JP3927568B2

JP3927568B2 - 制動操作連動式エンジン制御機構

Info

Publication number: JP3927568B2
Application number: JP2004210775A
Authority: JP
Inventors: 英機神山
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2004-07-16
Filing date: 2004-07-16
Publication date: 2007-06-13
Anticipated expiration: 2015-09-14
Also published as: JP2004301131A

Description

本発明は、電子ガバナによる自動エンジン制御機構を有する農用トラクターにおいて、制動操作に対応したエンジン制御機構に関する。

農用トラクタにおいて、例えば実開平７−１３２７５４に示すように、電子ガバナによる自動エンジン制御機構を用いたものは公知であり、これは、エンジンの出力を、あらゆる作業に対して最大限に引き出せるように、エンジンの燃料噴射量を自動調節するものである。例えば、作業負荷によってエンジン回転数が変動する時に、エンジン回転数をアクセル設定量に保持したり、或いは、低速作業時で、作業負荷がエンジンの出力限界近くになった時に、エンジン回転数を上げてエンストを回避するという制御を行う。該自動ブレーキ制御機構には、アクセル位置センサや燃料噴射弁におけるラック位置センサ等が具備されているが、更に、これらの自動ブレーキ制御機構におけるセンサーより発するエンジン回転数に関する情報をもとに他の機構を制御して、作業負荷時におけるエンスト等を回避する様々な方法が公知となっている。特許文献１と２では、エンジン回転数の状態をもとに、作業機を昇降させる制御機構について開示されている。特許文献３では、走行変速段及びＰＴＯ変速段の変速制御が開示されている。
特開平７−１３２７５４号公報特開昭６３−１２３３０５号公報特開昭６３−１３３９０３号公報

しかし、従来において、制動操作に電子ガバナを連動させる構成はなかった。そのため、電子ガバナ装置を具備した農用トラクタでは、左右車輪に別個のブレーキを備えており、高速走行時に、片側のブレーキペダルを踏んだ状態でエンジン回転数が上昇しないように、高速段での運転時には、一々電子ガバナ制御を解除する必要があった。

本発明は、以上のような不具合を解消すべく、次のような手段を用いるものである。

電子ガバナによるエンジン回転数の自動制御機構を有し、左右各車輪毎に制動装置を備え、両制動装置の独立操作と一体操作を選択可能とした農用トラクタにおいて、電子ガバナは、入力手段として、電子燃料噴射装置（Ｐ）のラック位置センサ（ＲＳ）、エンジン回転数検出センサ（ＥＲＳ）、及び、アクセルによって設定されるエンジン回転数設定器（ＡＳ）を設け、これらの入力信号を電子ガバナコントローラ（ＧＣ）に入力し、前記ラック駆動装置（ＲＡ）に出力信号を出力するものとし、該制動装置（Ｂ）には、ブレーキ操作に連動させる制動制御コントローラ（ＢＣ）を設け、該制動制御コントローラ（ＢＣ）と、電子ガバナの前記電子ガバナコントローラ（ＧＣ）との間で信号を交信すべく構成し、該制動制御コントローラ（ＢＣ）からは、エンジン回転数低下指令が、また、低下後の回転数を設定する回転数設定信号（ＳＲ）を発信し、電子ガバナコントローラ（ＧＣ）からは、実際のエンジン回転数を制動制御コントローラ（ＢＣ）にエンジン回転数信号（ＥＲ）として発信し、前記制動制御コントローラ（ＢＣ）は、左右の制動装置の一体状態を検出する連結検出センサと、左右の両ブレーキセンサ（ＢＳ・ＢＳ）と、走行系変速装置（ＴＭ）に設置した高速度段検出センサ（ＨＳＳ）を入力手段とし、入力手段からの入力値と、前記電子ガバナコントローラ（ＧＣ）から受信するエンジン回転数信号（ＥＲ）とを比較して、電子ガバナコントローラ（ＧＣ）への、エンジン回転数低下指令の発信あるいは発信停止の制御を行い、また、回転数設定信号（ＳＲ）の値を設定してこれを発信制御し、前記連結検出センサが非連結状態を示し、かつ、高速度段検出センサ（ＨＳＳ）が高速度段であることを検出している場合に、左右の両ブレーキセンサ（ＢＳ・ＢＳ）の片側のどちらかの検出に基づき、エンジン回転数の低減制御を行うものである。

本発明の如く構成することにより、高速段時に、電子ガバナ制御を解除していなくても、片側のブレーキ状態に応じてエンジン回転数が低減して、農用トラクタが走行快適性を損なうことがなくなるのである。

本発明の実施の形態を、添付の図面に基づいて説明する。
図１は制御操作連動式でかつ、両ブレーキ連結時の自動ブレーキ制御機構のブロック図、図２は、図１の場合の、制動装置の作動量に基づくエンジン回転数の低減制御を示すフローチャート、図３は、図１の場合の、制動装置の作動量及び作動時間に基づくエンジン回転数の低減制御を示すフローチャート、図４は、図１の場合の、同じく制動装置の検出手段をＯＮ／ＯＦＦ式スイッチした場合のフローチャートである。

図５は、本発明の高速走行段時の片ブレーキ時におけるブレーキ低減制御を加えた場合の制御操作連動式自動ブレーキ制御機構のブロック図、図６は農用トラクタの全体斜視図、図７は操縦部の後上方からの斜視図、図８は電子ガバナの各部品のトラクタ内における配置を示す側面略図、図９は電子ガバナの制御ブロック図である。

農用トラクタにおいては、図６の如く、前部のボンネット内にエンジンＥが内設されており、ボンネットの後方にフロントパネルＦＰが配設されていて、ステアリングホイルＳが突設されており、その後方に運転席ＳＴが配設されている。該運転席ＳＴの後方において、前記エンジンＥより動力伝導されるトランスミッションＴＭが内設されていて、左右の後輪ＲＷの中心軸である左右のリアアクスルを懸架しており、各リアアクスル毎に制動装置Ｂが付設されている。

この中で、図７に示すように、操縦部に配設される後記の制動操作連動式自動ブレーキ制御機構に係る操作機器としては、まず、フロントパネルＦＰ下方に電子ガバナスイッチＧＳが配設されており、該電子ガバナスイッチＧＳのＯＮ・ＯＦＦにて、電子ガバナ制御、及びその解除を切換可能となっている。そして、その足元部には、左右のブレーキペダルＢＰが配設されていて、それぞれ独立して踏み操作することで、左右後輪ＲＷを独立して制動できる。なお、両ブレーキペダルＢＰは、連結可能であり、左右の制動装置Ｂを一体に制動制御することも可能である。更に、運転席ＳＴの左右には、主変速レバーＭＬと副変速レバーＳＬが配設されており、車体内において、前記のトランスミッションＴＭに連結されている。

このような中で、電子ガバナの各部構成について図８及び図９より説明する。エンジンＥには、燃料噴射ポンプ（電子燃料噴射装置）Ｐが付設されていて、これに電子ガバナが付設されている。電子ガバナは、燃料噴射ポンプの噴射量調節用のラックを駆動するラックアクチュエーター（ラック駆動装置）ＲＡ、該ラック位置を検出するラック位置センサＲＳ、及び実際のエンジン回転数を検出する回転数検出センサＥＲＳよりなるものである。また、アクセルによってエンジン回転数を設定するものであり、その設定量を検出するのが、アクセル（位置）センサＡＳである。これは、後記の図１及び図５では、エンジン回転数設定器としている。これらのセンサＡＳ・ＲＳ・ＥＲＳの検出値をもとに、ラックアクチュエーターＲＡを駆動して、燃料噴射量を適量に調節するのが、電子ガバナである。そして、図８及び図９に示すように、本発明では、ブレーキ操作に連動して電子ガバナを制御する構成としているので、ブレーキペダルＢＰを一定量踏み込んだ時にＯＮするブレーキスイッチ（或いは、ブレーキペダルＢＰの踏み量を検出するブレーキセンサ）ＢＳを電子ガバナの入力手段として加えている。制動装置Ｂに連動しての電子ガバナ制御機構を、制動操作連動式エンジン制御機構としている。

次に、制動操作連動式自動ブレーキ制御機構の、全体構成を図１のブロック図より説明する。なお、図１に図示する構成は、図２乃至図４の制御に関してのものである。電子ガバナは、前記の如く、電子燃料噴射装置のラック駆動装置ＲＡを駆動制御し、エンジンの回転数を制御するものであって、そのための入力手段として、電子燃料噴射装置Ｐのラック位置センサＲＳ、エンジン回転数検出センサＥＲＳ、及び、アルセルによって設定されるエンジン回転数設定器（アクセルセンサ）ＡＳがある。これらの入力信号を電子ガバナコントローラＧＣに入力し、前記ラック駆動装置ＲＡに出力信号を出力するのである。

そして、この電子ガバナを、ブレーキ操作に連動させるべく、制動制御コントローラＢＣと電子ガバナコントローラＧＣとの間にて信号が発信される。制動制御コントローラＢＣからは、エンジン回転数低下指令が、また、低下後の回転数を設定する回転数設定信号（ＳＲ）が発信され、電子ガバナコントローラＧＣからは、実際のエンジン回転数を制動制御コントローラＢＣにエンジン回転数信号（ＥＲ）として発信する。

制動制御コントローラＢＣは、制動装置Ｂに設けられた連結検出センサと、左右後輪ＲＷそれぞれに設けた右ブレーキセンサ・左ブレーキセンサＢＳを入力手段とし、これらの入力値と、前記の如く電子ガバナコントローラＧＣから受信するエンジン回転数信号（ＥＲ）との比較をもとにして、電子ガバナコントローラＧＣへの、エンジン回転数低下指令の発信あるいは発信停止の制御を行い、また、回転数設定信号（ＳＲ）の値を設定してこれを発信制御する。

ここで、制動装置Ｂにおける各センサについて説明すると、連結検出センサとは左右後輪ＲＷのブレーキが一体状に連結されているかどうかを検出するセンサであって、連結されている時には、左右後輪ＲＷを一体状に制動し、非連結状態であれば左右の後輪ＲＷが独立して制動する。図２乃至図４の制動操作連動式エンジン制御は、連結状態、即ち左右後輪ＲＷが一体状に制動する場合のみに行い、非連結状態、即ち左右独立して制動する場合には、エンジン回転数の低減制御は行わないものとしている。

また、左右各ブレーキセンサＢＳは、ブレーキペダルＢＰの踏み込みを検出するものであって、踏み込み量に応じてアナログ的に出力値を変化させるポテンショメータのようなものか、一定の踏み込み量でＯＮするＯＮ／ＯＦＦ式スイッチにしたものが考えられる。図２及び図３の制御は、前者を用いたもの、図４の制御は、後者を用いたものである。また、該ブレーキセンサＢＳを基にエンジン回転数の制御をするのは、両制動装置Ｂの連結時のみ（非連結時には、前記の如くエンジン回転数が低下される。）であるので、左右ブレーキセンサＢＳの片方のみを用いてもよい。図２及び図３では、右ブレーキセンサＢＳのみを使用している。

以上のような構造において、制動操作連動式ブレーキ制御について説明する。図２乃至図４の制御とも、まず、制動制御コントローラＢＣにおいて、制動装置Ｂにおける連結検出センサの読み込みが行われて、非連結時には（２）においては、制動制御コントローラＢＣから電子ガバナコントローラＧＣに対してエンジン回転数低下指令は出されず、もしも発令されていれば、これを解除する。

そして、連結検出センサが連結状態を示している場合において、まず、図２では、右ブレーキペダルＢＰの踏み込み量を表す右ブレーキセンサＢＳの検出量（ＲＢ）が検出される。この値が、ブレーキペダルＢＰの遊び限界踏み込み量（ＲＢＯ）を超えた時（ＲＢ＞ＲＢＯ）、エンジン回転数の低減制御がなされていないことが確認されると（フラグ＝０）、エンジン回転数の低減制御が行われる。まず、制動制御コントローラＢＣにて、電子ガバナコントローラＧＣからのエンジン回転数信号（ＥＲ）が読み取られ、これがアイドリング回転数（ＩＲ）より高く、最高回転数（ＭＡＸＲ）以下であることが確認されると（ＭＡＸＲ≧ＥＲ＞ＩＲ）、回転数設定信号（ＳＲ）の値を設定する。この実施例では、アイドル回転数（ＩＲ）からエンジン回転数（ＥＲ）の間の三分の一の回転数に低下させている（ＳＲ＝（ＥＲ−ＩＲ）／３＋ＩＲ）。こうして、制動制御コントローラＢＣから電子ガバナコントローラＧＣに、エンジン回転数低下指令及び回転数設定信号（ＳＲ）が出力され（フラグ＝１）、電子ガバナコントローラＧＣにおいては、該回転数設定信号（ＳＲ）をエンジン回転数設定器ＡＳにて設定した値として、電子燃料噴射装置Ｐのラック駆動装置ＲＡを駆動して、エンジン回転数を低減制御する。このようなエンジン回転数の低減にて、ブレーキシューの摩耗を抑えることができるのである。

なお、前記のエンジン回転数信号（ＥＲ）の読み取りにおいて、該エンジン回転数がアイドリング回転数（ＩＲ）以下の場合はアイドリング回転数（ＩＲ）まで回転数を高めるべく、また、最大回転数（ＭＡＸＲ）よりも高い場合には、緊急的にエンジン停止すべく、回転数設定信号（ＳＲ）をアイドル回転数（ＩＲ）とし（ＳＲ＝ＩＲ）、電子ガバナコントローラＧＣに回転数設定信号（ＳＲ）を発信する。

以上は、右ブレーキセンサＢＳの設定量（ＲＢ）の読み込みにより、エンジン回転数の低減制御を行うものであるが、図３の制御では、ブレーキペダルＢＰの踏み込み時間も考慮したものとしている。即ち、ブレーキペダルＢＰの踏み込み時間が僅かであれば、ブレーキシューの摩耗もそれほど進行せず、エンジン回転数をさほど低下させる必要はない。一方、このような僅かのブレーキ操作でも頻繁にエンジン回転数を低下させていると、ブレーキペダルＢＰから足を離した時のエンジン回転数の復帰に時間がかかり、良好な発信が得られない。ブレーキペダルＢＰの踏み込み時間（Ｔ）を測定し、この時間が長いほど、エンジン回転数の低減率を高めるように、逆にいえば、ブレーキペダルＢＰの踏み込み時間が短ければ、エンジン回転数の低減量を少なく抑えるようにしたのが、図３図示の制御である。

即ち、図２の制御と同様に、右ブレーキセンサ量（ＲＢ）の読み込みを行い、ＲＢ＞ＲＢＯを検出した後、ＲＢ＞ＲＢＯである時間（Ｔ）、即ちブレーキペダルＢＰの踏み込み時間を計測開始する。この時間（Ｔ）を基に、エンジン回転数低減率（ＢＢ）を算出する（ＢＢ＝Ｋ×Ｔ）。該エンジン回転数低減率（ＢＢ）はＲＢ＞ＲＢＯの時間（Ｔ）が長いほど大きくなる。

そして、この場合の回転数設定信号（ＳＲ）の値は、ＳＲ＝（ＥＲ−ＩＲ）／ＢＢ＋ＩＲとしており、該エンジン回転数低減率（ＢＢ）が大きいほど、即ちブレーキペダルＢＰの踏み込み時間が長いほど、該回転数設定信号（ＳＲ）は小さくなる。このような回転数設定信号（ＳＲ）を、エンジン回転数低下指令とともに、制動制御コントローラＢＣから電子ガバナコントローラＧＣに発することにより、ブレーキペダルＢＰの踏み込み時間に応じてエンジン回転数の低減量が調節される。

以上の図２及び図３は、ブレーキセンサＢＳに、ポテンショメータ等のアナログ式のものを使用したケースであるが、ブレーキペダルＢＰの踏み込みを検出するだけならば、一定の踏み込み量でＯＮするようなＯＮ／ＯＦＦ式のスイッチを使用すれば、コスト低下になる。図４の制御では、このようなスイッチ式のセンサを使用し、左右ブレーキセンサＢＳ（どちらか一個でもよい）のいずれかがＯＮすれば前記に述べたようなエンジン低減制御を行うものとしている。なお、図４も、図３の制御と同様に、ブレーキペダルＢＰの踏み込み時間に対応してエンジン回転数の低減量を調節する構成としているが、エンジン回転数低減率（ＢＢ）を、ＢＢ＝Ｋ×Ｔ（Ｋは定数）としている。

以上の図２乃至図４に示す制動操作連動式エンジン制御は、左右の制動装置Ｂが一体式に制動操作される場合のみになされるようにし、片ブレーキ状態の時はエンジンＥの低減制御を行わない構成としている。片ブレーキでエンジン回転数を低減させれば、倍速旋回等に支障となるからである。しかし、電子ガバナ制御がなされている状態で、走行変速段が高速段の場合に片ブレーキ操作をすると、エンジン回転数が上がる。そこで、高速段にて片ブレーキ操作、即ち、両制動装置Ｂを非連結とした状態の時には、電子ガバナスイッチＧＳをその都度ＯＦＦする必要がある。

そこで、電子ガバナスイッチＧＳがＯＮの状態でも、高速段での片ブレーキ時で、左右両制動装置Ｂが非連結された状態において、走行変速段の高速段時に、前記のブレーキペダルＢＰの踏み操作に基づくエンジン回転数の低減制御を行うようにする。図５は、本発明の場合の制動操作連動式ブレーキ制御機構のブロック図を示したもので、制動制御コントローラＢＣの入力手段として、走行系変速装置（トランスミッション）ＴＭに設置した高速度段検出センサＨＳＳを加えている。即ち、連結検出センサが非連結状態を示し、かつ、高速度段検出センサＨＳＳが高速度段であることを検出している場合に、ブレーキセンサＢＳの検出に基づき、エンジン回転数の低減制御を行う。なお、この場合には、左右制動装置Ｂが非連結時にて制御が行われるから、左右の両ブレーキセンサＢＳ・ＢＳを入力手段としている。

制御操作連動式でかつ、両ブレーキ連結時の自動ブレーキ制御機構のブロック図である。図１の場合の、制動装置の作動量に基づくエンジン回転数の低減制御を示すフローチャート図ある。図１の場合の、制動装置の作動量及び作動時間に基づくエンジン回転数の低減制御を示すフローチャート図である。図１の場合の、同じく制動装置の検出手段をＯＮ／ＯＦＦ式スイッチした場合のフローチャート図である。本発明の高速走行段時の片ブレーキ時におけるブレーキ低減制御を加えた場合の制御操作連動式自動ブレーキ制御機構のブロック図である。農用トラクタの全体斜視図である。操縦部の後上方からの斜視図である。電子ガバナの各部品のトラクタ内における配置を示す側面略図である。電子ガバナの制御ブロック図である。

符号の説明

ＧＣ電子ガバナコントローラ
ＢＣ制動制御コントローラ
Ｂ制動装置（ブレーキ）
ＢＳブレーキセンサ（ブレーキスイッチ）

Claims

電子ガバナによるエンジン回転数の自動制御機構を有し、左右各車輪毎に制動装置を備え、両制動装置の独立操作と一体操作を選択可能とした農用トラクタにおいて、電子ガバナは、入力手段として、電子燃料噴射装置（Ｐ）のラック位置センサ（ＲＳ）、エンジン回転数検出センサ（ＥＲＳ）、及び、アクセルによって設定されるエンジン回転数設定器（ＡＳ）を設け、これらの入力信号を電子ガバナコントローラ（ＧＣ）に入力し、前記ラック駆動装置（ＲＡ）に出力信号を出力するものとし、該制動装置（Ｂ）には、ブレーキ操作に連動させる制動制御コントローラ（ＢＣ）を設け、該制動制御コントローラ（ＢＣ）と、電子ガバナの前記電子ガバナコントローラ（ＧＣ）との間で信号を交信すべく構成し、該制動制御コントローラ（ＢＣ）からは、エンジン回転数低下指令が、また、低下後の回転数を設定する回転数設定信号（ＳＲ）を発信し、電子ガバナコントローラ（ＧＣ）からは、実際のエンジン回転数を制動制御コントローラ（ＢＣ）にエンジン回転数信号（ＥＲ）として発信し、前記制動制御コントローラ（ＢＣ）は、左右の制動装置の一体状態を検出する連結検出センサと、左右の両ブレーキセンサ（ＢＳ・ＢＳ）と、走行系変速装置（ＴＭ）に設置した高速度段検出センサ（ＨＳＳ）を入力手段とし、入力手段からの入力値と、前記電子ガバナコントローラ（ＧＣ）から受信するエンジン回転数信号（ＥＲ）とを比較して、電子ガバナコントローラ（ＧＣ）への、エンジン回転数低下指令の発信あるいは発信停止の制御を行い、また、回転数設定信号（ＳＲ）の値を設定してこれを発信制御し、前記連結検出センサが非連結状態を示し、かつ、高速度段検出センサ（ＨＳＳ）が高速度段であることを検出している場合に、左右の両ブレーキセンサ（ＢＳ・ＢＳ）の片側のどちらかの検出に基づき、エンジン回転数の低減制御を行うことを特徴とする制動操作連動式エンジン制御機構。