JP3015216B2 - 作業機の走行制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、機体走行系に介装した
無段変速装置をアクチュエータの駆動により変速操作可
能に構成するとともに、エンジンの回転数を検出する回
転数検出手段を備え、速度設定器の設定値と前記アクチ
ュエータによる変速速度とが合致するよう制御する車速
制御手段を備えてある作業機の走行制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記作業機の走行制御装置において、従
来では、例えば特開平４‐２２２５０８号公報に示され
るように、機体走行系に電動シリンダにより変速操作自
在なベルト式無段変速装置を介装し、作業走行に伴って
エンジン回転数が所定値以下になると、電動シリンダを
最低速度になるまで減速制御するよう構成したものがあ
った。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記構造は、無段変速
装置をアクチュエータにより駆動操作することで、変速
操作を軽く行えるようにして操縦操作性を向上させると
ともに、人為設定された速度設定値が比較的高い場合
に、圃場の粘度や硬さ等の作業条件によっては作業走行
途中でエンジンに対する負荷が大きくなりすぎて、エン
ジンが停止してしまう等の弊害が発生するおそれを回避
するため、エンジン回転数が所定値以下になると設定速
度にかかわらず、無段変速装置を自動的に減速操作して
エンジンに対する負荷を軽減させるようにしたものであ
る。ところが、上記従来構造においては、エンジン回転
数が所定値以下になった場合には、常に、最低速度まで
減速操作するよう構成されているから、例えば、圃場内
の途中で泥硬さが異なっているような場合には、走行負
荷が変動して頻繁に上記したような自動減速操作が働
き、しかも、最低速度まで減速する必要の無い条件であ
っても常に最低速度まで減速されるから、作業能率が却
って低下してしまうおそれがあり、改善の余地があっ
た。本発明は上記不具合点を解消することを目的として
いる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、冒
頭に記載した作業機の走行制御装置において、エンジン
回転数が第１設定値まで下がると、前記速度設定器によ
る設定値にかかわらず、前記無段変速装置が所定の中間
速度になるまで前記アクチュエータを減速操作させ、か
つ、エンジン回転数が前記第１設定値よりも低い第２設
定値まで下がると、前記無段変速装置が最低速度になる
まで前記アクチュエータを減速操作させる自動減速制御
手段を備えてある点にある。

【０００５】

【作用】無段変速装置を速度設定器による設定速度に維
持させて作業走行するに伴って、エンジンに対する負荷
が変動して、エンジン回転数が第１設定値まで低下する
と、速度設定値にかかわらず、無段変速装置が設定速度
よりも低いが最低速度よりは高い所定の中間速度になる
まで前記アクチュエータを減速操作する。又、このよう
に中間速度まで自動減速させた後であっても、エンジン
負荷が大であって更にエンジン回転数が低下して第２設
定値まで下がると、そこで始めて無段変速装置が最低速
度になるまで前記アクチュエータを減速操作させるので
ある。エンジン回転数が低下すると、無段変速装置がエ
ンジン負荷を軽減するに足るだけの速度状態まで減速操
作されるように構成しても、エンジンの過負荷防止を図
りながら走行できる。この場合、変速装置の減速操作の
ためにエンジン負荷が減少してもエンジンが十分な余力
を有する状態にならない場合があることと、作業機にあ
っては一般に、エンジンが走行装置の他に作業装置も駆
動することとから、走行負荷や作業負荷が再度増大した
際、比較的わずかな増大であっても、作業装置の駆動速
度が低下するなど、作業装置の駆動に悪影響が出ること
がある。これに対し、本発明によると、エンジン回転数
が第１設定値まで低下した場合には無段変速装置が中間
速度まで減速操作され、エンジン回転数が第２設定値ま
で低下した場合には無段変速装置が最低速度まで減速操
作され、いずれの場合にも、変速装置がエンジン負荷を
軽減するに足るだけの速度状態よりもさらに低速側の速
度状態まで変速してエンジンが比較的十分な余力を有す
る状態になり、走行負荷や作業負荷が比較的大幅に増大
しても作業装置に速度低下などの悪影響が出にくいよう
にしながらエンジンの過負荷防止を行うようにできる。

【０００６】

【発明の効果】従って、作業走行に伴ってエンジンに対
する負荷が増大しても、無段変速装置を最低速度まで減
速させる必要が無い程度の中間的な負荷増大に対して
は、設定速度から中間速度まで低下させるようにして、
設定速度から一気に最低速度まで減速させる場合のよう
に、作業条件に対する減速量に無駄が無くなり、作業能
率の低下を抑制できるものとなる。しかも、エンジンが
停止してしまうほど負荷が大きい場合には最低速度まで
減速させることでエンジン停止による大幅な能率低下を
未然に防止でき、全体としての作業能率が向上するもの
となった。又、アクチュエータの制御による自動減速操
作が高低２段階だけで行われるから、多段階で制御する
ものに比較して、短時間毎に減速される場合のように機
体走行状態がギクシャクして不安定になるのを抑制でき
る。さらに、減速後に走行負荷や作業負荷が再増大して
も作業装置の駆動に悪影響が出にくいように無段変速装
置の減速操作を行わせ、作業装置を負荷変化にかかわら
ず安定的に駆動して能率よく作業していくことが可能と
なる。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図５
に作業機の一例である乗用型田植機を示している。この
田植機は、乗用型走行機体の後部にリンク機構１を介し
て苗植付装置２を昇降自在並びに前後軸芯周りでローリ
ング自在に連結して構成してある。走行機体は機体前部
のボンネット内にエンジン３を搭載し、このエンジン３
の動力をベルト式無段変速装置４を介してミッションケ
ース５に伝え、ミッションケース５から前後車輪６，７
に供給する一方、苗植付装置２に供給するよう伝動系を
構成し、機体を走行させながら苗植付け作業を行えるよ
う構成してある。

【０００８】前記ベルト式無段変速装置４は、図１に示
すように、エンジン３の出力軸３ａに取付けた駆動プー
リ８とミッションケース５の入力軸５ａに取付けた従動
プーリ９とに亘って伝動ベルト１０を巻回するととも
に、前記各プーリ８，９を夫々プーリ間隔が変更自在な
割りプーリ式に設け、夫々のプーリ間隔を電動シリンダ
ＣＹ〔アクチュエータの一例〕により一体的に操作され
る乗り上がりカム機構１１により背反的に変更させて、
夫々のプーリ８，９のベルト巻回径を変更して無段階に
変速操作できるよう構成してある。

【０００９】前記無段変速装置４における電動シリンダ
ＣＹを、変速速度が機体操縦部に配備した速度設定器１
２による設定速度に合致すべく制御する車速制御手段Ａ
を備えてある。つまり、電動シリンダＣＹはマイクロコ
ンピュータを備えた制御装置１３により駆動制御され、
制御装置１３はポテンショメータで構成される速度設定
器１２からの入力値と、電動シリンダＣＹの実作動スト
ロークを検出するストロークセンサ１４の検出値とが合
致するよう電動シリンダＣＹをフィードバック制御す
る。即ち、車速制御手段Ａは制御装置１３に制御プログ
ラム形式で備えられ、電動シリンダＣＹの作動ストロー
クは機体走行速度と設定速度とが対応するよう設定して
ある。従って、操縦者が速度設定器１２の操作により機
体走行速度を任意に設定することができる。

【００１０】そして、前記無段変速装置４を所定速度Ｖ
０に設定した状態で作業走行している際、エンジン回転
数Ｎが所定の第１設定値Ｎ１まで下がると、速度設定器
１２による設定値にかかわらず、無段変速装置４が所定
の中間速度Ｖ１になるまで電動シリンダＣＹを減速操作
させ、かつ、エンジン回転数Ｎが第１設定値Ｎ１よりも
低い第２設定値Ｎ２まで下がると、無段変速装置４が最
低速度になるまで電動シリンダＣＹを減速操作させる自
動減速制御手段Ｂを備えてある。つまり、エンジン３の
出力軸３ａにその回転数を検出するエンジン回転数検出
センサ１５〔回転数検出手段〕を設け、このセンサ１５
の検出値が制御装置１３に入力され、制御装置１３がこ
のエンジン回転数Ｎを監視しながら電動シリンダＣＹを
駆動制御するのである。前記自動減速制御手段Ｂは制御
装置１３に制御プログラム形式で備えられ、制御装置１
３は以下のように制御を実行する。

【００１１】図４に作業走行中における車速制御フロー
チャートを示す。先ず、速度設定器１２、ストロークセ
ンサ１４、エンジン回転数検出センサ１５夫々の出力を
読み込み〔ステップ１〕、速度設定器１２による設定速
度ＶＳと電動シリンダＣＹによる変速速度Ｖ０〔実速
度〕とが合致するよう電動シリンダＣＹを駆動制御する
〔ステップ２〜４〕。そして、モード切換スイッチＳＷ
が自動減速モードに設定されている場合には、作業走行
に伴ってエンジン回転数Ｎが所定の第１設定値Ｎ１以下
になると、図２に示すように、変速速度が設定速度Ｖ０
と最低速度Ｖ２との中間速度Ｖ１になるまで電動シリン
ダＣＹを減速操作させる〔ステップ５〜７〕。その後、
エンジン回転数Ｎが第１設定値Ｎ１よりも大きな第１復
帰値Ｎ１２まで回復すると、変速速度が速度設定器１２
による設定速度Ｖ０まで復帰するよう電動シリンダＣＹ
を増速操作する〔ステップ８、９〕。又、前記中間速度
Ｖ１まで減速操作したにもかかわらず、更に、エンジン
回転数Ｎが第１設定値Ｎ１よりも小さい第２設定値Ｎ２
まで低下すると、エンジン３に対する負荷が過大となり
エンジン停止のおそれがあるから、無段変速装置４の変
速速度を最低速度Ｖ２になるよう電動シリンダＣＹを減
速操作させる〔ステップ１０、１１〕。その後、エンジ
ン回転数Ｎが第１復帰値Ｖ１２まで回復すると、中間速
度Ｖ１まで増速復帰させ、更に、第１復帰値Ｎ１２より
も大きな第２復帰値Ｎ２２まで回復すると、速度設定器
１２による設定速度Ｖ０まで復帰するよう電動シリンダ
ＣＹを増速操作する〔ステップ１２〜１４〕。尚、この
ような自動減速制御は操縦者の意思と無関係に行われる
から、このような自動減速制御が行われる場合には、操
縦部パネルに配備したインジケータ１６により状態表示
するようにしてある。つまり、図３に示すように、モー
ド切換スイッチＳＷが自動減速モードに設定操作される
と、中央の負荷感応型減速表示ランプＬ１〔緑色〕を点
灯させ、エンジン回転数Ｎが低下するに伴って左右両側
のレベルメータ表示ランプＬ２，Ｌ３を順次点灯させる
ようにしてあり、減速制御が行われる際には表示色が緑
色（Ｌ２）から赤色（Ｌ３）に変化するようにして容易
に識別できるようにしてある。前記ステップ２〜４によ
り車速制御手段Ａを構成し、ステップ６〜１４により自
動減速制御手段Ｂを構成する。

【００１２】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御ブロック図

【図２】制御特性図

【図３】インジケータの平面図

【図４】制御フローチャート

【図５】田植機の全体側面図

【符号の説明】

３ エンジン ４ 無段変速装置 １２ 速度設定器 １５ 回転数検出手段 Ａ 車速制御手段 Ｂ 自動減速制御手段 ＣＹ アクチュエータ Ｎ１ 第１設定値 Ｎ２ 第２設定値

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) F16H 59/00 - 61/12 F16H 61/16 - 61/24 F16H 63/40 - 63/48 F16H 9/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体走行系に介装した無段変速装置
   （４）をアクチュエータ（ＣＹ）の駆動により変速操作
   可能に構成するとともに、エンジン（３）の回転数を検
   出する回転数検出手段（１５）を備え、速度設定器（１
   ２）の設定値と前記アクチュエータ（ＣＹ）による変速
   速度とが合致するよう制御する車速制御手段（Ａ）を備
   えてある作業機の走行制御装置であって、エンジン回転
   数が第１設定値（Ｎ１）まで下がると、前記速度設定器
   （１２）による設定値にかかわらず、前記無段変速装置
   （４）が所定の中間速度になるまで前記アクチュエータ
   （ＣＹ）を減速操作させ、かつ、エンジン回転数が前記
   第１設定値（Ｎ１）よりも低い第２設定値（Ｎ２）まで
   下がると、前記無段変速装置（４）が最低速度になるま
   で前記アクチュエータ（ＣＹ）を減速操作させる自動減
   速制御手段（Ｂ）を備えてある作業機の走行制御装置。