JP2021008825A - 作業車両 - Google Patents
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Description
また特許文献1には、副変速レバーが高速側に切り替えられた場合はスロットルレバーが連動手段によって低速側に切り替えられるとともに高速側への操作が規制された状態になるので、その状態で路上走行するときは、エンジンの回転調節をスロットルレバーとは別系統であるフットペダルのみで行うことが記載されている。
このため、この作業車両では、圃場、牧場等の作業場において例えばトレーラーを牽引して荷物の運搬移動をする場合、副変速レバーを高速側に切り替えたときには、スロットルレバーを操作して高速で走行したいときがあっても、それができず不便を強いられることになる。
このようなモード切り替えが可能な作業車両であれば、作業走行モードを選択したときにスロットルレバーによる制御操作ができるので、作業場においてスロットルレバーを操作して低速以外の高速等の選択内容にしたうえで走行することも可能になる。
このため、このような作業車両では、路上に置かれているときや路上走行中のときに作業機を装着したままPTO軸を作動させていると、その作業機が作動した状態におかれるので周囲に危険を及ぼすおそれがあった。特にPTO軸を高速で作動させている場合には、その危険性が高くなる傾向にあった。
請求項1に記載の発明は、
回転動力を発生するエンジン(5)と、前記エンジン(5)の回転数を所定の低速回転数から高速回転数までの範囲内で固定するよう操作するスロットル操作手段(15)と、前記エンジン(5)の回転数を任意に変更するよう操作するアクセル操作手段(16)と、路上走行モードと作業走行モードを切り替えるモード切替え手段(20)と、回転動力を外部に出力するPTO軸(9)への前記エンジン(5)の回転動力の伝達を接続又は切断するPTOクラッチ(95)と、前記PTOクラッチ(95)の接続又は切断の状態を切り替えるよう操作するPTOクラッチ切替え手段(23)と、前記スロットル操作手段(15)の選択された回転数を検出するスロットルセンサ(72)と、前記アクセル操作手段(16)の操作量を検出するアクセルセンサ(73)と、前記モード切替え手段(20)の切り替えを検出するモード切替えセンサ(74)と、少なくとも前記エンジン(5)の動作を制御する制御手段(70)と、を備え、
前記制御手段(70)は、前記モード切替えセンサ(74)が路上走行モードの切り替えを検出したときに前記PTOクラッチ切替え手段(23)が接続の状態に切り替えられているか又は切り替えられた場合、前記エンジン(5)の回転数を前記所定の低速回転数にするよう制御することを特徴とする作業車両である。
制御手段(70)は、前記モード切替えセンサ(74)が路上走行モードの切り替えを検出したときに前記変速操作センサ(75,76)が最も高速の変速段に選択されていること又は選択したことを検出した場合、前記PTOクラッチ切替え手段(23)が接続の状態に切り替えられたときに、前記PTOクラッチ(95)を切断の状態に保つよう制御することを特徴とする作業車両である。
制御手段(70)は、前記モード切替えセンサ(74)が路上走行モードの切り替えを検出したときに前記変速操作センサ(75,76)が最も高速の変速段に選択されていること又は選択したことを検出した場合、前記PTOクラッチ切替え手段(23)が接続の状態に切り替えられたときに、前記エンジン(5)の回転数を前記所定の低速回転数にするよう制御することを特徴とする作業車両である。
この発明では、路上走行モードに切り替えたときにPTOクラッチ切替えスイッチが接続の状態になっているか又はその状態になった場合、スロットル操作手段の選択内容やアクセル操作手段の操作量に関係なく、エンジンの回転数が低速回転数になるよう制御される。これにより、PTO軸も低速で作動するようになり、作業機を装着した作業車両がPTO軸を低速以外の中速や高速等の速度で作動させた状態のままで路上に停止して置かれることや路上走行することがなくなるので、危険性が低減して安全性が確保される。
図1には、この発明の第1の実施形態に係る作業車両の一例であるトラクタ1が示されている。図2には、図1のトラクタ1の一部(駆動伝達系や制御系の構成)が示されている。
以下の説明では、前後とはトラクタ1の前進する方向と後進する方向とする。また同様に、左右(L,R)とはトラクタ1の前進する方向で見たときの左側および右側とし、上下とはトラクタ1の上側および下側とする。
これにより、トラクタ1は、所要の速度で前進および後進することが可能な車両として構成されている。エンジン5については、その前部および上部を含む一部が、開閉するボンネット7で覆われている。
この前輪駆動クラッチ65を接続する状態(入り状態)にしたときは、その回転動力が差動装置の前輪デフ装置31から左右の前輪軸部32L,32Rを通して前輪3に伝わるとともに後輪デフ装置41から左右の後輪軸部42L,42Rを通して後輪4に伝わって、四輪が駆動される。また、前輪駆動クラッチ65を切断する状態(切り状態)にしたときは、回転動力が後輪4のみに伝わって二輪が駆動される。
これにより、トラクタ1は、前輪駆動クラッチ65を切り替えることにより、二輪駆動(2WD)と四輪駆動(4WD)のいずれかの形態で走行することが可能になっている。
ステアリングホイール12は、前輪3の操舵装置33を作動させて走行するときの向きを調節するよう操作される。メータパネル13は、トラクタ1における走行速度、設定や状態の状況、警告内容等の情報を表示する表示手段等で構成されている。
前後進切替えレバー14は、前進走行と後進走行との切り替えを行うように操作される。スロットルレバー15は、エンジン5の回転数を所定の範囲内で選択して固定するよう操作するスロットル操作手段の一例である。スロットルレバー15は、例えば、所定の低速回転数と所定の高速回転数の2種類の回転数を選択できるようになっている。このときの所定の低速回転数は、アイドリング状態のときの回転数に設定される。
路上走行モードとしての「走行」は、道路走行、圃場の出入り、傾斜地等の場所を走行する際に適した機能や動作が予め選定されており、例えば4WD,2WDの駆動切り替え機能や水平切替え等が実行されるよう設定されている。作業走行モードとしての「耕うん」は、圃場等の作業場において行われる作業に適した機能や動作が予め選定されている。その機能や動作としては、例えば、4WDに固定されること、後進に切り替えたときやステアリングホイール12を切ったときに作業機90を自動で上昇させること、旋回時に内側の後輪4に自動的にブレーキをかけること等の機能や動作であり、これらが実行されるよう設定されている。
また、このモード切替えスイッチ20には、カスタマイズ設定モードとしての「こだわり」も用意されている。このカスタマイズ設定モードとしての「こだわり」は、主に作業時の機能について操縦者が任意に選択変更することが可能なモードであり、主に作業走行モードとしての「耕うん」における機能や動作の採用の有無を選択することができる。
アクセルペダル16は、エンジン5の回転数を任意に変更するよう操作するアクセル操作手段の一例であり、ペダル式になっている。左右のブレーキペダル17L,17Rは、左右の後輪4L,4Rにおける図示しないブレーキ装置を作動させるときに踏み込んで操作される。クラッチペダル18は、エンジン5と主変速部6Aの間に配置されてエンジン5の回転動力の伝達を接続又は切断するとともに回転動力を前進および後進用に切り替えて伝達させる前後進クラッチ55を作動させるときに踏み込んで操作される。PTO変速レバー19は、PTO軸9の回転の速度や方向の切り替えが行われるPTO変速部96を作動させるときに操作される。
副変速レバー21は、例えば、副変速ギヤ機構におけるギヤの組み合わせとして低速段、中速段および高速段の3種類の副変速段を選択して切り替えることができるよう構成されている。
主変速レバー22は、例えば、主変速ギヤ機構におけるギヤの組み合わせとして1段(低速側)から15段(高速側)までの複数の主変速段のいずれかに自由に切り替えることができるよう構成されている。
制御手段70は、例えばマイクロコンピュータ等で構成されるものであり、メモリ部70mに格納されている制御用のプログラムやデータに基づいて必要な制御を行うようになっている。
エンジン回転センサ71は、エンジン5の回転数(例えばクランクの回転数)を検出する手段である。スロットルセンサ72は、スロットルレバー15の選択したときの回転数の移動位置を検出する手段である。アクセルセンサ73は、アクセルペダル16の操作量(ペダルの踏み込み量)を検出する手段である。
回転数調節装置51は、エンジン5がガソリンエンジンである場合には、そのエンジン5におけるスロットルの開度をスロットルセンサ72又はアクセルセンサ73の検出値に応じて調節するようスロットルをワイヤーにより動かす装置として構成される。また、回転数調節装置51は、エンジン5がディーゼルエンジンである場合には、そのエンジン5における燃焼噴射のタイミングをスロットルセンサ72又はアクセルセンサ73の検出値に応じて調節するようセンサアームをリンクにより動かす装置として構成される。
モード切替えセンサ74は、モード切替えスイッチ20の切り替えたときのモードの選択位置を検出する手段である。副変速操作センサ75は、副変速レバー21の選択したときの副変速段の移動位置を検出する手段である。主変速操作センサ76は、主変速レバー22の選択したときの主変速段の移動位置を検出する手段である。走行速度センサ77は、トラクタ1の走行速度を検出する手段である。
副変速駆動装置61は、副変速操作センサ75の検出値に応じて副変速部6Bにおける副変速段等の変更を行うためのメカリンクや副変速の操作位置を検出する副変速操作センサ75等で構成された装置である。主変速駆動装置62は、主変速操作センサ76の検出値に応じて主変速部6Aにおける主変速段等の変更を行うためのソレノイド、油圧クラッチ等で構成された装置である。
PTO入切センサ78は、PTO入切スイッチ23における入り状態および切り状態を検出する手段である。PTO変速センサ79は、PTO変速レバー19の選択したときの移動位置を検出する手段である。
クラッチ駆動装置85は、PTO入切センサ78の検出値に応じてPTOクラッチ95における接続又は切断の状態の切り替えを行うためのソレノイド、油圧クラッチ等で構成された装置である。PTO変速駆動装置86は、PTO変速センサ79の検出値に応じてPTO変速部96における変速段等の変更を行うためのメカリンクやPTO変速の操作位置を検出するPTO変速センサ79等で構成された装置である。
一方、ステップS11においてPTO入切スイッチ23が入り状態に切り替えられたことの検出情報が得られなかった場合は、制御手段70による上記の制御は行われることなく終了する。
このため、このトラクタ1では、路上走行を開始した場合であっても、アクセルペダル16を多く踏み込んでエンジン5を高速の回転数に変更しない限りにおいては、エンジン5の回転数が比較的低速に保たれるようになっているので、PTO軸9が作動したままでも安全に路上走行することができる。また、特にエンジン5の回転数等の状態について安定させるよう自動で電子制御する装置(電子ガバナ制御装置:調速機)を具備している場合には、負荷変動にかかわらずエンジン5の回転数が安定するためPTO軸9の作動も安定するようになる。
図8には、この発明の第2の実施形態に係るトラクタの一部(制御の構成例)が示されている。
第2の実施形態に係るトラクタは、路上走行することを選択した場合における制御手段70の制御が副変速レバー21の選択した変速段を考慮して行われるように変更した以外は第1の実施形態に係るトラクタ1と同じ構成のものである。
また、制御手段70は、ステップS22においてモード切替えセンサ74から最も高速の変速段が選択されたとの検出値が得られたとき又は得られるようになったと判断すると、PTO入切スイッチ23が入り状態に切り替えられているか又は切り替えられたか否かを続けて判断する(S22)。
第2の実施形態における最も高速の変速段は、上記の低速、中速および高速という3つの副変速段における高速の副変速段が該当する。
一方、ステップS21において副変速操作センサ75から最も高速の変速段に選択されているとの情報が得られなかった場合(換言すれば最も高速の変速段以外の変速段に選択されているとの検出値が得られた場合)と、ステップS22においてPTO入切スイッチ23が入り状態にあるとの情報が得られなかった場合には、図8に示されるように、制御手段70による上記の制御は行われることなく終了する。
特にこのトラクタ1によれば、副変速部6Bが最も高速の変速段に設定されたなかで路上走行する場合でも、PTO軸が作動していないので安全に路上走行することができる。
図9には、この発明の第3の実施形態に係るトラクタの一部(制御の構成例)が示されている。
第3の実施形態に係るトラクタは、路上走行することを選択した場合における副変速レバー21の選択した変速段を考慮して行われる制御手段70の制御が以下に説明するように変更された以外は第2の実施形態に係るトラクタと同じ構成のものである。
そして、ステップS32においてPTO入切スイッチ23が入り状態にある又はその状態になったと判断されると、制御手段70は、先ずはエンジン5の回転数を低速回転数になるよう制御する(S33)。
特にこのトラクタ1によれば、PTO軸が少なくとも低速で作動するので、例えば、路上に停止させて置いた状態において作業機90の一例であるロータリ耕うん機における耕うん爪91を回転させることが可能である。これにより、例えば、その耕うん爪91に作業で付着した泥等の不要な付着物を回転で振り落とす等の作業を行うことができる。
一方、ステップS31において副変速操作センサ75から最も高速の変速段に選択されているとの情報が得られなかった場合とステップS32においてPTO入切スイッチ23が入り状態にあるとの情報が得られなかった場合には、図9に示されるように、制御手段70による上記の制御は行われることなく終了する。
そして、このステップS34において制御時間が閾値時間を越えて経過すると、制御手段70は、エンジン5を停止させるように制御する(S36)。
第1〜第3の実施形態では、スロットル操作手段として、その一例であるスロットルレバー15に代えて、例えば段階式又は無段階式のダイヤル形態のスロットルダイヤル、押下方式や接触(タッチ)方式のスロットルボタン等に代表される他の形態からなるものを適用してもよい。
また第1〜第3の実施形態では、アクセル操作手段として、その一例であるアクセルペダル16に代えて、例えばレバー式のアクセルレバー等に代表される他の形態からなるものを適用してもよい。
しかし、その制御手段70については、主変速レバー22の操作により選択される主変速部6Aにおける変速段が最も高速の変速段に選択されたことを検出することもできる主変速操作センサ76から得られる検出情報を利用して制御を行うように構成してもよい。また、その制御手段70については、副変速操作センサ75から得られる検出情報と主変速操作センサ76から得られる検出情報とを組み合わせて利用して制御を行うように構成しても構わない。
また、第3の実施形態における制御手段70は、ステップS34およびS36として示す制御処理を省略した構成を採用することも可能である。
このように構成した場合、トラクタ1の操縦者は、その警告の表示や警告音を受けることにより、操縦者が不適切な操作状態であることに気付くこととその操作状態を解消させる操作を容易に把握することができる等の効果がある。
また、このときの制御手段70については、上記エンジン5の回転数の制御が開始されてからスロットルレバー15が低速回転数を選択する位置にないときの経過時間が一定の時間を経過した場合、警告の表示や警告音の発生をした後又はそれらをせずに、エンジン5を停止させる制御を行うように構成してもよい。
5 エンジン
9 PTO軸
15 スロットルレバー
16 アクセルペダル
20 モード切替えスイッチ
23 PTO入切スイッチ
70 制御手段
72 スロットルセンサ
73 アクセルセンサ
74 モード切替えセンサ
95 PTOクラッチ
Claims (4)
- 回転動力を発生するエンジン(5)と、
前記エンジン(5)の回転数を所定の低速回転数から高速回転数までの範囲内で固定するよう操作するスロットル操作手段(15)と、
前記エンジン(5)の回転数を任意に変更するよう操作するアクセル操作手段(16)と、
路上走行モードと作業走行モードを切り替えるモード切替え手段(20)と、
回転動力を外部に出力するPTO軸(9)への前記エンジン(5)の回転動力の伝達を接続又は切断するPTOクラッチ(95)と、
前記PTOクラッチ(95)の接続又は切断の状態を切り替えるよう操作するPTOクラッチ切替え手段(23)と、
前記スロットル操作手段(15)の選択された回転数を検出するスロットルセンサ(72)と、
前記アクセル操作手段(16)の操作量を検出するアクセルセンサ(73)と、
前記モード切替え手段(20)の切り替えを検出するモード切替えセンサ(74)と、
少なくとも前記エンジン(5)の動作を制御する制御手段(70)と、
を備え、
前記制御手段(70)は、
前記モード切替えセンサ(74)が路上走行モードの切り替えを検出したときに前記PTOクラッチ切替え手段(23)が接続の状態に切り替えられているか又は切り替えられた場合、前記エンジン(5)の回転数を前記所定の低速回転数にするよう制御することを特徴とする作業車両。 - 前記エンジン(5)の回転動力を駆動輪(3,4)へ伝達するときの変速比を低速から高速までの範囲内で設定された複数の変速段から選択して切り替えるよう操作する変速操作手段(21,22)と、
前記変速操作手段(21,22)の選択された変速段を検出する変速操作センサ(75,76)と、
を備え、
制御手段(70)は、前記モード切替えセンサ(74)が路上走行モードの切り替えを検出したときに前記変速操作センサ(75,76)が最も高速の変速段に選択されていること又は選択したことを検出した場合、前記PTOクラッチ切替え手段(23)が接続の状態に切り替えられたときに、前記PTOクラッチ(95)を切断の状態に保つよう制御することを特徴とする請求項1に記載の作業車両。 - 前記エンジン(5)の回転動力を駆動輪(3,4)へ伝達するときの変速比を低速から高速までの範囲内で設定された複数の変速段から選択して切り替えるよう操作する変速操作手段(21,22)と、
前記変速操作手段(21,22)の選択された変速段を検出する変速操作センサ(75,76)と、
を備え、
制御手段(70)は、前記モード切替えセンサ(74)が路上走行モードの切り替えを検出したときに前記変速操作センサ(75,76)が最も高速の変速段に選択されていること又は選択したことを検出した場合、前記PTOクラッチ切替え手段(23)が接続の状態に切り替えられたときに、前記エンジン(5)の回転数を前記所定の低速回転数にするよう制御することを特徴とする請求項1に記載の作業車両。 - 前記制御手段(70)は、前記エンジン(5)の回転数を前記所定の低速回転数で制御している時間が一定の時間を経過したときに、前記エンジン(5)を停止させるよう制御することを特徴とする請求項3に記載の作業車両。
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