JP2003129879A

JP2003129879A - トラクタの走行制御方法

Info

Publication number: JP2003129879A
Application number: JP2001326136A
Authority: JP
Inventors: Fumio Ishibashi; 文雄石橋; Akishi Kuroda; 晃史黒田
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd; Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2001-10-24
Filing date: 2001-10-24
Publication date: 2003-05-08
Anticipated expiration: 2021-10-24
Also published as: JP4025528B2

Abstract

(57)【要約】【課題】トラクタの走行制御方法において、燃費効率
／作業効率を最適とする。【解決手段】電子制御式ガバナを備える燃料噴射ポン
プを具備するエンジンと、エンジン回転数検出器と電子
制御油圧式無段変速機とを備えるトラクタの走行制御方
法おいて、電子制御式ガバナによりエンジンのトルクを
算出し（５０１）、エンジン回転数検出器でエンジン回
転数を検出し（５０２）、制御装置で前記両検出結果と
最適燃費ラインとの差異を演算し（５０３）、両者に差
異がある場合は、制御装置が、該差異を無くすように電
子制御式ガバナを制御するとともに（５０４）、耕耘速
度維持のための電子制御油圧式無段変速機（ＨＳＴ）の
制御を行う（５０５）。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリー作業機
を備えるトラクタの耕耘速度制御に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、電子制御式ガバナと電子制御の油
圧式無段変速機（以下「ＨＳＴ（ＨｙｄｒｏＳｔａｔ
ｉｃＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）」とする）を搭載し
たトラクタは、周知となっている。そして、ＨＳＴに遊
星機構を組み合わせたＨＭＴ（ＨｙｄｒｏＭｅｃｈａ
ｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）を有するトラ
クタも知られている。そして、油圧式無段変速機に備え
る油圧ポンプの可動斜板の角度を、制御装置により電子
制御することにより、作業機（ロータリー作業機等）駆
動のためのＰＴＯ軸の回転を加味しながらの、耕耘速度
制御が行われている。また、エンジンには、電子制御式
ガバナを備える構成とし、該電子制御式ガバナにより、
エンジン負荷、及びエンジン出力トルクの算出が行われ
ている。また、エンジンの回転数は、クランク軸の回転
等から回転数検出器により検出されている。

【０００３】ところで、該トラクタがロータリー耕耘作
業を行う圃場の状態は、硬さ・粘度等が均一でないた
め、機体の進行に伴い、ロータリー作業機は、入念に耕
す必要がある硬い状態の場所と、比較的容易に耕すこと
ができる場所を通過することになる。このことから、作
業者は、圃場の状態によっては、耕耘速度を減速して、
同一箇所を入念に耕すことで対応していた。また、枕地
等で旋回動作を行う際には、ロータリー作業機の回転数
の減少による安全性の考慮と、ＰＴＯ軸とロータリー作
業機との連結体（ユニバーサルジョイント）の破損防止
の考慮の二点から、旋回動作に入る際には、エンジン回
転数を減少させることで対応するようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、圃場の状態を
確認しながら耕耘速度変更操作を行うことは、作業者に
とって負担となるとともに、作業者がステアリング操作
に専念できないといった問題があった。また、旋回動作
時において考慮すべき二点については、エンジン回転数
を減少させることで対応させているので、旋回動作時で
は、耕耘速度を増速させることができず、旋回動作に時
間がかかってしまうという問題があった。

【０００５】上記課題に加えて、トラクタに搭載される
エンジンの燃費効率は、エンジン回転数とトルクにより
決定されることから、該燃費効率を最適とするエンジン
回転数及びトルクに制御されることが望ましいとされて
いる。しかし、ロータリー作業機を具備するトラクタで
の耕耘作業においては、一定速度で機体を進行させ（耕
耘速度一定）、所定時間内に作業を終えたいという場合
もある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上のごとくであり、次に該課題を解決する為
の手段を説明する。すなわち、請求項１に記載のごと
く、電子制御式ガバナを備える燃料噴射ポンプを具備す
るエンジンと、エンジン回転数検出器と、電子制御油圧
式無段変速機とを備えるトラクタの走行制御方法におい
て、電子制御式ガバナによりエンジントのトルクを算出
し、エンジン回転数検出器によりエンジン回転数を検出
し、制御装置により前記両検出結果と最適燃費ラインと
の差異を演算し、両者に差異がある場合は、制御装置
が、該差異を無くすように電子制御式ガバナを制御、若
しくは、電子制御油圧式無段変速機の制御、あるいは電
子制御式ガバナの制御および電子制御油圧式無段変速機
の制御を行うことである。

【０００７】また、請求項２に記載のごとく、電子制御
式ガバナを備える燃料噴射ポンプを具備するエンジン
と、エンジン回転数検出器と、電子制御油圧式無段変速
機とを備えるトラクタの走行制御方法において、電子制
御式ガバナによりエンジン負荷を算出し、エンジン回転
数検出器によりエンジン回転数を検出し、制御装置が、
エンジン負荷と、前記エンジン回転数によりある場合に
所定トルクとの差異を演算し、エンジン負荷が所定トル
クよりも高い場合は、制御装置が、油圧式無段変速機を
減速制御し、エンジン負荷が所定トルクよりも低い場合
は、制御装置が、油圧式無段変速機を増速制御すること
である。

【０００８】また、請求項３に記載のごとく、電子制御
式ガバナを備える燃料噴射ポンプを具備するエンジン
と、エンジン回転数検出器と、電子制御油圧式無段変速
機とを備えるトラクタの走行制御方法において、ロータ
リー作業機の引上げ動作命令がされると、制御装置が、
エンジン回転数を減少させるとともに、エンジン回転数
の減少に伴う車両速度の減少を補うように電子制御油圧
式無段変速機の変速比を増加させ、旋回動作が終了し、
再び耕耘作業に入るべくロータリー作業機の下げ動作命
令がされると、エンジン回転数を設定回転数まで復帰さ
せるとともに、エンジン回転数の増加に伴う車両速度の
増加を制限するように、電子制御油圧式無段変速機の変
速比を減少させることである。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明が適用されるＨＭＴ式トランスミッシ
ョンのスケルトン図、図２はＨＳＴの側面断面展開図、
図３はミッション前部の側面断面展開図である。

【００１０】図１〜図３を参照して、ＨＭＴ式トランス
ミッションの構成について説明する。このトランスミッ
ションは作業車両、本実施例では農用トラクタに適用さ
れており、ＨＳＴ（電子制御油圧式無段変速装置）２
１、及び、遊星歯車機構１０を含むミッション３０を備
えて構成されている。

【００１１】〔走行駆動系〕まず、走行駆動系を説明す
る。図１及び図２に示すようにＨＳＴ２１は油圧ポンプ
２２及び油圧モータ２３を備えており、両者２１・２２
は平板状のセンタセクション３２に付設されて、ＨＳＴ
ハウジング３１内に収容されている。前記センタセクシ
ョン３２はミッションケース３３に固設されている。

【００１２】ＨＳＴ２１の油圧ポンプ２２の回転軸心を
ポンプ出力軸２５が貫通しており、該ポンプ出力軸２５
は駆動源であるエンジン２０からの動力を該油圧ポンプ
２２に伝達するとともに、遊星歯車機構１０に伝達さ
せ、さらには後述するＰＴＯ駆動系を介して、ＰＴＯ軸
５３へも動力を伝達させている。該ポンプ出力軸２５に
は油圧ポンプ２２のシリンダブロック２２ｂが係合され
て相対回転不能とされ、ポンプ出力軸２５とともにシリ
ンダブロック２２ｂが駆動される構成になっている。該
シリンダブロック２２ｂには複数のプランジャ２２ｃが
摺動自在に配設され、該プランジャ２２ｃの頭部には可
動斜板２２ａが当接している。該可動斜板２２ａは傾動
自在に枢支され、その傾斜角を調節することにより油圧
ポンプ２２の容積を変更することができる。

【００１３】油圧ポンプ２２により吐出された作動油
は、センタセクション３２に設けられた油路を介して油
圧モータ２３に送油される。そして、同様にシリンダブ
ロック、プランジャ等より構成される固定容積型の油圧
モータ２３を駆動させることによって、該油圧モータ２
３のモータ出力軸２６の回転速度及び方向を制御する構
成になっている。なお、本実施例のＨＳＴ２１では油圧
ポンプのみを可変容積型とし、油圧モータは固定容積型
としているが、その構成のＨＳＴに限るものでもない。
例えば、油圧ポンプと油圧モータの双方を可変容積型と
する構成でも、本発明を適用することができる。

【００１４】ミッション３０の構成について、図１乃至
図４を参照して説明する。ミッション３０はミッション
ケース３３により被装されており、該ミッションケース
３３にはポンプ出力軸２５、モータ出力軸２６、出力軸
２７、副変速軸２８、ＰＴＯ軸５３等が水平で前後方向
に配設され、それぞれ回動自在に支持されている。ま
た、ミッションケース３３内には遊星歯車機構１０が設
けられている。遊星歯車機構１０は前記ＨＳＴ２１の後
方に配設され、後述するサンギア１、プラネタリギア
２、リングギア３、キャリア５等より構成されている。

【００１５】一方、ＨＳＴ２１のモータ出力軸２６には
ギア１２とリングギア３のボス部３ａが遊嵌されてお
り、該リングギア３のボス部３ａと該モータ出力軸２６
との間には第一の油圧パッククラッチ１３が、ギア１２
とモータ出力軸２６との間には第二の油圧パッククラッ
チ１４が、それぞれ介在させてある。この二つの油圧パ
ッククラッチ１３・１４は二つの駆動モード（ＨＭＴ駆
動モードとＨＳＴ駆動モード）を切り換えるために用い
られ、駆動モードに応じて二つの油圧パッククラッチ１
３・１４のうちいずれか一方を係合させ他方を係合解除
させることにより、リングギア３又はギア１２のいずれ
か一方を介して出力軸２７に動力が伝達されることとな
る。

【００１６】一方、前記ポンプ出力軸２５は前記ＨＳＴ
２１のセンタセクション３２を貫通してミッションケー
ス３３内に延出しており、該延出部分上にポンプ側入力
ギア８を外嵌している。該ポンプ側入力ギア８と、サン
ギア１に同心的に遊嵌したキャリア５の前部外周面に形
成したギア５ａとが噛合して、キャリア５を回転させて
いる。そして、該キャリア５には、前記サンギア１及び
リングギア３と噛合する複数のプラネタリギア２・２が
支承されて、これらの、サンギア１、プラネタリギア２
・２、リングギア３、キャリア５等よりで遊星歯車機構
１０を構成している。

【００１７】この遊星歯車機構１０を説明する。遊星歯
車機構１０の第一の要素たるサンギア１は出力軸２７に
遊嵌され、プラネタリギア２は前記サンギア１と、前記
サンギア１に同心して配置された、第三の要素たるリン
グギア３に噛合している。ここでプラネタリギア２は、
出力軸２７上に遊嵌された第二の要素たるキャリア５に
回転自在に支持され、自転しながら該キャリア５ととも
に公転し得るように構成されている。該キャリア５の前
部にはギア５ａが形成されており、該ギア５ａは、前記
ポンプ出力軸２５上に外嵌されたポンプ側入力ギア８と
噛合している。

【００１８】一方、前記出力軸２７と平行にＨＳＴ２１
のモータ出力軸２６が配設されており、該モータ出力軸
２６上にはモータ側入力ギア９が固定されて、出力軸２
７に遊嵌したサンギア１の前部に外嵌固定したギア６と
モータ側入力ギア９が噛合してサンギア１を回転駆動し
ている。このモータ出力軸２６上には、モータ側入力ギ
ア９の後方にさらにダミーギア８２ａが固設してあり、
該ダミーギア８２ａは、前記出力軸２７上に遊嵌される
前記ギア１２と噛合している。

【００１９】図１で示すように出力軸２７の後端にはカ
ップリングを介して伝達軸３４が連結されており、該伝
達軸３４の後部に二つのギア１７・１８を固定してい
る。前記伝達軸３４と平行に副変速軸２８が支持され、
該副変速軸２８上にはギア６０・６１が遊嵌されてお
り、該ギア６０・６１が前記ギア１７・１８に噛合して
互いに異なる回転数で駆動している。そして、副変速軸
２８に設けられた副変速クラッチ６２を操作することに
より、ギア６０・６１のうちいずれか一方の回転駆動力
を副変速軸２８に伝達できるように構成し、副変速機構
を構成している。該副変速軸２８の後端にはベベルギア
６９が形設され、該ベベルギア６９を介して後輪デフ７
０に動力が伝達される。

【００２０】また図１に示すように、副変速軸２８の前
端部には二つのギア６３・６４が固設されており、該ギ
ア６３・６４は前輪出力軸２９上に遊嵌されたギア６５
・６６にそれぞれ噛合し、該ギア６５・６６を異なる回
転数で駆動している。また、前輪出力軸２９上には二つ
の油圧クラッチ６７・６８が設けられており、該油圧ク
ラッチ６７・６８のうちいずれか一方を接続することに
より、ギア６５・６６のいずれか一方の回転駆動力を前
輪出力軸２９に伝達できるようにし、前輪増速切換機構
を構成している。

【００２１】〔ＰＴＯ駆動系〕次に、図１を参照してＰ
ＴＯ駆動系を説明する。前記ポンプ出力軸２５の後端は
ＰＴＯクラッチ４０を介してＰＴＯ入力軸４１に伝達さ
れる。ＰＴＯ入力軸４１の後端には三つのギア４２・４
３・４４が相対回転不能に挿嵌され、それぞれＰＴＯ副
変速軸４５に遊嵌されたギア４６・４７・４８に噛合し
ている。そしてＰＴＯ副変速クラッチ４９の操作により
三段階に変速された出力が、ギア５０・５２・５４を介
してＰＴＯ軸５３に伝達され、作業機等に動力を伝達す
るよう構成している。

【００２２】〔各駆動モードにおける駆動伝達構成〕次
に、以上の構成におけるトランスミッションにおいて、
ＨＭＴ／ＨＳＴの各駆動モードにおける走行駆動系の駆
動伝達構成を説明する。

【００２３】〔ＨＭＴ駆動モード〕最初に、ＨＭＴ駆動
モードとしたときの駆動伝達構成について説明する。Ｈ
ＭＴ駆動モードにおいては前記二つの油圧パッククラッ
チ１３・１４のうち第一の油圧パッククラッチ１３は係
合され、第二の油圧パッククラッチ１４は係合を解除さ
れる。

【００２４】エンジン２０に連結されたポンプ出力軸２
５に固設のポンプ側入力ギア８が、前記キャリア５に形
成されたギア５ａに噛合しているので、ポンプ出力軸２
５の回転出力が遊星歯車機構１０のキャリア５に伝達さ
れる。一方、モータ出力軸２６の回転出力によって、モ
ータ側入力ギア９とサンギア１の前部に固設のギア６が
噛合してサンギア１が回転駆動されている。従って、前
記キャリア５に支持され、さらに前記サンギア１に噛合
しているプラネタリギア２には、両者５・１の回転が合
成されて伝達され、該合成された駆動力が、該プラネタ
リギア２に噛合するリングギア３に伝達される。

【００２５】そして、ＨＭＴ駆動モードにおいては前記
第一の油圧パッククラッチ１３が係合するよう制御され
るので、リングギア３の回転動力が出力軸２７に伝達さ
れる。出力軸２７の動力は副変速軸２８を経て後輪や前
輪に伝達され、車両が駆動されることとなる。

【００２６】〔ＨＳＴ駆動モード〕次に、ＨＳＴ駆動モ
ードとしたときの駆動伝達構成について説明する。ＨＳ
Ｔ駆動モードにおいては前記二つの油圧パッククラッチ
１３・１４のうち第二の油圧パッククラッチ１４が係合
され、第一の油圧パッククラッチ１３は係合を解除され
る。

【００２７】ギア１２には前述のとおりダミーギア８２
ａが噛合されているので、モータ出力軸２６の回転出力
が出力軸２７に伝達される。この動力は副変速軸２８を
経て後輪や前輪に伝達され、車両が駆動される。

【００２８】このＨＳＴ駆動モードにおいては、エンジ
ン２０の出力が前後輪にまで伝達されるまでの間に遊星
歯車機構１０を経由しない動力伝達構成となっている。
即ち、エンジン２０の出力がポンプ出力軸２５を介して
キャリア５を駆動するが、リングギア３のボス部３ａと
出力軸２７が係合しないので、遊星歯車機構１０はその
キャリア５の回転により空転するのみとされる。結局
は、エンジン２０の出力はＨＳＴ２１により変速されて
モータ出力軸２６→出力軸２７と伝達された後、副変速
されて前後輪に伝達されることになる。

【００２９】〔ＨＳＴ斜板制御機構の構成〕次に、ＨＳ
Ｔ斜板制御機構の構成を説明する。図４はＨＳＴ斜板制
御のための構成を示す説明図である。

【００３０】本実施例においては、図３及び図４に示す
ように、モータ出力軸２６に外嵌したモータ側入力ギア
９に近接して設けた検出器８１で該モータ出力軸２６の
回転量をパルス信号として検出し、またその回転方向を
も検出できるようにしている。さらに、前記出力軸２７
に固定したダミーギア８２ａにも検出器８２を近接して
設け、該検出器８２にて該出力軸２７の回転量やその方
向を検出している。また図４に示すように、エンジン２
０のクランク軸にもエンジン回転数検出器８３が設けら
れて、エンジン回転数を検出可能としている。さらに、
は車両の運転席には主変速操作手段である主変速レバー
８４が設けられて、その枢支部には回動角検出手段（例
えば、ポテンショメータ）８４ａが配設され、該主変速
レバー８４の操作位置を検出できるようにしている。

【００３１】図４に示すように前記三つの検出器８１・
８２・８３は制御装置９０に電気的に接続され、該制御
装置９０は前記主変速レバー８４の操作位置や前記検出
器８２の検出値をもとに、車速が該主変速レバー８４で
指示される車速となるよう、ＨＳＴ斜板角アクチュエー
タ８６を通じて前記油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａの
傾斜角度を制御する。該制御の詳細については後述す
る。また、前記第一・第二油圧パッククラッチ１３・１
４には、それぞれ電磁弁９１・９２が接続されて圧油を
給排可能に構成されており、前記制御装置９０は該電磁
弁９１・９２に対し電気的に接続されている。

【００３２】制御装置９０は前記検出器８２・８３の検
出値からトランスミッションの変速比を計算する演算手
段を備えており、求められた変速比が高速側の一定領域
にあるときは「ＨＭＴ駆動モード」となって前記電磁弁
９１・９２に信号を送り、前記第一の油圧パッククラッ
チ１３を係合させ、第二の油圧パッククラッチ１４を係
合解除させる。一方、変速比が低速側の一定領域にある
ときは「ＨＳＴ駆動モード」となって電磁弁９１・９２
に信号を送り、前記第一の油圧パッククラッチ１３を係
合解除させ、第二の油圧パッククラッチ１４を係合させ
る。即ち、中速域〜高速域では「ＨＭＴ駆動モード」、
低速域では「ＨＳＴ駆動モード」というように、変速比
に応じて二つの駆動モードを自動切換し、前記電磁弁９
１・９２を電気的に制御してクラッチ１３・１４を係脱
させるように構成しているのである。

【００３３】また、図４に示すごとく、車両の運転部に
は、ステアリング８８が設けられ、該ステアリング８８
の回転角度は、ステアリングシャフト８９の回転角度を
回転角度検出器９５によって検出し、該検出結果を制御
装置９０に入力することで、認識されるようになってい
る。さらに、車両の後部には、図示せぬロータリー作業
機の昇降を行う作業機昇降用油圧シリンダー９６が設け
られ、該作業機昇降用油圧シリンダー９６のロッドの伸
縮は、制御装置９０に電気的に接続した電磁弁９７によ
る油の給排により行われるようになっている。また、該
作業機昇降用油圧シリンダー９６は、ワンタッチ昇降ボ
タン２４（図４）により、任意に作動させることができ
るようになっている。

【００３４】なお、車両の運転部の適宜位置にはクラッ
チ係脱手段たるクラッチペダル８５が配設され、該クラ
ッチペダル８５の枢支部にはその踏込み量を検出するた
めの回動角検出手段（例えば、ポテンショメータ）８５
ａが配設されて、該回動角検出手段８５ａは制御装置９
０に接続されている。そして制御装置９０は、クラッチ
ペダル８５の踏込み量を調べ、予め定められた所定の閾
値Ａをこえて踏み込まれている場合は前記駆動モードの
如何にかかわらず、第一・第二の油圧パッククラッチ１
３・１４の双方とも係合が解除された状態となるよう制
御する。この制御によって、第一・第二の油圧パックク
ラッチ１３・１４には、前述の如く駆動モードを切り換
えさせるとともに、車両のメインクラッチ（動力伝達ク
ラッチ）としての役割をも担わせている。言い換えれ
ば、「ＨＳＴ駆動モード」のときは第二の油圧パックク
ラッチ１４が、「ＨＭＴ駆動モード」のときは第一の油
圧パッククラッチ１３が、それぞれメインクラッチ（動
力伝達クラッチ）としての役割を果たすように構成して
いる。

【００３５】〔エンジン出力回転数制御機構の構成〕次
に、エンジン出力回転数制御機構の構成を説明する。図
４はエンジン出力回転数制御のための構成を示す説明図
である。本実施例に適用するエンジン２０には、電子制
御式ガバナ１０３を備える燃料噴射ポンプが備えられて
おり、該電子制御式ガバナ１０３により、エンジン２０
のエンジントルクを算出し、算出結果を、電気的に接続
された制御装置９０に出力している。該電子制御式ガバ
ナ１０３は、運転状態に応じて図示せぬ燃料噴射ポンプ
のコントロールラックを、制御装置９０の信号によりソ
レノイドで制御する方式のもので、制御装置９０によっ
てエンジンの能力範囲内で負荷特性を自由に設定できる
ものである。

【００３６】〔エンジン出力回転数制御及び斜板角制
御〕次に、上記エンジン出力回転数制御機構により行わ
れるエンジン回転数制御、及びＨＳＴ斜板制御機構によ
り行われる斜板角制御について、図５以降を参照しなが
ら説明する。図５はエンジンの等燃料消費率曲線を示す
図、図６は制御装置の制御フローを説明するフローチャ
ート図、図７は作業機負荷が高くなった場合の高負荷対
応制御ブロックを表すフローチャート図、図８は旋回時
における制御ブロックを表すフローチャート図、図９は
旋回時における制御ブロックを表すフローチャート図で
ある。

【００３７】まず、等燃料消費率曲線及び制御フローに
ついて図５及び図６を参照しながら説明する。図５に示
す等燃料消費率曲線は、エンジン回転数に対する最大ト
ルクをプロットした最大トルク曲線１０１と、等燃料消
費率曲線１０２・１０３・・・を、横軸をエンジン回転
数、縦軸をトルクとした平面にプロットしたものであ
る。また、１１０は、エンジン２０の最適な運転域を示
した最適燃費ラインを表現したものである。該最適燃費
ライン１１０は、エンジン２０の燃費効率が最もよいポ
イントをプロットしたものであり、最適燃費ライン１１
０に沿わせた運転を行うことで、エンジン２０の低燃費
運転が実現されるものである。

【００３８】制御装置９０内には、この等燃費消費曲線
１０２・１０３・・・をプロットしたマップが記憶され
ている。そして、このマップを参照することにより、最
適燃費ライン１１０を算出し、これに沿わせた運転を行
うものである。等燃費消費曲線１０２・１０３・・・を
プロットしたマップが記憶されている場合には、最適燃
費ライン１１０若しくは、燃費よりもトルクを重視した
設定とすることも可能である。または、最適燃費ライン
１１０を制御装置９０内にマップを記憶させて、マップ
に記憶された最適燃費ライン１１０に沿ったエンジン制
御を行うことも可能である。

【００３９】そして、エンジン２０を最適燃費ライン１
１０に沿わせた運転とすべく、図６に示す制御フロー５
００を実行するのである。即ち、電子制御式ガバナ１０
３を備える燃料噴射ポンプを具備するエンジン２０と、
エンジン回転数検出器８３と、電子制御油圧式無段変速
機（ＨＳＴ）とを備えるトラクタの走行制御方法におい
て、電子制御式ガバナ１０３によりエンジントルクを算
出し（５０１）、エンジン回転数検出器８３によりエン
ジン回転数を検出し（５０２）、制御装置９０により前
記両検出結果と最適燃費ラインとの差異を演算し（５０
３）、両者に差異がある場合は、制御装置が、該差異を
無くすように電子制御式ガバナ１０３を制御（５０
４）、若しくは、耕耘速度維持のためのＨＳＴ斜板角ア
クチュエータ８６による可動斜板２２ａの角度調整の制
御（５０５）、あるいは電子制御式ガバナの制御および
電子制御油圧式無段変速機の制御が行われるのである。
すなわち、電子制御式ガバナ１０３の情報とマップに記
憶された情報を比較し、燃料噴射量若しくは変速比、あ
るいは両方を制御するものである。燃料噴射量は電子制
御式ガバナ１０３により、変速比はＨＳＴ２１により制
御することができるものである。

【００４０】以上の制御を常時行うことで、エンジン回
転数と、トルクとが最適燃費ライン１１０に近づくと、
制御装置９０が最適燃費運転と認識し（５０６）、所定
の耕耘速度を維持したままの、エンジンの低燃費運転が
行えるのである。尚、所定の耕耘速度とは、作業者によ
って作業開始時に設定されるものであって、所謂「オー
トクルーズ」の設定速度である。尚、本実施例において
は、ＨＳＴ２０の制御を行い、所定の耕耘速度を維持し
たままの機体の進行の制御としたが、耕耘速度の維持が
必要ない場合も考えられる。そこで、このような場合の
ために、作業者の任意により耕耘速度制御の有無を選択
できるようにしている。

【００４１】〔高負荷対応制御ブロック〕次に、作業機
負荷が高くなった場合の高負荷対応制御ブロックについ
て図６、図７及び図８を参照しながら説明する。この形
態においては、エンジンの最大トルクを維持するように
制御するものである。なお、トルクを前述の最適燃費ラ
イン上のトルクとすることも可能である。高負荷対応制
御ブロック７００は、上記ＰＴＯ軸５３により駆動され
るロータリー作業機を駆動しながらの作業中において、
エンジン２０の作業機による負荷に応じて耕耘速度（ト
ラクタの移動速度）を変更する制御である。即ち、図７
に示す高負荷対応制御ブロック７００のごとく、電子制
御式ガバナ１０３を備える燃料噴射ポンプを具備するエ
ンジン２０と、エンジン回転数検出器８３と、電子制御
油圧式無段変速機（ＨＳＴ２１）とを備えるトラクタの
耕耘速度制御方法において、電子制御式ガバナ１０３に
よりエンジン負荷を検出し（７０１）、エンジン回転数
検出器によりエンジン回転数を検出し（７０２）、制御
装置９０が、エンジン負荷と、前記エンジン回転数によ
りある場合にエンジンが出力可能な最大トルクとの差異
を演算し（７０３）、エンジン負荷が最大トルクよりも
高い場合（エンジン回転数が低下した場合）は、制御装
置９０が、ＨＳＴ２１のＨＳＴ斜板角アクチュエータ８
６に対し、油圧ポンプ２２の可動斜板２２ａを減速側に
傾かせる制御が行われ（７０４）、エンジン負荷が最大
トルクよりも低い場合（エンジン回転数が上昇した場
合）は、制御装置９０が、ＨＳＴ２１のＨＳＴ斜板角ア
クチュエータ８６に対し、油圧ポンプ２２の可動斜板２
２ａを増速側に傾かせる制御が行われる（７０５）。さ
らに、上記制御には、エンジン負荷が前記エンジン回転
数における最大トルクよりも高い場合において、耕耘速
度の減速後、エンジン負荷が減少しない場合には、制御
装置９０が、作業機昇降用油圧シリンダー９６がロータ
リー作業機を引上げる方向に作動するよう電磁弁９７に
命令し（９０１）、その後、エンジン負荷が減少し始め
た際には、作業機昇降用油圧シリンダーがロータリー作
業機を所定の耕深まで引下げる（９０２）よう電磁弁９
７に命令する制御ブロック３０３が含まれる。尚、所定
の耕深とは、作業者が、耕耘作業開始時に任意に設定す
るものである。

【００４２】該制御により、圃場が硬い場合に、ロータ
リー作業機の回転がし難くなって、エンジン負荷が所定
値（最大トルク）よりも高くなった際には、耕耘速度が
減速し、ロータリー作業機の単位時間あたりの移動速度
を遅くして、単位時間あたりに処理する土の量を調節す
るものである。これにより、圃場の硬い部分を、時間を
かけてしっかりと耕耘することができる。一方で、圃場
が適度に耕耘されやすい状態で、ロータリーの回転を問
題なく行うことができ、エンジン負荷が所定値（例え
ば、最大トルク）よりも低くなった際には、耕耘速度を
増速し、ロータリー作業機の単位時間あたりの移動速度
を速くして、不必要に時間をかけることなく、耕耘に必
用な時間だけをかけて耕耘することができる。即ち、ロ
ータリー作業機によるエンジン負荷が高い場合は、圃場
が硬い状態であると見なし、エンジン負荷が低い場合
は、圃場が適度に耕耘されやすい状態であると見なし
て、それぞれの状態に最適な耕耘速度に自動的に変更す
るように制御しているのである。

【００４３】こうして、ロータリー作業機の処理能力を
効率の良い状態で維持しながら耕耘されることになり、
作業精度および作業効率を向上できる。また、作業後の
圃場にムラができることがなく、耕耘状態が均一圃場を
形成することができる。さらに、作業者は、自動的に耕
耘速度が変更されるので、圃場の硬軟の状態を気にせず
に、また、主変速レバー８４を操作する必要もなく、楽
に作業を行うことができる。

【００４４】さらに、制御ブロック３０３の制御を行う
ことで、減速したにもかかわらず、圃場の状態が悪く
（硬く）、エンジン負荷が減少しない場合には、耕深を
浅くすることにより、エンジン負荷を下げるようにして
エンジンストップを回避するのである。該制御により、
耕深は浅くなるが、エンジンストップが回避され、機体
を前進させることができるようになる。また、耕深を浅
くした後に、エンジン負荷が所定値（最大トルク）まで
減少した場合には、耕深を深くするように作業機昇降用
油圧シリンダーが作動するので、再び所定の耕深での耕
耘作業を行うことができる。尚、該制御ブロック３０３
は、作業者が任意に実行／非実行を選択できるようにな
っている。

【００４５】また、以上の高負荷対応制御ブロック７０
０における耕耘速度の上限は、ロータリー耕耘作業にお
ける所定の耕耘速度に制限されるように制御されてい
る。尚、所定の耕耘速度とは、作業者が耕耘作業開始時
に設定する機体の進行速度である。この制御により、第
一形態及における高負荷対応制御ブロック７００におい
て、耕耘速度が増速した場合においても、ロータリー耕
耘作業における所定の耕耘速度までの増速で抑えられる
ので、耕耘速度が減少に転じる場合においては、減速の
ショックを極力抑えることができる。

【００４６】こうして、機体が急激に減速することもな
く、耕耘速度が安定し、作業者が安心して耕耘作業を行
うことができるとともに、急激な減速による駆動系の機
器への衝撃を最小限に抑えることができ、故障の防止と
ともに、メンテナンスの長期化、及び、耐久性を向上さ
せることができる。

【００４７】〔旋回時における制御ブロック〕次に、旋
回時における制御ブロックについて図６及び図９を参照
しながら説明する。制御ブロックは、上記ＰＴＯ軸５３
により駆動されるロータリー作業機を駆動しながらの作
業中において、枕地等でのロータリー作業機を引上げて
の旋回時に、車両速度を維持（増加）しつつ、ロータリ
ー作業機のロータリーの回転数を減少させる制御であ
る。即ち、図９に示す制御ブロック４００のごとく、電
子制御式ガバナを備える燃料噴射ポンプを具備するエン
ジンと、エンジン回転数検出器と、電子制御油圧式無段
変速機とを備えるトラクタの速度制御方法において、ス
テアリングの回転角度検出器による所定旋回角度の検
出、又はワンタッチ昇降ボタンの操作によるロータリー
作業機引上げ命令がされると（４０１）、制御装置９０
が、エンジン回転数の減少・可動斜板２２ａを増速側へ
調整（変速比の増加）・ロータリー作業機の引上げ動作
の開始を行うことで（４０２）、旋回動作中において
は、車両速度が所定速度に維持される（４０３）。そし
て、旋回動作が終了し、制御装置９０が、ステアリング
の回転角度検出器による所定旋回角度の検出、又はワン
タッチ昇降ボタンの操作によるロータリー作業機引下げ
命令がされると（４０４）、エンジン回転数の設定回転
数への復帰・可動斜板２２ａを減速側へ調整（変速比の
減少）・ロータリー作業機の引下げ動作の開始を行うこ
とで（４０５）、再び耕耘作業状態に戻る制御が行われ
る（４０６）。尚、所定旋回角度とは、例えば、進行方
向を反転する場合の１８０度である。

【００４８】以上の制御を行うことで、旋回場所に差し
掛かり、ステアリングの所定角度の回転（旋回角度を検
出する）や、ワンタッチ昇降ボタンの上げ命令を行い、
旋回動作を開始すると、ロータリー作業機が引上げら
れ、エンジン回転数が減少する。これにより、ＰＴＯ軸
５３の回転数が減少することになる。該ＰＴＯ軸５３の
減少により、ＰＴＯ軸５３と、ロータリー作業機とを角
度変更自在に連結する連結体（ユニバーサルジョイント
等）に作用する「ねじりモーメント」が減少し、連結体
の破損を防止することができる。また、引上げた際に
は、ロータリーの回転数が減少しているため、ロータリ
ー爪が低速回転となって、周囲への土等の飛散が抑えら
れるとともに、高速回転と比較して安全性が向上する。

【００４９】一方で、エンジン回転数の減少に対し、可
動斜板２２ａの増速側への角度変更により、車両速度が
増速されるので、旋回時においても、車両速度が減速す
ることなく、素早く旋回動作を終了することができる。
尚、該車両速度の増速は、旋回前における所定の車両速
度を上限とし、旋回時の機体バランスの安定性や、旋回
後の耕耘作業にスムーズに戻れるようにしている。

【００５０】また、旋回動作終了後、ステアリングを直
進状態に戻す、又は、ワンタッチ昇降ボタンの下げ命令
がされると、ロータリー作業機が下降して、所定の耕深
深さで耕耘される状態となる。そして、所定の耕耘速度
となり、再び耕耘作業が行われる。

【００５１】

【発明の効果】本発明は以上のごとく構成したので、次
のような効果を奏するのである。すなわち、請求項１の
ごとく、電子制御式ガバナを備える燃料噴射ポンプを具
備するエンジンと、エンジン回転数検出器と、電子制御
油圧式無段変速機とを備えるトラクタの走行制御方法に
おいて、電子制御式ガバナによりエンジンのトルクを算
出し、エンジン回転数検出器によりエンジン回転数を検
出し、制御装置により前記両検出結果と最適燃費ライン
との差異を演算し、両者に差異がある場合は、制御装置
が、該差異を無くすように電子制御式ガバナを制御、若
しくは、電子制御油圧式無段変速機の制御、あるいは電
子制御式ガバナの制御および電子制御油圧式無段変速機
の制御を行うので、所定の耕耘速度を維持したままの低
燃費運転が行える。

【００５２】また、請求項２に記載のごとく、電子制御
式ガバナを備える燃料噴射ポンプを具備するエンジン
と、エンジン回転数検出器と、電子制御油圧式無段変速
機とを備えるトラクタの走行制御方法において、電子制
御式ガバナによりエンジン負荷を算出し、エンジン回転
数検出器によりエンジン回転数を検出し、制御装置が、
エンジン負荷と、前記エンジン回転数によりある場合に
所定トルクとの差異を演算し、エンジン負荷が所定トル
クよりも高い場合は、制御装置が、油圧式無段変速機を
減速制御し、エンジン負荷が所定トルクよりも低い場合
は、制御装置が、油圧式無段変速機を増速制御するの
で、ロータリー作業機によるエンジン負荷の増加によ
り、エンジン回転数が減少した場合は、圃場が硬い状態
であると見なし、一度減少したエンジン回転数が、エン
ジン負荷の減少により増加に転じた場合は、圃場が適度
に耕耘されやすい状態であると見なして、それぞれの状
態に最適な耕耘速度に自動的に変更するように耕耘速度
が制御される。こうして、作業後の圃場にムラができる
ことがなく、耕耘状態が均一である圃場を形成すること
ができる。また、作業者は、自動的に耕耘速度が変更さ
れるので、圃場の硬軟の状態を気にせずに、また、主変
速レバーを操作する必要もなく、楽に作業を行うことが
できる。

【００５３】また、請求項３に記載のごとく、電子制御
式ガバナを備える燃料噴射ポンプを具備するエンジン
と、エンジン回転数検出器と、電子制御油圧式無段変速
機とを備えるトラクタの走行制御方法において、ステア
リングの所定角度の回転（旋回角度を検出する）や、ワ
ンタッチ昇降ボタンの上げ命令によるロータリー作業機
の引上げ動作命令がされると、制御装置が、エンジン回
転数を減少させるとともに、エンジン回転数の減少に伴
う車両速度の減少を補うように電子制御油圧式無段変速
機の変速比を増加させ、旋回動作が終了し、再び耕耘作
業に入るべくロータリー作業機の下げ動作命令がされる
と、エンジン回転数を設定回転数まで復帰させるととも
に、エンジン回転数の増加に伴う車両速度の増加を制限
するように、電子制御油圧式無段変速機の変速比を減少
させるので、旋回時においても、車両速度が減速するこ
となく、素早く旋回動作を終了することができる。尚、
エンジン回転数が減少しているので、ロータリー作業機
の回転数の減少による安全が図られ、ＰＴＯ軸とロータ
リー作業機との連結体（ユニバーサルジョイント）の破
損防止が図られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用されるＨＭＴ式トランスミッショ
ンのスケルトン図である。

【図２】ＨＳＴの側面断面展開図である。

【図３】ミッション前部の側面断面展開図である。

【図４】ＨＳＴ斜板制御のための構成を示す説明図であ
る。

【図５】エンジンの等燃料消費率曲線を示す図である。

【図６】制御装置の制御フローを説明するフローチャー
ト図である。

【図７】作業機負荷が高くなった場合の高負荷対応制御
ブロックを表すフローチャート図である。

【図８】耕深制御ブロックを表すフローチャート図であ
る。

【図９】旋回時における制御ブロックを表すフローチャ
ート図である。

【符号の説明】

５０１エンジン回転数の検出のステップ５０２エンジントルクの検出のステップ５０３最適燃費ラインとの差異を検出する
ステップ５０４電子制御式ガバナによる回転数／ト
ルク制御のステップ５０５ＨＳＴによる耕耘速度維持のステッ
プ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｆ０２Ｄ 29/00 Ｆ０２Ｄ 29/00 ＢＨ 41/04 ３８０ 41/04 ３８０Ｆ３８０ＧＦ１６Ｈ 61/00 Ｆ１６Ｈ 61/00 (72)発明者黒田晃史大阪府大阪市北区茶屋町１番32号ヤンマーディーゼル株式会社内Ｆターム(参考） 3D041 AA21 AB04 AC02 AC22 AD02 AD17 AD22 AD23 AD31 AD53 AE03 AE07 AE31 AF01 3D044 AA17 AB04 AC05 AC19 AC22 AC31 AC41 AD02 AD06 AD17 AE04 AE14 3G093 AA09 AB01 BA19 CB09 CB10 DA01 DB03 DB10 DB11 DB22 EA03 EA05 EB01 FA07 FB01 FB02 FB05 3G301 HA02 HA28 JA02 KB02 KB06 LB11 MA11 NA08 NB18 NC02 ND02 NE01 NE06 NE16 PE01A PE06A PF01Z PF06Z PF07Z PF11A 3J552 MA02 MA10 NA07 NB04 PA59 RC19 SB09 SB10 UA09 VA74Z VC01W VC02W VC03W VD14Z

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子制御式ガバナを備える燃料噴射ポン
プを具備するエンジンと、エンジン回転数検出器と、電
子制御油圧式無段変速機とを備えるトラクタの走行制御
方法において、電子制御式ガバナによりエンジンのトル
クを算出し、エンジン回転数検出器によりエンジン回転
数を検出し、制御装置により前記両検出結果と最適燃費
ラインとの差異を演算し、両者に差異がある場合は、制
御装置が、該差異を無くすように電子制御式ガバナを制
御、若しくは、電子制御油圧式無段変速機の制御、ある
いは電子制御式ガバナの制御および電子制御油圧式無段
変速機の制御を行うことを特徴とするトラクタの走行制
御方法。
【請求項２】電子制御式ガバナを備える燃料噴射ポン
プを具備するエンジンと、エンジン回転数検出器と、電
子制御油圧式無段変速機とを備えるトラクタの走行制御
方法において、電子制御式ガバナによりエンジン負荷を
算出し、エンジン回転数検出器によりエンジン回転数を
検出し、制御装置が、エンジン負荷と、前記エンジン回
転数によりある場合に所定トルクとの差異を演算し、エ
ンジン負荷が所定トルクよりも高い場合は、制御装置
が、電子制御油圧式無段変速機を減速制御し、エンジン
負荷が所定トルクよりも低い場合は、制御装置が、電子
制御油圧式無段変速機を増速制御することを特徴とする
トラクタの走行制御方法。
【請求項３】電子制御式ガバナを備える燃料噴射ポン
プを具備するエンジンと、エンジン回転数検出器と、電
子制御油圧式無段変速機とを備えるトラクタの走行制御
方法において、ロータリー作業機の引上げ動作命令がさ
れると、制御装置が、エンジン回転数を減少させるとと
もに、エンジン回転数の減少に伴う車両速度の減少を補
うように電子制御油圧式無段変速機の変速比を増加さ
せ、旋回動作が終了し、再び耕耘作業に入るべくロータ
リー作業機の下げ動作命令がされると、エンジン回転数
を設定回転数まで復帰させるとともに、エンジン回転数
の増加に伴う車両速度の増加を制限するように、電子制
御油圧式無段変速機の変速比を減少させる、ことを特徴
とするトラクタの走行制御方法。