スロットルモータ位置マツプ、Ｖｏｕｔ・・・・・・
第１ポテンショメータ出力値。 第　　３　　図 目標回転数　（ＲＰＭ） 目標回転数　（ＲＰＭ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）特殊車両用エンジンの燃料供給量を設定する第１
   ポテンショメータと、該第１ポテンショメータの出力が
   印加され、当該エンジンにより駆動される作業機の種類
   及び又は作業状態等に対応する目標回転数マップを備え
   るマクロプロセッサと、該マイクロプロセッサにより演
   算された出力の印加されるスロットルモータと、該スロ
   ットルモータ位置又は該スロットルモータにより駆動さ
   れるスロットルレバー位置を検出する第２ポテンショメ
   ータと、該第２ポテンショメータによるスロットルモー
   タ位置等の検出信号を前記マイクロプロセッサにフィー
   ドバックさせる手段とを備えることを特徴とする特殊車
   両用エンジンにおける燃料供給量コントロール装置。
2. （２）燃料供給量設定用第１ポテンショメータの出力を
   、当該エンジンにより駆動される作業機の種類及び又は
   その作業状態に対応する目標回転数マップに印加する特
   殊車両用エンジンの燃料供給量コントロール装置におい
   て、前記第１ポテンショメータにより設定される当該エ
   ンジンのハイアイドル限界回転数域近傍と、ロウアイド
   ル限界回転数域近傍と（の所要範囲）を、それぞれ当該
   第１ポテンショメータの断線検知域として設定可能にし
   たことを特徴とする特殊車両用エンジンにおける燃料供
   給量コントロール装置。