JP2003261964A

JP2003261964A - トラクタローダの昇降制御装置

Info

Publication number: JP2003261964A
Application number: JP2002062117A
Authority: JP
Inventors: Kiyobumi Sakurahara; 清文桜原; Koji Mizuguchi; 幸治水口; Masaaki Suga; 公明菅; Katsumi Yaguchi; 勝己矢口
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2002-03-07
Filing date: 2002-03-07
Publication date: 2003-09-19

Abstract

(57)【要約】【課題】トラクタにローダを装着してローダ作業を行
う場合に、車体の左右傾斜を判別しながら安全な姿勢で
の作業を行わせる。【解決手段】車体１に対して昇降可能のローダ２を備
え、車体１の左右傾斜を検出するスロープセンサ３を有
したトラクタローダにおいて、このローダ２の上昇位置
に対応した車体１の傾斜限界域を警報する警報装置４を
設けたことを特徴とする昇降制御装置の構成。

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、トラクタに装着
されて昇降されるローダの、昇降制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】トラクタに装着されるローダでは、トラ
クタ車体をできるだけ平坦な地面において接地させた姿
勢状態で前進しながら土壌を掬い取って停止し、次に、
ローダを上昇して後進し所定位置まで移動し、所定位置
の例えばトラック荷台上等にローダを位置させ、バケッ
トから土壌を下方に排土して最初の位置に戻るローダ作
業を行うものである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】トラクタ車体にローダ
を装着して作業する形態では、車体の走行移動速度が速
いため作業地面の傾斜状態が判明し難く、しかも時間の
無駄を減すため土壌を入れたローダのバケット高さを昇
降しながら走行移動や旋回を行おうとするため、重心位
置の変化に伴い急に左右方向のバランスを崩す危険域と
成ることが多い。このような作業条件のもとでローダ姿
勢の危険域を的確に報知して運転者に知らせるものであ
る。

【０００４】

【課題を解決するための手段】請求項１に記載の発明
は、車体１に対して昇降可能のローダ２を備え、車体１
の左右傾斜を検出するスロープセンサ３を有したトラク
タローダにおいて、このローダ２の上昇位置に対応した
車体１の傾斜限界域を警報する警報装置４を設けたこと
を特徴とする昇降制御装置の構成とする。

【０００５】トラクタ車体１の走行によりローダ２を昇
降させてローダ作業を行う。この車体１に設けられるス
ロープセンサ３が、車体１及びローダ２の左右傾斜姿勢
を検出する。ローダ２の上昇位置が高くなれば車体１の
左右横方向の横転倒性も行われ易くなるが、この車体１
の傾斜限界域は予め警報装置４に設定されていて、この
ローダ２の上昇位置に対する車体１の傾斜限界域をスロ
ープセンサ３が検出すると、警報装置４が警報を発して
運転者に知らせる。

【０００６】請求項２に記載の発明は、前記車体１の傾
斜限界域外への傾斜によってローダ２の上昇を規制する
ことを特徴とするものであり、ローダ２が車体１に対し
て上昇して、この車体１の傾斜をスロープセンサ３が傾
斜限界域を越えた傾斜を検出すると、ローダ２が自動的
に上昇停止されたり、又は下降されてそれ以上のローダ
２の上昇が規制される。

【０００７】

【発明の効果】請求項１に記載の発明は、車体１の傾斜
限界域をスロープセンサ３によって検出して警報装置４
で警報しながらローダ作業を行うものであるから、ロー
ダ２の上昇高さに応じた車体１の左右傾斜限界域内にお
いて限界域一杯に上昇させながらローダ作業を行うこと
ができ、安全で作業能率を図ることができる。

【０００８】請求項２に記載の発明は、前記スロープセ
ンサ３が傾斜限界域を検出することによって警報装置４
が警報を発すると共に、それ以上のローダ２の上昇が規
制されるため、より安全なローダ作業を的確に行うこと
ができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】この発明の一実施例を図面に基づ
いて説明する。図１〜図３において、ローダ２はトラク
タ車体１の前側に装着されたフロントローダとして、昇
降制御可能の構成としている。トラクタ車体１は前車輪
５と後車輪６とを有し、この前車輪５を操向するステア
リングハンドル７、及び運転席８を有した乗用四輪走行
形態としている。車体１前部のボンネット９下にエンジ
ンを搭載し、前車輪５や後車輪６を伝動回転でき、オイ
ルポンプを駆動することによって、ローダ２の各昇降シ
リンダ１０や掬角シリンダ１１等を油圧駆動することが
できる。１２は車体１後部上の安全フレームである。

【００１０】ローダ２は、左右一対のローダアーム１３
の前端にバケット１４をショベルヒンジ１５で上下回動
自在に連結したもので、このローダアーム１３の後端は
ローダ取付ブラケット１６にアームヒンジ１７周りに上
下回動自在に支持される。このブラケット１６は車体１
の左右側部に取付けられる。このローダアーム１３とブ
ラケット１６との間に昇降シリンダ１０が連結されて、
この昇降シリンダ１０の油圧伸縮によってローダアーム
１３をアームヒンジ１７の周りに昇降回動させる。この
ローダアーム１３とバケット１４基部との間に掬角シリ
ンダ１１が連結されて、この掬角シリンダ１１の油圧伸
縮によってバケット１４をショベルヒンジ１５周りに回
動させて、このバケット１４の掬角を変更自在とする。

【００１１】車体１側には、コントローラとして車体側
コントローラ１８とローダ作業機側コントローラ２１が
設けられる。前記スロープセンサ３を入力側に連結する
トラクタ車体１側に設けられるコントローラ１８の出力
側には、マルチアイ１９やアラーム２０等が連結され
て、マルチアイ警告や、アラーム発振することができ
る。又、ローダ２側のコントローラ２１は、入力側にロ
ーダアーム１３の高さを検出するローダアーム高さセン
サ２２を設け、出力側にはローダアーム１３を昇降する
昇降シリンダ１０を伸縮するための油圧回路の昇降バル
ブソレノイド２３等を設ける。２４は通信線で、両コン
トローラ１８、２１間を連結する。

【００１２】車体１の水平地面に対する左右横方向の傾
斜角度を検出するスロープセンサ３の検出値θと、ロー
ダアーム１３の高さｈとによる函数として、車体１の横
転限界の傾斜限界域線Ｌのグラフが図３のように示され
る。そして、この傾斜限界域線Ｌを基準として、この領
域内Ａを安全域とし、領域外Ｂを危険域として判別す
る。この判別に基づいて検出値が領域内Ａにあるとき
は、通常のローダ作業を行うことができる。そして、傾
斜限界域線Ｌに近づくとそれを判別してマルチアイ１９
等で警告させると共に、車速の高速域への変速を牽制し
たり、ローダアーム１３の上げ出力を牽制する。又、領
域外Ｂを判別されると、走行を停止したり、減速した
り、ローダアーム１３の上げ出力を停止したり、下げ出
力することができるようにしている。

【００１３】このような車速の牽制や、ローダ上昇の牽
制、更には車速の減速や、ローダの下降等は、前記コン
トローラ１８、２１の判別に基づいて自動的に出力作動
させるように連動することができる。次に、主として図
４を参照して、上例と異なる点は、ローダ作業の前後進
の車速変更を速やかに、容易に行うために、主変速を油
圧無段変速装置（ＨＳＴ）２５で行わせ、副変速を高速
Ｈと低速Ｌとのギヤ切替による副変速装置２６とを有す
る伝動装置において、副変速低速域Ｌで最高速に達する
と、自動的に高速域Ｈ変速に切替られて、低速域から高
速への変速を円滑に行わせて、ローダ作業操作性を高め
ることのできる変速操作装置の構成としている。

【００１４】車体１の走行伝動は、エンジン２７からＨ
ＳＴ２５、副変速装置２６、デフギヤ２８等を経て前車
輪５や後車輪６等の走行車輪へ伝動し駆動している。こ
のＨＳＴ２５は、トラニオン軸２９がアクセルペタル３
０の前Ｆ、後Ｒ方向の踏み込みによって回動されて、副
変速装置２６側への出力軸を中立位置Ｎから前進Ｆ高速
位置、又は後進Ｒ高速位置に無段変速操作することがで
きる。このアクセルペタル３０の前進Ｆ側の最高速踏込
位置にはリミットスイッチ３１が設けられ、後進Ｒ側の
最高速踏込位置にはリミットスイッチ３２が設けられ
て、これら各位置へのアクセルペタル３０の踏込みによ
ってＯＮされて、コントローラ１８へ入力される。これ
らスイッチ３１、３２のＯＮによって油圧回路の切替弁
３３、又は３４が切替られて、副変速装置２６の変速ギ
ヤが油圧力で切替えられる。この副変速装置２６を低速
域Ｌの最高速位からは高速域Ｈへ切替えられて、高速域
Ｈでの無段変速を行わせることができる。又、アクセル
ペタル３０の踏込みを緩めて戻すときは、ＨＳＴ２５に
よる無段変速を高速から低速に減速しながら、スイッチ
３１又は３２から離間して、これらスイッチ３１又は３
２がＯＦＦされると、副変速は高速域Ｈから低速域Ｌに
切替られて、順次滑らかな減速が行われる。このように
して副変速を手動で行うことなくアクセルペタル３０の
みの踏込みによって自動的に変速されて、操作性を高め
ることができる。

【００１５】次に、図５、図６に示す実施例では、エン
ジン２７のラジエータ３５の前面に沿って回転できる洗
浄用のブラシ３６を設け、このブラシ３６にエンジン２
７の駆動で回転させるメータ駆動系のワイヤー３７を利
用して連結させる。このブラシ３６の回転によってラジ
エータ３５の吸気面に付着する塵埃を除去し清掃するも
のである。このブラシ３６の駆動源として特別の構成を
設けることなく、簡単な構成とすることができ、メータ
駆動系のワイヤー３７の連結替えによるため、操作は簡
単である。

【００１６】ラジエータ３５はエンジン２７の前方に配
置されて、このエンジン２７によって回転されるラジエ
ータフアン３８による風を通して、このラジエータ３５
内を流れるエンジン冷却水を放熱させる。ブラシ３６は
このラジエータ３５の吸気側前面に設けられる。ブラシ
３６はギヤケース３９に回転自在に軸装４０されて、メ
ータパネル４１の、例えばタコメータ４２との連結を外
したワイヤー３７をこのギヤケース３９の入力軸部にカ
ップリング等で嵌合させて連結する。このラジエータ３
５の掃除が終わればワイヤー３７はタコメータ４２に戻
して繋ぐことができる。４３はギヤケース３９を取付け
る取付ケースである。

【００１７】次に、主として図７〜図１１に基づいて、
燃料噴射形態のエンジン２７における電子ガバナ５６の
燃料噴射制御を説明する。燃料噴射ポンプ５４は、電子
ガバナ５６から出力制御される可変電磁ソレノイド５
２、コントロールラック５３等を介して制御されて燃料
噴射量を制御する。この制御のため電子ガバナ５６には
所定のプログラムが設定されていて、コントローラ４４
の入力側におけるエンジン回転センサ４５、水温センサ
４６、アクセルセンサ４７、ＰＴＯクラッチ入り切りス
イッチ４８、モードスイッチ４９、走行スイッチ５０、
及びリフトスイッチ５１等の各種のセンサやスイッチ等
を入力し、該プログラムによる演算に基づいて可変電磁
ソレノイド５２を出力してコントロールラック５３を目
標値に近付けるように作動させる。又、このコントロー
ルラック５３は、燃料噴射ポンプ５４による燃料量を決
めるもので、このコントロールラック５３の作動量を検
出するラックセンサ５５の検出値をコントローラ４４に
入力してフィードバック制御する構成としている。

【００１８】エンジン回転数と燃料噴射量（コントロー
ルラック位置）との関係を示す燃料供給特性グラフがマ
ップデータとして予めコントローラ４４のコンピュータ
に記憶設定されており、アクセルペタルにより入力され
る値に対するグラフに基づいて、検出回転数に対する目
標ラック位置が演算されて、ラックセンサ５５による検
出ラック位置がこの目標ラック位置に沿うようにソレノ
イド５２を出力制御される。このデータマップのグラフ
は、路上等の走行状態の走行モードＭ３、作業状態の定
回転モードＭ１、及び高回転モードＭ２として設定され
ていて、電子ガバナ５６は選択された各モードに沿うよ
うに出力制御される。

【００１９】電子ガバナ５６によって制御される燃料供
給特性グラフに示されるモードＭ１〜Ｍ３においては、
アイドル時は負荷の上昇と共に回転数を上げて制御する
ことにより、アイドル負荷の向上を図っている。実施例
においては、エンジン回転センサ４５を２個設けてお
り、その構成は一方の回転センサは回転数を検出してい
るが、他方の回転センサは正転，逆転の回転方向まで検
出している。エンジン２７の定格回転は２５００〜２７
５０ｒｐｍに設定した場合を示し、各々途中１５００、
２０００、２２５０ｒｐｍ等の回転時の状態を示す。
又、負荷との関係で、負荷が０％（無負荷）から２０
％，５０％，７５％、及び１００％（最大負荷）の状態
を示す。

【００２０】図例の構成は、モードスイッチ４９を切替
ることにより定回転モードＭ１、高出力モードＭ２、走
行モードＭ３の何れかを選択して、エンジンの性格を変
更して走行するトラクタであり、以下具体的に詳述す
る。ここに、定回転モードＭ１（図８）では、エンジン
の出力を一定の出力回転に保持させるのを目的としてい
る。但し、作用としては逆にエンジンの加速が鈍くなる
欠点がある。このモードに切替ると、エンジン回転セン
サ４５により回転方向や回転数を検出し、エンジン回転
数（クランク軸）が５００〜１５００ｒｐｍの間は、エ
ンジン全シリンダに対しストロークあたり（４ストロー
クであればクランク軸２回転に一度）５２ｃｃの燃料を
噴射する。エンジン回転が１５００〜２５００ｒｐｍの
間は、５２ｃｃの噴射量を正比例的に４３ｃｃに減じて
噴射する。

【００２１】この結果、定回転モードＭ１では、１５０
０ｒｐｍが最大トルク点となり、２５００ｒｐｍが定格
回転のエンジン性格となり、常用範囲において図１１に
示すような略横ばいの１２馬力程度の一定出力を保つこ
とができる。このことは、ＰＴＯを使用した耕耘作業等
での通常作業時の、粘り運転重視の燃料供給特性を示
す。

【００２２】次に、高出力モードＭ２（図９）では、コ
ントローラ４４によりエンジンのクランク軸回転が５０
０〜２０００ｒｐｍの間は燃料を５２ｃｃ噴射し、２０
００〜２５００ｒｐｍの間は５２ｃｃから４８ｃｃに正
比例で原料噴射する。この結果、高出力モードＭ２では
２０００ｒｐｍが最大トルク点となり、２５００ｒｐｍ
が定格回転となり、エンジンは負荷７５％までは略一定
の回転を保ち（１０００〜１５００ｒｐｍ程度時）コン
トロールの回転で負荷１００％になるとエンジン回転を
増やし、２２００から２５００程度の回転域では略一定
の回転を保つエンジン性格を有するモードとなった。こ
れにより、ホイルローダ作業やフロントローダ作業のよ
うな、低速回転で使用時に負荷が中から大になるとエン
ジン回転を増やして対応する逆ドループ制御ｄを行える
高出力でアイドル負荷重視の燃料供給特性を示す。これ
ら作業時の定回転モードＭ１と高出力モードＭ２とは、
モードスイッチ４９によって切替られて選択される。そ
して、作業状態による操作性を向上し、アイドル負荷で
の出力を大幅に向上することができる。

【００２３】最後に、走行モードＭ３（図１０）では、
走行スイッチ５０で選択されるが、アクセルペタルの踏
込時の加速性を向上するために、部分負荷部ｅで噴射燃
料供給特性を変えるようにして、部分負荷部ｅの部分を
使うことで、中程度の走行速度で中負荷時にエンジン回
転が非常に上昇しやすい性格にしている。それには、エ
ンジン回転が５００〜２０００ｒｐｍの間は５２ｃｃの
燃料を噴射し、２０００〜２５００ｒｐｍにかけて４８
ｃｃに正比例減量している。このようにすることで、路
上走行時におけるアクセル踏込時の加速性を向上でき
る。

【００２４】ａは始動時の燃料供給量、ｂは最大トルク
時の燃料供給量、ｃはアイソクロナス制御部、又、ｄは
逆ドループ制御部を示す。作業時には運転者が定回転モ
ードＭ１のエコノミー作業状態を切替選択でき、特にア
イドル時の負荷に対して向上することができる。又、走
行モードＭ３の選択は、自動変速操作と連動して自動的
に切替られるように設定している。

【００２５】図１１はアイドル負荷特性のグラフを示す
もので、前記定回転モードＭ１によるアイドル負荷特性
ｍ１と、高出力モードＭ２によるアイドル負荷特性ｍ２
を示し、従来のメカニカルガバナによるアイドル負荷特
性ｍ４との対比を示すものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタローダの側面図。

【図２】そのコントローラのブロック図。

【図３】そのローダ昇降制御の傾斜限界域線を示すグラ
フと、制御フローチャート。

【図４】一部別実施例を示す変速操作装置部のブロック
図。

【図５】一部別実施例を示すラジエータ部の正面図と、
そのブラシ部の側面図。

【図６】その一部ワイヤー部の側面図。

【図７】一部別実施例を示すエンジンの電子ガバナの制
御ブロック図。

【図８】その噴射燃料供給特性線で定回転モードを示す
グラフ。

【図９】その高出力モードを示すグラフ。

【図１０】その走行モードを示すグラフ。

【図１１】そのアイドル負荷特性を示すグラフ。

【符号の説明】

１車体２ローダ３スロープセンサ４警報装置

フロントページの続き (72)発明者矢口勝己愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地井関農機株式会社技術部内Ｆターム(参考） 2D012 BA01 2D015 GA03 GB03

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】車体１に対して昇降可能のローダ２を備
え、車体１の左右傾斜を検出するスロープセンサ３を有
したトラクタローダにおいて、このローダ２の上昇位置
に対応した車体１の傾斜限界域を警報する警報装置４を
設けたことを特徴とする昇降制御装置。
【請求項２】前記車体１の傾斜限界域外への傾斜によ
ってローダ２の上昇を規制することを特徴とする請求項
１に記載のトラクタローダの昇降制御装置。