JPH0353128B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、主として農用トラクタやコンバイ
ンなどのデイーゼルエンジン搭載型の農用作業車
に用いるガバナ装置に関する。

〔従来の技術〕

デイーゼルエンジンの燃料噴射ポンプを制御す
るガバナ装置を特性パターンで分類すると、アイ
ドリング回転から最高回転までのあらゆる回転範
囲で調速作用が可能なオールスピードガバナと、
円滑なアイドリングを行わせるため、及び最高回
転速度をこえないようにするために低速回転域と
高速回転域のみ調速作用を発揮させ、中転回転域
では調速作用を行わないミニマム・マキシマムス
ピードガバナとがある。

そして、負荷の変動に拘わらず安定した低速走
行及び作業装置の定速駆動が要求される上記農用
作業車においては前者のオールスピードガバナが
採用され、又、アクセル調節に即応した滑らかな
加速及び減速性が要求される自動車には後者のミ
ニマム・マキシマムスピードガバナが適してい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところで、近年上記農用作業車にあつては、作
業能率の向上、及び機動性の向上等から高速化の
傾向が大きく、圃場での作業のみならず路上での
高速運搬作業にも充分対応できるようになりつつ
ある。

ところが、前述のように農用作業車の搭載エン
ジンに装備されるガバナ装置は、その主作業であ
る圃場内作業に適したオールスピードガバナが選
択されていたために、路上走行時の加減速の感覚
（ドライビリテイ）が良くないものであつた。

この発明は、噴射量調節機構をアクチユエータ
で作業制御する、いわゆる電子制御ガバナを採用
して、作業走行及び路上走行に適した２種のガバ
ナ特性を利用できるようにすることで上記問題を
解消するとともに、このモードの切換えを自動的
に行えるようにしたものである。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明においては、搭載デイーゼルエンジンの
燃料噴射量調節機構を、人為操作されるアクセル
調節具に制御回路を介して連係したアクチユエー
タで操作するよう構成するとともに、エンジン回
転数変動に対するトルク変動率の小さいトルクカ
ーブに設定したガバナ特性で燃料制御する路上走
行モードと、エンジン回転数変動に対するトルク
変動率の大きいトルクカーブに設定したガバナ特
性で燃料制御する作業走行モードとを制御回路で
設定して両モードを切換え可能に構成し、かつ、
車体に作業状態と非作業状態とに位置又は姿勢を
変更自在に作業装置を取付けるとともにこの作業
装置の位置もしくは姿勢を検出する手段を設け、
非作業状態の検出時には路上走行モードに、又、
作業状態の検出時には作業走行モードにガバナ制
御モードを自動的に切換えるべく構成してある点
に特徴がある。

〔作 用〕

上記構成によると、作業装置の位置又は姿勢を
作業状態にすれば自動的に作業走行モードでガバ
ナが制御され、非作業状態にすれば路上走行モー
ドの制御に自動的に切換わる。

〔発明の効果〕

従つて、ガバナの制御モードを切換える操作を
特別に行う必要なく、作業走行及び路路上走行に
適した制御モードで適切にガバナ制御を行うこと
ができるようになつた。

〔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に搭載したデイーゼルエンジン
２の出力は主クラツチハウジング３を介してミツ
シヨンケース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、単体後部に油圧リフトアーム８及び
３点リンク機構９によつて昇降自在に連結した作
業装置の一例であるロータリ耕耘装置１０が前記
PTO軸７からの出力で駆動されるようになつて
いる。

前記エンジン２に装備された燃料噴射ポンプ
（インジエクシヨンポンプ）１１の燃料噴射量調
節機構であるコントロールラツク１２は電子ガバ
ナによつて制御される。

つまり、前記コントロールラツク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１
３（アクチユエータの一例）に連結されるととも
に、コントロールラツク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によつてエ
ンジン回転数が検出され、これらセンサ１４，１
７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ツク１
２の位置を制御するよう構成されている。

この電子ガバナはマイクロコンピユータを利用
した制御回路１８を介して制御されるもので、第
１図にそのブロツク図が示される。

この電子ガバナにおいては、人為操作されるア
クセル調節具として、アイドリング位置から最高
速位置までの全範囲において任意の操作位置で摩
擦保持することのできるハンドアクセルレバー１
９と、アイドリング側に自動復帰するフートアク
セルペダル２０とが利用され、夫々にはアクセル
調節位置をアナログ信号として出力する回転ポテ
ンシヨメータ２１，２２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図イに示すように
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自動的に選択され、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ツク位置
（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、ポテンシヨメータ２２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ツク
位置P₁をマツプ制御系２３で割り出し、検出ラ
ツク位置がこの目標ラツク位置P₁に向かうよう
にソレノイド１３をPID制御するのである。

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、この場合ポテンシヨメータ２１によつ
て与えられたアクセル設定値は目標回転数を意味
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によつて目標ラツク
位置P₂を割り出し、検出ラツク位置をこの目標
ラツク位置P₂に近づけるようにソレノイド１３
をPID制御するのである。

この場合、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２３及びPID回転数
制御系２４からの各目標ラツク位置P₁又はP₂の
いずれかを選択系２５で選択することによつて行
われるものであり、この選択制御が次のように行
われる。

つまり、前記ロータリ耕耘装置（作業装置）１
０を昇降する油圧リフトアーム８の支点部にはア
ーム昇降角度を連続的に検出するための回転式の
ポテンシヨメータ２６が装備されており、これか
らの検出信号e₁が設定器２７で与えられた基準値
e₀と比較系２８で比較される。この基準値e₀は、
耕耘装置１０が通常の耕耘作業レベルよりも充分
高い適当高さ（例えば上限近傍）に相当する値に
設定されており、耕耘装置１０がこの基準高さよ
り低い範囲にあれば作業状態に、又、基準高さ以
上にあれば非作業状態であると比較系２８で判別
され、その判別結果に基づいて選択系２５で前記
両日標ラツク位置P₁又はP₂の選択が行われる。
つまり、作業状態であれば目標ラツク位置P₂が、
又、非作業状態であれば目標ラツク位置P₁が選
択されてPIDラツク位置制御系２９に与えられる
のである。

又、エンジンストツプ及び過回転防止のため
に、最低ラツク位置制御及び最高ラツク位置制御
も併せて行われる。つまり、選択系２５で選択さ
れた目標ラツク位置P₃〔P₁又はP₂〕と検出エンジ
ン回転数に基いて設定された最低ラツク位置P₄
が判別系３０で比較され、そのうち最も大きいも
のがが目標ラツク位置P₅に選択されてエンジン
ストツプへの発展を阻止する。又、上記のように
判別系３０で選択された目標ラツク位置P₅と検
出エンジン回転数に基いて設定された最大ラツク
位置P₆が第２の判別系３１で比較され、そのう
ちの小さい方が最終の目標ラツク位置P₀として
選択されて、エンジンオーバーランが未然に阻止
されるようになつている。

尚、前記油圧リフトアーム８のポテンシヨメー
タ２６はガバナ制御モードの切換えの他に、該リ
フトアーム８の電気式ポジシヨン制御用として利
用される。

つまり、第６図に示すように、前記リフトアー
ム８を駆動する単動型の油圧シリンダ３２は、上
昇用電磁弁３３ａ、上昇用パイロツト弁３３ｂ、
下降用電磁弁３３ｃ及び下降用パイロツト弁３３
ｄからなる制御弁３３に接続されており、両電磁
弁３３ａ，３３ｃへの通電制御によつて上昇、下
降及び中立の３状態に切換えられるようになつて
いる。そして、運転部位に設けられた昇降調節レ
バー３４の操作角度を検出する回転式ポテンシヨ
メータ３５からの信号e₂と前記リフトアーム角検
出用ポテンシヨメータ２６からの信号e₁とが比較
系３６で比較され、両信号e₁，e₂の偏差が設定範
囲（不感帯）内になるように制御弁３３が作動制
御されるようになつている。

つまり、昇降調節レバー３４で設定したポジシ
ヨンまで耕耘装置１０が昇降制御されて、その位
置に保持されるのである。

又、前記比較系３６では、前記３点リンク機構
９の基端に設けた牽引負荷検出センンサ（差動ト
ランスなどからなる）３７からの検出信号e₃と任
意に人為調節される負荷設定器３８からの設定信
号e₄とを比較して、両信号e₃，e₄の偏差が設定範
囲内にあるように制御弁３３に制御指令を出すよ
う構成されていて、３点リンク機構９にプラウな
どの牽引型作業装置を取付けての作業走行時に牽
引負荷を設定範囲に維持するように作業装置を昇
降する制御（ドラフト制御）を行うことが可能と
なつている。但し、このドラフト制御はポジシヨ
ン制御により設定された作業装置高さよりも高い
範囲でのみ可能である。

〔別実施例〕

尚、路上走行モード及び作業走行モードでのラ
ツク位置制御形態は上記のものに限られるもので
はなく、路上走行モードでの制御形態をマツプ制
御、作業走行モードの制御形態を負荷に応じた補
正を加えたマツプ制御（第４図ロ参照）にするこ
ともできる。又、両モードともにPID制御又はPI
制御とすることも可能である。

又、コントロールラツク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）
を用いるもよく、これらをアクチユエータと総称
する。

アクセル調節は単一の調節具で行つてもよい。

又、電気式ポジシヨン制御を行わないものにあ
つては、リフトアーム８に作用するリミツトスイ
ツチで作業装置１０が作業高さ範囲内にあるか否
かを検出するようにしてもよい。

又、本発明をコンパインに適用した場合には、
刈取部が昇降自在な作業装置１０となり、この場
合も刈取部の高さ検出に基づいてガバナ制御モー
ドの切換えを行うことになる。

又、ブームスプレヤーなどの散布作業装置を備
えた運搬車に適用した場合には、ノズルブームの
車体横側方への張出し姿勢を検出して作業状態
を、ノズルブームの車体内方への退入格納姿勢を
検出して非作業状態を判別する。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業車のガバナ装置の実施
例を示し、第１図は制御ブロツク線図、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図イ，ロ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図はポジシヨン制御及びドラフト制御系
の構成図である。 ２……エンジン、１０……作業装置、１２……
燃料噴射量調節機構、１３……アクチユエータ、
１８……制御回路。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 搭載デイーゼルエンジン２の燃料噴射量調節
   機構１２を、人為操作されるアクセル調節具に制
   御回路１８を介して連係したアクチユエータ１３
   で操作するよう構成するとともに、エンジン回転
   数変動に対するトルク変動率の小さいトルクカー
   ブに設定したガバナ特性で燃料制御する路上走行
   モードと、エンジン回転数変動に対するトルク変
   動率の大きいトルクカーブに設定したガバナ特性
   で燃料制御する作業走行モードとを制御回路１８
   で設定して両モードを切換え可能に構成し、か
   つ、車体に作業状態と非作業状態とに位置又は姿
   勢を変更自在に作業装置１０を取付けるととも
   に、この作業装置１０の位置もしくは姿勢を検出
   する手段を設け、非作業状態の検出時には路上走
   行モードに、又、作業状態の検出時には作業走行
   モードにガバナ制御モードを自動的に切換えるべ
   く構成してある作業車のガバナ装置。 ２ 作業装置１０が車体に対して昇降自在に連結
   された対地作業装置であり、作業装置１０の作業
   −非作業状態を検出する手段が作業装置１０の車
   体に対する昇降位置を検出するものであり、作業
   装置１０の所定レベル以上で非作業状態が、又、
   作業装置１０の所定レベルよりの下降で作業状態
   が判別されるよう構成してある特許請求の範囲第
   １項に記載の作業車のガバナ装置。