(57)【要約】【課題】エンジン始動時にはエンジンの調速機構１０の調節位置を設定された所定の位置、例えばローアイドリング位置に調節し、また、エンジンの回転数設定器２７が操作されるまでその調節位置を保持するエンジン回転数調節装置を提供する。【解決手段】制御装置３３は、キースイッチ２６が投入されて電源が制御装置３３に接続されると、調速機構１０の調節位置を設定された所定の位置になるようにアクチュエータ１６を作動制御すると共に、回転数設定器として用いるロータリエンコーダ２７からパルス信号が発せられると、調速機構１０の調節位置をパルスのカウント値に基づいた位置になるようにアクチュエータ１６を作動制御する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンの調速機構を操作するアクチュエータと、エンジン回転数の増減指令を発する回転数設定器と、調速機構の調節位置を検出するガバナセンサと、アクチュエータの作動を制御する制御装置とを備える作業車両のエンジン回転数調節装置において、前記制御装置は、キースイッチが投入されて電源が制御装置に接続されると、調速機構の調節位置を設定された所定の位置になるようにアクチュエータを作動制御すると共に、回転数設定器として用いるロータリエンコーダからパルス信号が発せられると、調速機構の調節位置をパルスのカウント値に基づいた位置になるようにアクチュエータを作動制御することを特徴とする作業車両のエンジン回転数調節装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタ等の作業車両において、エンジンの調速機構をギヤードモータ等のアクチュエータを用いて制御するエンジンの回転数調節装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
トラクタ等の作業車両のエンジン回転数調節装置としては、操縦部に設けたエンジンコントロールレバー或いはフートアクセルペダルをエンジンのカバナレバーにワイヤ等を介して連結する機械的な調節装置が一般的に用いられている。また、近年ではコモンレール式等の燃料噴射の電子制御化に伴い、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）によってエンジン回転数を電気的に制御することが知られている。
さらに、両者の中間の技術として、エンジンの調速機構をアクセル設定具で作動される電動アクチュエータで操作し、エンジン回転数を電気・機械的に制御することが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平６−１０７１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前述したエンジン回転数を電気・機械的に制御する技術、又は完全に電気的に制御する技術は、エンジン回転数の設定器を例えば、ポテンショメータ等の電気部品を用いて構成することができるため、カバナレバーを機械的にエンジンコントロールレバーによって作動させるものより操作力を少なくして、軽快にエンジン回転数を変更することができる。
しかし、従来のエンジン回転数の設定器は、その操作部がレバー式であろうとダイヤル式であろうと基準位置からの絶対的な変位量を出力するものであったため、エンジン始動時に仮に設定器が高速側に設定されていると、エンジンが高速回転で始動することになるため、突発的な発進等によって事故等を起こす虞があると共に、無駄に燃料を消費するという問題がある。
なお、特許文献１には、エンジン始動時にエンジン停止を招かないようにするために、キースイッチを予熱位置にすると調速機構を最高回転位置に制御することが記載されている。ところでこの場合、エンジンが始動した後はアクセル設定具によって設定されたエンジン回転数に設定されるので、ここでアクセル設定具が予め高速側に設定されていると、その後もエンジンが高速回転のままであるため、前述した問題が特許文献１において解決される訳ではない。
そこで、本発明は係る問題点に鑑みて、エンジン始動時にはエンジンの調速機構の調節位置を設定された所定の位置、例えばローアイドリング位置に調節し、また、エンジンの回転数設定器が操作されるまで、その調節位置を保持するエンジン回転数調節装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための本発明の技術的手段は、エンジンの調速機構を操作するアクチュエータと、エンジン回転数の増減指令を発する回転数設定器と、調速機構の調節位置を検出するガバナセンサと、アクチュエータの作動を制御する制御装置とを備える作業車両のエンジン回転数調節装置において、前記制御装置は、キースイッチが投入されて電源が制御装置に接続されると、調速機構の調節位置を設定された所定の位置になるようにアクチュエータを作動制御すると共に、回転数設定器として用いるロータリエンコーダからパルス信号が発せられると、調速機構の調節位置をパルスのカウント値に基づいた位置になるようにアクチュエータを作動制御することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の作業車両のエンジン回転数調節装置によれば、エンジンの調速機構を操作するアクチュエータと、エンジン回転数の増減指令を発する回転数設定器と、調速機構の調節位置を検出するガバナセンサと、アクチュエータの作動を制御する制御装置とを備え、回転数設定器としてロータリエンコーダを用いるものであるから、エンジン回転数を変更する際の操作力を少なくすることができ、軽快にアクセル操作を行うことができる。
また、制御装置は、キースイッチが投入されて電源が制御装置に接続されると、調速機構の調節位置を設定された所定の位置になるようにアクチュエータを作動制御するから、例えば、所定の位置をローアイドリング位置に設定することによって、エンジン始動時の突発的な急発進等を防止することができると共に、燃料の無駄な消費を防止することができる。
さらに、制御装置は、回転数設定器として用いるロータリエンコーダからパルス信号が発せられると、調速機構の調節位置をパルスのカウント値に基づいた位置になるようにアクチュエータを作動制御するから、低温時等でエンジンの始動性が悪い場合にはキースイッチを投入した後、回転数設定器を操作して調速機構の調節位置を当初設定された位置から高速回転側に調節し、再びエンジンの始動を試みることによりエンジンの始動性を高める、といった融通性に富んだエンジン回転数の制御ができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】トラクタの側面図である。
【図２】エンジンの回転数調節部を示す斜視図である。
【図３】エンジン回転数調節装置の側面図（ａ）及びガバナレバー部の平面図（ｂ）である。
【図４】メーターパネルの正面図である。
【図５】メーターパネルの背面図である。
【図６】制御装置のブロック図である。
【図７】エンジン制御のフローチャートである。
【図８】停止制御のフローチャートである。
【図９】回転数制御のフローチャートである。
【図１０】回転数記憶のフローチャートである。
【図１１】ロータリエンコーダの断面図である。
【図１２】後方作業灯の作用を示す側面図である。
【図１３】後方作業灯の取付状態を示す側面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１及び図２に示すように作業車両としてのトラクタ１は、機体前部に備えるエンジン２と、エンジン動力を変速する変速装置を内蔵するミッションケース３と、変速された動力で駆動される前輪４及び後輪５と、運転操作部６を覆うキャビン７と、作業機８を連結する昇降リンク機構９とを備えて構成されている。
【０００９】
図２乃至図３に示すように、エンジン２はディーゼルエンジンで構成され、その調速機構を構成するガバナレバー１０は、ローアイドルストッパ１１とハイアイドルストッパ１２との間で回動自在に軸支され、戻しスプリング１３によって常にローアイドル側に付勢されている。また、ガバナレバー１０の溝には２本のワイヤ１４，１５の前端側に設けられたアイエンドがそれぞれ挿通されている。
そして、２本のワイヤ１４，１５の内、機体内側のワイヤ１４の後端側はアクチュエータ１６の作動リンク１７に連結している。また、機体外側のワイヤ１５の後端側に設けたアイエンドはフートアクセルペダル１８の作動リンク１９に連結している。
なお、アクチュエータ１６並びに作動リンク１７はメーターパネル２０を取付けるフレームに取付けられ、フートアクセルペダル１８並びに作動リンク１９はキャビン７のフロア２１に取付けられている。
【００１０】
ここで、前述したアクチュエータ１６について詳述すると、アクチュエータ１６は電動モータＡと減速機Ｂを一体的に連結したギヤードモータから構成される。また、ギヤードモータ１６の出力軸に連結した作動アーム２２は連杆２３を介して作動リンク１７を回動させる。
なお、作動リンク１７のワイヤ１４の取付部には、ポテンショメータから構成するカバナセンサ２４の回動子が取付けられており、このカバナセンサ２４はアクチュエータ１６によって作動する調速機構の調節位置を検出する。
【００１１】
一方、座席前方に設けられたメーターパネル２０には、図４に示すようにエンジン回転計や液晶表示器（ＬＣＤ）等を一体に組み込んだメータユニット２５、キースイッチ２６、ロータリエンコーダ２７、スイッチアッシー２８等の電装部品が装着され、メーターパネル２０の中央下部にはチルトハンドルのコラム２９を収容する凹部３０が形成されている。
なお、スイッチアッシー２８は、複数の押しボタンスイッチとＬＥＤランプから構成され、図５に示すようにスイッチアッシー２８の基板はメーターパネル２０の裏面側においてカバー３１が被せられて覆われる。
また、カバー３１のチルトハンドルのコラム２９を収容する凹部３０側には隔壁３１ａを一体的に立ち上がらせて形成している。これは、カバー３１に孔３１ｂを設けて、この孔３１ｂにスイッチアッシー２８に接続するハーネスのコネクタ３２を通すことによって、コネクタ３２の着脱をカバー３１の外側から容易に行うことができるようにするものである。しかし、洗車時などに凹部３０側から入り込んだ水がコネクタ３２に当たり、さらにコネクタ３２を通す孔３１ｂからスイッチアッシー２８の基板内に浸入する虞がある。そこで、カバー３１の隔壁３１ａでコネクタ３２側への水の侵入を防止し、スイッチアッシー２８の防水性を確保するようになしている。
【００１２】
次に、制御装置について説明すると、図６に示すように制御装置はキースイッチ２６を介して電源が接続されるマイクロコンピュータ３３で構成される。また、マイクロコンピュータ３３の入力側には、カバナセンサ２４、ロータリエンコーダ２７、ロータリエンコーダ２７に一体的に組み込まれたストップスイッチ３４、スイッチアッシー２８に組み込まれた第１及び第２回転スイッチ３５，３６及び記憶スイッチ３７、エンジン回転数を検出するピックアップセンサ３８等を接続している。
一方、マイクロコンピュータ３３の出力側には、ギヤードモータ１６とギヤードモータ１６の回転方向を正逆に切り換えるリレー回路３９、キースイッチ２６とエンジンの燃料カットソレノイド４０との間に設けた燃料カットリレー４１、エンジンコントロールランプ４２等を接続すると共に、マイクロコンピュータ４３をコントロールエリアネットワークを介して接続している。なお、マイクロコンピュータ４３はメータユニット２５に組み込まれた液晶表示器（ＬＣＤ）をコントロールするものである。
【００１３】
さらに、制御装置３３はエンジンの回転数を制御するプログラムを備え、制御装置３３が行う制御内容を図７乃至図１０に示すフローチャートに基づいて以下、説明する。
先ず、図７に示すようにキースイッチ２６が投入されて電源が制御装置３３に接続されると、制御装置３３は初期化を行い、エンジン制御関係のカウンタとストップフラグをリセットする。そして、初期化が終わると停止制御、回転数制御、及び回転数記憶の各サブルーチンを実行する。
【００１４】
次に、図８に示すように停止制御は、ストップスイッチ３４によってエンジン２を停止させる制御であり、ストップスイッチ３４はロータリエンコーダ２７に一体的に組み込まれており、ロータリエンコーダ２７のダイヤルを押すとストップスイッチ３４が入りとなる。そして、このストップスイッチ３４の立ち上がりを判断して、ストップフラグがセットされる。
また、ストップフラグがセットされると、ピックアップセンサ３８に基づいてエンジン回転中か否かが判断され、エンジン回転中であればキースイッチ２６と燃料カットソレノイド４０との間に設けた燃料カットリレー４１を切断し、これにより燃料カットソレノイド４０は通電しなくなるためエンジン２に燃料が供給されなくなり、エンジン２が停止する。一方、ストップフラグがリセットされていれば燃料カットリレー４１を接続し、これにより燃料カットソレノイド４０は通電してエンジン２に燃料が供給される状態となる。
【００１５】
従って、エンジン２はキースイッチ２６を入りすることによって、燃料カットソレノイド４０が通電して燃料が供給される状態となり、ここでキースイッチ２６をスターター位置に操作すればエンジン２は始動する。また、エンジン２を停止する場合には、キースイッチ２６を切りにすると燃料カットソレノイド４０が通電しなくなって、燃料が供給されなくなるためエンジン２は停止する。
そして、何らかの事態が生じて緊急にエンジン２を停止させたい場合には、キースイッチ２６を切りにしてエンジン２を停止することができるが、本発明ではストップスイッチ３４を押すだけの簡単な操作でエンジン２を停止させることができ、緊急時の即応性を高くすることができる。
【００１６】
また、図９に示すように回転数制御は、エンジンの調速機構を構成するガバナレバー１０をギヤードモータで構成するアクチュエータ１６を用いて調節して、エンジン２の回転数を制御するものであり、具体的にはエンジン回転数の増減指令を発する回転数設定器として用いるロータリエンコーダ２７によって、エンジン回転数を所望の回転数に設定することができる。
すなわち、ロータリエンコーダ２７は、回転シャフトの上部に設けたダイヤルを回転させるとダイヤルの回転角度に比例したパルスを発生するインクリメンタル形を用いるものであり、詳しくは、ロータリエンコーダ２７から出力される２相パルスがカウンタ回路に取り込まれ、制御装置３３がこのカウンタ回路からカウンタ値を取り出すものであり、この場合、２相パルスからダイヤルの回転方向も検出できるためカウンタ値は、正転時のパルス数から逆転時のパルス数が減算された値となり、そのカウンタ値をエンジン回転数の設定値として用いるものである。
【００１７】
従って、ロータリエンコーダ２７は、ポテンショメータのように絶対的な変位量を出力するものではなく、回転が始まった時点からパルスをカウントすることによって初めて回転角度が相対的に求められる検出器である。
そのため、制御装置３３は前述した初期化において、先ずカウンタ回路のカウンタをリセットすることによりカウンタ値を例えばゼロに戻す。また、停止制御においてストップスイッチ３４が押されてストップフラグがセットされた場合にもカウンタは同様にリセットされる。
そして、スイッチアッシー２８に組み込まれた第１又は第２回転スイッチ３５，３６が押されて、そのスイッチの立ち上がりが検出されると、カウンタは制御装置３３が記憶している第１又は第２回転数の値をカウンタ値に強制的にセットする。
また、第１回転スイッチ３５が押されると第１フラグがセットされると共に、第２フラグがリセットされる。同様に第２回転スイッチ３６が押されると第２フラグがセットされると共に、第１フラグがリセットされる。
【００１８】
そして、カウンタ値とガバナセンサ２４から得られるガバナ値が比較され、両者が一致していればギヤードモータ１６を停止させ、カウンタ値がガバナ値より大きければギヤードモータ１６を正回転させ、逆であればギヤードモータ１６を逆回転させる。
これにより、ガバナレバー１０は作動アーム２２、連杆２３、作動リンク１７、並びにワイヤ１４を介して回動されて、エンジン２の回転数が変更される。
なお、フートアクセルペダル１８が踏み込み操作されて、ギヤードモータ１６で調節されるガバナレバー１０の回動角度より踏み込み量が大きくなると、フートアクセルペダル１８に連結するワイヤ１５を介してガバナレバー１０が回動されるため、回転数設定器として用いるロータリエンコーダ２７より、この場合はフートアクセルペダル１８の方がエンジン回転数の調節において優先されることになる。
【００１９】
そして、以上説明した回転数制御を実際の作業工程に照らして説明すると、作業者はトラクタ１を圃場まで移動させる、或いは作業を開始する場合、先ずキースイッチ２６を入りにする。すると、制御装置３３に電源が接続されて制御装置３３は、その初期化においてカウンタをリセットするため、当初のカウンタ値は例えばゼロとなる。
従って、この際にガバナ値がカウンタ値より大きければ、ギヤードモータ１６は逆回転してガバナレバー１０をローアイドリング位置に戻す制御が行われる。一方、作業者はエンジン２を始動すべくキースイッチ２６を更にスターター位置まで回してエンジン２を始動させる。
【００２０】
これによって、前回の作業終了時にエンジン回転数を高回転にしたままでキースイッチ２６を切った結果、ギヤードモータ１６によってガバナレバー１０がハイアイドリング位置側に回動していた場合にも、エンジン始動時にはガバナレバー１０がローアイドリング位置に戻されてエンジン２が始動されるため、当初のエンジン回転数は低回転となって急発進等の突発的な事故を防止することができる。また、エンジン２の空吹かしによる燃料の無駄な消費を防止することができる。
【００２１】
さらに、低温時等でエンジンの始動性が悪い場合にはキースイッチ２６を入れた後、回転数設定器として用いるロータリエンコーダの２７のダイヤルを正転側に、例えば９０度回転させる。これによりカウンタ値は当初のゼロから１０にカウントアップされて、カバナレバー１０はハイアイドリング位置側に回動され、そこでエンジン２の始動を試みれば、エンジン２に燃料が増量されて供給される結果、エンジン２の始動性がアップする。
ところで、エンジン２の始動のためにスターターモータが作動する際には、電源電圧が一時的に低くなり制御装置３３にパワーオンリセットがかけられる。そして、これに伴ってカウンタ値は再びゼロに戻ることになる。しかし、これはエンジン２の始動が完了した後であるので、カバナレバー１０がローアイドリング位置に戻されたとしても、エンジン２が停止するという虞は少ない。
【００２２】
また、エンジン２を始動させてトラクタ２を作業走行させる場合には、所望するエンジン回転数になるようにロータリエンコーダ２７のダイヤルを正逆回転操作する。なお、ロータリエンコーダ２７のダイヤルを１回転するとカウンタ値が、例えば４０だけ変化し、一方、ガバナレバー１０がローアイドリング位置からハイアイドリング位置に回動する際のガバナ値が０から２００に変化するものとすれば、ロータリエンコーダ２７のダイヤルを５回転させればエンジン２の回転数を最高回転数に調節することができる。
なお、ロータリエンコーダを図１１に示すように２軸一体型のロータリエンコーダ４４とし、中軸４５に取付けたダイヤル４６の１回転によって例えばカウンタ値が１０だけ変化し、中空軸４７に取付けたダイヤル４８の１回転によって例えばカウンタ値が１００だけ変化するように構成すると、外側のダイヤル４８によって粗方、エンジン回転数を設定した後、内側のダイヤル４６でエンジン回転数をさらに微調節するといった使い方ができる。
【００２３】
次に、図１０に示す回転数記憶について説明すると、回転数の記憶は第１回転数と第２回転数を記憶しなおすとともに制御装置３３に付設した不揮発性メモリにこの値を書き換えるものである。すなわち、スイッチアッシー２８に組み込まれた記憶スイッチ３７が押されてスイッチの立上がりが検出されると、第１フラグと第２フラグによって何れを変更するのか判断したうえで、そのセットされた方の第１又は第２回転数を、現在検出しているガバナ値に変更するものである。
それ故、制御装置３３は電源が接続された段階で不揮発性メモリから第１及び第２回転数の値を読み取り、その後、第１又は第２回転スイッチ３５，３６が押されると、前述の通り制御装置３３はカウンタを第１又は第２回転数の値にセットして、エンジン回転数をその記憶された回転数に制御するため、作業時のエンジン回転数や機体旋回時のエンジン回転数に対応するカバナ値を第１又は第２回転数として記憶しておくことによって、迅速に所望するエンジン回転数を得ることができ、能率的に作業を行うことができる。
【００２４】
なお、図１に示すようにトラクタ１はキャビン７のリヤピラーに後方作業灯Ｌを後方に向くように備え、連結した作業機８等を夜間照らして作業状態を確認することができるようにしている。しかし、後方作業灯Ｌによる照明は作業機の前方側から作業機を照らすため作業機自体によって遮られて、作業機８の後部付近は影ができて見えにくい部分が生ずる。
そこで、図１２に示すようにキャビン７のリヤピラーにステー４９を介して後方作業灯Ｌをトラクタ１から後方に離して取付ける。すると、後方作業灯Ｌによって作業機８の後部付近まで照らすことができる。
【００２５】
また、図１３に示すように後方作業灯Ｌをステー４９の先端に取付けプレート５０を介して回動自在に取付けるとともに、操作レバー５１とワイヤ５２とスプリング５３によって後方作業灯Ｌをキャビン７内から角度調節自在に連係すると、後方作業灯Ｌの照射方向を簡単に変更することができ、必要な箇所を十分に照らすことができる。
さらに、ステー４９の基部をリヤピラーにヒンジを介して回動自在に取付けるとともに、ステー４９をガススプリング５３によって持ち上げ方向に付勢し、また、切欠きを備えるプレート５４とステー４９との間をロッド５５で係止すると、ステー４９の角度を変更して後方作業灯Ｌの照射方向を大きく変更することができる。また、ガススプリング５３による付勢と、ロッド５５による係止を解除してステー４９を下方に向けて倒すと、図１２に示すように後方作業灯Ｌの照射方向を前方側に向けることができ、これにより一つの作業灯を前方用或いは後方用として共用することができるようになる。
【符号の説明】
【００２６】
２  エンジン
１０  ガバナレバー（調速機構）
１６  ギヤードモータ（アクチュエータ）
２４  ガバナセンサ
２６  キースイッチ
２７  ロータリエンコーダ（回転数設定器）
３３  マイクロコンピータ（制御装置）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2013024039.tif 000011
【図１０】
2013024039.tif 000012
【図１１】
2013024039.tif 000013
【図１２】
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【図１３】
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