JP2008133896A - Working vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、ロータリ耕耘装置などの作業装置を装備したトラクタのように、エンジンを定格回転に維持するように制御して作業走行するところの作業車に関する。 The present invention relates to a work vehicle in which an engine is controlled so as to maintain a rated rotation, such as a tractor equipped with a work device such as a rotary tiller.
エンジン回転数を定格回転に維持する機構を備えた作業車として、近年では、単純にエンジン回転数をエンジンの最大出力に近い定格回転に維持するだけのものではなく、燃費効率の向上を意図して次のように構成されたものがある。
すなわち、電子制御式ガバナによりエンジン負荷の変動を検出するとともに、エンジン回転数検出器を用いてエンジン回転数の変動を検出し、設定回転数でエンジンが出力可能な最大トルクとの差異、及び予め算出して記憶されている最適燃費ラインとの差異を演算して、最適燃費ラインに沿ったエンジン回転数と耕耘速度とを得るように自動的に、エンジン回転数の制御、ならびに走行速度の制御を行うように構成したものがある(例えば、特許文献1参照)。
As a work vehicle equipped with a mechanism that maintains the engine speed at the rated speed, in recent years it is not only intended to simply maintain the engine speed at the rated speed close to the maximum engine output, but also to improve fuel efficiency. Is structured as follows.
That is, a change in engine load is detected by an electronically controlled governor, a change in engine speed is detected using an engine speed detector, and a difference from the maximum torque that the engine can output at a set speed is determined in advance. The difference between the calculated and stored optimum fuel consumption line is calculated, and the engine speed and the running speed are automatically controlled so as to obtain the engine speed and tillage speed along the optimum fuel consumption line. (For example, refer patent document 1).
エンジン回転数を一定に維持して作業走行するトラクタなどの作業車では、エンジン回転数が低すぎると負荷変動の大きさによってはエンストを生じる虞があるため、負荷変動を見込んで予めエンジン回転数を高めに設定される傾向があるが、作業負荷が軽い場合などには、エンジン回転数が明らかに高すぎて燃費効率が悪くなる状態を生じることがある。 In a work vehicle such as a tractor that works while maintaining a constant engine speed, engine stall may occur in advance if the engine speed is too low, because engine stall may occur depending on the magnitude of load fluctuation. However, when the work load is light, the engine speed may be clearly too high, resulting in poor fuel efficiency.
そこで、上記特許文献1に示された技術のように、最適燃費ラインに沿ったエンジン回転数と耕耘速度とを得るように、エンジン回転数の制御、ならびに走行速度の制御を行うようにした構成を採用すると、作業車の燃費効率の改善を人為的な操作によらず自動的に行えるので、燃費の向上を楽に行える点では有効なものであるが次のような問題点がある。
すなわち、エンジン負荷の変動やエンジン回転数の変動を常時監視して制御を行うものであるから、応答性良く制御を行うには、多くの高精度の検出器と高機能の処理制御が必要であり、制御系のコスト増を招く傾向がある。また、燃費優先の制御が行われると、高負荷どきに走行速度がかなり低下して全体的な作業時間が延びたり、軽負荷どきに走行速度が速くなりすぎるため、別途、速度制御をも含めての制御が必要となり、さらに制御系が複雑化する傾向がある。
Therefore, as in the technique disclosed in
In other words, since control is performed by constantly monitoring fluctuations in engine load and engine speed, many high-precision detectors and high-performance processing control are required to perform control with good responsiveness. There is a tendency to increase the cost of the control system. Also, if fuel efficiency priority control is performed, the traveling speed will drop considerably at high loads and the overall work time will be extended, or the traveling speed will become too fast at light loads. Control is required, and the control system tends to become more complicated.
本発明の目的は、定速走行での作業を行うにあたって、簡単な人為操作を加味できるようにすることで、複雑な制御構造を要さずに燃費の改善と作業能率の低下抑制を図ることのできる作業車を提供することにある。 An object of the present invention is to improve fuel efficiency and suppress reduction in work efficiency without requiring a complicated control structure by allowing simple human operation to be taken into account when performing work at a constant speed. It is to provide a work vehicle that can be used.
上記目的を達成するために講じた本発明の技術手段は、次の点に構成上の特徴、及び作用効果がある。
〔解決手段1〕
エンジン回転数を一定に維持して作業走行させるための回転数維持機構を備えた作業車において、
前記回転数維持機構による設定回転数での作業走行中に、エンジン回転数を所定量低減させるようにエンジン回転数制御装置に対して制御信号を出力する省エネモード選択操作具を備え、
前記省エネモード選択操作具が操作されたことの検知に基づいて、エンジン回転数の低下率よりも走行速度の低下率が少なくなるように変速装置を操作する速度制御手段を備えた。
The technical means of the present invention taken in order to achieve the above object has the following structural features and operational effects.
[Solution 1]
In a work vehicle equipped with a rotation speed maintenance mechanism for keeping the engine speed constant and running the work,
An energy-saving mode selection operation tool for outputting a control signal to the engine speed control device so as to reduce the engine speed by a predetermined amount during work traveling at a set speed by the speed maintaining mechanism;
Based on the detection that the energy saving mode selection operation tool has been operated, a speed control means is provided for operating the transmission so that the rate of decrease in travel speed is less than the rate of decrease in engine speed.
〔解決手段1にかかる発明の作用及び効果〕
上記解決手段1で示した構成によると、回転数維持機構による設定回転数での作業走行中に、エンジン回転数を所定量低減させるようにエンジン回転数制御装置に対して制御信号を出力する省エネモード選択操作具を備えたものであるから、人為操作としては簡単な操作を行うだけで、燃費の改善と作業能率の低下抑制を図った省エネモードでの作業を行うことができる。
すなわち、自動制御で行うとすれば複雑な制御形態となるが、人為的判断としてはエンジン音などから割合簡単に判断できる処理であるところの、制御を行うべきか否かの判断を人為操作に任せたことにより、制御系の全体を顕著に簡素化し得たものである。
そして、制御開始後におけるエンジン回転数の低下に伴う走行速度の低下を抑制するための変速制御については、人為操作としては或る程度の熟練を要する煩雑な操作であるが、これを自動化することで速度制御手段により簡単に行うことが可能となる。
[Operation and effect of invention according to Solution 1]
According to the configuration shown in the
In other words, if it is performed by automatic control, it becomes a complicated control form, but as a human judgment, it is a process that can be judged easily from engine sound etc., but it is a human operation to judge whether control should be performed or not. As a result, the entire control system can be remarkably simplified.
The shift control for suppressing the decrease in the traveling speed accompanying the decrease in the engine speed after the start of the control is a complicated operation requiring a certain level of skill as a manual operation. Thus, it can be easily performed by the speed control means.
〔解決手段2〕
請求項2に記載の発明では、請求項1記載の作業車において、省エネモード選択操作具によって低減されたエンジン回転数は、PTO軸によって駆動される作業装置の作業速度が適正作業速度範囲の下限を下回らない速度となるように、省エネモード選択操作具による速度の低下量が設定されている点に特徴がある。
[Solution 2]
According to a second aspect of the present invention, in the work vehicle according to the first aspect, the engine speed reduced by the energy saving mode selection operation tool is such that the work speed of the work device driven by the PTO shaft is the lower limit of the proper work speed range. The speed is reduced by the energy-saving mode selection operation tool so that the speed does not fall below.
〔解決手段2にかかる発明の作用及び効果〕
解決手段2に示した構成によれば、省エネモード選択操作具によるエンジン回転数の低下量を、PTO軸によって駆動される作業装置の作業速度が適正作業速度範囲の下限を下回らない速度となるように設定しているので、エンジン回転数を低下させての燃費向上を簡単な操作で図りながらも、作業装置による処理能力の低減を抑制できる利点がある。
[Operation and effect of invention according to Solution 2]
According to the configuration shown in Solution 2, the reduction amount of the engine speed by the energy saving mode selection operation tool is set so that the work speed of the work device driven by the PTO shaft does not fall below the lower limit of the appropriate work speed range. Therefore, there is an advantage that it is possible to suppress the reduction of the processing capacity by the working device while improving the fuel consumption by reducing the engine speed with a simple operation.
〔解決手段3〕
請求項3に記載の発明では、請求項1または2記載の作業車において、省エネモード選択操作具が操作されたことの検知に基づいて、PTO変速装置に対して増速指令を出力する作業速度制御手段を備えている点に特徴がある。
[Solution 3]
According to a third aspect of the present invention, in the work vehicle according to the first or second aspect, a work speed for outputting a speed increase command to the PTO transmission based on detection that the energy saving mode selection operation tool has been operated. It is characterized in that it has a control means.
〔解決手段3にかかる発明の作用及び効果〕
解決手段3に示した構成によれば、PTO変速装置に対して増速指令を出力する作業速度制御手段を備えていることにより、エンジン回転数を低下させて走行速度が或る程度低下しても、作業装置の作業速度はほとんど低下させずに作業を行うことができるようにすることも可能であり、作業時間よりも作業性能を優先させたい場合などに有効である。
[Operation and effect of invention according to Solution 3]
According to the configuration shown in the solution means 3, by providing the work speed control means for outputting a speed increase command to the PTO transmission, the engine speed is reduced and the traveling speed is reduced to some extent. However, the work speed of the work device can be reduced so that the work can be performed with little decrease, which is effective when priority is given to work performance over work time.
以下、本発明の実施の形態の一例を図面の記載に基づいて説明する。
〔全体構成〕
図1には作業車の一例であるトラクタの全体側面が示されており、このトラクタは、前部フレーム1に搭載支持されたエンジン2の後端部にクラッチハウジング3を連結し、このクラッチハウジング3の後端部に主変速装置として採用した静油圧式無段変速装置(油圧式無段変速装置の一例)4を連結し、この静油圧式無段変速装置4の後端部にミッションケース5を連結して機体フレーム6が構成され、その機体フレーム6の前半部に原動部が形成され、その機体フレーム6の後半部に搭乗運転部7が形成され、機体フレーム6の前下部に、エンジン動力の伝達が可能に構成された操向用の左右一対の前輪8が配備され、機体フレーム6の後下部に、エンジン動力の伝達が可能に構成された左右一対の後輪9が配備され、機体フレーム6の後端部に、図示しない各種作業装置の連結装備を可能にする左右一対のリフトアーム10やリンク機構11などが装備されるとともに、それらを介して連結装備したロータリ耕耘装置(図外)などの作業装置に対するエンジン動力の取り出しを可能にする動力取出軸12が配備されている。
Hereinafter, an example of an embodiment of the present invention will be described based on the drawings.
〔overall structure〕
FIG. 1 shows an entire side surface of a tractor which is an example of a work vehicle. This tractor has a
図1及び図2に示すように、エンジン2からの動力は、クラッチハウジング3に内蔵した乾式単板形の主クラッチ13を介して静油圧式無段変速装置4に伝達され、この静油圧式無段変速装置4のモータ軸4aから出力される静油圧式無段変速装置4による変速後の動力が、走行用動力として、ミッションケース5の内部において、副変速装置として採用したギヤ式変速装置14から前輪用クラッチ15又は後輪用差動装置16に伝達され、前輪用クラッチ15から出力される動力が、前輪駆動用として、前輪用伝動軸17や前輪用差動装置18などを介して左右の前輪8に伝達され、後輪用差動装置16から出力される動力が、後輪駆動用として左右の後輪9に伝達される。一方、静油圧式無段変速装置4のポンプ軸4bから出力される非変速動力が、作業用動力として、ミッションケース5に内蔵された作業用クラッチ19やPTO変速装置20などを介して動力取出軸12に伝達される。
As shown in FIGS. 1 and 2, the power from the engine 2 is transmitted to a hydrostatic continuously
図1及び図3に示すように、搭乗運転部7は、機体フレーム6の左右に連結される搭乗ステップ21、静油圧式無段変速装置4の前上部に立設したステアリングポスト22に支持されるステアリングホイール23、ステアリングポスト22の右側方に配置される左右一対のブレーキペダル24、機体フレーム6の右側方に配置される変速ペダル26、及び、ミッションケース5の後部上方に配置される運転座席27、などを備えて形成されている。
〔走行操作機構〕
As shown in FIGS. 1 and 3, the
[Running operation mechanism]
図4は、トラクタが備える走行操作機構のブロック図である。
この図に示すように、走行操作機構は、前記静油圧式無段変速装置4を変速操作する油圧変速シリンダ42(以下、変速シリンダ42と略称する。)と、前記エンジン1のアクセル装置30を操作するエンジン回転数制御装置としての電動アクチュエータ31(以下、アクセルアクチュエータ31と称する。)と、前記変速シリンダ42を制御するサーボ制御機構43に連係されるとともに前記アクセルアクチュエータ31に連係された制御手段100とを備えている。
FIG. 4 is a block diagram of a traveling operation mechanism provided in the tractor.
As shown in this figure, the traveling operation mechanism includes a hydraulic transmission cylinder 42 (hereinafter, abbreviated as a transmission cylinder 42) for shifting the hydrostatic continuously
また、走行操作機構は、搭乗運転部7に設けた変速ペダル26及びアクセルレバー28と、前記変速ペダル26の操作位置を検出し、この検出情報を前記制御手段100に出力するセンサとしての回転式のポテンショメータ36(以下、ペダルセンサ36と称する。)と、前記アクセルレバー28の操作位置を検出し、この検出情報を前記制御手段100に出力するセンサとしての回転式のポテンショメータ29(以下、アクセルレバーセンサ29と称する。)とを備えている。
Further, the traveling operation mechanism detects a
前記変速シリンダ42は、前記ミッションケース5の内部に設置されており、油圧ポンプ40の斜板角度を変更することにより、静油圧式無段変速装置4を変速操作する。図4に示すように、前記サーボ制御機構43は、前進比例制御弁44及び後進比例制御弁45を備え、この前進比例制御弁44及び後進比例制御弁45が制御手段100からの指令によって切換え操作され、静油圧式無段変速装置4が変速ペダル26の操作位置に対応した変速状態になるよう変速シリンダ42を操作する。このサーボ制御機構43は、前記ミッションケース5に装備されている。
The
前記制御手段100は、マイクロコンピュータを利用して構成されており、前記ペダルセンサ36による検出情報と、斜板角度に基づいて静油圧式無段変速装置4の変速状態を検出する斜板センサ46による検出情報とを基に、静油圧式無段変速装置4が変速ペダル26の操作位置に対応した変速状態になるようサーボ制御機構43を介して変速シリンダ42を操作する。
The control means 100 is configured using a microcomputer, and detects a shift state of the hydrostatic continuously
制御手段100は、アクセルレバーセンサ29による検出情報と、アクセル装置30の操作状態を検出するアクセルセンサ32による検出情報とを基に、アクセル装置30がアクセルレバー28の操作位置に対応した回転速度をエンジン1に現出させる操作状態になるようアクセルアクチュエータ31を操作する。
前記アクセルレバー28は、図示しない周知の摩擦保持機構によってその操作位置を保持されるように構成してあり、そのアクセルレバー28と、アクセルレバー28の位置を検出するアクセルレバーセンサ29と、アクセル装置30の操作状態を検出するアクセルセンサ32と、前記制御手段100と、アクセルアクチュエータ31とで、エンジン回転数を一定に維持して作業走行を行わせるための回転数維持機構を構成している。
Based on the detection information by the
The
トラクタを走行させるに当たり、変速ペダル26を中立状態から車体前方側に踏み込み操作(図中の時計回り)すると、制御手段100が変速シリンダ42を前進側に操作して静油圧式無段変速装置4が前進側に変速操作され、トラクタが前進走行する。変速ペダル26を中立状態から車体後方側に踏み込み操作(図中の反時計回り)すると、制御手段100が変速シリンダ42を後進側に操作して静油圧式無段変速装置4が後進側に変速操作され、トラクタが後進走行する。前進走行の場合も後進走行の場合も、変速ペダル26の踏み込みストロークを多くするほど、制御手段100が変速シリンダ42を高速側に操作して静油圧式無段変速装置4がより高速側に変速操作され、トラクタの走行速度がアップする。
In driving the tractor, when the
〔省エネモード選択操作具〕
図3及び図4に示すように、前記制御手段100に対して省エネモード選択信号を入力する省エネモード選択操作具50としての押し釦スイッチ50aを、搭乗運転部7のフロントパネル7Aに設けてある。この押し釦スイッチ50aを押し操作したことの信号を前記制御手段100が検知すると、制御手段100にプログラムとして記憶されている速度制御手段101に基づいてエンジン回転数と静油圧式無段変速装置4による車速の制御が行われる。
[Energy saving mode selection tool]
As shown in FIGS. 3 and 4, a
つまり、図5及び図4に示すように、押し釦スイッチ50aを押し操作したことの信号を前記制御手段100が検知すると、エンジン回転数が所定回転数だけ低減され、これとともに静油圧式無段変速装置4によってエンジン回転数の低下による走行速度の減速分を補い得る程度に車速を増速するように静油圧式無段変速装置4を増速側に操作するように変速シリンダ42に対して増速指令を出力する。この場合、前述の所定回転数を事前に大小に変更可能に構成し、所定回転数の変更に伴って、静油圧式無段変速装置4の増速量を大小に変更されるように構成してもよい。
そして、この押し釦スイッチ50aを押し操作したことの検知信号に基づいて、前記制御手段100が、フロントパネル7Aに設けられた液晶パネル70等の表示手段に、現在省エネモードによる運転中であることを表示する文字データ、あるいは、表示マークなどを表示する信号を出力するように構成されている。
That is, as shown in FIGS. 5 and 4, when the control means 100 detects a signal indicating that the
Based on the detection signal indicating that the
図6は、省エネモード選択操作具50よる制御形態の別の例を示している。前記図5に示す制御に比べて、走行速度の増速に加えてPTO変速を増速側へ操作するように構成されている。
つまり、エンジン回転数の低減に伴って、車速の低減に加えて動力取り出し軸12の出力回転数も低下するものであるから、この出力回転数も、エンジン回転数の低減前の回転数と同等の値まで復元させるように、制御手段100にプログラムとして記憶されている作業速度制御手段102の指令に基づいてシフター操作シリンダ(図外)を操作し、PTO変速装置20を増速側へ切換て作業装置の作動速度を増速するように制御している。
FIG. 6 shows another example of the control mode by the energy saving mode
That is, as the engine speed is reduced, the output speed of the power take-off
図7は、省エネモード選択操作具50よる制御形態のさらに別の例を示している。
この制御形態では、キースイッチの入り操作と同時に省エネモード選択のための制御を行うことができるように、かつ、押し釦スイッチ50aによるエンジン回転数の低減を複数回にわたって行うことが可能であるように、エンジン回転数の検出信号を制御手段100に入力して、そのエンジン回転数が許容範囲であるか否かも判断している。
つまり、省エネモード選択操作具50によって所定回転数だけ低減されたエンジン回転数が、許容範囲であるか、つまり、PTO軸によって駆動される作業装置の作業速度が適正作業速度範囲の下限を下回らない速度であるか否かを判断して、許容範囲である限りは何度でもエンジン回転数の低減操作を行うことができるようにしてある。換言すれば、一度の低減操作によるエンジン回転数の低減幅を小さくして、小刻みな速度変更を可能にしている。
FIG. 7 shows still another example of the control mode by the energy saving mode
In this control mode, it is possible to perform the control for selecting the energy saving mode simultaneously with the operation of turning on the key switch, and it is possible to reduce the engine speed by the
That is, the engine speed reduced by the predetermined speed by the energy saving mode
図8は、省エネモード選択操作具50よる制御形態のさらに別の例を示している。
この制御形態では、上記、図7の制御形態に、PTO変速装置20を増速側へ切換て作業装置の作動速度を増速する制御を付加している。
FIG. 8 shows still another example of the control mode by the energy saving mode
In this control mode, control for switching the
〔別の実施形態〕
[1] 押し釦スイッチ50aを設ける位置は、上述のフロントパネル7Aに限らず、走行作業中の運転者がワンタッチで操作し易い箇所であればよく、例えば、運転座席27横の操作ボックス7Bに設けるなどしてもよい。
[Another embodiment]
[1] The position where the
[2] 省エネモード選択操作具50は、押し釦スイッチ50aに限らず、切換スイッチなど、ワンタッチ操作で切換操作を行えるものであればよい。
[2] The energy saving mode
[3] 本発明の作業車は、前述の実施形態で示した静油圧式無段変速装置4を備えた構造のものに限らず、ギヤ変速装置や、油圧クラッチと常噛みギヤとの組み合わせによる変速構造。あるいはCVT等を利用した変速構造を採用したものであってもよい。
[3] The work vehicle of the present invention is not limited to the one having the hydrostatic continuously
[4] 上記実施例の変速シリンダ42に替え、モータとネジ機構とを組み合わせて成る駆動機構によって静油圧式無段変速装置4を変速操作する構成を採用してもよい。従って、これら変速シリンダ42、駆動機構を総称して変速アクチュータ42と呼称する。
[4] Instead of the
[5] 前車輪8及び後車輪9に替え、クローラ式走行装置を備えた作業車にも本発明は適用できる。従って、車輪8,9、クローラ式走行装置を総称して単に走行装置8,9と呼称する。
[5] The present invention can be applied to a work vehicle including a crawler type traveling device instead of the front wheel 8 and the
[6] トラクタに装備される変速操作装置の他、草刈機など各種の作業用車両に装備される変速操作装置にも適用することができる。従って、これら、トラクタ、草刈機などを総称して作業車と呼称する。 [6] The present invention can be applied to a speed change operation device equipped in various work vehicles such as a mower, in addition to the speed change operation device provided in the tractor. Therefore, these tractors, mowers, etc. are collectively referred to as work vehicles.
2 エンジン
4 静油圧式無段変速装置
20 PTO変速装置
28 アクセルレバー
29 アクセルレバーセンサ
30 アクセル装置
31 アクセルアクチュエータ
42 変速アクチュエータ
50 省エネモード選択操作具
50a 押し釦スイッチ
100 制御手段
101 速度制御手段
102 作業速度制御手段
2
Claims (3)
前記回転数維持機構による設定回転数での作業走行中に、エンジン回転数を所定量低減させるようにエンジン回転数制御装置に対して制御信号を出力する省エネモード選択操作具を備え、
前記省エネモード選択操作具が操作されたことの検知に基づいて、エンジン回転数の低下率よりも走行速度の低下率が少なくなるように変速装置を操作する速度制御手段を備えた作業車。
In a work vehicle equipped with a rotation speed maintenance mechanism for keeping the engine speed constant and running the work,
An energy-saving mode selection operation tool for outputting a control signal to the engine speed control device so as to reduce the engine speed by a predetermined amount during work traveling at a set speed by the speed maintaining mechanism;
A work vehicle comprising speed control means for operating the transmission so that the rate of decrease in traveling speed is less than the rate of decrease in engine speed based on detection that the energy saving mode selection operation tool has been operated.
The engine speed reduced by the energy-saving mode selection operation tool is the speed of the energy-saving mode selection operation tool so that the work speed of the work device driven by the power take-off shaft does not fall below the lower limit of the appropriate work speed range. The work vehicle according to claim 1, wherein a reduction amount is set.
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