JP2000179370A - 作業車両のエンジン回転制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタ等の作業車両には、昇降自在に連結
した作業機と、エンジンのアクセル開度を変更する電動
モータ３とを備え、レバー等の手動操作以外に後進操作
や旋回操作連動して作業機を上昇すると共にエンジン回
転数を低下させ、同作業機１の下降時に前記低下させた
エンジン回転数を復帰させるエンジン回転制御装置を備
えたものが知られている。しかしながら、作業機を上昇
後、長時間に亘って作業を中断する時には、その後再度
オペレータが作業機を下降させると、前記エンジン回転
数が低下状態であることを忘れて不意に車速が増速さ
れ、トラクタの操作性を損なうという課題が有った。 【解決手段】 前述のようなエンジン回転数を復帰させ
るトラクタ等においては、コントローラ４Ｂにタイマー
機能を設け、前記作業機を上昇後、所定時間が経過した
後には、作業機下降時に伴うエンジン回転数の復帰を牽
制する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラクタや田植
機、コンバインといった農業用作業車両、または建設用
の作業車両のエンジン回転制御装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平９−２９６７３７号公報に
示されるように、昇降自在に連結した作業機と、エンジ
ンのアクセル開度を変更するモータとを備え、前記作業
機の上昇に連動してエンジン回転数を低下させ、同作業
機の下降時に前記低下させたエンジン回転数を復帰する
トラクタが知られている。そして、これらトラクタに連
結した作業機は、オペレータの作業機昇降レバー等の操
作具による上昇とは別に、車両の後進操作や、旋回操作
に連動して上昇する構成となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、これら
従来のエンジン回転制御装置は、作業中に作業機を上昇
するとエンジン回転数が低下されて低車速で安全に旋回
や後進を行うものであるが、旋回状態のままでオペレー
タが交代したり、作業を中断して休憩する時には、その
後再度オペレータが作業機を下降させると、前記エンジ
ン回転数の低下状態であることを忘れて不意に車速が増
速され、トラクタの操作性を損なうという課題が有っ
た。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を鑑
みて、作業車両のエンジン回転制御装置を以下のように
構成した。即ち、昇降自在に連結した作業機１と、エン
ジン２のアクセル開度を変更するアクチュエータ３とを
備え、前記作業機１の上昇に連動してエンジン回転数を
低下させ、同作業機１の下降時に前記低下させたエンジ
ン回転数を復帰させる作業車両において、前記作業機１
を上昇後、所定時間が経過した後には、作業機下降時に
伴うエンジン回転数の復帰を牽制する制御手段４を備え
たことを特徴とする作業車両のエンジン回転制御装置と
した。

【０００５】また、車両の後進、または旋回操作を検出
した時に作業機を上昇し、エンジン回転数を低下させ、
同作業機１の下降時に前記低下させたエンジン回転数を
復帰させる前段記載の作業車両のエンジン回転制御装置
とした。

【０００６】

【発明の効果】以上のように構成した作業車両のエンジ
ン回転制御装置は、作業機１の上昇に連動してエンジン
回転数を低下させ低速走行が行えるが、この間に、オペ
レータが休後退したり休憩等して所定時間が過ぎると、
再度作業機１を下降させても、エンジン回転が増速され
ず不意に車速が上がって、作業車両の操作性を損なうこ
とが無くなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を作
業車両である農業用トラクタ（以下、トラクタ１０）に
ついて説明する。最初にトラクタ１０の全体構成に付い
て説明する。トラクタ１０は、図２に示すように、ボン
ネット１１内部にディーゼル式エンジン２を備え、この
エンジン２の回転動力を、ミッションケース１２内の動
力伝達機構を介して後輪１３、または前後輪１４，１３
前輪へ伝達して走行する構成となっている。

【０００８】操縦席１５の前方には、ステアリングハン
ドル１６を突出するハンドルポスト１７を設け、同ハン
ドルシャフトには車体の旋回操作を検出する手段として
ハンドル切角センサ６を設けいる。ハンドル１６下方に
は、作業機昇降用ワンタッチレバー１９や、前記エンジ
ン２のアクセル位置を設定保持するアクセルレバー２
０、前後進切替レバー２３を突出して設け、前記作業機
昇降ワンタッチレバー１９の回動基部にはリミットスイ
ッチ２１を設け、同スイッチ２１のＯＮ毎に作業機を作
業位置から非作業位置まで連続的に昇降する構成となっ
ている。また、前後進切替レバー２３の回動基部にもリ
ミットスイッチ２４を設け、同レバー２３を後進位置へ
操作するとＯＮする構成となっている。

【０００９】また更にフロア上にはアクセルペダル２
２、前記左右後輪１３を夫れ夫れ独立して制動する左右
ブレーキペダル等を設け、これら回動基部にも踏み込み
操作時にＯＮするリミットスイッチ２５、２８Ｌ，２８
Ｒを設けている。前記操縦席１５の側方には、前記作業
機１の高さを変更する作業機昇降レバー３５を設け、こ
の昇降レバー３５の回動基部に操作位置を検出するポテ
ンショメータ３６を設けている。また、同レバー３５の
ガイド近傍には、後述する旋回制御スイッチ３２やエン
ジン回転制御装置の作動を入り切りするエンジン回転制
御入切スイッチ３７、及び同制御中のエンジン回転数を
指定する手段であるエンジン低下回転数設定ダイヤル３
８、耕深制御切替スイッチ３９、耕深設定器４０等の各
種設定器を設けている。

【００１０】そして、前記各種検出器や設定器は操縦席
１５下方の制御手段であるコントローラ４Ａ，４Ｂに接
続する構成となっている。トラクタ１０のミッションケ
ース１２後部には、作業機昇降用アクチュエータである
油圧シリンダ８を内装するシリンダケース４１を備え、
前記シリンダ８のピストン伸縮によりケース４１左右に
支持するリフトアーム４２を上下回動する構成となって
いる。また、車体後部には、トップリンクと左右のロワ
ーリンクからなる３点リンク機構を設け、同リンク機構
４３にロータリ作業機１等、各種作業機を連結する構成
となっている。そしてリフトアーム４２の片側には、こ
の回動基部にリフトアーム角センサ４４を設けている。

【００１１】尚、前記３点リンク機構にロータリ作業機
１を連結する時には、ロータリカバー４５上部にポテン
ショメータ式のデプスセンサ４６を設け、リヤカバー４
７の回動角度を検出することで耕深を検出する構成とな
っている。これにより、後述する作業機昇降用コントロ
ーラ４Ａは、作業機昇降レバー３５の検出角度とリフト
アーム４２の設定角度とを一致させるように、作業機上
昇用制御弁のソレノイド５０Ａ、或いは作業機下降用制
御弁のソレノイド５０Ｂへ通電し、また、前記作業機昇
降用ワンタッチレバー１９のＯＮ操作の度にリフトアー
ム角度を、作業機昇降レバー位置と別途設定した上昇位
置との間を連続的に昇降するポジション制御を行う構成
となっている。

【００１２】また、ロータリ作業１を連結し、耕深制御
入切スイッチ３９が「入」である時には、前記耕深設定
器４０で設定された耕深値とデプスセンサ４６の検出値
とが一致するようにリフトアーム４２を昇降する耕深制
御を行う構成となっている。トラクタ１０の動力伝達機
構について図３に基づき説明する。前記エンジン２から
出力された回転動力は、主クラッチ１８、前後進切替装
置２６、主変速装置２７Ａ、副変速装置２７Ｂと伝達さ
れ、後輪デフ装置を介して後輪１３を駆動する構成とな
っている。

【００１３】また、副変速装置２７Ｂにて減速された回
転動力は、前輪増速機構２９を通じて前輪１３へも伝達
する構成となっている。前輪増速機構２９は、内部に油
圧クラッチを備え、トラクタ１０の旋回時に同クラッチ
が圧着して、入力した回転を略二倍の回転速度で出力す
る構成となっている。これにより、前輪１４の周速が後
輪１３の周速の略二倍に増速することができる。

【００１４】尚、図中の符号３０…は左右後輪を独立し
て制動するブレーキディスクを示し、３１はこのディス
クを圧着するアクチュエータであるブレーキ用油圧シリ
ンダを示す。また、エンジン１の回転動力は、ミッショ
ンケース１２に設けた油圧ポンプを駆動し、各種油圧ア
クチュエータに作動油を送油する構成となっている。次
にエンジン２のガバナ機構４９側部のアクセル調整機構
７について図４乃至図６に基づいて説明する。

【００１５】アクセル調整機構７は、エンジン２のガバ
ナ機構４９側部に設け、同ガバナ機構４９内のコントロ
ールラック位置を入力軸５１を回転することで、エンジ
ン燃焼室への燃料供給量を調整しエンジン２の出力回転
数を変更する構成となっている。そして前記入力軸５１
には、制御アーム５２を同軸５１と一体構成し、このア
ーム５２に車体後方から前記アクセルレバー２０とアク
セルペダル２２と接続するワイヤー５３Ａ，５３Ｂを連
結する構成となっている。また、前記制御アーム５２の
後方からは、エンジン回転調整用アクチュエータである
ステッピング式の電動モータ３を接続するワイヤ５３Ｃ
と、制御アーム５２の回動位置を検出するアクセル位置
センサ５５と接続する連結ロッド５６を接続する構成と
なっている。

【００１６】前記前記電動モータ３は、ボンネット１１
内部のラジエータ５７前方に配置するラジエータネット
取付枠５８上部に取り付けた構成となっている。これに
より、電動モータ３をエンジン下方などへ配置する構成
と比較して、土泥、塵埃の付着を防止しモータ３の耐久
性を向上することができ、モータ３を連続使用したとき
に発せられる熱を冷却しやくなっている。また、前記ア
クセル位置センサ５５は、ラジエータネット取付枠５８
の側部に取付ける構成となっている。尚、図５中の符号
５９はエアクリーナを示す。

【００１７】これにより、エンジン回転制御は、エンジ
ン回転制御入切スイッチ３７が「入」となっている時
に、作業機１を前記ポジション制御により上昇すると、
電動モータ３を回転させて制御アーム５２の回動位置を
前記アクセルレバー２０の設定位置よりもエンジン回転
減速側に変更（図６中２点鎖線の位置）してトラクタ１
０の走行速度を減速する構成となっている。

【００１８】また、前記前後進切替レバー２３を後進位
置に操作し、リミットスイッチ２４がＯＮされると前述
同様に電動モータ３を駆動し更に制御アーム５２を減速
側に回転させてトラクタ１０の走行速度を減速する構成
となっている。尚、前記作業機上昇操作と後進操作によ
る減速操作は、トラクタ１０の機種仕様に応じて、どち
らか一方だけを実行しても良いし、両操作を実行する際
もどちらか一方が実作動中、即ちエンジン回転減速中で
あれば他方の操作による更なる減速をキャンセルする構
成としても良い。

【００１９】次に、トラクタ１０の制御系統について図
１のブロック図に基づいて説明する。前記トラクタ１０
は、作業機昇降制御を司る作業機昇降用コントローラ４
Ａと走行関連の制御を司る走行用コントローラ４Ｂとを
備えている。そして両コントローラ４Ａ，４Ｂは、内部
に各種信号を処理するＣＰＵと、これら信号情報を一時
記憶するＲＡＭと、各種制御プログラム等を格納するＥ
ＥＰＲＯＭ、そしてタイマー時計等を有する構成となっ
ている。また両コントローラ４Ａ，４Ｂは、通信ライン
により接続し、必要なセンサ情報や出力情報を通信する
構成となっている。

【００２０】作業機昇降用コントローラ４Ａは、この入
力部に、作業機昇降レバー３５のポテンショメータ３
６、作業機昇降用ワンタッチレバー１９のリミットスイ
ッチ２１、リフトアーム角センサ４４、旋回制御スイッ
チ３２、ハンドル切角センサ６、耕深制御入切スイッチ
３９と、耕深設定器４０、デプスセンサ４６を接続する
構成となっている。そして出力部には、リフトアーム４
２を上昇、或いは下降する比例制御弁のソレノイド５０
Ａ，５０Ｂを接続して設けている。

【００２１】また、走行用コントローラ４Ｂは、入力部
に、アクセル位置センサ５５と、エンジン回転制御装置
の作動を入切するエンジン回転制御入切スイッチ３７、
エンジン低下回転数設定ダイヤル３８、アクセルペダル
基部のリミットスイッチ２５、前後進切替レバー２３基
部のリミットスイッチ２４、左右ブレーキペダル基部の
リミットスイッチ２８Ｌ，２８Ｒとを接続して設けてい
る。また、この出力部には、電動モータ３と、前記ブレ
ーキ用油圧シリンダ３１Ｌ。３１Ｒを駆動する切替制御
弁のソレノイド６１Ｌ，６１Ｒ、前輪増速用油圧クラッ
チを圧着する切替制御弁のソレノイド６２等を接続して
設けている。

【００２２】以上のように構成したトラクタ１０のエン
ジン回転制御装置の牽制は、図７乃至図１０に示す制御
プログラムの概要に示すように実行される。図７に示す
フローチャートは、前記走行用コントローラ４Ｂが実行
する制御の概要を示すフローチャートである。トラクタ
１０の電源を「入」とすると、各種センサや設定器の接
続状態や設定状態を読み込み、エンジン回転制御入切ス
イッチ３７、旋回制御スイッチ３２が「入」状態である
かどうかを判定し、これらがＹＥＳであると夫れ夫れの
制御を実行する。

【００２３】エンジン回転数制御は、図８に示す作業機
１の上昇に連動してエンジン回転数を減速させる制御
と、図９に示す車両の後進操作に連動してエンジン回転
数を減速させる制御とから構成される。作業機１の上昇
操作に連動するエンジン回転制御装置は、最初に現在の
エンジン回転数が低下された状態かどうかを判定し、こ
れがＹＥＳであれば現在の制御アーム５１の回動位置、
即ちエンジン回転位置を記憶する。前記作業機昇降レバ
ー３５や作業機昇降用ワンタッチレバー１９の操作によ
り、作業機１が上昇操作されたかどうかを判定し、これ
がＹＥＳであれば前記エンジン回転数低下設定器３８の
設定値に応じて電動モータ３を駆動して、制御アーム５
２を回動する。

【００２４】これによりトラクタ１０のエンジン回転数
が低下し車速が減速される。そして、これと共に内部タ
イマーにより経過時間を計測し、トラクタ１０の旋回が
終了すると想定される所定時間（例えば１０秒）内に作
業機下降操作が有った時には、前記電動モータ５２を初
期状態に復帰し、エンジンの回転数を初期状態に復帰さ
せる。

【００２５】尚、前記タイマーによる所定時間を超えた
時には、オペレータの交代や作業の中断があったと想定
し、作業機の下降操作が検出されても電動モータ３の状
態をそのままに保ち、この復帰牽制状態を解除するため
予め設定された操作、ここではアクセルレバーの位置変
更操作、またはアクセルペダルの踏込操作を各検出器か
ら検出することで、前記電動モータ５２を初期状態に復
帰する構成となっている。

【００２６】また、トラクタ１０の後進操作に連動する
エンジン回転制御装置は、前記後進スイッチがＯＮの状
態であるかどうかを判定し、これがＹＥＳであれば前記
リフトアーム４２を上昇する比例圧力制御弁のソレノイ
ド５０Ａへ通電して作業機１を上昇する共に、エンジン
回転数低下設定器３８の設定値に応じて電動モータ３を
駆動し、制御アーム５２を回動する。

【００２７】これによりトラクタ１０のエンジン回転数
が低下し車速が減速される。そして、これと共に内部タ
イマーにより経過時間を計測し、所定時間（例えば１０
秒）内に後進操作が解除された時には、前記電動モータ
３を初期状態に復帰し、エンジンの回転数を初期状態に
復帰させる。また、前述同様、前記タイマーによる所定
時間を超えた時には、オペレータの交代や作業の中断が
あったと想定し、作業機１の下降操作が検出されても電
動モータ３の状態をそのままに保ち、この復帰牽制状態
を解除するための操作（アクセルレバーの位置変更操
作、またはアクセルペダルの踏込操作）を行うことで、
前記電動モータ３を初期状態に復帰する構成となってい
る。

【００２８】尚、後進操作で上昇した作業機１は、前記
ポジション制御により再度作業位置へ下降する。以上の
ように構成したトラクタ１０のエンジン回転制御装置
は、作業機１の上昇に連動してエンジン回転数を低下さ
せ低速走行が行え、この間に、オペレータが休憩した
り、交代等して所定時間が過ぎ去ると、再度作業機１を
下降させても、エンジン回転が復帰して増速されず不意
に車速が上がって、トラクタ１０の操作性を損なうこと
が無くなる。

【００２９】次に、エンジン回転をトラクタ１０の旋回
操作に連動して減速させる形態について図１０に基づい
て説明する。ここでは、前記トラクタ１０のハンドル切
角センサ６による検出角が旋回操作と想定される程度の
所定角度以上となると、作業機昇降用コントローラ４Ａ
により前記作業機１を上昇すると共に、走行用コントロ
ーラ４Ｂにより夫れ夫れの制御弁を切り替えて、旋回内
側の後輪１３にブレーキをかけ、更に前記前輪増速用油
圧クラッチを圧着する。そして同時に前述同様内部タイ
マによる経過時間が計測する構成となっている。

【００３０】そして、前記リフトアーム角センサ４４か
ら作業機１が上昇位置に達して停止したかどうかを判定
し、また前記ブレーキのソレノイド６１Ｌ（６１Ｒ）、
及び前輪増速用クラッチを作動する制御弁ソレノイド６
２への通電を終了した後に、前記電動モータ３を駆動し
てエンジン２の回転数を減速する構成となっている。こ
れにより、例えば前記作業機昇降用の油圧シリンダ８、
またはブレーキ用油圧シリンダ３１Ｌ，３１Ｒなど各種
油圧アクチュエータの駆動中にエンジン回転を変動し、
この為に生じるアクチュエータへの送油量を変動させて
作動速度が変動することを防止できる。

【００３１】そして、このハンドル切角が戻して旋回終
了時に、旋回操作が終了すると想定される所定時間、例
えば１０秒〜２０秒以内であるかどうかを判定し、これ
がＹＥＳで有ればモータ３を初期状態に戻して、エンジ
ン回転を復帰する構成としている。一方前記ブレーキ用
油圧シリンダ３１Ｌ（３１Ｒ）を駆動する制御弁のソレ
ノイド６１Ｌ（６１Ｒ）、及び前輪増速機構２９の油圧
クラッチへのソレノイド６２への通電は所定時間に関わ
らずハンドル切角が復帰したときに停止する構成となっ
ている。

【００３２】これにより、トラクタ１０の旋回操作に連
動してエンジン回転数を低下させ低速旋回が行えるが、
この間に、オペレータが休後退したり休憩等して所定時
間が過ぎると、再度作業機１を下降させても、エンジン
回転が増速されず不意に車速が上がりトラクタ１０の操
作性を損なうことが無くなる。尚、前述では作業機１の
上昇、或いは下降操作を、リフトアーム角センサ４４に
より検出する構成としたが、これに替えて操作部である
作業機昇降用レバー３５のポテンショメータ３６で検出
する構成としても良いし、旋回操作についてはハンドル
切角センサ６に替えて作動部である前輪１４の操向量を
検出する構成としても良い。また更に、エンジンの回転
復帰を牽制する方法としては、コントローラ４Ｂの内部
タイマーに替えて、図３中の動力伝達機構内、例えば前
輪系の伝達機構に回転センサ５を備え、この回転数より
旋回に必要とされる以上の移動距離を検出したときに、
前述同様エンジン回転の復帰を牽制する構成としても良
い。

【図面の簡単な説明】

【図１】コントローラの接続状態を示す図。

【図２】トラクタの全体側面図。

【図３】トラクタの伝導機構を示す図。

【図４】ボンネット内部の正面図。

【図５】ボンネット内部の側面図。

【図６】アクセル機構を示す図。

【図７】走行用コントローラが実行する制御の概要を示
すフローチャート。

【図８】作業機上昇操作に伴うエンジン回転制御の概要
を示すフローチャート。

【図９】後進操作に伴うエンジン回転制御の概要を示す
フローチャート。

【図１０】旋回操作に伴うエンジン回転制御の概要を示
すフローチャート。

【符号の説明】

１ ロータリ作業 ２ エンジン ３ 電動モータ ４Ａ 作業機昇降用コントローラ ４Ｂ 走行用コントローラ ６ ハンドル切角センサ ２４ リミットスイッチ（前後進切替レバー） ５５ アクセル位置センサ

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2B304 KA08 LA02 LA06 LB05 LB15 LC04 MA20 MB03 MC08 PA02 PC12 QA04 QB02 2D003 AA00 AB01 AB02 AB03 AB06 BA01 DA02 DA04 DB04 DB05 DC04 3G093 AA05 AA09 AB01 BA09 CB04 CB09 DA01 DA06 DB00 DB22 DB23 EA03 EB04 EC02 FA11 FA12 FB01 FB02 3G301 HA02 HA28 JA00 KB04 KB06 KB08 LB14 LC01 LC04 NC08 NE23 PE01Z PF00Z PF01Z PF03Z PF15Z

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 昇降自在に連結した作業機１と、エンジ
   ン２のアクセル開度を変更するアクチュエータ３とを備
   え、前記作業機１の上昇に連動してエンジン回転数を低
   下させ、同作業機１の下降時に前記低下させたエンジン
   回転数を復帰させる作業車両において、前記作業機１を
   上昇後、所定時間が経過した後には、作業機下降時に伴
   うエンジン回転数の復帰を牽制する制御手段４を備えた
   ことを特徴とする作業車両のエンジン回転制御装置。
2. 【請求項２】 車両の後進、または旋回操作を検出した
   時に作業機を上昇し、エンジン回転数を低下させ、同作
   業機１の下降時に前記低下させたエンジン回転数を復帰
   させる請求項１に記載の作業車両のエンジン回転制御装
   置。