JP2012091541A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】重負荷時には、エンジン回転数を低下させ、車速を低下させることにより、エンストを防止することができ、軽負荷時には、エンジン回転数の上昇を抑制して低燃費で走行することができる作業車両を提供する。
【解決手段】エンジン負荷率Ｌが、設定した重負荷値Ｌ１よりも大きくなった場合、車速Ｖを一定に維持しながらエンジン回転数Ｎｒを増加させ、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘまで増加した後、エンジン負荷率Ｌが、設定した重負荷値Ｌ２よりも大きくなった場合、車速Ｖを減少させるように、エンジン回転数変更アクチュエータ９３と変速アクチュエータ９１とを制御する重負荷モードと、エンジン負荷率Ｌが設定した軽負荷値Ｌ４よりも小さくなった場合、車速Ｖを一定に維持しながらエンジン回転数Ｎｒを減少させるように、エンジン回転数変更アクチュエータ９３と変速アクチュエータ９１とを制御する軽負荷モードと、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、作業車両の技術に関する。

従来、トラクタ等の作業車両においては、エンジンの回転動力を無段式変速装置を介して走行装置に伝達するものが公知となっている。前記作業車両は、通常時のエンジン回転数を設定するエンジン回転数設定手段であるアクセルレバーやアクセルペダルを備える。
また、作業時に、エンジン負荷率、エンジンダウン量、または牽引トルク等で表されるエンジン負荷に応じて車速を変更する作業車両も公知となっている。エンジン負荷が大きい場合（重負荷時）には、車速を遅くし、エンストを防止する。また、エンジン負荷が小さい場合（軽負荷時）には、車速を速くし、走行性を向上させる。

特開２００７−３１５４７２号公報

しかし、重負荷時に、車速のみを遅くした場合であっても、負荷が急激にかかった場合に、エンストが発生する可能性があった。また、軽負荷時に車速を速くした場合、走行性は向上するが、エンジン回転数も必要以上に上昇するため燃費改善を行うことはできなかった。

そこで、本発明は係る課題に鑑み、重負荷時には、エンジン回転数を増加させ、車速を低下させることにより、エンストを防止することができて、作業能率を向上させることができ、軽負荷時には、エンジン回転数の上昇を抑制して低燃費で走行することができる作業車両を提供する。

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。

即ち、請求項１においては、エンジン回転数検知手段と、エンジン回転数設定手段と、エンジン回転数変更アクチュエータと、車速検知手段と、無段変速装置と、該無段変速装置を変速する変速アクチュエータと、負荷検知手段と、エンジン回転数及び車速を制御する制御装置と、を備える作業車両において、エンジン負荷が、設定した重負荷値よりも大きくなった場合、車速を一定に維持しながらエンジン回転数を増加させ、エンジン回転数がエンジン回転数上限値まで増加した後、エンジン負荷が、設定した重負荷値よりも大きくなった場合、車速を減少させるように、エンジン回転数変更アクチュエータと変速アクチュエータとを制御する重負荷モードと、エンジン負荷が設定した軽負荷値よりも小さくなった場合、車速を一定に維持しながらエンジン回転数を減少させるように、エンジン回転数変更アクチュエータと変速アクチュエータを制御する軽負荷モードと、を備えるものである。

請求項２においては、前記重負荷モードと軽負荷モードにおいて、前記エンジン回転数の変更量、及び、車速の変更量を任意に変更可能な変更手段を備えるものである。

請求項３においては、前記重負荷モードまたは軽負荷モードについて入切設定を行うことにより、前記エンジン回転数変更アクチュエータの制御の入切設定を行う操作手段を備えるものである。

請求項４においては、前記重負荷モードと軽負荷モードにおける、前記設定した重負荷値と設定した軽負荷値は、閾値設定手段により変更可能とされるものである。

請求項５においては、前記重負荷モードと軽負荷モードにおけるエンジン回転数変更速さと、車速変更速さとを設定する設定手段を備えるものである。

請求項６においては、前記重負荷モードと軽負荷モードとを表示し、エンジン回転数が増加または減少していること若しくは車速が減少していることを表示する表示手段を備えるものである。

本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。

請求項１においては、重負荷時には、重負荷モードを選択した場合、エンジン回転数変更アクチュエータによりエンジン回転数を増加させ、変速アクチュエータにより車速を減少させることで、エンストを防止することができ、作業能率を向上させることができる。また、軽負荷時には、軽負荷モードを選択した場合、エンジン回転数変更アクチュエータによりエンジン回転数を減少させ、低燃費で走行することができる。

請求項２においては、ユーザの好みや作業形態や圃場の状態に応じて、各モードにおけるエンジン回転数の変更量と車速の変更量を、別々に変更することができ、作業効率を向上させることができる。

請求項３においては、ユーザの好みに応じて重負荷モード若しくは軽負荷モードを操作手段の入切により任意に選択することができる。

請求項４においては、ユーザの好みや作業形態や圃場の状態に応じて、各モードにおける閾値を変更することができ、作業の仕上がりを向上させ、エンストを防止することができる。

請求項５においては、ユーザの好みや作業形態や圃場の状態に応じて、各モードにおけるエンジン回転数変更速さ及び車速変更速さを変更することができ、作業の仕上がりを向上させ、エンストを防止することができる。

請求項６においては、重負荷モード及び軽負荷モードの設定状態を容易に確認することができる。

本発明の一実施形態に係るトラクタの全体側面図。 トラクタの動力伝達構造を示す図。 トラクタの制御に係る構成を示すブロック図。 操作パネルを示す平面図。 表示部を示す平面図。 エンジン回転数及び車速制御の制御態様を示す第一フローチャート図。 エンジン回転数及び車速制御の制御態様を示す第二フローチャート図。 エンジン回転数及び車速制御の制御態様を示す第三フローチャート図。 エンジン回転数及び車速制御の制御態様を示す第四フローチャート図。 エンジン回転数及び車速制御の制御態様を示す第五フローチャート図。 負荷、エンジン回転数及び車速と時間との関係を示すグラフ図。 エンジン回転数上限値変更時におけるエンジン回転数と時間との関係を示すグラフ図。 目標エンジン回転数変更時におけるエンジン回転数と時間との関係を示すグラフ図。

次に、本発明の一実施形態に係るトラクタ１の全体構成について説明する。

図１に示すように、トラクタ１においては、機体フレーム２が長手方向を前後方向として配置され、その前部でフロントアクスルを介して左右一対の前輪３・３に支持されるとともに、その後部でリアアクスルを介して左右一対の後輪４・４に支持される。機体フレーム２の前部にはエンジン５が設けられ、ボンネット６によって覆われている。機体フレーム２の後部にはトラクタ１の動力伝達機構の一部を収納するミッションケース７が設けられている。

ボンネット６の後方にはキャビン８が配置され、キャビン８の内部には、作業者が搭乗してトラクタ１を操作するための運転操作部１０が設けられる。運転操作部１０においては、操向ハンドル１１が前部に設けられ、操向ハンドル１１の後方には座席１２が配置される。また、座席１２の側部には、変速比設定手段６３、昇降位置設定手段７２となるポジションレバー（またはポジションスイッチ）、耕深設定手段６５等が配置され、操向ハンドル１１のハンドルコラム側部にエンジン回転数設定手段７０となるアクセルレバーや前後進切換レバー６２が配置されている（図３参照）。そして、座席１２前下方のステップ上にはアクセルペダル（エンジン回転数設定手段７０）、ブレーキペダル、主クラッチペダル、デフロックペダル等が配設されている。

作業機連結装置２０は、主としてトップリンク２１、ロアリンク２２・２２、リフトロッド２３・２３を備える。トップリンク２１は、ミッションケース７の後部に固設したトップリンクブラケットに回動自在に連結される。ロアリンク２２・２２は、ミッションケース７またはリヤアクスルハウジングの両側に回動自在に連結される。リフトロッド２３・２３は、一端がロアリンク２２・２２の前後中途部に回動自在に連結されて、他端が油圧ケースより後方に突出したリフトアーム２４・２４に回動自在に連結される。該リフトアーム２４の回動基部には昇降位置検出手段７３となるポジションセンサが配置されている。トップリンク２１及びロアリンク２２・２２の後端には、作業機として本実施形態ではロータリ耕耘装置３０が連結される。但し、作業機はロータリ耕耘装置３０に限定されるものではなく、薬剤散布機やモアやレーキ等を装着することができる。

ロータリ耕耘装置３０は、耕耘爪３１、耕耘カバー３２、リヤカバー３３、チェーンケース３４等を備える。耕耘爪３１・３１・・・は左右方向に回転自在に横架した爪軸３５上に適宜間隔をあけて放射状に植設され、該耕耘爪３１・３１・・・の先端の回転軌跡３６の上方及び側方を覆うように耕耘カバー３２が配置され、該耕耘カバー３２の後端にはリヤカバー３３の前端が回動自在に連結され、リヤカバー３３の回動は耕深検知手段６６となるカバー角センサにより検知される。前記爪軸３５はチェーンケース３４、ユニバーサルジョイント等を介して、前記ミッションケース７の後面より後方に突出したＰＴО軸４９と連動連結される（図２参照）。

そして、図２に示すように、エンジン５の動力が、主変速機構４１、前後進切換機構４２、副変速機構４３、後輪差動機構４４等を順次介して、後輪４・４に伝達されるとともに、エンジン５の動力が、主変速機構４１、前後進切換機構４２、副変速機構４３、前輪駆動切換機構４５、前輪差動機構４６等を順次介して、前輪３・３に伝達される。前記主変速機構４１の無段変速装置４１ａは油圧式無段変速装置により構成されているが、限定するものではなく、ベルト式やトロイダル式のＣＶＴ等で構成することもがきる。これにより、前輪３・３や後輪４・４が回転駆動されて、トラクタ１の走行が行われる。また、エンジン５の動力が、ＰＴＯクラッチ機構４７、ＰＴＯ変速機構４８、ＰＴＯ軸４９等を順次介して、ロータリ耕耘装置３０の爪軸３５に伝達される。これにより、爪軸３５とともに耕耘爪３１・３１・・・が回転駆動されて、耕耘作業が行なわれる。

次に、トラクタ１の制御に関する構成を説明する。

制御装置１００はトラクタ１の任意の位置に具備される。制御装置１００は、中央処理装置、記憶装置等により構成される。制御装置１００には、図３に示すように、車速検出手段６１と、前後進切換レバー６２と、変速比設定手段６３と、変速比検出手段６４と、耕深設定手段６５と、耕深検出手段６６と、ＰＴＯスイッチ６７と、ＰＴＯレバー６８と、ＰＴＯ切換ダイヤル６９と、エンジン回転数設定手段７０と、エンジン回転数検出手段７１と、昇降位置設定手段７２と、昇降位置検出手段７３と、出力検出手段７４と、制御選択スイッチ８０と、モード操作スイッチ８１と、エンジン回転数変更量設定ダイヤル８２と、車速変更量設定ダイヤル８３と、閾値設定ダイヤル８４と、表示部８５とが接続される。また、制御装置１００には、変速アクチュエータ９１と、昇降アクチュエータ９２が、接続される。

車速検出手段６１は、トラクタ１の実際の走行速度（車速）を検出するものである。車速検出手段６１は、本実施形態においては、後輪４における車軸の回転数を検出する構成とされる。車速検出手段６１は、磁気ピックアップコイルやロータリエンコーダ等で構成され、車速検出手段６１で検出された検出値は、車速Ｖとして、制御装置１００に送信される。

前後進切換レバー６２は、トラクタ１の進行方向を設定するものである。前後進切換レバー６２は、操作位置を検出するセンサを備え、このセンサで検出された操作位置は、制御装置１００に送信される。制御装置１００は、操作位置に基づいて電磁弁に信号を送信して油圧アクチュエータを駆動させ、前記前後進切換機構４２の前進クラッチ４２ａ及び後進クラッチ４２ｂ（図２参照）を「入」または「切」に作動させる。詳細には、前後進切換レバー６２を「前進」位置に操作した場合は前後進切換機構４２の前進クラッチ４２ａを「入」に作動させ、「後進」位置に操作した場合は後進クラッチ４２ｂを「入」に作動させ、「中立」位置に操作した場合は前進クラッチ４２ａ及び後進クラッチ４２ｂを「切」に作動させる。

変速比設定手段６３は、主変速機構４１における無段変速装置４１ａの変速比を設定するものである。変速比設定手段６３は、例えば、主変速レバーや速度調節ダイヤルで構成される。変速比設定手段６３は、操作量を検出するセンサを備え、このセンサで検出した操作量は、目標変速比として、制御装置１００に送信され、制御装置１００により、目標変速比に基づいて、目標車速Ｖｓが決定される。

変速比検出手段６４は、主変速機構４１における無段変速装置４１ａの変速比を検出するものである。変速比検出手段６４は、例えば、無段変速装置の油圧ポンプまたは油圧モータの斜板角度を検出するセンサとされ、このセンサで検出した信号は、実際の無段変速装置４１ａの変速比（実変速比）として、制御装置１００に送信される。
副変速位置検知手段８８は、副変速レバーの変速位置を検知する。但し、副変速機構４３のスライダの変速位置を検知してもよく限定するものではない。この検出信号は、制御装置１００に送信される。本実施形態では、高位置と低位置を検出する。

耕深設定手段６５は、ロータリ耕耘装置３０における耕耘爪３１の耕深深さを任意の耕深深さに設定するものである。耕深設定手段６５は、例えば、回動操作が可能な耕深設定ダイヤルとされる。耕深設定手段６５は、操作量を検出するセンサを備え、このセンサで検出した操作量は、目標耕深深さとして、制御装置１００に送信される。

耕深検出手段６６は、ロータリ耕耘装置３０の耕深深さを検出するものである。耕深検出手段６６は、例えば、耕耘カバー３２に対するリヤカバー３３の回動角度（リヤカバー３３の開度）を検出する不図示のカバー角センサとされ、このカバー角センサの検出値は、耕深深さとして、制御装置１００に送信される。

ＰＴＯスイッチ６７は、ＰＴＯ軸４９への動力の伝達及び遮断の設定を行うものである。ＰＴＯスイッチ６７は、操作位置を検出するセンサを備え、このセンサで検出された操作位置は、制御装置１００に送信される。制御装置１００は、ＰＴＯスイッチ６７及び後述するＰＴＯ切換ダイヤル６９の操作位置に基づいて電磁弁に信号を送信して油圧アクチュエータを作動させ、ＰＴＯクラッチ機構４７のＰＴＯクラッチ４７ａ及びこのＰＴＯクラッチ４７ａと背反的に作動するＰＴＯブレーキ４７ｂを「入」または「切」に作動させる。

ＰＴＯレバー６８は、ＰＴＯ軸４９の回転数や回転方向を変更するものである。ＰＴＯレバー６８は、ＰＴＯ変速機構４８における変速ギヤの噛合を選択的に変更するシフタと連結される。本実施形態においては、ＰＴＯレバー６８は、「正転」、「中立」、「逆転」位置に操作可能とされ、この操作に基づいてＰＴＯ変速機構４８のシフタが摺動して、ＰＴＯ軸４９の回転数や回転方向が変更される。ＰＴＯレバー６８は、操作位置を検出するセンサを備え、このセンサで検出された操作位置は、制御装置１００に送信される。

ＰＴＯ切換ダイヤル６９は、ＰＴＯクラッチ機構４７の作動モードを切り換えるものである。ＰＴＯ切換ダイヤル６９は、操作位置を検出するセンサを備え、このセンサが制御装置１００と接続される。ＰＴＯ切換ダイヤル６９は、「連動」、「独立」、または「昇降連動」位置に切り換え操作可能とされる。

エンジン回転数設定手段７０は、エンジン５の回転数を設定するものである。エンジン回転数設定手段７０は、例えば、アクセルレバーやアクセルペダルで構成される。エンジン回転数設定手段７０は、操作量を検出するポテンショメータ等のセンサを備え、このセンサで検出した操作量は、目標エンジン回転数Ｎｓとして、制御装置１００に送信される。

エンジン回転数検出手段７１は、エンジン５の回転数を検出するものである。エンジン回転数検出手段７１は、例えば、エンジン５のフライホイールやクランク軸の回転数を検出する構成とされる。エンジン回転数検出手段７１は、磁気ピックアップコイルやロータリエンコーダ等で構成され、エンジン回転数検出手段７１で検出した信号は、エンジン回転数Ｎｒとして、制御装置１００に送信される。

昇降位置設定手段７２は、トラクタ１の車両本体に対するロータリ耕耘装置３０の高さを設定するものである。昇降位置設定手段７２は、例えば、作業機を任意の高さに昇降させる作業機昇降レバーや、予め設定した所定の位置（上昇位置や下降位置）に昇降させる作業機上昇スイッチ及び作業機下降スイッチとされる。これら作業機昇降レバーや作業機上昇スイッチ及び作業機下降スイッチは、操作量を検出するセンサを備え、このセンサで検出した操作量は、目標昇降位置（後述するリフトアーム２４・２４の目標回動角度αｓ）として、制御装置１００に送信される。

昇降位置検出手段７３は、トラクタ１の車両本体に対するロータリ耕耘装置３０の高さを検出するものであり、リフトアーム２４の基部に配置されている。

出力検出手段７４は、エンジン５の出力を検出するものである。出力検出手段７４は、例えば、前記燃料噴射装置の燃料噴射量から算出され、この燃料噴射装置の燃料噴射パターンに関する信号が、制御装置１００に送信される。制御装置１００は、当該信号に基づいて、エンジン５の出力を算出することが可能である。なお、出力検出手段７４は当該燃料噴射装置に限るものではなく、エンジン５の出力を検出することができるものであればよい。

負荷検知手段は、本実施形態においては、制御装置１００及びエンジン回転数検出手段７１によって構成される。制御装置１００は、エンジン回転数検出手段７１により検出されるエンジン回転数Ｎｒに基づいて、エンジン５の負荷率Ｌを算出する。負荷検知手段は、本実施形態においてはエンジン５の負荷率Ｌを算出することにより負荷を検知するが、これに限定されるものではなく、例えば、エンジンダウン量または牽引トルク等を算出することにより負荷を検知してもよい。

制御選択スイッチ８０と、モード操作スイッチ８１と、エンジン回転数変更量設定ダイヤル８２と、車速変更量設定ダイヤル８３とは、図４に示すように、操作パネル８６に設けられている。操作パネル８６は、操向ハンドル１１のハンドルコラム側部に設けられている。
また、閾値設定ダイヤル８４は、運転操作部１０内に設けられている。但し、操作パネル８６に設けてもよい。

制御選択スイッチ８０は、エンジン回転数制御及び車速制御の「入」または「切」の選択を行う選択手段を構成するものである。制御選択スイッチ８０が押されるごとに、エンジン回転数制御及び車速制御の「入」または「切」が変更される。

モード操作スイッチ８１は、重負荷モードと軽負荷モードとの入切設定を行う操作手段を構成するものである。モード操作スイッチ８１が押されるごとに、重負荷モード「切」及び軽負荷モード「切」、重負荷モード「入」及び軽負荷モード「切」、重負荷モード「切」及び軽負荷モード「入」、並びに重負荷モード「入」及び軽負荷モード「入」、の四種類の状態のうちの一の状態に順番に変更される。重負荷モードと軽負荷モードとの入切はそれぞれ表示ランプ８６ｂ・８６ｃにより表示される。

エンジン回転数変更量設定ダイヤル８２及び車速変更量設定ダイヤル８３は、重負荷モードと軽負荷モードにおける、前記エンジン回転数の変更量、及び、車速の変更量を任意に変更可能な変更手段を構成するものである。

エンジン回転数変更量設定ダイヤル８２は、目標エンジン回転数Ｎｓからのエンジン回転数の増加または減少の許容量を設定する手段である。許容量は、例えば、０ｒｐｍから５００ｒｐｍまでの間で設定することができる。エンジン回転数変更量設定ダイヤル８２を操作して許容量を０ｒｐｍに設定した場合には、制御選択スイッチ８０による「入」または「切」の選択、及びモード操作スイッチ８１によるモードの選択に関わらず、エンジン回転数制御を行わない。

車速変更量設定ダイヤル８３は、車速の変更量（減速率）を設定する手段である。例えば、減速率は０％から５０％までの間で設定することができる。車速変更量設定ダイヤル８３を操作して減速率を０％に設定した場合には、制御選択スイッチ８０による「入」または「切」の選択、及びモード操作スイッチ８１によるモードの選択に関わらず、車速制御を行わない。

閾値設定ダイヤル８４は、前記重負荷モードと軽負荷モードにおける、設定した第一重負荷値Ｌ１、第二重負荷値Ｌ２、第一軽負荷値Ｌ３及び第二軽負荷値Ｌ４を変更する閾値設定手段を構成するものである。ここで、第一重負荷値Ｌ１とは、重負荷モードにおいて、エンジン回転数を増加する下限の負荷値であり、第二重負荷値Ｌ２とは、車速を減少する下限の負荷値である。第一重負荷値Ｌ１と第二重負荷値Ｌ２とは等しい値であってもよい。また、第一軽負荷値Ｌ３とは、軽負荷モードにおいて、変更していた車速を元に戻す上限の負荷値であり、第二軽負荷値Ｌ４とは、軽負荷モードにおいて、エンジン回転数を減少する上限の負荷値である。第一軽負荷値Ｌ３と第二軽負荷値Ｌ４とは等しい値であってもよい。閾値設定ダイヤル８４は、重負荷モードにおいて、エンジン回転数の増加及び車速の減少を開始する閾値、若しくは、軽負荷モードにおいて、エンジン回転数の減少及び車速の増加を開始する閾値を設定することができる。

表示部８５は、運転操作部１０に設けられている。表示部８５は、図５に示すように、制御選択スイッチ８０の操作によりエンジン回転数制御及び車速制御の「入」のとき表示ランプ８５ａを点灯し、「切」のとき消灯させる。
また、制御選択スイッチ８０の操作により、制御選択スイッチ８０が「入」のとき表示ランプ８６ａを点灯し、「切」のとき消灯させる。また、制御選択スイッチ８０が「入」のときは表示ランプ８５ａも同時に点灯させる。なお表示ランプ８５ａの位置は限定するものではない。
また、モード操作スイッチ８１の操作により、表示ランプ８６ｂ・８６ｃを点灯または消灯させて重負荷モード若しくは軽負荷モードのいずれのモードであるかを表示する。

また、表示部８５は、エンジン回転数が増加していることまたは減少していること、若しくは車速が減少していることを表示する。
表示部８５には、実際にエンジン回転数が一定数増加しているときまたは減少しているときに点灯するランプが設けられている。本実施形態においては、エンジン回転数が５０ｒｐｍ増加しているときまたは５０ｒｐｍ減少しているときに点灯するランプが設けられている。また、表示部８５には、液晶部８５ｂが設けられており、車速が一定速度減少しているときには、液晶部８５ｂに車速が減少している旨が表示される。本実施形態においては、車速が５％以上減少しているときに、液晶部８５ｂに下方矢印が表示される。

前記重負荷モードと軽負荷モードにおけるエンジン回転数変更速さは、副変速機構４３の変速位置によって切り換えられる。副変速機構４３の変速位置は、副変速位置検知手段８８によって検出される。例えば、副変速機構４３が低速状態である場合には、エンジン回転数を増加させる速さを速くする。また、副変速機構４３が高速状態である場合には、エンジン回転数を増加させる速さを遅くする。更に、エンジン回転数が高い程変更量を大きくしている。具体的には、エンジン回転数変更アクチュエータ９３の作動速度を所定量変更する。
また、車速変更速さは車速増加モードで速くし、車速減少モードで遅くする。具体的には変速アクチュエータ９１の作動速度を所定量変更する。

変速アクチュエータ９１は、主変速機構４１における無段変速装置４１ａの変速比、すなわち、斜板角度を変更するものである。変速アクチュエータ９１は、電磁比例弁、シリンダ、モータ等で構成される。変速アクチュエータ９１は、制御装置１００から送信された信号に基づいて駆動して、無段変速装置４１ａの斜板角度を変更して、主変速機構４１の変速比を変更している。制御装置１００は、変速比検出手段６４で検出された実変速比が、変速比設定手段６３で設定された目標変速比と一致するように、変速アクチュエータ９１を駆動制御して、無段変速装置４１ａの変速比を変更している。

昇降アクチュエータ９２は、車両本体に対してロータリ耕耘装置３０を昇降させるものである。昇降アクチュエータ９２は、前記リフトアーム２４・２４を回動させる油圧シリンダや、この油圧シリンダへの圧油の送油量や方向を切り換える電磁弁等で構成される。昇降アクチュエータ９２は、制御装置１００から送信された信号に基づいて駆動して、ロータリ耕耘装置３０の高さを変更している。

エンジン回転数変更アクチュエータ９３は、エンジン回転数を変更するものである。エンジン回転数変更アクチュエータ９３は、電子ガバナの場合ラックアクチュエータとし、コモンレール式の場合インジェクタで構成される。エンジン回転数変更アクチュエータ９３は、制御装置１００から送信された信号に基づいて駆動して、燃料噴射量を変更して、エンジン回転数を変更している。制御装置１００は、エンジン回転数Ｎｒが、目標エンジン回転数Ｎｓと一致するようにエンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動制御する。

以下では、トラクタ１の制御態様について詳細に説明する。

制御装置１００による、エンジン５の出力及び負荷率Ｌの算出について説明する。
制御装置１００は、エンジン５の出力（ＰＳ）を常時算出する。具体的には、制御装置１００には、前記燃料噴射装置の燃料噴射パターン（例えば、燃料噴射量、燃料の噴射回数、燃料の噴射タイミング等）とエンジン５の出力との関係を示す図示せぬマップが予め記憶される。制御装置１００は、前記燃料噴射装置の燃料噴射パターン、及び前記マップに基づいて、エンジン５の出力を算出する。

制御装置１００は、エンジン５の負荷率Ｌを常時算出する。ここで、本実施形態に係る負荷率Ｌとは、エンジン５がある回転数で駆動した場合における、最大燃料噴射量に対する実噴射量の割合（％）をいう。具体的には、制御装置１００には、エンジン回転数Ｎｒごとに、出力と負荷率Ｌとの関係を示すマップが予め記憶される。制御装置１００は、エンジン回転数検出手段７１により検出されるエンジン回転数Ｎｒ、算出したエンジン５の出力、及び前記マップに基づいて、エンジン５の負荷率Ｌを算出する。

以下では、制御装置１００によるエンジン回転数及び車速制御の態様について図６から図９を用いて説明する。

まず、図６において、制御選択スイッチ８０が「入」になっているか否かを判断する（ステップＳ１０）。制御選択スイッチ８０が「切」になっている場合には、再びステップＳ１０に戻る。
制御選択スイッチ８０が「入」になっている場合には、次に重負荷モードが選択されているか否かを判断する（ステップＳ２０）。重負荷モードが選択されている場合には、軽負荷モードが選択されているか否かを更に判断する（ステップＳ３０）。軽負荷モードが選択されている場合には、ステップＳ１００に移行する。軽負荷モードが選択されていない場合には、ステップＳ２００に移行する。ステップＳ２０において重負荷モードが選択されていない場合には、軽負荷モードが選択されているか否かを更に判断する（ステップＳ４０）。軽負荷モードが選択されている場合には、ステップＳ３００に移行する。軽負荷モードが選択されていない場合には、ステップＳ４００に移行する。

＜重負荷モード・エンジン回転数増加ステップ＞
図７に示すステップＳ１００においては、算出した負荷率Ｌが設定した重負荷値Ｌ１よりも大きいか否かについて判断する。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ１よりも大きい場合には、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘよりも小さいか否かについて判断し（ステップＳ１０５）、負荷率Ｌが重負荷値Ｌ１以下の場合には、ステップＳ１２０に移行する。ステップＳ１０５において、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数変更上限値Ｎｍａｘよりも小さい場合には、エンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動して、エンジン回転数Ｎｒを増加させる（ステップＳ１１０）。そして、ステップＳ１００に戻る。ステップＳ１０５において、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘ以上の場合には、エンジン回転数上限値Ｎｍａｘに維持させてステップＳ１２０に移行する。

＜重負荷モード・車速減少ステップ＞
ステップＳ１２０においては、負荷率Lが重負荷値Ｌ２よりも大きいか否かについて判断する。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２よりも大きい場合には、目標車速Ｖｓが車速下限値Ｖｍｉｎよりも速いか否かについて判断する（ステップＳ１２５）。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２以下の場合には、ステップＳ１４０に移行する。ステップＳ１２５において、車速Ｖが車速下限値Ｖｍｉｎよりも速い場合には、変速アクチュエータ９１を駆動することにより、車速Ｖを減少させる（ステップＳ１３０）。そして、ステップＳ１２０に戻る。ステップＳ１２５において、目標車速Ｖｓが車速下限値Ｖｍｉｎ以下である場合には、目標車速Ｖｓを車速下限値Ｖｍｉｎに維持させてステップＳ１４０に移行する。

＜軽負荷モード・車速戻しステップ＞
図７に示すステップＳ１４０においては、負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ３よりも小さいか否かについて判断する。負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ３よりも小さい場合には、車速Ｖと目標車速Ｖｓとが同じであるか否かについて判断し（ステップＳ１４５）、負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ３以上の場合には、適正負荷範囲にあるので、エンジン回転数及び車速を維持する。ステップＳ１４５において、車速Ｖが目標車速Ｖｓでないときには、変速アクチュエータ９１を駆動することにより、車速Ｖを目標車速Ｖｓにする（ステップＳ１５０）。そして、ステップＳ１４０に移行する。ステップＳ１４５において、車速Ｖが目標車速Ｖｓであるときには、ステップＳ１６０に移行する。

＜軽負荷モード・エンジン回転数減少ステップ＞
ステップＳ１６０においては、負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ４よりも小さいか否かについて判断する。負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ４よりも小さい場合には、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数下限値Ｎｍｉｎよりも大きいか否かについて判断する（ステップＳ１６５）。負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ４以上の場合には、エンジン回転数及び車速を維持し、最初に戻る。ステップＳ１６５において、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数下限値Ｎｍｉｎよりも大きい場合には、エンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動することにより、エンジン回転数Ｎｒをエンジン回転数変更量設定ダイヤル８２で設定した変更量だけ減少させる（ステップＳ１７０）。そして、Ｓ１６０に戻る。ステップＳ１６５において、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数下限値Ｎｍｉｎ以下である場合には、エンジン回転数下限値Ｎｍｉｎに維持し、最初に戻る。

＜重負荷モード・エンジン回転数増加ステップ＞
図８に示すステップＳ２００においては、負荷率Ｌが重負荷値Ｌ１よりも大きいか否かについて判断する。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ１よりも大きい場合には、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘよりも小さいか否かについて判断する（ステップＳ２０５）。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ１以下の場合には、ステップＳ２２０に移行する。ステップＳ２０５において、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘよりも小さい場合には、エンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動することにより、エンジン回転数Ｎｒを増加させる（ステップＳ２１０）。そして、ステップＳ２００に戻る。ステップＳ２０５において、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘ以上の場合には、ステップＳ２２０に移行する。

＜重負荷モード・車速減少ステップ＞
ステップＳ２２０においては、負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２よりも大きいか否かについて判断する。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２よりも大きい場合には、目標車速Ｖｓが車速下限値Ｖｍｉｎよりも速いか否かについて判断する（ステップＳ２２５）。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２以下の場合には、最初に戻る。ステップＳ２２５において、目標車速Ｖｓが車速下限値Ｖｍｉｎよりも大きい場合には、変速アクチュエータ９１を駆動することにより、車速Ｖを減少させる（ステップＳ２３０）。そして、ステップＳ２２０に戻る。ステップＳ２２５において、目標車速Ｖｓが車速下限値Ｖｍｉｎ以下である場合には、最初に戻る。

＜軽負荷モード・エンジン回転数減少ステップ＞
図９に示すステップＳ３００においては、負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ４よりも小さいか否かについて判断する。負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ４よりも小さい場合には、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数下限値Ｎｍｉｎよりも大きいか否かについて判断する（ステップＳ３０５）。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ４以上の場合には、最初に戻る。ステップＳ３０５において、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数下限値Ｎｍｉｎよりも大きい場合には、エンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動することにより、エンジン回転数Ｎｒをエンジン回転数変更量設定ダイヤル８２で設定した変更量だけ減少させ、（ステップＳ３１０）、ステップＳ３００に戻る。ステップＳ３０５において、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数下限値Ｎｍｉｎ以下である場合には、最初に戻る。

＜モード選択無し・車速減少ステップ＞
図１０に示すステップＳ４００においては、負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２よりも大きいか否かについて判断する。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２よりも大きい場合には、目標車速Ｖｓが車速下限値Ｖｍｉｎよりも速いか否かについて判断する（ステップＳ４０５）。負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２以下の場合には、最初に戻る。ステップＳ４０５において、目標車速Ｖｓが車速下限値Ｖｍｉｎよりも大きい場合には、変速アクチュエータ９１を駆動することにより、車速Ｖを減少させる（ステップＳ４１０）。そして、ステップＳ４００に戻る。ステップＳ４０５において、目標車速Ｖｓが車速下限値Ｖｍｉｎ以下である場合には、最初に戻る。

以下では、図１１を用いて、エンジン回転数及び車速制御を行った場合における負荷率Ｌ、エンジン回転数Ｎｒ、及び車速Ｖの時間変化の一例について説明する。この例では、制御選択スイッチ８０は「入」状態であり、重負荷モード及び軽負荷モードが選択されている。以下では、重負荷値Ｌ１と重負荷値Ｌ２が等しく、軽負荷値Ｌ３と軽負荷値Ｌ４とが等しい場合について説明する。

負荷率Ｌが大きくなり、重負荷値Ｌ１よりも大きくなった時点（Ｔ１）から、微小時間ｄ１の間重負荷値Ｌ１よりも大きい状態が持続した場合には、エンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動することにより、エンジン回転数Ｎｒを増加させる。なお、微小時間ｄ１の長さは変更することができ、０に設定することも可能である。エンジン回転数Ｎｒを増加させる速さは、副変速機構４３の状態に基づいて決定される。
次に、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘ以上になった時点（Ｔ２）から、微小時間ｄ２の間エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘ以上の状態が持続した場合においても、負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２（Ｌ１）よりも大きいので、車速Ｖを減少させる。なお、微小時間ｄ２の長さは変更することができ、０に設定することも可能である。車速Ｖを減少させる速さは、副変速機構４３の状態に基づいて決定される。
車速Ｖの減少は、負荷率Ｌが重負荷値Ｌ２（Ｌ１）以下となる時点（Ｔ３）まで続き、Ｔ３以降はエンジン回転数Ｎｒは変更上限値のまま及び車速ＶはＴ３時点での減少した速度のままで維持される。
さらに、負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ３よりも小さくなった時点（Ｔ４）から、微小時間ｄ３の間負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ３よりも小さくなった状態が持続した場合には、車速Ｖは目標車速Ｖｓと異なっているので、車速Ｖを目標車速Ｖｓに戻すために増加させる。なお、微小時間ｄ３の長さは変更することができ、０に設定することも可能である。車速Ｖが目標車速Ｖｓと等しくなった時点（Ｔ５）においても、負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ４（Ｌ３）よりも小さい状態が微小時間ｄ４の間持続している場合には、エンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動することにより、エンジン回転数Ｎｒを減少させる。なお、微小時間ｄ４の長さは変更することができ、０に設定することも可能である。エンジン回転数Ｎｒを増加させる速さは副変速機構４３の状態に基づいて決定される。
エンジン回転数Ｎｒの減少は、負荷率Ｌが軽負荷値Ｌ４（Ｌ３）以上となる時点（Ｔ６）まで続き、Ｔ６以降はエンジン回転数ＮｒはＴ６時点での減少したエンジン回転数のまま及び車速Ｖは目標車速Ｖｓのままで維持される。

また、エンジン回転数及び車速制御中にエンジン回転数変更量設定ダイヤル８２が操作され、エンジン回転数上限値Ｎｍａｘまたはエンジン回転数下限値Ｎｍｉｎが変更された場合には、変更されたエンジン回転数上限値Ｎｍａｘ以下となるようにまたは変更されたエンジン回転数下限値Ｎｍｉｎ以上となるようにエンジン回転数Ｎｒを変更する。

例えば、図１２に示すように、Ｔ７からエンジン回転数Ｎｒを増加させ、エンジン回転数Ｎ１まで上昇させた時点（Ｔ８）からエンジン回転数をＮ１に維持している場合であって、Ｔ９においてエンジン回転数変更量設定ダイヤル８２を操作することによりエンジン回転数上限値ＮｍａｘがＮｍａｘ１からＮｍａｘ２まで減少したときは、Ｔ９からエンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動することにより、エンジン回転数ＮｒをＮｍａｘ２になるまで徐々に減少させる。そして、Ｔ１０においてエンジン回転数ＮｒがＮｍａｘ２になると、再び、エンジン回転数及び車速制御を行う。

また、エンジン回転数及び車速制御中にエンジン回転数設定手段７０が操作されて目標エンジン回転数Ｎｓが変更された場合には、その時点でのエンジン回転数Ｎｒに目標エンジン回転数Ｎｓの増減分が増減される。
例えば、図１３に示すように、Ｔ１１からエンジン回転数Ｎｒを増加させ、エンジン回転数Ｎｒを目標エンジン回転数Ｎｓ１からＮ２まで上昇させた時点（Ｔ１２）からエンジン回転数ＮｒをＮ２に維持している場合であって、Ｔ１３においてエンジン回転数設定手段７０を操作することにより目標エンジン回転数ＮｓがＮｓ１からＮｓ２まで増加したときは、エンジン回転数変更アクチュエータ９３を駆動することにより、Ｔ１３からエンジン回転数ＮｒをＮｓ２とＮｓ１との差分ｄだけ徐々に増加させる。そして、Ｔ１４においてエンジン回転数ＮｒがＮ２＋ｄになると、エンジン回転数Ｎｒはそのまま維持される。

また、エンジン回転数設定手段７０が操作されているときは、エンジン回転数及び車速制御を一時中止する。すなわち、目標エンジン回転数Ｎｓが変動する際には、負荷率Ｌが大きく変動するため、エンジン回転数及び車速制御を一時中断する。

また、エンジン回転数及び車速制御中に制御選択スイッチ８０を操作することにより、制御選択スイッチが「入」から「切」に変更された場合には、エンジン回転数変更アクチュエータ９３及び変速アクチュエータ９１を駆動することにより、エンジン回転数Ｎｒ及び車速Ｖを目標エンジン回転数Ｎｓ及び目標車速Ｖｓに徐々に戻す。

以上のように、トラクタ１は、エンジン回転数検出手段７１と、エンジン回転数設定手段７０と、エンジン回転数変更アクチュエータ９３と、車速検出手段６１と、無段変速装置４１ａと、無段変速装置４１ａを変速する変速アクチュエータ９１と、負荷検知手段としての制御装置１００、エンジン回転数検出手段７１、及び出力検出手段７４と、エンジン回転数及び車速を制御する制御装置１００と、を備えるトラクタにおいて、エンジン負荷率Ｌが、設定した重負荷値Ｌ１よりも大きくなった場合、車速Ｖを一定に維持しながらエンジン回転数Ｎｒを増加させ、エンジン回転数Ｎｒがエンジン回転数上限値Ｎｍａｘまで増加した後、エンジン負荷率Ｌが、設定した重負荷値Ｌ２よりも大きくなった場合、車速Ｖを減少させるように、エンジン回転数変更アクチュエータ９３と変速アクチュエータ９１とを制御する重負荷モードと、エンジン負荷率Ｌが設定した軽負荷値Ｌ４よりも小さくなった場合、車速Ｖを一定に維持しながらエンジン回転数Ｎｒを減少させるように、エンジン回転数変更アクチュエータ９３と変速アクチュエータ９１とを制御する軽負荷モードと、を備えるものである。
このように構成することにより、重負荷時には、重負荷モードを選択した場合、エンジン回転数Ｎｒを増加させ、車速Ｖを減少させ、エンストを防止することができ、作業能率を向上させることができる。また、軽負荷時には、軽負荷モードを選択した場合、エンジン回転数変更アクチュエータ９３によりエンジン回転数Ｎｒを減少させ、低燃費で走行することができる。

また、重負荷モードと軽負荷モードにおける、エンジン回転数Ｎｒの変更量、及び、車速Ｖの変更量を任意に変更可能なエンジン回転数変更量設定ダイヤル８２及び車速変更量設定ダイヤル８３を備えるものである。
このように構成することにより、ユーザの好みや作業形態や圃場の状態に応じて、各モードにおけるエンジン回転数Ｎｒの変更量及び車速Ｖの変更量を、それぞれ変更することができ、作業効率を向上させることができる。

また、重負荷モードまたは軽負荷モードについて入切設定を行うことにより、エンジン回転数変更アクチュエータ９３の制御の入切設定を行うモード操作スイッチ８１を備える。
このように構成することにより、ユーザの好みに応じて重負荷モード若しくは軽負荷モードをモード操作スイッチ８１の入切により任意に選択することができる。

また、重負荷モードと軽負荷モードにおける、設定した重負荷値Ｌ１及び重負荷値Ｌ２と設定した軽負荷値Ｌ３及び軽負荷値Ｌ４は、閾値設定ダイヤル８４により変更可能とされるものである。
このように構成することにより、ユーザの好みや作業形態や圃場の状態に応じて、各モードにおける閾値を変更することができ、作業の仕上がりを向上させ、エンストを防止することができる。

また、重負荷モードと軽負荷モードにおけるエンジン回転数変更速さと、車速変更速さとを設定する設定手段としての副変速機構４３を備えるものである。
このように構成することにより、ユーザの好みや作業形態や圃場の状態に応じて、各モードにおける閾値を変更することができ、作業の仕上がりを向上させ、エンストを防止することができる。

また、重負荷モードと軽負荷モードとを表示する表示部８５を備えるものである。
このように構成することにより、作業車設定状態を容易に確認することができる。

１ トラクタ
５ エンジン
６１ 車速検出手段
７０ エンジン回転数設定手段
７１ エンジン回転数検出手段
８０ 制御選択スイッチ
８１ モード操作スイッチ
８２ エンジン回転数変更量設定ダイヤル
８３ 車速変更量設定ダイヤル
８４ 閾値設定ダイヤル
８５ 表示部
９１ 変速アクチュエータ
９３ エンジン回転数変更アクチュエータ
１００ 制御装置

Claims (6)

1. エンジン回転数検知手段と、エンジン回転数設定手段と、エンジン回転数変更アクチュエータと、車速検知手段と、無段変速装置と、該無段変速装置を変速する変速アクチュエータと、負荷検知手段と、エンジン回転数及び車速を制御する制御装置と、を備える作業車両において、
   エンジン負荷が、設定した重負荷値よりも大きくなった場合、車速を一定に維持しながらエンジン回転数を増加させ、エンジン回転数がエンジン回転数上限値まで増加した後、エンジン負荷が、設定した重負荷値よりも大きくなった場合、車速を減少させるように、エンジン回転数変更アクチュエータと変速アクチュエータとを制御する重負荷モードと、
   エンジン負荷が設定した軽負荷値よりも小さくなった場合、車速を一定に維持しながらエンジン回転数を減少させるように、エンジン回転数変更アクチュエータと変速アクチュエータを制御する軽負荷モードと、を備える作業車両。
2. 前記重負荷モードと軽負荷モードにおいて、前記エンジン回転数の変更量、及び、車速の変更量を任意に変更可能な変更手段を備える請求項１に記載の作業車両。
3. 前記重負荷モードまたは軽負荷モードについて入切設定を行うことにより、前記エンジン回転数変更アクチュエータの制御の入切設定を行う操作手段を備える請求項１に記載の作業車両。
4. 前記重負荷モードと軽負荷モードにおける、前記設定した重負荷値と設定した軽負荷値は、閾値設定手段により変更可能とされる請求項１に記載の作業車両。
5. 前記重負荷モードと軽負荷モードにおけるエンジン回転数変更速さと、車速変更速さとを設定する設定手段を備える請求項１に記載の作業車両。
6. 前記重負荷モードと軽負荷モードとを表示し、エンジン回転数が増加または減少していること若しくは車速が減少していることを表示する表示手段を備える請求項１に記載の作業車両。
   

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