JPH03275960A - 作業車両のエンジン回転制御装置 - 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】 （ａ業上の利用分野） 本発明は、主として農用トラクタやコンバインなどのエ
ンジン搭載型の農用作業車に用いるエンジン回転制御装
置（ガバナ装置）に関する。

（従来の技術） 従来、この種の装置としては、例えば特開昭５１、−１
０４１４５号公報に示すように、作業装置を使用し”（
の作業走行１侍にはあらゆる回転域で調速作用を発揮さ
せて所望の定速走行又は作業装置の定速駆動を行い、ま
た作業地への行き帰りの路上走行や運搬路上走行時には
アクセル調節に即応した円滑な加減速を行うことを目的
として双方の制御パターンを選択して切換えたりするも
のや、特開昭６１−１０６９３２号公報に示すように前
記双方の制御パターンを双方のアクセル調節具の調節具
合に応して切換えたりするものや、特開昭６１−１．１
２７４６号公報に示すように前記双方の制御パターンを
車体の走行速度に応じて切換えるものが知られている。

（発明が解決しようとする課題） 従来の技術で述べたものにおいては、作業走行時の制御
パターンと路上走行時の制御パターン相互の切換タイミ
ングを人為的あるいは走行速度に応じて等のようにして
強引に切換えているためエンジンにとってそのパワーを
より効果的に取り出すというようなスムーズな燃料噴射
制御のセツティングが難しいという問題点を有していた
。

本発明は、従来の技術が有するこのような問題点に鑑み
てなされたものであり、その目的とするところは、作業
走行時の速度設定を主としたハンドアクセルレバ−に対
しては定回転数制御を行い、路上走行時等の走行速度調
整を主としたフートアクセルペダルに対しては定負荷制
御を行い、ハンドアクセルレバ−とフートアクセルペダ
ルの同時操作時にはエンジン出力の大きくなる方の制御
が優先することにより作業性の向上とドライブフィーリ
ングの向上を図ることが出来る作業車両のエンジン回転
制御装置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） 上記課題を解決すべく本発明は、任意の操作位置に保持
可能なハンドアクセルレバ−と低速側へ自動復帰される
フートアクセルペダルとからなるアクセル調節器が燃料
噴射量を制御するエンジンの燃料噴射装置を制御部を介
して燃料噴射量調整用アクチュエータを駆動することに
より操作する作業車両のエンジン回転制御装置において
、前記ハンドアクセルレバ−はエンジン回転数変動に対
するトルク変動率の大きい速度−トルク特性となるよう
に、また前記フートアクセルペダルはエンジン回転数変
動に対するトルク変動率の小さい速度−トルク特性とな
るように前記アクチュエータを駆動すると共に前記ハン
ドアクセルレバ−とフートアクセルペダルとの同時操作
に対しては前記制御部を構成する制御系の出力信号のう
ち、エンジン出力が大きくなる制御系の出力信号を優先
信号として前記アクチュエータを駆動するものである。

また、前記優先信号の上限値を規制する上限規制回路と
、エンジン回転数が所定値を越えたときには、アクチュ
エータの位置が実際の位置よりも燃料増量側へ作動して
いるが如きの信号を出力してアクチュエータの位置を制
御するオーバランリミッタ回路を前記制御回路部に設け
ることが好ましい。

（作用） ハンドアクセルレバ−によるアクセル操作では定回転数
１１Ｊｌを行い、フートアクセルペダルによるアクセル
操作では定負荷制御を行う。

そして、ハンドアクセルレバ−とフートアクセルペダル
の同時操作ではエンジン出力の犬きくなる方の制御を行
う。

（実施例） 以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。

第１図は本発明に係る作業車両のエンジン回転制御装置
の全体システム構成図である。

作業車両のエンジン回転制御装置は、制御部１とハンド
アクセルレバ−２とフートアクセルペダル８とエンジン
５と燃料噴射装置７とから構成される。

制御部１は、ハンドアクセルレバ−２で設定した目標回
転数に対する電圧信号ｅｓを重畳回路３を介して比例・
積分・微分演算回路（以下ＰＩＤ回路と記す）４の一方
の入力端子へ印加するとともに、エンジン５の実回転数
に対応する電圧信号ｅＩ＋を他方の入力端子へ印加して
、両電圧信号ｅｆとｅｎの差電圧に比例・積分・微分演
算を施した出力電圧ｅ０を発生させ、ＰＷＭ　（パルス
幅変調）変換回路６を介して燃料噴射装置７のソレメイ
ド式アクチエエータ７ａを駆動して、燃料噴射量を増減
させ、エンジン５の回転数を制御する構成とし、更に、
フートアクセルペダル８の踏込量に対応する電圧信号ｅ
ｆとアクチュエータ７ａの位置に対応する電圧信号ｅ、
とエンジン５の実回転数に対応する電圧信号ｅ、１を入
力端子へ印加して比例・微分演算を施した出力電圧ｅ１
を発生する比例・微分演算回路（以下ＰＤ回路と記す）
９を備えて燃料噴射量を制御する構成としている。

また、アクチュエータ７ａの上限位置設定器１０の出力
ｅ１とアクチュエータ７ａの位置に対応する電圧信号ｅ
１とからアクチュエータ７８の最大位置の上限を規制す
る上限規制回路１１と、エンジン５の回転数が所定値を
越えたときにアクチュエータ７ａの位置が実際の位置よ
りも燃料増量側へ作動しているが如きの信号を出力して
アクチュエータ７ａの位置を制御するオーバランリミッ
タ回路１７に備えている。

回転数検出器１２はエンジン５の回転数に比例する周期
のパルス信号Ｐｎを出力し、このパルス信号Ｐ。は周波
数・電圧変換回路（Ｆ／Ｖ変換回路路）１３でパルス信
号ｐ。の周期に対応するアナログ電圧ｅＩ＋に変換され
る。

ソレノイド式アクチュエータ７ａの位置は、アクチエエ
ータ位置検出器１４で検出され、その位置検出出力は検
波・整流回路１５で直流信号ｅ。

に変換される。直流信号ｅ、は増幅回路１６で増幅され
、その出力は重畳回路３へ入力される。

第２図はソレノイド式アクチュエータおよびアクチュエ
ータ位置検出器の一構成例を示す構造図である。

第２図はジーゼルエンジン用の燃料噴射装置７のコント
ロールラック７ｂを駆動する例を示したもので、燃料噴
射装置７の側方の固着されたソレノイド式アクチュエー
タ７ａの一端をコントロールラック７ｂと連結し、さら
にソレノイド式アクチュエータ７ａの側方に差動トラン
スを用いた位置検出器１４を設けている。

ソレノイド式アクチュエータ７ａは、ソレノイド７ｃへ
の通電量に応じて電磁力でアクチュエータ７ｄを軸方向
へ移動させるものである。位置検出器１４は１次コイル
１４ｂおよび２次コイル１４ｃ、１４ｄの中に、可動コ
ア１４ｅを挿入した直線変位検出器である。この検出器
１４は、１次コイル１４ｂを低周波交流で励磁すること
により、アクチュエータ７ｄに連結された可動コア１４
ｅの位置によって、逆極性接続した２次コイル１４ｃ、
１４ｄに発生する電圧及び極性が変化することを利用し
てアクチュエータの位置を検出するものである。

第１図に戻って説明を続ける。

検波・整流回路１５は位置検出器１４の出力に基づいて
アクチュエータ位置検出器１４が燃料噴射装置側に位置
すると、位置検出出力電圧ｅ、が高くなるよう構成され
ている。検波・整流回路１５の出力ｅ、は、増幅回路１
６で直流増幅され、その出力は重畳回路３へ入力される
。

重畳回路３では、第３図に示すように増幅回路１６で直
流増幅された出力は、コンデンサ３ａと抵抗３ｃからな
る微分回路を通してアクチュエータ位置変化に対応する
電圧が微分されて演算増幅器３ｄの反転入力端子３ｂへ
入力される。演算増幅器３ｄの非反転入力端子３ｅには
ハントアクセルレバ−２の出力電圧ｅ、が印加されてい
る。反転入力端子３ｂに微分入力電圧が印加されない状
態では、重畳回路３の出力電圧はｅｌの電圧と同じで、
アクチュエータ位置が燃料増側へ移動した場合は微分回
路３ａ、３ｃからの入力により、重畳回路３の出力電圧
は前記電圧ｅ、より低い電圧となり、燃判減側へ移動し
た時は前記電圧ｅ、より高い電圧となるよう構成してい
る。

第４図は、フートアクセルペダル８とＰＤ回路９を示す
回路図であり、ＰＤ回路９は演算増幅器９ａと、この演
算増幅器９ａの出力端子９ｂと反転入力端子９０間に抵
抗２０を接続し、更に反転入力端子９ｃに一端が夫々接
続された人力抵抗２１．２２と、入力抵抗２２と並列に
接続された微分回路２３を備えている。微分回路２３は
コンデンサ２３ａと抵抗２３ｂから構成される装置た、
非反転入力端子９ｄにはフートアクセルペダル８の出力
電圧ｅｆが入力されている。なお、２４はコントロール
ラック７ｂを開く方向にのみ出力電圧ｅ、を出力するた
めの逆流防止用ダイオードであり、２４ａは電流制限用
の抵抗である。

従って、フートアクセルペダル８の踏込量に対応する電
圧信号ｅ、がエンジン５の実回転数に対応する電圧信号
ｅｎ及びアクチュエータ７ａの位置に対応する電圧信号
ｅ、よりも大である時に、回転数については比例補正を
し、アクチュエータ７ａの位置については比例・微分（
ＰＤ）補正をした電圧信号ｅ１がＰＤ回路９から出力さ
れる。

第５図は、アクチュエータ上限位置設定器１゜と上限規
制回路１１をＰＩＤ回路で構成した場合の回路図である
。上限規制回路１１は、第５図に示すように演算増幅器
１１ａと、この演算増幅器１１ａの出力端子１１ｂと反
転入力端子１１ｃとの間に設けた積分回路２５と、反転
入力端子１１ｃに一端が接続された入力抵抗２６と、こ
の入力抵抗２６と並列に接続された微分回路２７を備え
ている。積分回路２５は、コンデンサ２５ａと、このコ
ンデンサ２５ａに並列接続されたコンデンサ２５ｂと抵
抗２５ｃの直列回路からなる３素子で構成している。！
！分回路２７はコンデンサ２７ａと抵抗２７ｂから構成
している。

また、非反転入力端子ｌｉｅには、電源＋Ｖを抵抗１０
ａ、１０ｂで分圧したアクチュエータ７ａの上限位置に
対応する電圧信号ｅ１が印加され、端子１１ｄにはアク
チュエータ７ａの位置に対応する電圧信号ｅ１が増幅回
路１６を介して印加されている。なお、３０は逆流防止
用のダイオードである。

従って、増幅回路を介して印加される電圧信号ｅ、の方
が電圧信号ｅ１よりも大の時にのみ上限規制回路１１は
出力端子ｊｌｂに負の電圧を出力する。

第６図は、オーバランリミッタ回路１７を比較増幅回路
で構成した場合の回路である。オーバランリミッタ回路
１７は、演算項ｍ器１７ａと、この演算増幅器１７ａの
出力端子１７ｂと反転入力端子１７ｃ間に抵抗１７ｄを
接続し、反転入力端子１７ｃに電源＋Ｖを抵抗１７ｅ、
１７ｆで分圧したエンジン５の所定回転数に対応する電
圧信号ｅ、を印加し、更に非反転入力端子１７ｇに電圧
信号ｅ、と比較されるエンジン５の実回転数に対応する
電圧信号ｅｎを印加して構成される。なお、３１は逆流
防止用のダイオードである。

従って、電圧信号ｅ。の方が電圧信号ｅ、よりも犬の時
にのみオーバランリミッタ回路１７は正の飽和電圧を出
力する。即ち、エンジン５の実回転数が所定回転数より
も高くなった時である。

以上のように構成された作業車両のエンジン回転制御装
置の動作について以下に説明する。

作業走行時の速度設定は主としてハンドアクセルレバ−
２で行い、ＰＩＤ回路４、ＰＷＭ変換回路６、燃料噴射
装置７、エンジン５、回転数検出器１２、Ｆ／Ｖ変換回
路１３とからなる閉ループのｆｓＪ御系とＰｒＤ回路４
、ＰＷＭ変換回路６、燃料噴射装置７、アクチュエータ
位置検出器１４、検波・整流回路１５、増幅回路１６、
重畳回路３とからなる閉ループの制御系とを主体にして
第７図Ａに示すような定回転数制御が行われる。この場
合ハンドアクセルレバ−２によってエンジン出力回転数
が例えばＮ１等の定速回転となるように設定される。

一方、路上走行時等の走行速度調整は主としてフートア
クセルペダル８で行い、ＰＤ回路９、ＰＷＭ変換回路６
、燃料噴射装置７、エンジン５、回転数検出器１２、Ｆ
／Ｖ変換回路１３とからなる閉ループの制御系とＰＤ回
路９、ＰＷＭ変換回路６、燃料噴射装置７、アクチュエ
ータ位置検出器１４、検波・整流回路１５、増幅回路１
６とからなる閉ループの制御系とを主体にして第７図Ｂ
に示すような定負荷制御が行われている。なお、ＡＩ〜
Ａ６はフートアクセルペダル８の踏込量の相違によるエ
ンジン回転数−軸出力特性を示すものであり、エンジン
５の回転数に対して比例補正を、アクチュエータ７ａの
位置に対してＰＤ補正を夫々ＰＤ回路９で行うことによ
り第７図Ｂに示すような特性曲線となっている。

また、ハンドアクセルレバ−２とフートアクセルペダル
８が同時に操作された場合には、Ｐより回路４の出力で
ある信号ｅ０とＰＤ回路９の出力である電圧信号ｅ１と
が比較され、ＰＷＭ変換回路６へ入力されるアクチュエ
ータ７ａの駆動信号が大きい方、即ち燃料噴射量が多く
なりエンジン５の出力が大きくなる方の制御信号が優先
される。第７図Ｃに示す場合は、ハンドアクセルレバ−
２によりエンジン回転数がＮ１に設定されていて、かっ
このときのフートアクセルペダル８の踏込量がＡ２であ
る状態を示しており、負荷点の一例として示しているＬ
点より大きい軸出力のときには回転数Ｎ１の定回転数制
御が優先され、Ｌ点より小さい軸出力となるとこは踏込
量Ａ２による定負荷制御が優先される。

従って、例えば回転数Ｎ１の定回転数制御において一時
的に回転数を高くしたいときにはフートアクセルペダル
８を大きく踏込んで第７図Ｃに示ずＬ点を持上げていけ
ばＬ点が最上点に到達した時点からその踏込量での定負
荷制御に切換おってスムーズに回転数の増速切換えがで
きる。この増速状態からの定回転数状態への減速も同様
に踏込量を減じることでスムーズに切換えることができ
る。

また、アクチュエータ７ａの位置が上限位置設定器１０
で設定されている燃料噴射最大位置を示す上限位置を越
えている場合には、上限規制回路１１がＰＩＤ回路４及
びＰＤ回路９の出力である電圧信号ｅ　Ｏ＋　８　Ｍの
うち上限位置を超えている分の信号を吸込むようにして
そのままの値でＰＷＭ変換回路６へ入力されないように
規制して第７図に示すように上限設定回転数以上にエン
ジン５の回転数を上昇させるような燃料噴射を行わない
ようにしている。

更に、エンジン５の実回転数に対応する電圧信号ｅ、１
が上限として設定されている所定回転数に対応する電圧
信号ｅ、よりも犬となる時はオーバランリミッタ回路１
７が正の飽和電圧を出力し、この信号を実際のアクチュ
エータ７ａの位置に対応する電圧信号ｅ１に増幅回路１
６で加算することによって、アクチュエータ７ａが実際
の位置よりも燃料噴射増量側に位置しているような疑似
信号をＰＩＤ回路４、ＰＤ回路９及び上限規制回路１１
の全ての制御系に人力することによりエンジン５が過回
転とならないように制御する。

（発明の効果） 以上説明したように本発明によれば、例えば作業走行中
にフートアクセルペダルを踏込んで少しの間だけ増速す
るような場合も、エンジン出力が大きくなる方の制御が
優先するので、ハンドアクセルレバ−による制御とフー
トアクセルペダルによる制御の切換えを簡単かつスムー
ズに行うことが出来、作業性の向上とドライブフィーリ
ングの向上が図れる。

【図面の簡単な説明】

′ｔＳｉ図は本発明に係る作業車両のエンジン回転制御
装置の全体システム構成図、第２図はソレノイド式アク
チュエータおよびアクチュエータ位置検出器の一構成例
を示す構造図、第３図は重畳回路を示す回路図、第４図
はフートアクセルペダルとＰＤ回路を示す回路図、第５
図はアクチュエータ上限位置設定器と上限規制回路を示
す回路図、第６図はオーバランリミッタ回路を示す回路
図、第７図は速度−出力特性図である。 １・・・制御部、２・・・ハントアクセルレバ−５・・
・エンジン、７・・・燃料噴射装置、８・・・フートア
クセルペダル、１１・・・上限規制回路、１７・・・オ
ーバランリミッタ回路。 特　許　出　願　人　　本田技研工業株式会社代　理　
人　弁理士　　　下　　１）　容一部間　　　　弁理士
　　　　大　　橋　　邦　　度量　　　弁理士　　　小
　　山　　　　有第２ 図 アイドリング設定 ↓ ↓ 第７図

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）任意の操作位置に保持可能なハンドアクセルレバ
   ーと低速側へ自動復帰されるフートアクセルペダルとか
   らなるアクセル調節器が燃料噴射量を制御するエンジン
   の燃料噴射装置を制御部を介して燃料噴射量調節用アク
   チュエータを駆動することにより操作する作業車両のエ
   ンジン回転制御装置において、前記ハンドアクセルレバ
   ーはエンジン回転数変動に対するトルク変動率の大きい
   速度−トルク特性となるように、また前記フートアクセ
   ルペダルはエンジン回転数変動に対するトルク変動率の
   小さい速度−トルク特性となるように前記アクチュエー
   タを駆動すると共に前記ハンドアクセルレバーとフート
   アクセルペダルとの同時操作に対しては前記制御部を構
   成する夫々の制御系の出力信号のうち、エンジン出力が
   大きくなる制御系の出力信号を優先信号として前記アク
   チュエータを駆動することを特徴とする作業車両のエン
   ジン回転制御装置。
2. （２）前記優先信号の上限値を規制する上限規制回路と
   、エンジン回転数が所定値を越えたときには、アクチュ
   エータの位置が実際の位置よりも燃料増量側へ作動して
   いるが如きの信号を出力してアクチュエータの位置を制
   御するオーバランリミッタ回路を前記制御部に設けた請
   求項１記載の作業車両のエンジン回転制御装置。