JPH0968264A - 乗用作業機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 過負荷時の増速操作を抑制してエンジンスト
ップを回避する。 【解決手段】 エンジンに対する負荷の増大に基づいて
無段変速装置５を自動的に減速し、エンジンに対する負
荷の軽減に基づいて設定速度まで自動的に増速する負荷
制御手段Ｅを備え、無段変速装置５の設定速度に優先し
て該無段変速装置５の変速速度を、決まった操作で段階
的に変更する逐次変速レバー１８を備え、負荷制御手段
Ｅによる無段変速装置５の増速操作途中、あるいは無段
変速装置５による減速時には、逐次変速レバー１８によ
る増速を阻止する変速規制手段Ｇを備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、乗用作業機に関
し、詳しくは、エンジンに対する負荷の増大に基づいて
走行速度を減速する制御系を備えたものの改良に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、上記のように構成された乗用作業
機として特開平５‐５６７０９号公報に示されるものが
存在し、この従来例ではエンジンの回転数を計測する手
段を備え、この手段の計測結果に基づきエンジン回転数
の低下を判別すると、アクチュエータによって無段変速
装置を減速操作する制御系を備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】又、田植機のように走
行系に対して比較的大きい負荷が作用する環境で作業を
行わねばならない作業機では従来例のようにエンジンに
対する負荷に基づき負荷を低減するための変速を行う制
御が必要である。又、田植機を例に挙げると、作業途中
には圃場が荒れている場合には正確なハンドル操作を可
能にするため低速走行を行いたい面があり、逆に、圃場
の条件が良好な場合には作業能率を向上させるため高速
走行を行いたい面がある。しかし、状況に応じて走行速
度を変速レバー等の操作で行うには微妙な速度設定が困
難であり改善の余地がある。

【０００４】本発明の目的は、エンジンに対する負荷に
基づいて自動的な変速を行う有効な面を損なうことな
く、簡便な操作で走行速度の変更を行い得る乗用作業機
を合理的に構成する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
走行用の無段変速装置をエンジンに対する負荷の増大に
基づいて自動的に減速し、エンジンに対する負荷の軽減
に基づいて設定速度まで自動的に増速する負荷制御手段
を備えると共に、無段変速装置に対して設定された設定
速度に優先して該無段変速装置の変速速度を、決まった
操作で段階的に変更する変速手段を備え、負荷制御手段
による無段変速装置の増速操作途中、あるいは、無段変
速装置による減速時には、変速手段による変速速度の増
速側への変更を阻止する変速規制手段を備えている点に
あり、その作用は次の通りである。

【０００６】又、本発明の第２の特徴は、前記変速手段
が、入り切り操作されるスイッチと、このスイッチの操
作時に変速用のアクチュエータを駆動して所定量の変速
を行う変速部とで構成されている点にあり、その作用は
次の通りである。

【０００７】〔作用〕上記第１の特徴によると、エンジ
ンに対する負荷が増大した場合には負荷制御手段が無段
変速装置を減速し、エンジンの負荷が軽減した場合には
負荷制御手段が無段変速装置を増速するものとなり、
又、変速手段で変速操作を行った場合には無段変速装置
に設定された設定速度に優先して段階的な変速を行える
ものとなり、この変速手段で増速操作を行った際に、負
荷制御手段によって無段変速装置が増速操作途中にある
場合、あるいは、負荷制御手段によって無段変速装置が
減速時である場合には、変速規制手段が変速手段による
増速側への無段変速装置の操作を阻止してエンジンに対
する負荷の増大を抑制する。

【０００８】又、第２の特徴によると、変速手段がスイ
ッチを備えて構成されるので、変速操作を軽く行え、
又、変速手段をどのような位置にも配置できるものとな
る。

【０００９】

【発明の実施の形態】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に示すように、ステアリング
操作される駆動型の前車輪１、及び、駆動型の後車輪２
を備えた走行機体３の前部にエンジン４を搭載すると共
に、この走行機体３の前部にエンジン４からの動力が伝
えられるベルト式の無段変速装置５、及び、ミッション
ケース６を配置し、又、走行機体３の中央部に運転座席
７を配置し、走行機体３の後端部に対し油圧シリンダ８
で駆動昇降されるリンク機構９を介して苗植付装置Ａを
連結して乗用作業機として田植機を構成する。

【００１０】前記運転座席７の右側部に苗植付装置Ａの
昇降制御と植付クラッチ（図示せず）の入り切り操作と
を行う昇降レバー１０を備え、運転座席７の前方位置に
はメータパネル１１とステアリングハンドル１２とを配
置し、又、図２に示すように、このメータパネル１１に
は前記無段変速装置５の変速段の変速表示部１３と、燃
料の残量の燃料表示部１４と、各種の報知を行う各種表
示部１５とが形成され、このメータパネル面の右側部に
前記エンジン４の回転数を設定するアクセルレバー１６
と、前記無段変速装置５を変速操作する変速ダイヤル１
７を配置してあり、ステアリングハンドル１２の左方位
置に前記ミッションケース６のギヤ変速系を操作する主
変速レバー１８を配置し、更に、ステアリングハンドル
１２のポスト部の左面には逐次変速レバー１９を備えて
いる。尚、この変速レバー１９で操作される系と後述す
るプログラムとで変速手段Ｆが構成されている。

【００１１】尚、前記無段変速装置５は、従来例に挙げ
たものと同様に、エンジン４の出力側のプーリ５Ａとミ
ッションケース６の入力側とプーリ５Ｃとを割りプーリ
で構成して夫々に巻回する無端ベルト５Ｂの巻回半径の
変更で無段階に変速を行えるよう構成され、前記植付ク
ラッチは前記ミッションケース６に内蔵されると共に、
このミッションケース６から苗植付装置Ａに伝えられる
動力を断続する機能を有し、主変速レバー１８は図３に
示す如く路上走行に適した高速走行を可能にする「移
動」位置と、この「移動」位置における速度より低速で
苗植付作業に適した走行速度を得る「植付」位置と、走
行を停止する「中立」位置と、機体３を後進させる「後
進」位置とに切換え自在に構成され、変速ダイヤル１７
は図４に示すように、１〜７の数字で示す７つの位置に
設定自在に構成され、逐次変速レバー１９は図３に示す
ように、中立位置Ｎと下方側の増速位置Ｕと上方側の減
速位置Ｄとに切換え自在に構成されると共に、非操作時
には中立位置Ｎに復帰するようバネ（図示せず）で付勢
されている。

【００１２】この田植機では図５に示す変速制御系を備
え、この制御系ではマイクロプロセッサを備えた制御装
置２１に対して前記変速ダイヤル１７で操作されるポテ
ンショメータ型の速度設定器２２、前記逐次変速レバー
１９で操作される変速スイッチ２３、前記メータパネル
１１に備えた車速制御スイッチ２４、前記エンジン４に
備えた回転数センサ２５、前記無段変速装置５の変速位
置を計測するポテンショメータ型の変速センサ２６夫々
からの信号の入力系を備えると共に、前記無段変速装置
５を変速操作するアクチュエータとしての電動型の変速
モータ２７を制御する増速用、及び、減速用のリレー２
８，２８に対する出力系、前記変速表示部１３夫々に対
する出力系を備えている。

【００１３】この田植機では従来からのもののようにア
クセルレバー１６を最高回転位置に設定しなくとも適当
な位置に設定した状態でも、走行系から作用する負荷に
起因するエンジン回転数の低下に基づいて無段変速装置
５を減速操作し、この負荷が改善されると無段変速装置
５を増速側に復元操作する負荷制御動作を行い、又、前
記逐次変速レバー１９は増速位置に操作すると所定の条
件下において予め決められた値だけの増速を行い、減速
位置に操作すると予め決められた値だけの減速を行うよ
う前記制御装置２１の制御動作を設定してあり、この制
御動作を以下に説明する。

【００１４】図６にはメインの制御動作を表してあり、
この制御では速度設定器２２の信号の基づいて基準制御
目標を設定し（＃１０１、＃１０２ステップ）、次に、
速度設定器２２が操作された場合にのみ＃１０１、＃１
０２ステップの制御を繰り返す（＃１０３ステップ）。
この＃１０３ステップは後述する処理を行った後、変速
ダイヤル１７の操作で制御目標が変更された場合に、そ
れまでの制御目標をクリヤして基準となる制御目標、即
ち、基準制御目標を新たに設定するための処理である。

【００１５】次に、サブルーチンとしてセットされた負
荷制御ルーチンと、逐次変速ルーチンとを実行し（＃２
００、＃３００ステップ）、これらの処理によって設定
された制御目標の速度を得るよう、変速センサ２６から
の信号をフィドバックしながら変速モータ２７を駆動し
て無段変速装置５を変速操作し、この変速操作で得られ
た変速段を変速表示部１３に表示する制御をリセットさ
れるまで繰り返して行う（＃１０４〜＃１０６ステッ
プ）。尚、この負荷制御ルーチン（＃２００ステップ）
で負荷制御手段Ｅが構成され、逐次変速ルーチン（＃３
００ステップ）に変速手段Ｆと規制手段Ｇとが含まれて
いる。

【００１６】以上が制御動作の概要であるが、負荷制御
ルーチン（＃２００ステップ）と逐次制御ルーチン（＃
３００ステップ）で制御目標が設定されない場合には、
変速操作の処理（＃１０５ステップ）においては基準制
御目標を制御目標として変速操作が行われる。

【００１７】又、変速表示部１３は図２に示す如く、７
つの発光体１３Ａを備え、負荷制御も逐次変速も行われ
ない場合には速度設定器２２で設定した１〜７の変速段
に対応した数字の変速段の発光体１３Ａが発光するもの
となり、更に、４と５の間の変速段が選択された場合、
あるいは、速度設定器２２で４を変速段を選択した状態
で逐次変速レバー１９で増速を行い４と５との間の変速
段に設定された場合には４と５とが同時に発光するよう
制御動作が設定されている。

【００１８】負荷制御ルーチン（＃２００ステップ）で
は、図７に示すように、車速制御スイッチ２４がＯＮ操
作された場合に機能するものであり、車速制御スイッチ
２４がＯＮ状態にあれば、回転数センサ２５でエンジン
４の回転数を１０ミリ秒毎に１０回サンプリングして平
均化処理によって平均値を求め、この平均値の変動の状
況を判別する（＃２０１〜＃２０３ステップ）。

【００１９】この判別によって回転数が低下している場
合には、予め設定されたテーブルの値に従って制御目標
を低減し、回転数が回復している場合には予め設定され
たテーブルの値に従って制御目標を増大する（＃２０４
〜＃２０６ステップ）。又、制御目標を低減する際に用
いるテーブルはエンジン４の回転数が大きく低下するほ
ど、制御目標を、より大きく低減する値を設定してあ
り、又、制御目標を増大する際に用いるテーブルはエン
ジンの回転数が大きく回復するほど、制御目標を、より
大きくする値を設定してあり、この制御目標の設定時に
は速度設定器２２で設定された基準制御目標を越えない
ように値が決められる。

【００２０】逐次制御ルーチン（＃３００ステップ）で
は、図８に示すように、逐次変速レバー１９が操作され
たことを変速スイッチ２３の状態で判別し、増速位置Ｕ
に操作された場合には、前記負荷制御ルーチン（＃２０
０ステップ）の処理によって走行速度が減速されている
場合、及び、負荷制御ルーチン（＃２００ステップ）の
処理によって走行速度が一端減速され、この後、負荷が
軽減して増速操作されている途中の場合を除いて制御目
標を所定量だけ増大する処理を行い、又、逐次変速レバ
ー１９が減速位置Ｄに操作された場合には無条件で制御
目標を所定量だけ低減する処理を行い、又、逐次変速レ
バー１９が操作されない場合、つまり、中立位置Ｎに維
持された場合にはどのような処理も行わないものとなっ
ている（＃３０１〜＃３０５ステップ）。又、この所定
量の値は変速ダイヤル１７の１〜７の変速段の幅より小
さく設定されている。尚、この処理のうち＃３０２、＃
３０３ステップで変速規制手段Ｇが構成され、＃３０
４、＃３０５ステップと前記逐次変速レバー１９で操作
される系とを併せて変速手段Ｆが構成されている。

【００２１】このように、変速ダイヤル１７に設定され
た変速段に無段変速装置５を変速操作して走行を可能に
すると共に、作業時には圃場に対する車輪の沈み込み量
の増大に起因してエンジン４に対する負荷が増大した場
合にはエンジン回転数の低下量に対応して無段変速装置
５を自動的に減速操作してエンジンストップを回避する
と共に、負荷が改善した場合にはエンジン回転数の増大
量に対応して自動的に増速操作し、負荷が殆ど解消され
た場合には変速ダイヤル１７に設定された変速段まで無
段変速装置５を増速操作するものとなっており、又、逐
次変速レバー１９を増速位置Ｕに操作した場合にはエン
ジン４に対する負荷が大きい場合には増速を行わず、負
荷が完全に解消された場合にのみ所定量の増速を可能に
し、減速位置Ｄに操作した場合にはエンジン４に対する
負荷を増大させることがないので無条件に所定量の減速
を可能にするものとなっている。

【００２２】又、この制御系ではエンジン４の回転数に
基づいて走行速度を自動的に変更する制御を行うので、
例えば、負荷の増大でエンジン回転数が低下した場合に
アクセルレバー１６でエンジン４の回転数を増大させる
ことで負荷の低減を図ることも可能であり、このように
エンジン４の回転数を増大させた場合には前述した制御
によって無段変速装置５が復元方向に操作され、逆にア
クセルレバー１６でエンジン４の回転数を低下させた場
合には前述した制御によって無段変速装置５が減速方向
に操作されるものとなる。

【００２３】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に以下のように構成することも可能である。

【００２４】（イ）変速設定ダイヤルを１〜７の数字に
位置に保持するようクリックストップ等を設ける。変速
設定ダイヤルに変えて変速レバーを備える。

【００２５】（ハ）エンジンに対する負荷が変動した場
合の変速量を、前記テーブルを用いずに負荷の値を基準
にして演算した求めた値に設定する。

【００２６】（ニ）田植機以外の乗用作業機に適用す
る。

【００２７】

【発明の効果】従って、エンジンに対する負荷に基づい
て自動的な変速を行う有効な面を損なうことなく、簡便
な操作で走行速度の変更を行い、エンジンに対する負荷
が過大になる場合には、走行速度の変更を行う操作によ
っても変速が行われず無理のない負荷で作業を行い得る
乗用作業機が合理的に構成された（請求項１）。又、変
速手段を作業者が操作を行いやすい位置に配置して、軽
い操作で変速を行い得るものとなった（請求項２）。

【００２８】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】田植機の全体側面図

【図２】メータパネル部の平面図

【図３】逐次変速レバー、主変速レバーの側面図

【図４】速度設定器の平面図

【図５】制御系のブロック回路図

【図６】メインの制御動作のフローチャート

【図７】負荷制御ルーチンのフローチャート

【図８】逐次変速ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

４ エンジン ５ 無段変速装置 ２３ スイッチ ２７ アクチュエータ Ｅ 負荷制御手段 Ｆ 変速手段 Ｇ 変速規制手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行用の無段変速装置（５）をエンジン
   （４）に対する負荷の増大に基づいて自動的に減速し、
   エンジン（４）に対する負荷の軽減に基づいて設定速度
   まで自動的に増速する負荷制御手段（Ｅ）を備えると共
   に、無段変速装置（５）に対して設定された設定速度に
   優先して該無段変速装置（５）の変速速度を、決まった
   操作で段階的に変更する変速手段（Ｆ）を備え、負荷制
   御手段（Ｅ）による無段変速装置（５）の増速操作途
   中、あるいは無段変速装置（５）による減速時には、変
   速手段（Ｆ）による変速速度の増速側への変更を阻止す
   る変速規制手段（Ｇ）を備えている乗用作業機。
2. 【請求項２】 前記変速手段（Ｆ）が、入り切り操作さ
   れるスイッチ（２３）と、このスイッチ（２３）の操作
   時に変速用のアクチュエータ（２７）を駆動して所定量
   の変速を行う変速系とで構成されている請求項１記載の
   乗用作業機。