JP3274344B2 - 作業機の昇降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタ等の作業
機に連結された作業装置を、アイドリングでの走行停止
や、アイドリングの少し上のエンジン回転数での微速走
行時においても比較的迅速に上昇できて、良好に高さ調
節が行えるようにする技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】通常、トラクタ等の作業機ではアクセル
レバーをフル操作してエンジンを最高回転数（最大出力
の発生回転数）にセットした状態で、プラウや耕耘作業
を行うものである。例えば、特開平５‐２９２８０３号
公報に示されたもののように、耕耘装置を目標耕深に維
持する自動昇降制御を行うものでも、フルアクセルによ
ってエンジン出力に余力がある状態にすることを前提と
している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】トラクタでは、前述の
ように作業走行中ではエンジン回転数を上げた状態とす
るものであるが、エンジン起動直後の暖気運転時、作業
装置点検や小休止を行うべく圃場での走行停止時、或い
は民家脇での極低速移動時といった状況では、ハンドア
クセルレバーを操作して、エンジン回転数をアイドリン
グもしくはほぼそれに近い極低速回転状態に落とすこと
になる。そして、そのような状況のときには、作業装置
の高さ調節を伴うことも多いのであるが、アイドリング
付近の状態ではポンプ吐出量が少ないので、作業装置の
上昇速度が非常に緩慢であって非能率的な面があった。

【０００４】例えば、暖気運転終了後に発進するべく作
業装置を上昇させようとしてもなかなか上がってくれな
いので、そのようなときにはイライラしながら仕方なく
待つか、又はハンドアクセルレバーを操作してエンジン
回転数を上げて迅速に作業装置を上昇させ、それからそ
の後の走行に適したエンジン回転数に落ちる位置までハ
ンドアクセルレバーを操作するという煩わしい操作を行
うかの何方であり、改善の余地があった。本発明の目的
は、アイドリング状態での停止時や微速による作業走行
時といったときでも、操作上の煩わしさ無く、かつ、比
較的迅速に作業装置を上昇移動できて、能率的な操縦が
行えるようにする点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】

〔構 成〕上記目的達成のために本発明は、作業機の昇
降制御装置において、機体に連結された作業装置を駆動
昇降自在な油圧アクチュエータと、機体の走行速度を検
出する車速検出手段と、エンジン回転数を検出可能な回
転数検出手段と、エンジン回転数の調節が自在なアクセ
ル装置とを備え、アイドリング状態で、かつ、走行速度
が零又は微速であるときに、作業装置の上昇操作が行わ
れるとエンジン回転数を所定量上昇させるように、油圧
アクチュエータを操作可能な昇降操作具と、回転数検出
手段と、車速検出手段と、アクセル装置とを連係する回
転上昇制御手段を備えてあることを特徴とする。

【０００６】〔作 用〕前記特徴構成によると、アイド
リング状態で、かつ、走行速度が零又は微速であるとき
に、作業装置を上昇させると、自動的にエンジン回転数
が所定量上昇するので、ポンプ吐出量が多くなって作業
装置が迅速に上昇するようになる。例えば、倉庫におけ
るエンジン起動直後におけるアイドリング時に、発進に
備えるべく作業装置の上昇操作を行うと、その上昇操作
に伴ってエンジン回転数が、例えば５００ｒｐｍ上昇し
て比較的迅速に作業装置が上昇するので、待つことなく
移動走行開始状態が現出されるようになる。又、アイド
リング状態、又はその少し上の回転数での移動走行時、
すなわち、微速走行時に、作業装置を上限迄上げての迅
速な移動速度に移行させるような場合では、作業装置を
上昇操作すると迅速に上昇するとともに走行速度も速く
なるが、回転数の所定上昇量を、例えば、４〜５ｋｍ／
ｈの走行速度に上がるといった程度に、その走行速度増
加を実際上で支障のない低速範囲内に抑えることができ
る。つまり、エンジン回転数が低い状態でも走行速度が
低速状態であれば、単に上昇操作するだけで作業装置を
迅速に上昇させることが可能になる。

【０００７】〔効 果〕その結果、低速での走行状態、
及び機体停止時での作業装置の高さ調節状態を熟知して
の、言わば自動アクセルアップ的な工夫により、アイド
リング状態で、かつ、走行速度が零又は微速のときで
も、単なる上昇操作のみで迅速に作業装置を上昇させる
ことができ、作業能率をさらに高められる昇降制御装置
を提供できた。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下に、本発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。図１に耕耘機が示され、１は前
輪、２は後輪、３はエンジン、４は主クラッチ、５はミ
ッション、６は操縦パネル、７は３点式の不等辺昇降リ
ンク機構、８はロータリー耕耘装置、９は機体、１０は
リフトシリンダである。昇降リンク機構７は、リフトア
ーム１１、トップリンク１２、ロワーリンク１３、リフ
トロッド１４等を備えて構成される公知のものであり、
耕耘装置８は、耕耘爪１７、ロータリーカバー１５、及
びこれに枢支される後部カバー１６等を備えて構成され
る公知のものである。

【０００９】図１及び図２を用いて各部の構造を簡単に
説明すると、先ず、主クラッチ４を経た動力は主変速機
構ａや副変速機構（図示せず）、及びデフ機構ｂを介し
て後輪２に伝達されるとともに、ＰＴＯ変速機構ｃを介
してＰＴＯ軸２３に伝達される。主変速機構ａは、駆動
シフト操作用の油圧シリンダ（図示せず）と、ロータリ
ー式の変速操作弁（電磁バルブ式でも良い）２５を操作
する第１ギヤードモータ２４と図示しない走行用油圧ク
ラッチとを備え、第１ポテンショメータ２６ａを有した
走行変速レバー２６の操作で駆動変速操作されるもの、
所謂、公知（特開平５‐１０４９３号公報等）のパワー
シフト構造に構成されている。

【００１０】又、デフ機構ｂに動力伝達するピニオン軸
２７の単位時間当たりの回転数を検出する車速センサ
（車速検出手段の一例）２８を設けてあり、その検出情
報から演算して走行速度を割り出すようにしてある。そ
して、現在の変速段や自動モードか手動モードかを示す
表示装置３５を設けておけば便利である。この耕耘機で
は、後部カバー１６の上下揺動量に基づいて耕深を一定
に保つべく耕耘装置８を昇降する自動昇降制御、及び、
自動昇降制御時における走行速度を増減調節する車速制
御を融合して行うようにしてあり、次に説明する。

【００１１】 自動昇降制御手段Ａ 耕耘装置８による耕耘深さを設定値に維持する自動昇降
制御手段Ａが備えてある。すなわち、接地追従しての上
下揺動自在な後部カバー１６の上下揺動量を検出するポ
テンショメータで成るカバーセンサ１８が耕耘装置８に
設けられ、かつ、耕耘装置８の目標耕深を設定する耕深
設定手段である耕深設定ダイヤル１９が設けられてい
る。そして、カバーセンサ１８による検出値が耕深設定
ダイヤル１９で設定された値に合致するように、昇降駆
動機構であるリフトシリンダ１０の制御弁Ｖ1 を切換作
動させるように回路構成することにより、自動昇降制御
手段Ａが構成されている。

【００１２】 耕深補正制御手段Ｂ 耕深補正制御手段Ｂは、エンジン回転センサ（回転数検
出手段の一例）２０を設け、自動昇降制御手段Ａの作動
中におけるエンジン回転数の変化量が、予め範囲設定手
段２２で設定された許容変化量範囲よりも回転数減少方
向に大きくなるとその目標値を浅い側に補正し、かつ、
前記許容回転数範囲よりも回転数増大方向に大きくなる
と前記目標値を深い側に補正するように制御するもので
ある。実際の作動としては、回転数が下がり過ぎると耕
耘装置を上昇し、かつ、回転数が上がり過ぎると耕耘装
置を下降するのであり、制御装置３１によってエンジン
回転センサ２０とリフトシリンダ１０とが連係されてい
る。

【００１３】実際には、エンジン回転数の変化量とエン
ジン回転数の変化率とからファジイ制御により、カバー
センサ１８の目標値を修正するようになる。すなわち、
アクセルレバー２１をセットしての耕耘作業開始後にお
ける安定した耕耘負荷でのエンジン回転数を検出し、無
負荷でのエンジン回転数との差からそのときの基準負荷
を求めて記憶する。そして、変動するエンジン回転数を
随時検出してその実回転数と無負荷回転数との差から予
測される負荷と、基準負荷とを比較し、その差に応じて
耕深値を補正するのである。つまり、基準負荷と予測負
荷との差に基づいた耕深値の補正量がマップデータ等の
形式でメモリされており、ファジイ推論に基づいて制御
量を最終決定する。

【００１４】制御作動としては、自動昇降制御中に土質
変化等によって耕深補正制御が働き、目標耕深値が変更
された後にエンジン回転数が復帰してくると、元の自動
昇降制御状態に戻るようになる。例えば、軟弱地のため
に実耕深が深くなって回転数が下がり過ぎると目標耕深
を浅くするので回転数が迅速に回復するが、その状態の
ままで元の標準的な圃場状態に戻ると耕深が浅いことに
なって今度は回転数が高くなるので、再び耕深補正制御
が働いて耕深値を深い側にずらすように、すなわち、自
動昇降制御による元の基準耕深値に戻るようになるので
ある。尚、自動昇降制御手段Ａによって耕深値を所定範
囲に維持させる自動昇降制御をカバーオートと呼び、
又、上述したように、自動昇降制御手段Ａと耕深補正制
御手段Ｂとを合わせた制御を混合制御と呼ぶことにす
る。混合制御は、カバーＭＣオート（ＭＣは、Ｍｉｘ
Ｃｏｎｔｒｏｌの略）と呼んでも良い。

【００１５】 車速制御手段Ｃ これは、エンジン回転数が高まると機体９の走行速度を
速め、かつ、エンジン回転数が低くなると機体９の走行
速度を遅くすることにより、エンジン回転数をアクセル
レバー２１の操作位置によって定まる所定回転数範囲内
に維持するように、エンジン回転センサ２０の検出情報
に基づいてギヤードモータ２４を操作する制御である。
変速操作弁２５を操作する第１ギヤードモータ２４が、
主変速機構ａを変速操作自在な車速調節手段に相当して
いる。

【００１６】すなわち、アクセルレバー２１を適宜に操
作すると、その操作位置での無負荷エンジン回転数、最
大トルクが定まり、定格トルク（最大トルクの約８０％
に設定するものとする）も定まるから、負荷トルクがそ
の定格トルク近傍の値となるように車速を制御させるも
のである。例えば、定格トルクの１１０％以下の負荷ト
ルクとなるように車速を制御するものとし、検出負荷ト
ルクが定格トルクの５０％であるとすると、５０％＜１
１０％であるから、その状態から１段高速側に変速した
ときの負荷トルクを予測する。そして、その予測負荷ト
ルクが定格トルクの１１０％以下であれば変速して１速
上げ、１１０％より大きくなる場合には変速しない、と
いう制御である。定格トルクは余裕を見越して設定され
ており、その約１２５％で最大負荷トルクとなる。

【００１７】つまり、エンジン出力に余力があるときに
は、車速を速めて耕耘作業能率を高め、現実に負荷トル
クが定格トルクのα倍（例： 1.1倍）を越える等、土質
の変化等によって出力不足になったときには車速を落と
してトルクアップさせるのであり、実際には、アクセル
レバー２１の操作位置によって定まるエンジン回転数の
許容設定範囲（適正トルク範囲、すなわち定格トルクの
１１０％以下に対応したエンジン回転数）において、最
もその許容下限値に近いエンジン回転数、すなわち、定
格トルクの１１０％以下において最も１１０％に近い値
が現出されるように制御される。これは、トルク範囲に
不感帯を設けることに相当し、頻繁な変速の上げ下げに
よるハンチングが回避できる利点がある。この制御によ
り、設定エンジン回転数領域における発生トルクを最大
限に活用でき、耕耘作業を常に最大能率領域で発揮させ
ることができるようになる。

【００１８】 連係制御手段Ｅ 但し、車速制御手段Ｃの適用には条件がある。すなわ
ち、エンジン回転数が穏やかに変動する状態では車速制
御手段Ｃが実行され、かつ、エンジン回転数が急激で大
きく変動する状態では耕深補正制御手段Ｂが実行される
（すなわち、カバーＭＣオートが作動する）のであり、
その制御を行うために連係制御手段Ｅを設けてある。す
なわち、回転数検出手段２０による検出値のサンプリン
グ数が比較的少ない状態でエンジン回転数の移動平均を
求める第１演算手段Ｄ1 と、回転数検出手段２０による
検出値のサンプリング数が比較的多い状態でエンジン回
転数の移動平均を求める第２演算手段Ｄ2 とを設け、第
１演算手段Ｄ1 の演算結果に基づいて耕深補正制御手段
Ｂが、かつ、第２演算手段Ｄ2 の演算結果に基づいて車
速制御手段Ｃが夫々実行されるように連係制御手段Ｅが
構成されている。

【００１９】図４に示すエンジン回転数の経時変化グラ
フ（実線）があるとすると、第１演算手段Ｄ1 により、
単位時間毎の検出値を、例えば３個サンプリングして算
出された移動平均によるグラフ（一点破線）に基づいて
耕深補正制御手段Ｂを作動させ、第２演算手段Ｄ2 によ
り、単位時間毎の検出値を、例えば６個サンプリングし
て算出された移動平均によるグラフ（二点破線）に基づ
いて車速制御手段Ｃを作動させるのである。サンプリン
グ数が３の場合では、極端なピークが緩和されながらも
ほぼ生データに近い回転数変動状態が現出され、耕深補
正制御手段Ｂのデータとして適しているとともに、サン
プリング数が６の場合では、回転数変動が顕著に緩和さ
れ、急激で大きな変動具合が穏やかで小さな変動具合に
置き換えられ、車速制御手段Ｃのデータとして適したも
のとなる。尚、耕深補正制御手段Ｂを、サンプリング数
を１として、すなわちエンジン回転数の生データに基づ
いて制御させても良い。

【００２０】 最高速制御手段Ｆ 第１ギヤードモータ２４の作動によって走行速度が変更
された後に、実耕深が目標耕深に合致しなくなる制御不
能状態が生じると走行速度を減じるように、第１ギヤー
ドモータ２４と自動昇降制御手段Ａとを連係する最高速
度規制手段Ｆを設けてある。つまり、車速制御による最
高車速が目標耕深に入るかどうかで規制されるものであ
る。

【００２１】すなわち、車速制御手段Ｃによって走行速
度が次第に速くなっていくと、ついには耕耘装置８の耕
耘能力が追いつかなくなって、耕耘ロータリーが地面で
跳ね返されて浮き気味になることが考えられる。する
と、実際には満足な耕起が行われていないのに、後部カ
バーが垂れ下がって耕深が浅くなったという誤情報をカ
バーセンサが出し、自動昇降制御手段Ａによって耕深を
深くする制御が行われ、益々、耕耘ロータリーが地面に
跳ね返されて、いつまでたっても設定耕深の範囲に入る
ことができない制御不能となる。従って、走行速度が変
更された後に、自動昇降制御が不能になると走行速度を
減ずるようにすれば、耕耘装置８の浮き上がり現象が収
まり、自動昇降制御が正常に機能する状態に戻すことが
できる。つまり、自動昇降制御が成立するか否かでその
ときの最高車速を決める。

【００２２】 省力制御手段Ｇ これは、無駄なエンジン出力を抑えて燃費向上や騒音の
低減を図るものである。すなわち、車速制御手段Ｃの作
動によって現出される走行速度が、予め車速設定器２９
で設定された走行速度範囲外に出る場合には、車速制御
手段Ｃの作動に優先してエンジン回転数を変更させるよ
うに、ガバナー４０と車速設定器２９と車速センサ２８
とを連係するものが省力制御手段Ｇである。実際には、
アクセルレバー２１の操作量を検出するポテンショメー
タ２１ａと、ガバナー４０を駆動操作する第２ギヤード
モータ３０も連係されている。

【００２３】要するに、アクセルレバー２１が適宜に操
作された状態において、走行速度が車速設定器２９の設
定値を上回ると、設定車速範囲に入るべくアクセル（ガ
バナー４０）を絞ってエンジン回転数を下げ、逆に設定
値を下回ると、アクセル（ガバナー４０）を開いてエン
ジン回転数を上げるように制御させるものであり、車速
もコントロールされる。つまり、余力があればアクセル
を絞り、出力不足であればアクセルを開くことにより、
設定車速を現出するための最低限度の出力状態に制御す
るものであり、エンジン出力の無駄を省けるものにな
る。但し、アクセル絞り量の限界は、ＰＴＯ軸２３の回
転数が確保されるかどうかで規制する。

【００２４】次に、実際の耕耘制御動作について説明す
る。図２に示すように、各制御手段Ａ〜Ｇは制御装置３
１に備えられており、この制御装置３１には各種レバ
ー、設定器、センサ、及び操作モータ等が連係されてい
る。又、図３、及び図５〜図９には耕耘制御の各種フロ
ーチャートが示されており、以下、これらフローチャー
トを参考にして説明する。

【００２５】先ず、図３に示すように、モード切換スイ
ッチ３２を操作して、最大能率車速制御モード（自動操
作モード）、省エネ耕耘車速制御モード（自動操作モー
ド）、又は手動操作モードを選択する。最大能率車速制
御モード、又は省エネ耕耘車速制御モードが選択されて
制御が実行されているときに、非耕耘作業状態になると
そのときの状態で制御をロックする。非耕耘作業状態で
あるか否かの判断は、例えば、ステアリングセンサがＯ
Ｎとなる旋回時に耕耘装置８を対地浮上させるべく強制
上昇スイッチ（ポンパスイッチ）３６やポジションレバ
ーを上昇側に操作する、非旋回時において強制上昇スイ
ッチ３６やポジションレバーが上昇操作される、主クラ
ッチ（クラッチスイッチ３７）を切りにする、前後進切
換機構の切換レバー３４を中立操作する、前後進切換機
構の切換レバー３４が後進操作された状態において強制
上昇スイッチ３６やポジションレバーを上昇側に操作す
る等が挙げられる。

【００２６】そして、最大能率車速制御モード、又は省
エネ耕耘車速制御モードが実行されているときに、手動
操作による変速（変速レバー２６を動かす）を行えば、
それによって自動制御モードが解除され、手動操作モー
ドに切り換わるようになっている。手動操作モードに切
り換わると、車速制御の制御はキャンセルされる（手動
になる）が、混合制御については続行される。尚、ブレ
ーキ操作（ブレーキペダル３８を踏む）で自動制御モー
ドが解除されるものでも良い。次に、各自動制御モード
について説明する。

【００２７】ｉ 最大能率車速制御モードを選択した場
合（図５、図６） 先ず、初期特性設定を行い、作業時の初期走行速度（車
速）、目標耕深値、ＰＴＯ変速段、エンジン回転数（ア
クセルレバー位置）等を圃場条件等を考慮して予め適宜
に設定し（ステップ＃１）、それからポジションレバー
操作等によって耕耘作業を開始する（ステップ＃２）。

【００２８】耕耘作業開始後において、エンジン回転セ
ンサ２０の検出情報から、設定耕深を維持している状態
でのエンジン回転数変動が所定レベル（例えば、±１０
ｒｐｍ）以下に落ち着いたら（ステップ＃３）、アクセ
ルレバー２１の操作位置（通常はフルアクセルにするこ
とが多い）からそのときの定格エンジン回転数が求めら
れ、かつ、制御すべき回転数範囲が決定される（ステッ
プ＃４）。つまり、アクセルレバー設定に対応した無負
荷時の回転数のマップデータが予め制御装置３１に記憶
してあり、その無負荷回転数とそのアクセル設定での最
大馬力時回転数とから、最大能率を達成する適正エンジ
ン回転数の範囲（設定回転数範囲）が自動的に定められ
る。

【００２９】例えば、アクセルレバー設定による無負荷
回転数が２８００ｒｐｍであるときの最大馬力時回転数
が２６００ｒｐｍであれば、上限は２６２０ｒｐｍ、下
限が２４００ｒｐｍに夫々設定され、又、無負荷回転数
が２４００ｒｐｍであるときの最大馬力時回転数が２２
００ｒｐｍであると、上限が２２２０ｒｐｍ、下限が２
０００ｒｐｍに夫々設定される、といった具合である。

【００３０】次いで、第１演算手段Ｄ1 及び第２演算手
段Ｄ2 夫々によって移動平均を求め（ステップ＃５，
６）、第２演算手段Ｄ2 による実エンジン回転数と、設
定されたアクセルレバー位置での無負荷回転数との差か
ら割り出される耕耘負荷を一定区間において検出する
（ステップ＃７）。

【００３１】エンジンの回転数範囲が求められると、第
１演算手段Ｄ1 の検出結果に基づいての混合制御が開始
される（ステップ＃８）。混合制御は、自動昇降制御手
段Ａと耕深補正制御手段Ｂとから行われるものであり、
図９に示すフローチャートに従って作動する。すなわ
ち、目標耕深値やエンジン回転数の初期設定を行う（ス
テップ＃０１）のであるが、これらは既にステップ＃１
で処理されている。そこで、エンジン回転数が設定範囲
よりも高いか否かを判断し（ステップ＃０２）、高い場
合にはファジイ理論に基づいて目標耕深値を深い側に補
正し（ステップ＃０３）、ステップ＃０６に進む。高く
ない場合には、エンジン回転数が設定範囲よりも低いか
否かを判断し、（ステップ＃０４）、低い場合にはファ
ジイ理論に基づいて目標耕深値を浅い側に補正（ステッ
プ＃０５）してからステップ＃０６に進み、低くなく設
定範囲内にある場合でもステップ＃０６に進む。これら
ステップ＃０２〜＃０５が耕深補正制御手段Ｂによる制
御作動に相当する。

【００３２】ステップ＃０６では、耕深値が設定範囲内
にあるかどうかを判断し、範囲内であればステップ＃０
２に戻り、範囲外であれば目標耕深値よりも深いかどう
かを判断し（ステップ＃０７）、深い場合には耕耘装置
８を上昇させ（ステップ＃０８）、深くない場合、つま
り浅い場合には耕耘装置８を下降させ（ステップ＃０
９）てから、夫々ステップ＃０２に戻るのである。これ
らステップ＃０６〜＃０９が自動昇降制御手段Ａによる
制御作動に相当する。

【００３３】そして、ステップ＃９では、第２演算手段
Ｄ2 から求められたエンジン回転数が設定範囲より高い
かどうかを判断し、高いときには、その変速段の状態か
ら１段高速側に上げたときの耕耘負荷を、種々の条件
（ＰＴＯ変速段、エンジン回転数、走行変速段等）から
予測し、その予測値が、アクセルレバー２１の操作位置
で決まる定格負荷（定格トルク）のα倍以下かどうかを
求め（ステップ＃１３）る。α倍以下であるときには変
速段を１段上げて車速を速め（ステップ＃１５）、α倍
を上回る場合には、現状の変速段を維持し（ステップ＃
１４）、夫々ステップ＃４に戻る。

【００３４】ステップ＃９の判断がＮｏであるときには
ステップ＃１０に進み、第２演算手段Ｄ2 から求められ
たエンジン回転数が設定範囲より低いかどうかを判断
し、低いときには設定最低車速であるか否かを判断する
（ステップ＃１６）。最低車速まで落ちていないときに
はトルクアップを図るべく変速段を１段落し（ステップ
＃１２）、それからステップ＃４に戻る。最低車速であ
る場合には、そのときに混合制御による耕耘装置８の上
昇側の最大補正値（混合制御において予め定められた耕
深の限界補正量）を越えているか否かを判断し（ステッ
プ＃１７）、越えた場合にはもはや混合制御と車速制御
とでエンジン回転数の回復を図ることが不可能であるか
ら、ランプやブザーといった警告装置を作動させ（ステ
ップ＃１８）、操縦者に他の対策を促してステップ＃４
に戻る。対策としては、ＰＴＯ段や目標耕深値を負荷軽
減側に変更すること等が考えられる。越えない場合は、
混合制御による対処が可能であり、そのままステップ＃
４に戻る。

【００３５】ステップ＃１０の判断がＮｏであると、最
高速制御手段Ｆによる自動昇降制御が成立するかどうか
を判断し（ステップ＃１１）、成立する場合にはそのま
まステップ＃４に戻り、成立しない場合は、前述したよ
うに車速が速いのが原因であるから、変速段を１段落し
（ステップ＃１２）てからステップ＃４に戻る。実際に
は、ステップ＃１１において、一定時間の下げ指令の比
率を判断するようになっている。尚、ステップ＃１６で
最低車速である場合には、ステップ＃１７において耕深
補正制御手段Ｂで対応させる（耕深値を浅い側に補正す
る）のであり、その補正値が限界を越える（すなわち、
エンジンドロップが激しい状態）のは、当初のアクセル
設定が低いか、目標耕深値が深いか等の理由によるた
め、警報装置ですの旨を操縦者に知らしめる。

【００３６】つまり、最初のエンジン回転数設定に余裕
があると、混合制御が正常に作動している状態での車速
制御手段Ｃの作動により、変速段が上げられて実際の車
速が当初の設定車速を上回ることがあるが、速度が速ま
るのは耕耘作業能率が向上するので差し支えないため、
最大能率車速制御モードでは、速度上昇側では設定車速
を超えても可としている。但し、その速度アップされた
状態で自動昇降制御が成立するかどうかをステップ＃１
１で判断して対処させるものであり、自動制御が成立す
るかどうかの考え方は、最高速制御手段Ｆの項で述べた
通りである。

【００３７】ii 省エネ耕耘車速制御モードが選択され
た場合（図７、図８） このモードでの制御の進み方は、前述した最大能率車速
制御モードと出だし部分は同じであり、違いの部分につ
いて説明する。先ず、ステップ＃１〜ステップ＃３、及
びステップ＃５〜ステップ＃８については最大能率車速
制御モードと同じであるが、ステップ＃２０において
は、エンジン回転数範囲に代えて、走行速度の目標制御
範囲（目標車速範囲）を決めるものとなる点で明確に相
違する。以下、ステップ＃２１以降について説明する。

【００３８】ステップ＃２１では、負荷率（後述）がβ
（例えば、0.8 ）未満かどうかを判断し、0.8 未満であ
れば出力余裕が十分あるので変速段を１段上げる方針と
し、その１段上げたときの負荷率を予測し（ステップ＃
２５）、予測値がα（例えば、1.1 ）より大きくなる場
合には、そのときの変速段を維持してステップ＃２０に
戻る。予測値がα以下になる場合には、設定車速での最
高速度かどうかを判断し（ステップ＃２７）、既に最高
速度であるときにはステップ＃２０に戻り、最高速度で
ないときには変速段を１段上げた場合のアクセル目標位
置を計算する（ステップ＃２８）。つまり、車速を１段
上げた状態において、目標車速範囲になるようなアクセ
ル位置を予測計算する（負荷率が0.8 以上で1.1 以下と
なるようなアクセル位置を予測計算する手段も考えられ
る）。尚、負荷率は、負荷トルクをそのときのアクセル
位置での定格トルクで除じた値であると定義する。

【００３９】ステップ＃２８で求められたアクセル目標
位置が適切かどうかを、ＰＴＯ回転の制約条件等から判
断し（ステップ＃２９）、適切なときはステップ＃３１
に進んで変速段を１段上げ、それから、アクセル位置を
ステップ＃２８で求められた目標位置に実際に絞り操作
する（ステップ＃３２）。ステップ＃２９で適切でない
ときには、ステップ＃３０において、アクセル目標位置
を許容下限値（最低耕耘ピッチからエンジン回転数の下
限が予め決められている）に設定してから、ステップ＃
３１に進んで変速段を１段上げ、それから、アクセル位
置をステップ＃３０で求められた目標位置に実際に絞り
操作する（ステップ＃３２）。

【００４０】ステップ＃２１での判断がＮｏのときには
ステップ＃２２に進み、今度は負荷率がα（1.1 ）より
大きいかどうかを判断し、大きい場合には設定最低車速
であるかどうかを判断し（ステップ＃３３）、最低車速
であるときにはアクセルを開いて（ステップ＃３４）か
らステップ＃２０に戻る。つまり、設定車速範囲を低い
方に超えるときにはアクセルを開くのである。最低車速
でないときは、アクセル全開かどうかを判断し（ステッ
プ＃３５）、全開でないときには変速段を１段下げた場
合の目標アクセル位置を計算する（ステップ＃３６）。
つまり、車速を１段下げた状態において、目標車速範囲
になるようなアクセル位置を予測計算する（負荷率が0.
8 以上で1.1 以下となるようなアクセル位置を予測計算
する手段も考えられる）。

【００４１】次いで、変速段を１段下げ（ステップ＃３
７）、それから、アクセル位置をステップ＃３６で求め
られた目標位置に実際に絞り操作され（ステップ＃３
８）、その後ステップ＃２０に戻る。ステップ＃３５で
アクセル全開と判断された場合は、それ以上アクセルを
開くことができないので、即座にステップ＃３７に進ん
で変速段を１段下げる。そして、ステップ＃３８におい
てアクセルを目標位置にするのであるが、この場合は全
開のままであり、その状態でステップ＃２０に戻る。

【００４２】ステップ＃２２で負荷率がα以下であるの
は、要するに適性な負荷率であり、最高速度制御手段Ｆ
による自動昇降制御が成立するかどうかを判断し（ステ
ップ＃２３）、成立するときはそのままステップ＃２０
に戻り、成立しないときは変速段を１段下げ（ステップ
＃２４）、それからステップ＃２０に戻る。

【００４３】以上述べたように、最大能率車速制御は、
エンジン回転数がアクセルレバー位置で定まる設定回転
数範囲内に維持されるように制御するものであり、その
設定回転数域において可能なまで車速を速めることで最
大の作業能率を発揮させるものである。これに対し、省
エネ耕耘車速制御は、先ず車速範囲を設定し、その範囲
の車速を現出させるに足る最低のエンジン回転数に、す
なわちアクセル位置に制御させるものであり、意図する
作業走行速度を必要最小限度のアクセル量で現出させる
ことにより、燃費と騒音の改善を図りながら効率良く耕
耘作業させるものである。

【００４４】このトラクタでは、前記した各制御と別に
回転上昇制御手段Ｋ備えている。すなわち、回転上昇制
御手段Ｋは、アイドリング状態で、かつ、走行速度が零
又は微速であるときに、耕耘装置８の上昇操作が行われ
るとエンジン回転数を所定量上昇させるように、リフト
シリンダ（油圧アクチュエータの一例）１０の制御弁Ｖ
1 を操作可能な昇降レバー（昇降操作具の一例）４１
と、エンジン回転センサ２０と、車速センサ２８と、ガ
バナー（アクセル装置の一例）４０とを連係するもので
ある。尚、アクセル装置としてはスロットルでも良い。

【００４５】実際には、走行停止の判断手段として、主
クラッチ４のクラッチスイッチ３７と、前後進切換レバ
ー３４のスイッチ３４ａが連係されており、主クラッチ
が切りであるか、又は前後進切換機構（図示せず）が中
立操作、すなわち、走行変速系が中立操作されると、車
速センサ２８の情報如何に拘らずに回転上昇制御手段Ｋ
が作動する。又、７００ｒｐｍがアイドリング回転数の
場合の１０００ｒｐｍといった極低速回転数も、特許請
求の範囲における「アイドリング」状態に含まれるもの
であると定義しておく。つまり、アイドリング又はほぼ
アイドリング状態という意味である（図１０参照）。
尚、図１０では省略してあるが、「昇降レバーを上昇操
作」の上に「スタート」が、そして、「回転上昇制御手
段が作動」及び「回転上昇制御手段は非作動」の下には
「リターン」があるものとする。

【００４６】回転上昇制御手段Ｋが作動するのは、次の
ような場合である。 圃場における耕耘装置やプラウ等の作業装置点検の
ために、作業中にエンジンをアイドリング状態として一
時的に走行停止させたときに、点検し易くするために作
業装置を上昇させる場合。 代掻き作業のような軽負荷作業を、１０００ｒｐｍ
といったアイドリング付近のエンジン回転数状態で行っ
ているときに、枕地での旋回を行うべく耕耘装置８を上
昇させる場合。 作業終了後にアイドリング状態で機体を停止させて
作業装置を洗浄するのに、洗い易い位置とするべく上昇
させる場合。 暖気運転終了時に、移動走行に備えて作業装置を上
昇させる場合。 以上の他にも、作業装置の点検等種々の状態が考えられ
る。

【００４７】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利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】耕耘機の側面図

【図２】耕耘制御装置の機能系統を示すブロック図

【図３】制御モード選択のフローチャート

【図４】エンジン回転数の各種変動グラフ

【図５】最大能率車速制御モードのフローチャートその
１

【図６】最大能率車速制御モードのフローチャートその
２

【図７】省エネ耕耘車速制御モードのフローチャートそ
の１

【図８】省エネ耕耘車速制御モードのフローチャートそ
の２

【図９】混合制御（カバーＭＣオート）のフローチャー
ト

【図１０】回転上昇制御のフローチャート

【符号の説明】

８ 耕耘装置 ９ 機体 １０ 油圧アクチュエータ ２０ 回転数検出手段 ２８ 車速検出手段 ４０ アクセル装置 ４１ 昇降操作具 Ｋ 回転上昇制御手段

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体（９）に連結された作業装置（８）
   を駆動昇降自在な油圧アクチュエータ（１０）と、前記
   機体（９）の走行速度を検出する車速検出手段（２８）
   と、エンジン回転数を検出可能な回転数検出手段（２
   ０）と、エンジン回転数の調節が自在なアクセル装置
   （４０）とを備え、 アイドリング状態で、かつ、走行速度が零又は微速であ
   るときに、前記作業装置（８）の上昇操作が行われると
   エンジン回転数を所定量上昇させるように、前記油圧ア
   クチュエータ（１０）を操作可能な昇降操作具（４１）
   と、前記回転数検出手段（２０）と、前記車速検出手段
   （２８）と、前記アクセル装置（４０）とを連係する回
   転上昇制御手段（Ｋ）を備えてある作業機の昇降制御装
   置。