JP2006094753A - 乗用田植機のエンジン制御構造 - Google Patents

Abstract

【課題】 乗用田植機の燃費の向上と騒音低減を図る。
【解決手段】 走行用の変速操作具が走行停止状態をもたらす特定位置に操作されていることの条件と、作業対象に設定された条件、例えば、苗残量が少なくなった状態にあるとか、あるいは、苗植付け装置が上限位置まで上昇している状態にある、等の条件が満たされるとエンジンを停止させるエンジン自動停止手段を備えてある。
【選択図】 図８

Description

本発明は、走行機体に苗植付け装置を昇降自在に連結した乗用田植機のエンジン制御構造に関する。

一般に、乗用田植機に搭載されたエンジンは、セルモータやリコイルスタータで起動され、キースイッチのオフ位置への操作によって停止され、また、エンジンの調速機構は任意の操作位置で保持できるハンドアクセルレバーによって任意に調節設定するようになっている。また、変速操作とエンジンの調速機構を連係することで、中立位置への変速操作に走行を停止すると、これに連動して調速機構をアイドリング回転速度にまで減速制御して、走行停止中における燃費の向上と騒音低減を図るよう構成したものも提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−２３９７７１号公報

エンジンの調速機構を変速操作に連動させて自動操作する制御（オートアイドリング制御と呼称されている）は、走行停止中にハンドアクセルレバーをアイドリング位置に戻すような煩わしさがなく、操作性に優れたものであるが、エンジン停止操作を行うことなく長時間に亘って走行停止を行った場合には、その間は燃料が無駄に消費されることになるものであった。

特に、田植機においては、植付け走行の途中で苗植付け装置の苗が消費されると、走行機体の予備苗のせ台に収容しておいた予備苗を苗植付け装置に補給する苗つぎ作業が行われ、また、予備苗のせ台に収容した予備苗が無くなると、機体を畦際まで移動させ、畦に準備した予備苗を予備苗のせ台に搬入することになる。これら苗つぎ作業や予備苗の搬入作業は走行を停止して行われることになるが、その頻度は相当高いので、上記オートアイドリング制御を行ったとしても、田植え作業全体においてこれら走行停止中に消費される燃料は無視できない量となる。

本発明は、このような点に着目してなされたものであって、更なる燃費の向上と騒音低減を図ることを主たる目的としている。

第１の発明は、走行機体に苗植付け装置を昇降自在に連結した乗用田植機において、
走行停止条件と作業対象に設定された条件との複数条件が満たされるとエンジンを停止させるエンジン自動停止手段を備えてあることを特徴とする。

上記構成によると、走行を停止し、かつ、作業対象に設定された条件が全て満たされると、植付け走行を休止して他の付随作業を行っているものと判断されて、エンジンが自動停止され、この間の燃料の浪費および騒音の発生が抑えられる。

従って、第１の発明によると、植付け走行の途中での休止中などにおける燃料の無駄な消費と騒音低減を図ることでき、ランニングコストの節減および環境の悪化防止に有効となる。特に、植付け走行中に苗つぎ作業や予備苗の搬入作業などの付随作業のために頻繁に休止する田植機には有効となる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの走行停止条件が、走行用の変速操作具が走行停止状態をもたらす特定位置に操作されていることとしてある。

上記構成によると、変速操作具の特定位置への操作をリミットスイッチなどで検知することができるので、例えば、車軸の回転を回転パルスセンサで検知して走行停止を判断する手段に比べて安価に実施することができる。また、変速操作具は走行機体の上部に配備されるので、リミットスイッチなどの操作位置検知手段を泥水が降りかからない場所に設置しやすく、操作位置検知手段の保全性にも優れたものとなる。

第３の発明は、上記第２の発明において、
前記変速操作具が前記特定位置に設定時間以上に連続して位置保持されていることを前記条件の一つにしてある。

上記構成によると、変速操作具を変速操作中に短時間だけ特定位置に移動してもエンジン停止が行われることはなく、不用意にエンジンを止めてしまうおそれがなくなる。

第４の発明は、上記第２または３の発明において、
前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの他の一つが、前記苗植付け装置に備えられた苗残量センサが苗残量の少なくなったことを検知した状態にあることとしてある。

上記構成によると、苗残量センサが苗消費を検知すると、運転者は予備苗を苗植付け装置へ継ぎ足す作業（苗つぎ作業）を行うために、変速操作具を特定位置に操作してて走行を停止することになり、２つの条件が満たされることになってエンジンが自動停止され、この苗つぎ作業の間の燃料の浪費および騒音の発生が抑制される。

第５の発明は、上記第４の発明において、
前記苗植付け装置に備えられた複数条の植付け機構の一部への伝動を断続する畦際クラッチがクラッチ切り状態では苗残量センサが苗残量の少なくなったことの検知が無効とみなされるよう設定してあるものである。

上記構成によると、走行停止操作状態にあり、かつ、苗残量センサが苗残量の少なくなったことが検知していても、畦際クラッチがクラッチ切り状態にあることが検知されているときには、上記２つの条件が共に満たされているとの判断がなされず、エンジン自動停止制御が実行されることがない。つまり、畦際クラッチを切って少数条植えを行う際に、休止させる条の苗を苗植付け装置から取り除くことがあり、このような場合には、苗残量センサの検出結果が苗つぎの必要な状況を正確にとらえていないので、エンジン自動訂停止制御が不用に行われないことが好ましいものとなる。

第６の発明は、上記第２または３の発明において、
前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの他の一つが、運転座席への着座状態が検知されていないこととしてある。

上記構成によると、苗つぎ作業あるいは畦からの苗補充作業を行うために走行停止操作を行い、かつ、運転者が運転座席から立ち上がると、自動的にエンジが停止されることになり、これら付随作業の燃料の浪費および騒音の発生が抑制される。

第７の発明は、上記第６の発明において、
前記運転座席への着座状態が設定時間以上に連続して検知されていないことを前記条件の一つにしてあるものである。

上記構成によると、走行停止操作を行っていても運転者が一瞬腰を浮かした程度ではエンジンは停止されることはなく、不用意にエンジンが停止されて作業能率が低下することが回避される。

第８の発明は、上記第２または３の発明において、
前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの他の一つが、前記苗植付け装置への動力伝達を断続する植付けクラッチがクラッチ切り状態にあることとしてある。

上記構成によると、苗つぎ作業あるいは苗補充作業を行うために走行停止操作を行い、かつ、苗植付け装置の作動停止操作を行うことで自動的にエンジが停止されることになり、これら付随作業の燃料の浪費および騒音の発生が抑制される。

第９の発明は、上記第２または３の発明において、
前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの他の一つが、苗植付け装置が上限位置にまで上昇されていることとしてある。

上記構成によると、畦からの苗補充のために走行機体を畦際にまで移動させて走行停止操作を行うととおに、苗植付け装置を上限高さまで上昇させると、エンジン１２が自動停止されることになり、この苗補充作業の間の燃料の浪費および騒音の発生が抑制される。

図１に乗用型田植機の側面図が、また、図２にその平面図がそれぞれが示されている。この乗用型田植機は、操向自在な左右一対の前輪１と操向不能な左右一対の後輪２とを備えた乗用型の走行機体３の後部に、苗植付け装置４が油圧シリンダ５によって駆動される平行四連式のリンク機構６を介して昇降自在に連結されるとともに、機体後部に施肥装置７が装備された構造となっている。

前記走行機体３における機体フレーム８の前部には、前輪１を軸支したミッションケース９が連結固定されるとともに、機体フレーム８の後部には、後輪２を軸支した後部伝動ケース１０がローリング自在に支持されている。また、ミッションケース９から前方に延出された前フレーム１１にエンジン１２が横向きに搭載されてボンネット１３で覆われているとともに、エンジン１２の後方に位置する搭乗運転部には、前輪１を操向操作するためのステアリングハンドル１４、運転座席１５、ステップ１６などが備えられ、また、機体前部の左右には、予備苗を複数段に載置収容する予備苗のせ台１７が設けられている。

前記苗植付け装置４は、６条分の苗を載置して設定ストロークで往復横移動される苗のせ台２１、苗のせ台２１の下端から１株分づつ苗を切り出して圃場に植付けてゆく６組の回転式の植付け機構２２、植付け箇所を整地する３個の整地フロート２３、等を備えて構成されている。苗のせ台２１の各条ごとの苗載置部には、横移動のストロークエンドごとに載置した苗を下方取り出し部位に向けて送る苗送りベルト３１が備えられるとともに、載置した苗の残量が少なくなったことを検知する苗残量センサ３２が各条ごとに備えられている。なお、図 の制御ブロック図に示すように、苗残量センサ３２は制御装置２０を介して運転部の警報装置（ランプあるいはブザー）３３に接続されており、苗残量センサ３２のいずれかが苗消費を検知すると警報装置３３が作動して、運転者に苗補給の必要を知らせるようになっている。

また、前記植付け機構２２は並列配備された３つの植付けケース３４に左右一対づつ装備されるとともに、各植付けケース３３には２条単位で植付け機構２２への動力伝達を断続する畦際クラッチ３５が装備されており、これら畦際クラッチ３５の入り切りを選択操作することで、少数条植え（４条植え、２条植え）を行うことが可能となっている。なお、各畦際クラッチ３５の操作状態が畦際スイッチ３６で検知されて、運転部にランプ表示されるようになっている。

また、前記施肥装置７は、運転座席１５と苗植付け装置４との間において走行機体３上に搭載されており、粉粒状の肥料を貯留する肥料ホッパー２４、この肥料ホッパー２４内の肥料を設定量づつ繰り出す繰出し機構２５、繰り出された肥料を供給ホース２６を介して各整地フロート２３に備えた作溝器２７に風力搬送する電動ブロア２８、などを備えており、作溝器２７によって田面Ｔに形成した溝に肥料を送り込んで埋設してゆくよう構成されている。

図６の伝動系統図に示すように、前記ミッションケース９の側面には静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）からなる主変速装置４１が連結されてエンジン１２にベルト連動され、この主変速装置４１からの変速出力がミッションケース９に入力されて走行用伝動系と作業用伝動系とに分岐される。そして、分岐された走行動力は副変速機構４２で複数段にギヤ変速されて前輪１に伝達されるとともに、後部伝動ケース１０の後輪２に伝達される。また、分岐された作業用動力は株間変速機構４３によって複数段にギヤ変速された後、植付けクラッチ４４を介して機体後部のＰＴＯ軸４５から取り出されて苗植付け装置４に軸伝達されるようになっている。

前記主変速装置４１は、ステアリングハンドル１４の左脇に配備された主変速レバー（変速操作具）４６で変速操作されるとともに、副変速機構４２は運転座席１５の左脇に配備された副変速レバー４７で操作されるようになっており、次に、前記主変速装置４１の変速操作構造について説明する。

図３，４に示すように、ステアリングハンドル１４を支持するよう立設されたハンドルポスト５０には支持ブラケット５１が固着され、この支持ブラケット５１の左側端部には、支軸５２を介してデテント板５３が横向き支点ａ周りに前後揺動可能に支持され、このデテント板５３に前記主変速レバー４６が前後向き支点ｂ周りに左右揺動可能に支持されている。ハンドルポスト５０を立設支持する支持枠４７に、横向き支点ｃ周りに回動可能に中継回動部材５５が支持されており、この中継回動部材５５とデテント板５３とが連係ロッド５６を介して連係され、さらに、この中継回動部材５５と、主変速装置４１の変速操作軸５７に連結された変速アーム５８とが操作ロッド５９を介して連係されている。

前記支持ブラケット５１にはガイド板６０が固着されるとともに、このガイド板６０に形成された段違い状の案内溝６１に主変速レバー４６の基部から下向きに延出された案内ロッド４６ａが貫通されており、案内溝６１と案内ロッド４６ａとの係合案内作用によって主変速レバー４６を所定の段違い操作径路に沿って前後に揺動操作することで、デテント板５３を正逆に回動させて主変速装置４１を前進域から後進域までの範囲で変速操作することが可能となっている。

図５に示すように、段違い操作径路の段違い部位が主変速装置４１の中立位置Ｎに相当し、その前方に前進変速操作径路Ｆが、また、後方に後進変操作径路Ｒがそれぞれ形成されるとともに、デテント板４６の外周に並列形成した９つの凹部６２に、片持ちバネレバー６３の遊端に支持したデテントローラ６４を弾性係入させることで、主変速レバー４６を前進５段（Ｆ1 〜Ｆ5 ）、中立位置Ｎ、および、後進３段（Ｒ1 〜Ｒ3 ）の各変速位置に保持することができるようになっている。

また、主変速レバー４６の横操作中心となる支点ｂにはねじりバネ６５が装備されており、主変速レバー４２が常に支点ｂ周りに揺動付勢されている。従って、主変速レバー４６を中立Ｎに操作すると、前進変速操作径路Ｆに臨む前進側中立Ｎｆ側に向けて付勢移動される。

前記主変速レバー４６は主変速装置４１を操作するのみならず、エンジン１２の起動・停止およびエンジン回転速度の調整に関わっており、以下そのための構成について説明する。

主変速レバー４６を前後揺動可能に支持する支持ブラケット５１には、前記支軸５２の回動位置から主変速レバー４６の前後操作位置を連続的に検知するポテンショメータ７０が取り付けられており、このポテンショメータ７０からの検出情報に基づいてエンジン１２の調速制御が行われる。

つまり、図７の制御ブロック図に示すように、エンジン１２に備えられた調速機構７１は、ソレノイドやサーボモータなどのサーボ制御される電動アクチュエータ７２でアクセルセット操作されるようになっており、この電動アクチュエータ７２が主変速レバー４６の操作位置に対応して調速機構７１を操作制御するように構成されている。そして、主変速レバー４６が中立位置Ｎにあると調速機構７１が所定のアイドリング回転速度にセットされるとともに、主変速レバー４６が前進変速操作径路Ｆおよび後進変操作径路Ｒにおいて高速側に操作されるほどエンジン回転速度が高くなるように、予め入力設定された特性でアクセルセットされるようになっている。

また、前記案内溝６１における前進側中立Ｎｆの横外側にはエンジン停止用の特定位置としてエンジン停止位置ＥＳが設定されるとともに、主変速レバー４６の案内ロッド４６ａがこのエンジン停止位置ＥＳに操作されたことを検知するスイッチ７３がガイド板６０に装備されている。

前記スイッチ７３は制御装置２０を介してエンジン停止回路７４に接続されており、図８のフロー図で示されるように、案内ロッド４６ａがエンジン停止位置ＥＳに操作されてスイッチ７３が設定時間（例えば数秒）以上に亘ってＯＮ操作されるという条件と、苗残量センサ３２のいずれかが苗消費を検知しているという条件、とが共に満たされたことが制御装置２０で判断されると、エンジン停止回路７４が起動されてエンジン１２が停止されるようにプログラムされている。

従って、苗残量センサ３２のいずれかが苗消費を検知して警報装置３３が作動すると、予備苗のせ台１７に収容した予備苗を取り出して苗のせ台２１における苗の少なくなった条へ継ぎ足す作業（苗つぎ作業）を行うために運転者が主変速レバー４６を中立位置Ｎに戻して走行を停止すると、上記２つの条件が満たされることになってエンジン１２が自動停止され、この苗つぎ作業の間の燃料の浪費および騒音の発生が抑制されるのである。

なお、図８のフロー図中に示されるように、主変速レバー４６がエンジン停止位置ＥＳにあり、苗残量センサ３２が苗消費を検知していても、いずれかの畦際クラッチ３５がクラッチ切り状態にあることが畦際スイッチ３６で検知されているときには、苗残量センサ３２からの情報は無効としてエンジン自動停止制御を実行しないようにプログラムされている。つまり、畦際クラッチ３５を切って少数条植えを行う際に、休止させる条の苗を苗のせ台２１から取り除くことがあり、このような場合には、苗残量センサ３２の検出結果が苗つぎの必要な状況を正確にとらえていないので、エンジン自動訂停止制御が不要に行われないようにしておくことが望ましいのである。

また、前記制御装置２０には苗植付け装置４が上限位置まで上昇されたことを検知する上限スイッチ７５が接続されており、案内ロッド４６ａがエンジン停止位置ＥＳに設定時間（例えば数秒）連続して操作されるという条件と、苗植付け装置４が上限位置まで上昇されたことを検知しているという条件、とが満たされたことが制御装置２０で判断された場合にも、エンジン停止回路７４が起動されてエンジン１２が停止されるようにプログラムされている。

従って、予備苗のせ台２１への苗補充のために走行機体３を畦際にまで移動させ、主変速レバー４６を中立位置Ｎに戻して走行を停止するとともに、苗植付け装置４を上限高さまで上昇させ、畦に居る作業者から予備苗を受け取って予備苗のせ台２１に移載する苗補充作業を行う場合も、上記２つの条件が満たされることになってエンジン１２が自動停止され、この苗補充作業の間の燃料の浪費および騒音の発生が抑制されるのである。

また、キースイッチ７６が「ＯＮ」位置に操作され、かつ、エンジン１２が停止している状態で主変速レバー４６（案内ロッド４２ａ）がエンジン停止位置ＥＳから離されると、エンジン始動回路７７が作動してセルモータ７８が起動され、エンジン始動が自動的に行われる。

エンジン１２を自動的させる条件設定は上記に限られるものではなく、他の設定例のいくつかを以下に示す。

（第１例）
図９のフロー図に示すように、主変速レバー４６（案内ロッド４６ａ）がエンジン停止位置ＥＳに操作されてスイッチ７３が設定時間（例えば数秒）以上にＯＮ操作されるという条件と、前記植付けクラッチ４４が切り操作された検知情報が制御装置２０に入力されるという条件が共に満たされたことが制御装置２０で判断されると、エンジン停止回路７４が起動されてエンジン１２が停止されるようにプログラムするもよい。

これによると、上記苗つぎ作業あるいは苗補充作業のために走行停止操作を行い、かつ、苗植付け装置４の作動停止操作を行うことで自動的にエンジが停止されることになる。

（第２例）
図１０のフロー図に示すように、主変速レバー４６（案内ロッド４６ａ）がエンジン停止位置ＥＳに操作されてスイッチ７３が設定時間以上に亘ってＯＮ操作されるという条件と、運転座席１５に運転者が着座していない非着座状態が設定時間（例えば数秒）以上に亘って感知されるという条件が共に満たされたことが制御装置２０で判断されると、エンジン停止回路７４が起動されてエンジン１２が停止されるようにプログラムするもよい。
なお、非着座状態の検知は着座加重を運転座席１５に装備する、等の手段を利用するとよい。

この場合、上記苗つぎ作業あるいは苗補充作業のために走行停止操作を行い、かつ、運転者が運転座席１５から立ち上がると、自動的にエンジが停止されることになる。

田植機の全体側面図 田植機の全体平面図 変速操作構造の側面図 変速操作構造の正面図 変速案内構造の平面図 伝動系統図 制御ブロック図 制御フロー図 別実施例におけるフロー図 更に別の実施例のフロー図

符号の説明

３ 走行機体
４ 苗植付け装置
１２ エンジン
１５ 運転座席
２２ 植付け機構
３２ 苗残量センサ
３５ 畦際クラッチ
４４ 植付け機構
４６ 変速操作具
ＥＳ 特定位置

Claims (9)

1. 走行機体に苗植付け装置を昇降自在に連結した乗用田植機において、
   走行停止条件と作業対象に設定された条件との複数条件が満たされるとエンジンを停止させるエンジン自動停止手段を備えてあることを特徴とする乗用田植機のエンジン制御構造。
2. 前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの走行停止条件が、走行用の変速操作具が走行停止状態をもたらす特定位置に操作されていることである請求項１記載の乗用田植機のエンジン制御構造。
3. 前記変速操作具が前記特定位置に設定時間以上に連続して位置保持されていることを前記条件の一つにしてある請求項２記載の乗用田植機のエンジン制御構造。
4. 前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの他の一つが、前記苗植付け装置に備えられた苗残量センサが苗残量の少なくなったことを検知した状態にあることである請求項２または３記載の乗用田植機のエンジン制御構造。
5. 前記苗植付け装置に備えられた複数条の植付け機構の一部への伝動を断続する畦際クラッチがクラッチ切り状態では苗残量センサが苗残量の少なくなったことの検知が無効とみなされるよう設定してある請求項４記載の乗用田植機のエンジン制御構造。
6. 前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの他の一つが、運転座席への着座状態が検知されていないことである請求項２または３記載の乗用田植機のエンジン制御構造。
7. 前記運転座席への着座状態が設定時間以上に連続して検知されていないことを前記条件の一つにしてある請求項６記載の乗用田植機のエンジン制御構造。
8. 前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの他の一つが、前記苗植付け装置への動力伝達を断続する植付けクラッチがクラッチ切り状態にあることである請求項２または３記載の乗用田植機のエンジン制御構造。
9. 前記エンジン自動停止手段を起動させる複数の前記条件のうちの他の一つが、苗植付け装置が上限位置にまで上昇されていることである請求項２または３記載の乗用田植機のエンジン制御構造。

Images