JP2018198558A - 作業車両 - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業中に変速が行われても作業を安定させることを技術的課題とする。
請求項1記載の発明は、作業者が操作可能な主変速レバー(10)と、前記主変速レバー(10)の操作に応じて、エンジン(7)から車輪(8,9)へ伝達される回転を変速させる油圧式無段変速装置(40)と、前記油圧式無段変速装置(40)のトラニオン軸(61)を操作するトラニオン軸駆動部材(52)と、作業機(26)を昇降可能に支持するリフトアーム(33)と、前記リフトアーム(33)の回転角を検出するリフトアームセンサ(SN2)と、前記リフトアームセンサ(SN2)が作業機(26)の下げ状態を検出している場合、前記作業機(26)が上げ状態の場合よりも前記トラニオン軸駆動部材(52)の動作速度を遅くする制御部(80)とを備えたことを特徴とする作業車両である。
図1には、本発明の一実施形態のトラクタの左側面図を示す。
図2は実施例のトラクタの操作部の説明図である。
本発明の作業車両の一例としてのトラクタ1は、図1に示すように、走行車体2のミッションケース23上にキャビン3を搭載している。キャビン3室内には、後部に操縦席4が設けられている。図1、図2において、キャビン3の室内には、操縦席4からの操作範囲にステアリングハンドル5や、メインキー11、前後進レバー12、主変速レバー10、副変速レバー15、坂道発進補助ON/OFFスイッチ13、4WD切り替えスイッチ(図示せず)が配置されている。また、ステアリングハンドル5の下方には、クラッチペダルP1や左ブレーキペダルP2、右ブレーキペダルP3等が配置されている。またキャビン3は、前後にフロントガラスとリヤガラスを設け、左右両側には一枚ガラス状のキャビンドアを開閉自由に取り付けて外部との気密性を確保できる構成である。
図4は実施例の主変速レバーの要部説明図である。
図5は実施例の油圧式無段変速装置やトラニオンシリンダの説明図である。
図3において、実施例の主変速装置は、油圧式無段変速装置(HST)40と呼ばれる静油圧式の無段変速機として構成されている。油圧式無段変速装置40は、可変容量型の油圧ポンプ47と固定容量型の油圧モータ49とで構成され、油圧ポンプ47の可動斜板48の傾きを変えることで、油圧モータ49の回転を変更する。
図3〜図5において、油圧ポンプ47において可動斜板48の傾きは、主変速レバー10および前後進レバー12の動きを検出して作動する油圧シリンダ(トラニオンシリンダ、トラニオン軸駆動部材)52によって変更される。そして、可動斜板48の傾きが変更されることで、油圧ポンプ47の容量が変わり、油圧モータ49の回転数が変化する。
また、油圧モータ49のモータ出力軸50は、上述した副変速装置を介して前輪8、後輪9を駆動する。
トラニオン軸61には、カムプレート65が固定されており、カムプレート65には、トラニオンアーム62の一端部が回転自在に連結されている。トラニオンアーム62の他端部は、リンク68を介して、油圧シリンダ(トラニオンシリンダ)52のロッド69に連結されている。なお、油圧シリンダ52は、前ケース41の側面に取り付けられたブラケット70に支持されている。
トラニオン軸61やトラニオンアーム62の回動速度は、油圧シリンダ52のロッド69の移動速度に応じて変化する。すなわち、油圧シリンダ52のロッド69の移動速度を大きくするほど、トラニオンアーム62の回動速度、すなわち、トラニオン軸61の回動速度、および可動斜板48の回動速度が大きくなる。
図6において、トラニオンアーム62は、「前進位置」(図6(A)参照)と、「中立位置」(図6(B)参照)と、「後進位置」(図6(C)参照)とに変位可能である。図6(A)において、油圧式無段変速装置40では、トラニオンアーム62が「前進位置」にある場合、可動斜板48が、中立位置に対して図3に示す側に傾斜した状態となり、エンジン7の動力が、走行車体2を前進させる力として出力される。
図6(B)において、油圧式無段変速装置40は、トラニオンアーム62が「中立位置」にある場合、可動斜板48が中立位置に移動し、エンジン7の動力が走行車体2を前進または後進させる力として出力されない。
中立保持機構63は、カムプレート65の周縁カム部の凹部65aにローラ67を落ち込ませるように付勢して、トラニオン軸61およびトラニオンアーム62が「中立位置」(図6B参照)に戻るようにしている。なお、トラニオンアーム62が「中立位置」にあるときは、油圧シリンダ52がフリーであり、ローラ67がカムプレート65を押圧することで、トラニオンアーム62、すなわち、トラニオン軸61が「中立位置」に保持される。
なお、図7のブロック図において、本発明の実施例の説明とは関係のない要素に関しては図示を省略している。
実施例のトラクタ1は、各機能を制御する制御部80を有する。制御部80は、外部との信号の入出力等を行う入出力インターフェースI/Oを有する。また、制御部80は、必要な処理を行うためのプログラムおよび情報等が記憶されたROM:リードオンリーメモリを有する。また、制御部80は、必要なデータを一時的に記憶するためのRAM:ランダムアクセスメモリを有する。また、制御部80は、ROM等に記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU:中央演算処理装置を有する。したがって、実施例の制御部80は、小型の情報処理装置、いわゆるマイクロコンピュータにより構成されている。よって、制御部80は、ROM等に記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
また、制御部80は、被制御要素の一例としての油圧シリンダ52に制御信号を送信して、HST40を制御可能である。
制御部80の主変速操作検知手段101は、主変速レバーセンサSN4の検知結果に基づいて、主変速レバー10の操作を検知する。実施例の主変速操作検知手段101は、主変速レバー10の操作、例えば、1速から2速に変更する操作がされたか否かを検知する。
主変速操作量判別手段102は、主変速レバー10の操作がされた場合に、主変速レバー10の操作量が、所定の操作量以上であるか否かを判別する。実施例では、所定の操作量の一例として3段階が設定されており、主変速レバー10の操作が、1速から4速のように、3段階以上されたか否かを判別する。なお、主変速レバー10の操作量は、ポテンショメータである主変速レバーセンサSN4の検出値の所定時間内の変化量に基づいて、所定の操作量以上操作されたか否かを判別することも可能である。
リフトアーム位置判別手段104は、リフトアームセンサSN2の検知信号に基づいて、リフトアーム33の位置、すなわち、ロータリ耕耘装置26の位置を判別する。実施例のリフトアーム位置判別手段104は、リフトアーム33が、予め設定された所定の高さよりも上がっている(上げ位置、上げ状態)か、下がっている(下げ位置、下げ状態)かを判別する。すなわち、ロータリ耕耘装置26が圃場の耕耘作業を行う位置(下げ位置)か、耕耘作業を行わない位置(上げ位置)かを判別する。
リヤカバー位置プロファイル記憶手段105は、リヤカバーセンサSN3の検知結果の経時的な履歴(プロファイル)を記憶する。実施例のリヤカバー位置プロファイル記憶手段105は、図8に示すようなリヤカバーセンサSN3の検知結果のプロファイルデータを記憶する。
シリンダ動作速度設定手段109は、トラニオンシリンダ(油圧シリンダ)52の動作速度を設定する。実施例のシリンダ動作速度設定手段109は、主変速レバー10の操作が検知された場合、リフトアーム33が下げ位置の場合には、上げ位置の場合に比べて、トラニオンシリンダ(油圧シリンダ)52の動作速度を遅い速度に設定する。すなわち、トラニオン軸61の動作速度を遅くし、可動斜板48の動作速度を遅くする。図9において、実施例のシリンダ動作速度設定手段109は、リフトアーム33が上げ位置の場合は、一例として、1速から2速に変速される場合は、図9の実線で示すように、標準の速度でトラニオン軸61が回転するようにトラニオンシリンダ52の動作速度が設定される。
また、実施例のシリンダ動作速度設定手段109は、リフトアーム33が下げ位置の場合で、ロール角の変動幅が所定の範囲を超えている場合、すなわち、圃場が荒れている場合に、図9の一点鎖線で示すように、トラニオンシリンダ52の動作速度を遅く(動作速度:低)設定する。
さらに、実施例のシリンダ動作速度設定手段109は、主変速レバー10の操作量が所定量以上である場合には、リフトアーム33の位置に関わらず、トラニオンシリンダ52の動作速度を標準の速度に設定する。
図7において、シリンダ制御手段(HST制御手段)110は、シリンダ動作速度設定手段109で設定されたトラニオンシリンダ52の動作速度に応じてトラニオンシリンダ52を制御して、HST40を制御する。
次に、実施例の制御部80における制御の流れを流れ図、いわゆるフローチャートを使用して説明する。
図10は実施例のトラニオンシリンダ制御処理のフローチャートの説明図である。
図10のフローチャートの各ステップSTの処理は、制御部80に記憶されたプログラムに従って行われる。また、この処理はトラクタ1の制御部80の他の各種処理と並行して実行される。
図10に示すフローチャートは、トラクタ1が起動された場合に開始される。
ST2において、変速の切換が所定(3段階)以上であるか否かを判別する。ノー(N)の場合はST3に進み、イエス(Y)の場合はST7に進む。
ST3において、リフトアーム33が下げ位置であるか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST4に進み、ノー(N)の場合はST7に進む。
ST4において、リヤカバーセンサSN3の検出値の変動幅が、所定の範囲を超えているか否かを判別する。ノー(N)の場合はST5に進み、イエス(Y)の場合はST6に進む。
ST6において、トラニオンシリンダ52を低速の動作速度で作動させて、可動斜板48を主変速レバー10で操作された変速の設定(「1速」、「2速」等)の傾斜角度まで傾斜させる。そして、ST1に戻る。
ST7において、トラニオンシリンダ52を標準の動作速度で作動させて、可動斜板48を主変速レバー10で操作された変速の設定の傾斜角度まで傾斜させる。そして、ST1に戻る。
ST9において、リフトアーム33が下げ位置であるか否かを判別する。イエス(Y)の場合はST10に進み、ノー(N)の場合はST7に進む。
ST10において、トラニオンシリンダ52を高速の動作速度で作動させて、可動斜板48を主変速レバー10で操作された変速の設定の傾斜角度まで傾斜させる。そして、ST1に戻る。
特に、実施例では、リヤカバーセンサSN3と傾斜センサSN1の両方から圃場の状態を判別しており、一方のセンサを使用する場合に比べて、より適切に圃場の状態を判別することができる。
また、例えば、リヤカバー26bの変動とロール角の変動の両方で判別を行う構成を例示したが、これに限定されない。例えば、ポジションコントロールモード、すなわち、リヤカバー26bを固定して作業を行う場合は、リヤカバーセンサSN3の検知結果を使用せず、ロール角のみで動作速度の設定を行ったり、傾斜センサSN1を搭載しないトラクタ1では、リヤカバーセンサSN3のみで動作速度の設定をおこなったりすることも可能である。また、傾斜センサSN1を備えず、作業機がロータリ耕耘装置26とは異なる作業機でリヤカバーセンサSN3を有しないトラクタ1では、リフトアーム33が下げ位置の場合は、常に動作速度を低速に設定することも可能である。
他にも、バックアップ制御中、すなわち、前後進レバー12を「後進」に入れるとリフトアーム33が自動的に上げ位置に移動する制御中では、「後進」から「中立」に操作された場合には、作業機が上がった状態であるので、変速を速やかに行うことで、操縦者の意図に合わせて速やかに停止可能である。
3 キャビン 4 操縦席
5 ハンドル 6 ボンネットカバー
7 エンジン 8 前輪
9 後輪 10 主変速レバー
11 メインキー 12 前後進レバー
13 坂道発進補助ON/OFFスイッチ
15 副変速レバー 16 PTO軸
23 ミッションケース 26 作業機
26a 耕耘刃 26b リヤカバー
31 ロワリンク 33 リフトアーム
34 昇降シリンダ 40 油圧式無段変速装置(HST)
40a メタル 41 前ケース
46 入力軸 47 油圧ポンプ
48 可動斜板 49 油圧モータ
49a 斜板 50 モータ出力軸
51 ポンプ出力軸
52 油圧シリンダ(トラニオンシリンダ、トラニオン軸駆動部材)
60 ピン 61 トラニオン軸
62 トラニオンアーム 63 中立保持機構
64 ケース 65 カムプレート
65a 凹部 66 筒体
66a リターンバネ 67 ローラ
68 リンク 69 ロッド
70 ブラケット 80 制御部
101 主変速操作検知手段
102 主変速操作量判別手段
103 前後進操作判別手段
104 リフトアーム位置判別手段
105 リヤカバー位置プロファイル記憶手段
106 リヤカバー変動判別手段
107 ロール角プロファイル記憶手段
108 ロール角変動手段
109 シリンダ動作速度設定手段
110 シリンダ制御手段(HST制御手段)
470 ピストン SN1 傾斜センサ
SN2 リフトアームセンサ SN3 リヤカバーセンサ
SN4 主変速レバーセンサ SN5 前後進レバーセンサ
Claims (4)
- 作業者が操作可能な主変速レバー(10)と、
前記主変速レバー(10)の操作に応じて、エンジン(7)から車輪(8,9)へ伝達される回転を変速させる油圧式無段変速装置(40)と、
前記油圧式無段変速装置(40)のトラニオン軸(61)を操作するトラニオン軸駆動部材(52)と、
作業機(26)を昇降可能に支持するリフトアーム(33)と、
前記リフトアーム(33)の回転角を検出するリフトアームセンサ(SN2)と、
前記リフトアームセンサ(SN2)が作業機(26)の下げ状態を検出している場合、前記作業機(26)が上げ状態の場合よりも前記トラニオン軸駆動部材(52)の動作速度を遅くする制御部(80)と、
を備えたことを特徴とする作業車両。 - 前記作業機(26)のリヤカバー(26b)の回動角を検出するリヤカバーセンサ(SN3)
を備え、
前記制御部(80)は、変速前の所定時間内に前記リヤカバーセンサ(SN3)の検出値の変動が所定の範囲を超えている場合に、前記トラニオン軸駆動部材(52)の動作速度を遅くする
ことを特徴とする請求項1に記載の作業車両。 - 走行車体(2)のロール角を検出するロール角センサ(SN1)
を備え、
前記制御部(80)は、変速前の所定時間内にロール角センサ(SN1)の検出値の変動が所定の範囲を超えている場合に、前記トラニオン軸駆動部材(52)の動作速度を遅くする
ことを特徴とする請求項1または2に記載の作業車両。 - 走行車体(2)の前後進の入力操作が可能な前後進レバー(12)
を備え、
前記制御部(80)は、前記前後進レバー(12)が中立に操作された場合に前記リフトアームセンサ(33)が前記作業機(26)の下げ状態を検出している場合には、前記作業機(26)が上げの状態の場合よりも前記トラニオン軸駆動部材(52)の動作速度を速くする
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれかに記載の作業車両。
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