JPH0569978B2 - - 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
ドリング回路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・マキシムスピ
ードガバナとがある。

そして、負荷の変動に拘らず安定した定速走行
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、噴射量調節機構を電気アクチユエ
ータで作動制御する、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、特に作業走行モードでのア
クセルセツト手段の構成を簡単なものにするとと
もに、その操作をも簡単に行えるようにし、か
つ、作業走行モードでの走行中の緊急停止後の安
全性を高め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電気的に連係した電動
アクチユエータを操作するように構成するととも
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
制御する路上走行用モードと、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用モ
ードとを制御回路で設定して両モードをスイツチ
によつて選択可能に構成し、かつ、前記アクセル
調節具として、低速側へ自動復帰されるフートア
クセルペダルを設け、前記モード切換えスイツチ
による路上走行モードから作業走行モードへの切
替えに伴つて、切換え時点の検出エンジン回転数
を目標エンジン回転数にセツト固定するよう構成
するとともに、作業走行モードにおいて車体停止
操作が為されたことを感知して、前記目標エンジ
ン回転数のセツト固定を解除して、路上走行モー
ドに自動的に切換えるように構成した点に特徴が
ある。

〔作用〕

上記構成によると、路上走行モードではフート
アクセルペダルを適宜操作することで踏み込み加
減に応じた加減速を行うことができ、又、作業走
行時には、路上走行モードにおいてアクセルペダ
ルを踏み込んで所望のエンジン回転が得られたと
ころでモード切換えスイツチを操作すると、その
モード切換え時点での回転数を目標回転数にする
アクセルセツトがなされ、以後はフートアクセル
ペダルを復帰させても所定エンジン回転数が保た
れる。又作業走行モード中にブレーキや主クラツ
チなどを操作して車体停止操作を行うと、自動的
に路上走行モードに切換わるので、フートアクセ
ルペダルの踏込みに応じたアクセル状態となり、
フートアクセルペダルから足を放していればアイ
ドリング状態となる。

〔発明の効果〕

従つて、本発明によれば路上走行、及び作業走
行に適した特性でのガバナ制御が任意に選択して
行えるとともに、特に作業走行モード時のアクセ
ルセツトのための専用のアクセル調節具が不要で
あり、フートアクセルによるエンジン回転調節を
行つて回転数を確かめた上で簡単なスイツチ操作
で目標回転数セツトを簡単迅速に行うことができ
るようになつた。又、高出力にセツトしての作業
走行モード中に緊急に車体停止を行つたのちに、
再発進するとき、意識的にフートアクセルの踏込
みを行わないかぎりアイドリング発進となり、安
全に発進できる。

〔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、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に連結されるとともに、コントロールラツク１
２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１４，１７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
コントロールラツク１２の位置を制御するように
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
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
る回転ポテンシヨメータ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ツク
位置P₁をマツプ制御系２１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、
復元型押しボタンスイツチからなるモード切換え
スイツチ２２によつ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ツト可能であり、ス
イツチ２２の記憶セツト操作によつてその時点の
エンジン回転数を記憶セツトし、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P₁に近づけるようにソレノイド１３
をPID制御するのである。

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
からの各目標ラツク位置P₁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。

制御回路１８はメインスイツチ投入時点で前記
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
セルセツトのみが可能な路上走行モードがもたら
される。従つて、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
ナ特性でラツ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
計で確認した上でスイツチ２２を押す。すると、
記憶系２３ではスイツ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ツト固定され、
PID回転数制御系２４からは、これに応じた目標
ラツク位置P₂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からの目標ラツ
ク位置P₁はPID回転数制御系２４からの目標ラツ
ク位置P₂よりも小さくなり、判別選択系２５で
は大きい目標ラツク位置P₂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、スイツチ２２を押して記憶系２３の記憶解除
を行えばよく、この操作によつて目標エンジン回
転数のセツトが解除されてPID回転数制御系２４
からの出力がなくなる。従つて、以降はマツプ制
御系２１からの目標ラツク位置P₁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、本発明においては更に次に示す２種の形態
Ａ，Ｂによつ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に構成されている。

(A) ：前記マツプ制御系２１からの目標ラツク位
置P₁がPID回転数制御系２４からの目標ラツク
位置P₂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、PID回転数制御系２４からの出力がなくな
る。従つて、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ツプ操作を行うと、以後
はマツプ制御系２１からの目標ラツク位置P₁
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。

(B) ：第６図に示すように、エンジン２からの出
力は主クラツチ３０を介してギヤ変速機構３１
に入力され、適宜変速されたのち差動機構３２
の左右差動軸３３ａ，３３ｂから後車輪５，５
に伝達され、各差動軸３３ａ，３３ｂには内拡
式もしくはデイスク式のブレーキ３４ａ，３４
ｂが備えられている。そして、前記主クラツチ
３０及び各ブレーキ３４ａ，３４ｂに機械的に
連係した主クラツチペダル３５及びブレーキペ
ダル３６ａ，３６ｂに対応してその踏込みを感
知するスイツチ３７及び３８ａ，３８ｂが配備
されており、全スイツチ３７，３８ａ，３８ｂ
が閉路操作されたときに前記記憶系２３に記憶
解除指令が与えられるようになつている。従つ
て、作業走行モード中に主クラツチ３０を切
り、かつ両ブレーキ３４ａ，３４ｂを作動させ
て車体停止操作を行うと、自動的に路上走行モ
ードに切換えられる。

但し、作業走行モード中であつても、主クラ
ツチ３０を切つてのギヤチエンジ、及び一方の
ブレーキ３４ａ又は３６ｂを作動させての急旋
回作動時にはモード切換えは行われない。

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、判別選択系２５
では目標ラツク位置P₁，P₂と検出エンジン回
転数に基づいて設定された最低ラツク位置P₃
が比較され、そのうちの最も大きいものが目標
ラツク位置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ツク位置
P₄と検出エンジン回転数に基づいて設定され
た最大ラツク位置P₅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ツ
ク位置P₀として選択され、PIDラツク位置制御
系２８に与えられ、このようにしてラツク位置
が最低ラツク位置P₃以下及び最大ラツク位置
P₅以上に作動されるのを阻止して、エンジン
ストツプ及び過回転への発展が未然に防止され
るようになつている。

〔別実施例〕 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。

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）
を用いるもよい。

制御モードの切換わりに応じてモード表示ラ
ンプなどを選択点灯させるようにすると便利で
ある。

車体停止操作状態を感知するのに、ブレーキ
作動だけを感知してもよい。

コンバインのように主クラツチと主ブレーキ
とを一つの操作具で一連に行う作業車にあつて
は車体停止操作感知用のスイツチは単一です
む。

【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図は伝動系の概略図である。 ２……エンジン、１２……燃料噴射量調節機
構、１３……アクチユエータ、１８……制御回
路、１９……フートアクセルペダル、２２……モ
ード切換えスイツチ。

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を介して電気的に連係した電動アクチ
   ユエータ１３を操作するように構成するととも
   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
   制御する路上走行用モードと、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用モ
   ードとを制御回路１８で設定して両モードをスイ
   ツチ２２によつて選択可能に構成し、かつ、前記
   アクセル調節具として、低速側へ自動復帰される
   フートアクセルペダル１９を設け、前記モード切
   換えスイツチ２２による路上走行モードから作業
   走行モードへの切換えに伴つて、切換え時点の検
   出エンジン回転数を目標エンジン回転数にセツト
   固定するよう構成するとともに、作業走行モード
   において車体停止操作が為されたことを感知し
   て、前記エンジン回転数のセツト固定を解除して
   ガバナ制御モードを路上走行モードに自動的に切
   換えるよう構成してある作業車のガバナ装置。 ２ ブレーキ操作を車体停止操作として感知する
   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。 ３ ブレーキ操作と主クラツチ切り操作とが為さ
   れたことを車体停止操作として感知するよう構成
   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。