JP3493919B2 - トラクタの負荷制御装置 - Google Patents
トラクタの負荷制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明はトラクタの負荷制御
装置に関するものであり、特に、エンジン回転数に変動
があったときに作業機の昇降を行うようにしたトラクタ
の負荷制御装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】機体の
後部に耕耘用の作業機を昇降自在に連結し、デプスセン
サにより検出される実耕深値を設定耕深値に一致させる
ように作業機を昇降する耕深制御と、作業機の牽引負荷
をエンジン回転数から判別し、該エンジン回転数が所定
の範囲内に維持されるように作業機を昇降する負荷制御
とを備えたトラクタは知られている。 【０００３】しかし、前記トラクタが作業機を耕耘設定
値の位置まで下降させて耕耘作業を行っているとき、変
速装置のシフト操作を行うとエンジン回転数が変動し、
作業負荷が増加しないにも拘わらず負荷制御が実行され
て、作業機が急に上昇することがある。然るときは、耕
深が変化して圃場面の波うちが大きくなるという不具合
があった。 【０００４】そこで、耕深制御と負荷制御とを備えたト
ラクタに於いて、変速装置のシフト操作時に作業機の昇
降を制限して、整地性の良い作業を行うために解決すべ
き技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題
を解決することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、機体の後部に耕耘用
の作業機を昇降自在に連結し、デプスセンサにより検出
される実耕深値を設定耕深値に一致させるように作業機
を昇降する耕深制御と、作業機の牽引負荷をエンジン回
転数から判別し、該エンジン回転数が所定の範囲内に維
持されるように作業機を昇降する負荷制御とを備えたト
ラクタに於いて、エンジン回転数を検出する手段と、エ
ンジン回転数の変化率を演算する手段を設け、エンジン
回転数が予め設定した下限値以下になったとき、或いは
エンジン回転数の変化率が規定値以上になったときに作
業機上昇指令を出力する制御手段と、変速装置のシフト
操作を検出する手段とを設け、変速装置のシフト操作が
あったときは、前記エンジン回転数の変化率の規定値を
一定時間だけ変更するようにしたトラクタの負荷制御装
置を提供するものである。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。図１はトラクタ１０を示し、該トラ
クタ１０の前部にエンジン１１を載置し、エンジン１１
の側部に電子ガバナ１２が搭載されている。エンジン１
１の動力はミッションケース１３内に設けられた変速装
置により減速され、後輪１４及びＰＴＯ軸１５へ伝達さ
れる。エンジン１１の回転数はエンジン回転数センサ１
６にて検出する。 【０００７】一方、該トラクタ１０の後部にリンク機構
１７を介して耕耘用の作業機１８を連結する。このリン
ク機構１７はトップリンク１９と左右のロワーリンク２
０からなる３点リンク方式であり、左右のリフトアーム
２１の先端と左右のロワーリンク２０とを夫々リフトロ
ッド２２にて連結してある。 【０００８】そして、ミッションケース１３の上部に設
けられたリフトシリンダ２３の作動によりリフトアーム
２１を回動すれば、前記ロワーリンク２０が上下動して
作業機１８が昇降する。リフトアーム２１の回動角はリ
フトアームセンサ２４にて検出する。また、作業機１８
のメインカバー２５の後端にリヤカバー２６を回動自在
に取り付け、デプスセンサ２７によりリヤカバー２６の
回動角を検出する。 【０００９】ここで、運転席２８の近傍にはコントロー
ラ２９が設けられており、このコントローラ２９にポジ
ションレバー３０、耕深設定ダイヤル３１、負荷制御モ
ードスイッチ３２等を設ける。また、運転席１８の下部
に車速センサ３３を設ける。更に、ステアリング３４の
近傍位置に作業機昇降スイッチ３５を設け、ステアリン
グシャフト３６に操舵角センサ３７を装着する。 【００１０】図２はトラクタの耕深制御及び負荷制御系
のブロック図であり、前述したポジションレバー３０、
耕深設定ダイヤル３１、負荷制御モードスイッチ３２等
の設定信号はコントローラ２９へ入力される。また、エ
ンジン回転数センサ１６、リフトアームセンサ２４、デ
プスセンサ２７、車速センサ３３等の検出信号もコント
ローラ２９へ入力される。このほか、電子カバナ１２の
スロットル操作量はスロットル位置センサ３８により検
出され、コントロールラックの位置（ガバナの開度）は
ラック位置センサ３９により検出する。更に、変速装置
にシフト位置センサ４０を設け、変速レバーのシフト操
作を検出する。 【００１１】コントローラ２９は、デプスセンサ２７に
て検出したリヤカバー２６の回動角から実耕深値を演算
し、この実耕深値を耕深設定ダイヤル３１にて入力した
設定耕深値に一致させるように作業機１８の耕深制御を
行う。然るときは、前記リフトシリンダ２３を伸縮作動
させて作業機１８を昇降すべく、電磁比例弁の上昇用ソ
レノイド４１または下降用ソレノイド４２へ制御信号を
出力する。 【００１２】一方、電子ガバナ１２の制御は、スロット
ル位置センサ３８の検出値に応じて、コントローラ２９
からラックアクチュエータ４３へ制御信号を出力し、コ
ントロールラックの位置を調整してエンジン回転数を制
御する。また、負荷制御モードスイッチ３２をオンした
ときは、後述するように負荷制御が行われる。このとき
は、負荷制御モニタランプ４４がオンとなり、オペレー
タに負荷制御が実行中であることを知らせる。 【００１３】図３は変速装置のブロック図であり、エン
ジン１１の動力は主クラッチ４５を介して主変速装置４
６へ伝達され、走行系とＰＴＯ系に分岐される。走行系
の動力は主変速装置４６で変速された後に副変速装置４
７へ伝達される。副変速装置４７では走行系の動力を更
に変速して後輪１４へ伝達する。ここで、当該トラクタ
１０が四輪駆動車両であれば、前記副変速装置４７から
駆動切換装置４８に動力が分岐される。駆動切換装置４
８には四輪切換部４８ａと倍速装置４８ｂが設けられて
おり、前輪４９への動力伝達を入切可能にするとともに
旋回時に前輪４９の回転速度を増速して旋回性能を向上
させる。 【００１４】図４は変速レバー５０を示し、該変速レバ
ー５０はレバーガイドボックス５１のガイド溝５２に沿
って前後にシフトさせるようになっており、その回動範
囲の後側から前側へ順に「超低速（ＬＬ）」、「ロータ
リ（Ｌ）」、「プラウ・代掻き（Ｍ）」、「中立
（Ｎ）」、「走行（Ｈ）」などの各操作位置が設けられ
ている。 【００１５】例えば、「超低速」はクリープ作業などの
超低速走行をする操作位置であり、変速レバー５０を
「超低速」にシフトしたときは、変速レバー５０のグリ
ップ部に設けられている増速ボタン５３または減速ボタ
ン５４を押すことにより、第１段から第４段までの変速
が可能である。他の操作位置に於いても同様にして、増
速ボタン５３または減速ボタン５４を押すことにより、
その操作位置の変速可能領域内で１ステップずつシフト
アップまたはシフトダウンする。 【００１６】前述したように、変速レバー５０のシフト
位置はシフト位置センサ４０で検出され、このシフト位
置センサ４０の検出値及び増速ボタン５３または減速ボ
タン５４の押圧操作に基づいて、コントローラ２９から
主変速装置４６の切替バルブ及び副変速装置４７の切替
バルブへ信号を送り、主変速ギヤ及び副変速ギヤを切り
替える。これと同時に、前記レバーガイドボックス５１
に設けられた表示装置５５に信号を送り、変速装置のシ
フト位置を表示する。 【００１７】このように、１本の変速レバー５０で主変
速装置４６と副変速装置４７とを電気的に切り換えるこ
とができる。また、変速レバー５０を各操作位置へシフ
トする際には、クラッチペダルの踏圧操作を必要としな
い。 【００１８】次に、負荷制御について説明すれば、作業
機１８の牽引負荷をエンジン回転数から判別するため
に、コントローラ２９ではエンジン回転数センサ１６に
より周期的にエンジン回転数Ｒを検出し、一定時間内の
エンジン回転数の変化率Ｄを演算する。予め設定耕深値
に応じたエンジン回転数の下限値ＬR とエンジン回転数
の変化率の規定値ＤR を決めておき、作業負荷によりエ
ンジン回転数Ｒが前記下限値ＬR 以下になったとき、或
いはエンジン回転数の変化率Ｄが前記規定値ＤR以上に
なったときは、コントローラ２９から上昇用ソレノイド
４１へ制御信号を送り、作業機上昇指令を出力する。 【００１９】前記エンジン回転数の下限値ＬR の設定方
法の一例としては、予め所定の回転数Ｒa （例えばエン
ジン定格回転数）をＲＯＭに記憶させておき、負荷制御
を行う場合はＲＯＭに記憶したエンジン回転数Ｒa を読
み込んで基準回転数とし、該基準回転数（この場合
Ｒa ）から一定値Ｒk だけ下降した回転数を下限値Ｌa
とする。 【００２０】 【数１】 【００２１】そして、負荷によりエンジン回転数Ｒが低
下して該下限値Ｌa 以下になったときは、作業機１８を
上昇させて実耕深値を浅くすることにより、作業負荷が
軽減されてエンジン回転数Ｒが基準回転数Ｒa に復帰す
る。従って、過負荷によるエンストや車速低下を防止で
きる。 【００２２】或いは作業開始時に、作業機１８を下降さ
せて接地する直前の状態でエンジン回転数Ｒb を読み込
み、この無負荷時のエンジン回転数Ｒb を基準回転数と
し、該基準回転数（この場合Ｒb ）から一定値Ｒk だけ
下降した回転数を下限値Ｌbとしてもよい。 【００２３】 【数２】 【００２４】この設定方法では、オペーレータにより作
業時のエンジン回転数が異なる場合でも、夫々基準回転
数を設定できる。また、電子ガバナ１２のスロットル位
置をスロットル位置センサ３８にて読み取り、そのスロ
ットル位置に応じたエンジン回転数Ｒc を演算して基準
回転数とし、該基準回転数（この場合Ｒc ）から一定値
Ｒk だけ下降した回転数を下限値Ｌc としてもよい。 【００２５】 【数３】 【００２６】この設定方法では、エンジン回転数Ｒが変
動する場合でもスロットル位置は常に安定しているの
で、基準回転数及び下限値を確実に設定できる。ここ
で、前記基準回転数を比較的低めに設定した場合は、耕
耘時の負荷によってエンストが早めに起こりやすい。こ
れを防止するために、基準回転数が高いときに設定した
一定値Ｒk に対して、基準回転数が低いときは前記一定
値Ｒk を小さな値Ｒk2に変更し、小さな負荷変動でも作
業機を早めに上昇させるようにしてもよい。 【００２７】 【数４】 【００２８】例えば、基準回転数が２５００rpm のとき
に前記一定値Ｒk を１０００rpm に設定すれば、エンジ
ン回転数Ｒが１０００rpm 下降するまでは作業機１８が
上昇しないが、基準回転数が２０００rpm のときに一定
値Ｒk2を８００rpm と小さく設定することにより、エン
ジン回転数Ｒが８００rpm 下降した時点で作業機１８を
上昇させることができる。 【００２９】このとき、コントローラ２９から作業機上
昇指令を出力する際、上昇用ソレノイド４１を駆動する
制御信号のデューティ比を通常より大きくすれば、急速
に作業機１８が上昇してエンジン回転数Ｒが短時間で基
準回転数に復帰する。 【００３０】一方、前記エンジン回転数の変化率の規定
値ＤR を設定する方法の一例としては、予め所定の規定
値Ｄa をＲＯＭに記憶させておき、負荷制御を行う場合
はＲＯＭからこの規定値Ｄa を読み込む。そして、負荷
によりエンジン回転数Ｒが下げ側へ変動してエンジン回
転数の変化率Ｄが増大し、この変化率Ｄが前記規定値Ｄ
a 以上になったときは、作業機１８を上昇させて実耕深
値を浅くすることにより、作業負荷が軽減されてエンジ
ン回転数Ｒが安定した状態に復帰する。従って、過負荷
によるエンストや車速低下を防止できる。 【００３１】或いは、車速センサ３３にてトラクタ１０
の車速を検出し、車速に応じてエンジン回転数の変化率
の規定値ＤR を変更してもよい。車速が高くなるのに伴
って作業機１８の牽引負荷が大きくなり、エンジン回転
数の変化率が増大してエンストが生じやすい。これを防
止するために、車速が低いときに設定した規定値Ｄbに
対して、車速が高くなるのに伴って規定値Ｄb を小さな
値Ｄb2に変更し、小さな負荷変動でも作業機を早めに上
昇させるようにしてもよい。 【００３２】ここで、エンジン回転数の変化率Ｄの算出
方法について説明する。コントローラ２９ではエンジン
回転数センサ１６により周期的にエンジン回転数Ｒを検
出し、一定時間内のエンジン回転数の変化率Ｄを演算す
るが、あまり短い時間内で変化率を算出すると、エンジ
ン回転数センサ１６のノイズにより誤差が生じて演算結
果が不正確になる虞がある。 【００３３】これを防止するために、周期的に検出した
エンジン回転数に基づき、一定時間経過毎の変化率を算
出する。例えば図５に示すように、１００msec毎にエン
ジン回転数Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ……を検出して順次メモリ
に記憶する。そして、先ず最初に検出したエンジン回転
数Ｒ1 とその時点から一定時間（例えば５００msec）が
経過した時点のエンジン回転数Ｒ6 をピックアップし、
双方の値Ｒ1 とＲ6 からエンジン回転数の変化率Ｄ1 を
算出する。 【００３４】続いて２番目（即ちＲ1 の１００msec後）
に検出したエンジン回転数Ｒ2 とその時点から一定時間
が経過した時点のエンジン回転数Ｒ7 （即ちＲ6 の１０
０msec後）をピックアップし、双方の値Ｒ2 とＲ7 から
エンジン回転数の変化率Ｄ2を算出する。 【００３５】更に、３番目以降も同様にして１００msec
ずらして一定時間毎のエンジン回転数の変化率を算出す
る。このように、ある程度長い間隔でエンジン回転数の
変化率Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ……を算出することにより、エ
ンジン回転数センサ１６のノイズの影響が少なくなって
演算結果が正確になる。尚、エンジン回転数の変化率の
算出が終了した後に不要になったデータについては、最
初に検出したエンジン回転数Ｒ1 から順次消去していけ
ば、メモリの使用領域を少なくできる。 【００３６】また、エンジン回転数の変化率Ｄが規定値
ＤR 以上になり、コントローラ２９から作業機上昇指令
を出力する際、前記変化率Ｄの大小に応じて上昇用ソレ
ノイド４１を駆動する制御信号のデューティ比を変更し
てもよい。エンジン回転数の変化率Ｄが大きいほど前記
デューティ比を大きくすれば、急速に作業機１８が上昇
してエンジン回転数Ｒが短時間で安定した状態に復帰す
る。 【００３７】ここで、前記トラクタ１０が作業機１８を
耕耘設定値の位置まで下降させて耕耘作業を行っている
とき、変速装置のシフト操作を行うとエンジン回転数Ｒ
が変動し、作業負荷が増加しないにも拘わらず負荷制御
が実行されて、作業機１８が急に上昇することがある。 【００３８】例えば、主変速を１速から２速へシフトア
ップした場合には、図６に示すように、シフト操作を開
始した時点（Ｔ1 ）で主変速の１速がオフになるととも
に主クラッチ接続圧力が減少し始め、約0.3 秒ほどで主
クラッチ接続圧力が最低になって、主クラッチが「切」
となる。この時点（Ｔ2 ）で主変速の２速がオンにな
り、主クラッチ接続圧力が増加し始める。そして、約0.
6 秒ほど経過した時点（Ｔ3 ）で主クラッチ接続圧力が
最高となって主クラッチが「入」となり、シフト操作が
完了する。 【００３９】エンジン回転数Ｒの変動をみれば、シフト
開始時点（Ｔ1 ）で主クラッチが切れ始めると、エンジ
ンに掛かる負荷が減少してエンジン回転数Ｒが上昇す
る。エンジン回転数Ｒの上昇は主クラッチが「切」とな
る時点（Ｔ2 ）まで続き、主クラッチの昇圧開始以降は
エンジンに掛かる負荷が増加するので、エンジン回転数
Ｒは主クラッチが「入」となる時点（Ｔ3 ）まで低下し
続ける。 【００４０】このように、変速装置のシフト操作により
エンジン回転数Ｒに変動が生じるが、この変動による作
業機１８の不慮上昇を防止するために、図７のフローチ
ャートに示すように、負荷制御が実行されている場合で
あっても（ステップ１０２）、シフト位置センサ４０に
より変速装置のシフト操作が検出されたときは（ステッ
プ１０３）、シフト操作開始から一定時間（例えば約１
秒間程度）が経過しないときは、作業機上昇指令を出力
しないようにする（ステップ１０５）。 【００４１】一方、シフト操作がない場合や、シフト操
作から一定時間が経過した場合は、そのまま負荷制御を
継続する（ステップ１０３→１０６、ステップ１０５→
１０６）。また、１回のシフト操作で変速装置を２段以
上シフトアップしたときは、エンジン回転数Ｒの低下が
やや大きくなるので、負荷制御を継続させる（ステップ
１０４→１０６）。 【００４２】そして、エンジン回転数Ｒが下限値ＬR 以
下またはエンジン回転数の変化率Ｄが規定値ＤR 以上と
なったときは（ステップ１０６）、作業機上昇指令を出
力する（ステップ１０７）。 【００４３】尚、図６に示すように、主クラッチが接続
された後はエンジン回転数Ｒは２速位置に応じた一定値
を保持するが、主クラッチの昇圧中にエンジン回転数Ｒ
が下降し過ぎ、シフト操作が完了した時点（Ｔ3 ）から
僅かに遅れた時点（Ｔ4 ）でエンジン回転数Ｒが安定す
ることがある。このため、図７のステップ１０５に於い
ては、シフト操作完了後約0.5 秒ほど経過してエンジン
回転数Ｒが安定するまでは、作業機１３の上昇出力をし
ない方がよい。 【００４４】また、図８のフローチャートに示すよう
に、負荷制御が実行されている場合であっても（ステッ
プ２０２）、変速装置のシフト操作が検出されたときは
（ステップ２０３）、シフト操作開始から一定時間が経
過しないときは（ステップ２０４）、エンジン回転数の
変化率の規定値ＤR を変更して、通常より大きい値にセ
ットする（ステップ２０５）。 【００４５】図９に示すように、設定耕深値に応じて定
められた標準のエンジン回転数の変化率の規定値
（ＤR ）に対して、変速装置のシフトアップ操作があっ
たときは、一時的に大きなエンジン回転数の変化率の規
定値（ＤR2）に変更する。即ち、シフト操作開始から一
定時間が経過しないときは、エンジン回転数Ｒが通常よ
り大きく変動しないと作業機１８の上昇を行わないよう
にする。 【００４６】一方、シフト操作がない場合や、シフト操
作開始から一定時間が経過した場合は、エンジン回転数
の変化率の規定値ＤR を通常値にセットする（ステップ
２０３→２０６、ステップ２０４→２０６）。 【００４７】そして、エンジン回転数Ｒが下限値ＬR 以
下またはエンジン回転数の変化率Ｄが規定値ＤR 以上と
なったときは（ステップ２０７）、作業機上昇指令を出
力する（ステップ２０８）。即ち、ステップ２０５でエ
ンジン回転数の変化率の規定値ＤR を通常より大きい値
にセットした場合でも、エンジン回転数Ｒが緩慢に低下
して下限値ＬR 以下になった場合は、作業機１８を上昇
させてエンストを防止する。 【００４８】斯くして、シフト操作を行ったときは、エ
ンジン回転数Ｒが多少変動してエンジン回転数の変化率
Ｄが規定値ＤR を超えた場合でも作業機１８の昇降は行
われず、実作業中の負荷によるエンジン回転数Ｒの大き
な変動によってのみ作業機１８の昇降が行われるように
なる。 【００４９】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。 【００５０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明では耕深制
御と負荷制御とにより作業機を昇降可能にしたトラクタ
に於いて、変速装置のシフト操作があったときは、エン
ジン回転数の変化率の規定値を一定時間だけ変更する。
このため、エンジン回転数が多少変動した場合でも作業
機の昇降は行われず、実作業中の負荷によるエンジン回
転数の大きな変動によってのみ作業機の昇降が行われる
ようになる。 【００５１】斯くして、変速装置のシフト操作時に耕深
が変化して圃場面の波うちが大きくなるという不具合を
解消でき、整地性の良い作業を行うことが可能になっ
た。
装置に関するものであり、特に、エンジン回転数に変動
があったときに作業機の昇降を行うようにしたトラクタ
の負荷制御装置に関するものである。 【０００２】 【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】機体の
後部に耕耘用の作業機を昇降自在に連結し、デプスセン
サにより検出される実耕深値を設定耕深値に一致させる
ように作業機を昇降する耕深制御と、作業機の牽引負荷
をエンジン回転数から判別し、該エンジン回転数が所定
の範囲内に維持されるように作業機を昇降する負荷制御
とを備えたトラクタは知られている。 【０００３】しかし、前記トラクタが作業機を耕耘設定
値の位置まで下降させて耕耘作業を行っているとき、変
速装置のシフト操作を行うとエンジン回転数が変動し、
作業負荷が増加しないにも拘わらず負荷制御が実行され
て、作業機が急に上昇することがある。然るときは、耕
深が変化して圃場面の波うちが大きくなるという不具合
があった。 【０００４】そこで、耕深制御と負荷制御とを備えたト
ラクタに於いて、変速装置のシフト操作時に作業機の昇
降を制限して、整地性の良い作業を行うために解決すべ
き技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題
を解決することを目的とする。 【０００５】 【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、機体の後部に耕耘用
の作業機を昇降自在に連結し、デプスセンサにより検出
される実耕深値を設定耕深値に一致させるように作業機
を昇降する耕深制御と、作業機の牽引負荷をエンジン回
転数から判別し、該エンジン回転数が所定の範囲内に維
持されるように作業機を昇降する負荷制御とを備えたト
ラクタに於いて、エンジン回転数を検出する手段と、エ
ンジン回転数の変化率を演算する手段を設け、エンジン
回転数が予め設定した下限値以下になったとき、或いは
エンジン回転数の変化率が規定値以上になったときに作
業機上昇指令を出力する制御手段と、変速装置のシフト
操作を検出する手段とを設け、変速装置のシフト操作が
あったときは、前記エンジン回転数の変化率の規定値を
一定時間だけ変更するようにしたトラクタの負荷制御装
置を提供するものである。 【０００６】 【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。図１はトラクタ１０を示し、該トラ
クタ１０の前部にエンジン１１を載置し、エンジン１１
の側部に電子ガバナ１２が搭載されている。エンジン１
１の動力はミッションケース１３内に設けられた変速装
置により減速され、後輪１４及びＰＴＯ軸１５へ伝達さ
れる。エンジン１１の回転数はエンジン回転数センサ１
６にて検出する。 【０００７】一方、該トラクタ１０の後部にリンク機構
１７を介して耕耘用の作業機１８を連結する。このリン
ク機構１７はトップリンク１９と左右のロワーリンク２
０からなる３点リンク方式であり、左右のリフトアーム
２１の先端と左右のロワーリンク２０とを夫々リフトロ
ッド２２にて連結してある。 【０００８】そして、ミッションケース１３の上部に設
けられたリフトシリンダ２３の作動によりリフトアーム
２１を回動すれば、前記ロワーリンク２０が上下動して
作業機１８が昇降する。リフトアーム２１の回動角はリ
フトアームセンサ２４にて検出する。また、作業機１８
のメインカバー２５の後端にリヤカバー２６を回動自在
に取り付け、デプスセンサ２７によりリヤカバー２６の
回動角を検出する。 【０００９】ここで、運転席２８の近傍にはコントロー
ラ２９が設けられており、このコントローラ２９にポジ
ションレバー３０、耕深設定ダイヤル３１、負荷制御モ
ードスイッチ３２等を設ける。また、運転席１８の下部
に車速センサ３３を設ける。更に、ステアリング３４の
近傍位置に作業機昇降スイッチ３５を設け、ステアリン
グシャフト３６に操舵角センサ３７を装着する。 【００１０】図２はトラクタの耕深制御及び負荷制御系
のブロック図であり、前述したポジションレバー３０、
耕深設定ダイヤル３１、負荷制御モードスイッチ３２等
の設定信号はコントローラ２９へ入力される。また、エ
ンジン回転数センサ１６、リフトアームセンサ２４、デ
プスセンサ２７、車速センサ３３等の検出信号もコント
ローラ２９へ入力される。このほか、電子カバナ１２の
スロットル操作量はスロットル位置センサ３８により検
出され、コントロールラックの位置（ガバナの開度）は
ラック位置センサ３９により検出する。更に、変速装置
にシフト位置センサ４０を設け、変速レバーのシフト操
作を検出する。 【００１１】コントローラ２９は、デプスセンサ２７に
て検出したリヤカバー２６の回動角から実耕深値を演算
し、この実耕深値を耕深設定ダイヤル３１にて入力した
設定耕深値に一致させるように作業機１８の耕深制御を
行う。然るときは、前記リフトシリンダ２３を伸縮作動
させて作業機１８を昇降すべく、電磁比例弁の上昇用ソ
レノイド４１または下降用ソレノイド４２へ制御信号を
出力する。 【００１２】一方、電子ガバナ１２の制御は、スロット
ル位置センサ３８の検出値に応じて、コントローラ２９
からラックアクチュエータ４３へ制御信号を出力し、コ
ントロールラックの位置を調整してエンジン回転数を制
御する。また、負荷制御モードスイッチ３２をオンした
ときは、後述するように負荷制御が行われる。このとき
は、負荷制御モニタランプ４４がオンとなり、オペレー
タに負荷制御が実行中であることを知らせる。 【００１３】図３は変速装置のブロック図であり、エン
ジン１１の動力は主クラッチ４５を介して主変速装置４
６へ伝達され、走行系とＰＴＯ系に分岐される。走行系
の動力は主変速装置４６で変速された後に副変速装置４
７へ伝達される。副変速装置４７では走行系の動力を更
に変速して後輪１４へ伝達する。ここで、当該トラクタ
１０が四輪駆動車両であれば、前記副変速装置４７から
駆動切換装置４８に動力が分岐される。駆動切換装置４
８には四輪切換部４８ａと倍速装置４８ｂが設けられて
おり、前輪４９への動力伝達を入切可能にするとともに
旋回時に前輪４９の回転速度を増速して旋回性能を向上
させる。 【００１４】図４は変速レバー５０を示し、該変速レバ
ー５０はレバーガイドボックス５１のガイド溝５２に沿
って前後にシフトさせるようになっており、その回動範
囲の後側から前側へ順に「超低速（ＬＬ）」、「ロータ
リ（Ｌ）」、「プラウ・代掻き（Ｍ）」、「中立
（Ｎ）」、「走行（Ｈ）」などの各操作位置が設けられ
ている。 【００１５】例えば、「超低速」はクリープ作業などの
超低速走行をする操作位置であり、変速レバー５０を
「超低速」にシフトしたときは、変速レバー５０のグリ
ップ部に設けられている増速ボタン５３または減速ボタ
ン５４を押すことにより、第１段から第４段までの変速
が可能である。他の操作位置に於いても同様にして、増
速ボタン５３または減速ボタン５４を押すことにより、
その操作位置の変速可能領域内で１ステップずつシフト
アップまたはシフトダウンする。 【００１６】前述したように、変速レバー５０のシフト
位置はシフト位置センサ４０で検出され、このシフト位
置センサ４０の検出値及び増速ボタン５３または減速ボ
タン５４の押圧操作に基づいて、コントローラ２９から
主変速装置４６の切替バルブ及び副変速装置４７の切替
バルブへ信号を送り、主変速ギヤ及び副変速ギヤを切り
替える。これと同時に、前記レバーガイドボックス５１
に設けられた表示装置５５に信号を送り、変速装置のシ
フト位置を表示する。 【００１７】このように、１本の変速レバー５０で主変
速装置４６と副変速装置４７とを電気的に切り換えるこ
とができる。また、変速レバー５０を各操作位置へシフ
トする際には、クラッチペダルの踏圧操作を必要としな
い。 【００１８】次に、負荷制御について説明すれば、作業
機１８の牽引負荷をエンジン回転数から判別するため
に、コントローラ２９ではエンジン回転数センサ１６に
より周期的にエンジン回転数Ｒを検出し、一定時間内の
エンジン回転数の変化率Ｄを演算する。予め設定耕深値
に応じたエンジン回転数の下限値ＬR とエンジン回転数
の変化率の規定値ＤR を決めておき、作業負荷によりエ
ンジン回転数Ｒが前記下限値ＬR 以下になったとき、或
いはエンジン回転数の変化率Ｄが前記規定値ＤR以上に
なったときは、コントローラ２９から上昇用ソレノイド
４１へ制御信号を送り、作業機上昇指令を出力する。 【００１９】前記エンジン回転数の下限値ＬR の設定方
法の一例としては、予め所定の回転数Ｒa （例えばエン
ジン定格回転数）をＲＯＭに記憶させておき、負荷制御
を行う場合はＲＯＭに記憶したエンジン回転数Ｒa を読
み込んで基準回転数とし、該基準回転数（この場合
Ｒa ）から一定値Ｒk だけ下降した回転数を下限値Ｌa
とする。 【００２０】 【数１】 【００２１】そして、負荷によりエンジン回転数Ｒが低
下して該下限値Ｌa 以下になったときは、作業機１８を
上昇させて実耕深値を浅くすることにより、作業負荷が
軽減されてエンジン回転数Ｒが基準回転数Ｒa に復帰す
る。従って、過負荷によるエンストや車速低下を防止で
きる。 【００２２】或いは作業開始時に、作業機１８を下降さ
せて接地する直前の状態でエンジン回転数Ｒb を読み込
み、この無負荷時のエンジン回転数Ｒb を基準回転数と
し、該基準回転数（この場合Ｒb ）から一定値Ｒk だけ
下降した回転数を下限値Ｌbとしてもよい。 【００２３】 【数２】 【００２４】この設定方法では、オペーレータにより作
業時のエンジン回転数が異なる場合でも、夫々基準回転
数を設定できる。また、電子ガバナ１２のスロットル位
置をスロットル位置センサ３８にて読み取り、そのスロ
ットル位置に応じたエンジン回転数Ｒc を演算して基準
回転数とし、該基準回転数（この場合Ｒc ）から一定値
Ｒk だけ下降した回転数を下限値Ｌc としてもよい。 【００２５】 【数３】 【００２６】この設定方法では、エンジン回転数Ｒが変
動する場合でもスロットル位置は常に安定しているの
で、基準回転数及び下限値を確実に設定できる。ここ
で、前記基準回転数を比較的低めに設定した場合は、耕
耘時の負荷によってエンストが早めに起こりやすい。こ
れを防止するために、基準回転数が高いときに設定した
一定値Ｒk に対して、基準回転数が低いときは前記一定
値Ｒk を小さな値Ｒk2に変更し、小さな負荷変動でも作
業機を早めに上昇させるようにしてもよい。 【００２７】 【数４】 【００２８】例えば、基準回転数が２５００rpm のとき
に前記一定値Ｒk を１０００rpm に設定すれば、エンジ
ン回転数Ｒが１０００rpm 下降するまでは作業機１８が
上昇しないが、基準回転数が２０００rpm のときに一定
値Ｒk2を８００rpm と小さく設定することにより、エン
ジン回転数Ｒが８００rpm 下降した時点で作業機１８を
上昇させることができる。 【００２９】このとき、コントローラ２９から作業機上
昇指令を出力する際、上昇用ソレノイド４１を駆動する
制御信号のデューティ比を通常より大きくすれば、急速
に作業機１８が上昇してエンジン回転数Ｒが短時間で基
準回転数に復帰する。 【００３０】一方、前記エンジン回転数の変化率の規定
値ＤR を設定する方法の一例としては、予め所定の規定
値Ｄa をＲＯＭに記憶させておき、負荷制御を行う場合
はＲＯＭからこの規定値Ｄa を読み込む。そして、負荷
によりエンジン回転数Ｒが下げ側へ変動してエンジン回
転数の変化率Ｄが増大し、この変化率Ｄが前記規定値Ｄ
a 以上になったときは、作業機１８を上昇させて実耕深
値を浅くすることにより、作業負荷が軽減されてエンジ
ン回転数Ｒが安定した状態に復帰する。従って、過負荷
によるエンストや車速低下を防止できる。 【００３１】或いは、車速センサ３３にてトラクタ１０
の車速を検出し、車速に応じてエンジン回転数の変化率
の規定値ＤR を変更してもよい。車速が高くなるのに伴
って作業機１８の牽引負荷が大きくなり、エンジン回転
数の変化率が増大してエンストが生じやすい。これを防
止するために、車速が低いときに設定した規定値Ｄbに
対して、車速が高くなるのに伴って規定値Ｄb を小さな
値Ｄb2に変更し、小さな負荷変動でも作業機を早めに上
昇させるようにしてもよい。 【００３２】ここで、エンジン回転数の変化率Ｄの算出
方法について説明する。コントローラ２９ではエンジン
回転数センサ１６により周期的にエンジン回転数Ｒを検
出し、一定時間内のエンジン回転数の変化率Ｄを演算す
るが、あまり短い時間内で変化率を算出すると、エンジ
ン回転数センサ１６のノイズにより誤差が生じて演算結
果が不正確になる虞がある。 【００３３】これを防止するために、周期的に検出した
エンジン回転数に基づき、一定時間経過毎の変化率を算
出する。例えば図５に示すように、１００msec毎にエン
ジン回転数Ｒ1 ，Ｒ2 ，Ｒ3 ……を検出して順次メモリ
に記憶する。そして、先ず最初に検出したエンジン回転
数Ｒ1 とその時点から一定時間（例えば５００msec）が
経過した時点のエンジン回転数Ｒ6 をピックアップし、
双方の値Ｒ1 とＲ6 からエンジン回転数の変化率Ｄ1 を
算出する。 【００３４】続いて２番目（即ちＲ1 の１００msec後）
に検出したエンジン回転数Ｒ2 とその時点から一定時間
が経過した時点のエンジン回転数Ｒ7 （即ちＲ6 の１０
０msec後）をピックアップし、双方の値Ｒ2 とＲ7 から
エンジン回転数の変化率Ｄ2を算出する。 【００３５】更に、３番目以降も同様にして１００msec
ずらして一定時間毎のエンジン回転数の変化率を算出す
る。このように、ある程度長い間隔でエンジン回転数の
変化率Ｄ1 ，Ｄ2 ，Ｄ3 ……を算出することにより、エ
ンジン回転数センサ１６のノイズの影響が少なくなって
演算結果が正確になる。尚、エンジン回転数の変化率の
算出が終了した後に不要になったデータについては、最
初に検出したエンジン回転数Ｒ1 から順次消去していけ
ば、メモリの使用領域を少なくできる。 【００３６】また、エンジン回転数の変化率Ｄが規定値
ＤR 以上になり、コントローラ２９から作業機上昇指令
を出力する際、前記変化率Ｄの大小に応じて上昇用ソレ
ノイド４１を駆動する制御信号のデューティ比を変更し
てもよい。エンジン回転数の変化率Ｄが大きいほど前記
デューティ比を大きくすれば、急速に作業機１８が上昇
してエンジン回転数Ｒが短時間で安定した状態に復帰す
る。 【００３７】ここで、前記トラクタ１０が作業機１８を
耕耘設定値の位置まで下降させて耕耘作業を行っている
とき、変速装置のシフト操作を行うとエンジン回転数Ｒ
が変動し、作業負荷が増加しないにも拘わらず負荷制御
が実行されて、作業機１８が急に上昇することがある。 【００３８】例えば、主変速を１速から２速へシフトア
ップした場合には、図６に示すように、シフト操作を開
始した時点（Ｔ1 ）で主変速の１速がオフになるととも
に主クラッチ接続圧力が減少し始め、約0.3 秒ほどで主
クラッチ接続圧力が最低になって、主クラッチが「切」
となる。この時点（Ｔ2 ）で主変速の２速がオンにな
り、主クラッチ接続圧力が増加し始める。そして、約0.
6 秒ほど経過した時点（Ｔ3 ）で主クラッチ接続圧力が
最高となって主クラッチが「入」となり、シフト操作が
完了する。 【００３９】エンジン回転数Ｒの変動をみれば、シフト
開始時点（Ｔ1 ）で主クラッチが切れ始めると、エンジ
ンに掛かる負荷が減少してエンジン回転数Ｒが上昇す
る。エンジン回転数Ｒの上昇は主クラッチが「切」とな
る時点（Ｔ2 ）まで続き、主クラッチの昇圧開始以降は
エンジンに掛かる負荷が増加するので、エンジン回転数
Ｒは主クラッチが「入」となる時点（Ｔ3 ）まで低下し
続ける。 【００４０】このように、変速装置のシフト操作により
エンジン回転数Ｒに変動が生じるが、この変動による作
業機１８の不慮上昇を防止するために、図７のフローチ
ャートに示すように、負荷制御が実行されている場合で
あっても（ステップ１０２）、シフト位置センサ４０に
より変速装置のシフト操作が検出されたときは（ステッ
プ１０３）、シフト操作開始から一定時間（例えば約１
秒間程度）が経過しないときは、作業機上昇指令を出力
しないようにする（ステップ１０５）。 【００４１】一方、シフト操作がない場合や、シフト操
作から一定時間が経過した場合は、そのまま負荷制御を
継続する（ステップ１０３→１０６、ステップ１０５→
１０６）。また、１回のシフト操作で変速装置を２段以
上シフトアップしたときは、エンジン回転数Ｒの低下が
やや大きくなるので、負荷制御を継続させる（ステップ
１０４→１０６）。 【００４２】そして、エンジン回転数Ｒが下限値ＬR 以
下またはエンジン回転数の変化率Ｄが規定値ＤR 以上と
なったときは（ステップ１０６）、作業機上昇指令を出
力する（ステップ１０７）。 【００４３】尚、図６に示すように、主クラッチが接続
された後はエンジン回転数Ｒは２速位置に応じた一定値
を保持するが、主クラッチの昇圧中にエンジン回転数Ｒ
が下降し過ぎ、シフト操作が完了した時点（Ｔ3 ）から
僅かに遅れた時点（Ｔ4 ）でエンジン回転数Ｒが安定す
ることがある。このため、図７のステップ１０５に於い
ては、シフト操作完了後約0.5 秒ほど経過してエンジン
回転数Ｒが安定するまでは、作業機１３の上昇出力をし
ない方がよい。 【００４４】また、図８のフローチャートに示すよう
に、負荷制御が実行されている場合であっても（ステッ
プ２０２）、変速装置のシフト操作が検出されたときは
（ステップ２０３）、シフト操作開始から一定時間が経
過しないときは（ステップ２０４）、エンジン回転数の
変化率の規定値ＤR を変更して、通常より大きい値にセ
ットする（ステップ２０５）。 【００４５】図９に示すように、設定耕深値に応じて定
められた標準のエンジン回転数の変化率の規定値
（ＤR ）に対して、変速装置のシフトアップ操作があっ
たときは、一時的に大きなエンジン回転数の変化率の規
定値（ＤR2）に変更する。即ち、シフト操作開始から一
定時間が経過しないときは、エンジン回転数Ｒが通常よ
り大きく変動しないと作業機１８の上昇を行わないよう
にする。 【００４６】一方、シフト操作がない場合や、シフト操
作開始から一定時間が経過した場合は、エンジン回転数
の変化率の規定値ＤR を通常値にセットする（ステップ
２０３→２０６、ステップ２０４→２０６）。 【００４７】そして、エンジン回転数Ｒが下限値ＬR 以
下またはエンジン回転数の変化率Ｄが規定値ＤR 以上と
なったときは（ステップ２０７）、作業機上昇指令を出
力する（ステップ２０８）。即ち、ステップ２０５でエ
ンジン回転数の変化率の規定値ＤR を通常より大きい値
にセットした場合でも、エンジン回転数Ｒが緩慢に低下
して下限値ＬR 以下になった場合は、作業機１８を上昇
させてエンストを防止する。 【００４８】斯くして、シフト操作を行ったときは、エ
ンジン回転数Ｒが多少変動してエンジン回転数の変化率
Ｄが規定値ＤR を超えた場合でも作業機１８の昇降は行
われず、実作業中の負荷によるエンジン回転数Ｒの大き
な変動によってのみ作業機１８の昇降が行われるように
なる。 【００４９】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。 【００５０】 【発明の効果】以上説明したように、本発明では耕深制
御と負荷制御とにより作業機を昇降可能にしたトラクタ
に於いて、変速装置のシフト操作があったときは、エン
ジン回転数の変化率の規定値を一定時間だけ変更する。
このため、エンジン回転数が多少変動した場合でも作業
機の昇降は行われず、実作業中の負荷によるエンジン回
転数の大きな変動によってのみ作業機の昇降が行われる
ようになる。 【００５１】斯くして、変速装置のシフト操作時に耕深
が変化して圃場面の波うちが大きくなるという不具合を
解消でき、整地性の良い作業を行うことが可能になっ
た。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の実施の形態を示すものである。
【図１】トラクタの側面図。
【図２】耕深制御及び負荷制御系のブロック図。
【図３】変速装置のブロック図。
【図４】変速レバー及びレバーガイドボックスの平面
図。 【図５】エンジン回転数の変化率の算出方法を説明する
グラフ。 【図６】主変速を１速から２速へシフトアップした場合
にエンジン回転数と主クラッチ接続圧力の変化を示すグ
ラフ。 【図７】負荷制御装置の処理の一例を示すフローチャー
ト。 【図８】負荷制御装置の処理の他の一例を示すフローチ
ャート。 【図９】設定耕耘値とエンジン回転数の変化率の規定値
との関係を示し、規定値が通常値の場合と大きめの値の
場合とを示すグラフ。 【符号の説明】 １０ トラクタ １６ エンジン回転数センサ １８ 作業機 ２７ デプスセンサ ２９ コントローラ ４０ シフト位置センサ
図。 【図５】エンジン回転数の変化率の算出方法を説明する
グラフ。 【図６】主変速を１速から２速へシフトアップした場合
にエンジン回転数と主クラッチ接続圧力の変化を示すグ
ラフ。 【図７】負荷制御装置の処理の一例を示すフローチャー
ト。 【図８】負荷制御装置の処理の他の一例を示すフローチ
ャート。 【図９】設定耕耘値とエンジン回転数の変化率の規定値
との関係を示し、規定値が通常値の場合と大きめの値の
場合とを示すグラフ。 【符号の説明】 １０ トラクタ １６ エンジン回転数センサ １８ 作業機 ２７ デプスセンサ ２９ コントローラ ４０ シフト位置センサ
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フロントページの続き
(56)参考文献 特開 平６−141608（ＪＰ，Ａ)
特開 平７−246003（ＪＰ，Ａ)
特開 昭63−133903（ＪＰ，Ａ)
(58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名)
A01B 63/114
A01B 63/10
Claims (1)
- (57)【特許請求の範囲】 【請求項１】 機体の後部に耕耘用の作業機を昇降自在
に連結し、デプスセンサにより検出される実耕深値を設
定耕深値に一致させるように作業機を昇降する耕深制御
と、作業機の牽引負荷をエンジン回転数から判別し、該
エンジン回転数が所定の範囲内に維持されるように作業
機を昇降する負荷制御とを備えたトラクタに於いて、エ
ンジン回転数を検出する手段と、エンジン回転数の変化
率を演算する手段を設け、エンジン回転数が予め設定し
た下限値以下になったとき、或いはエンジン回転数の変
化率が規定値以上になったときに作業機上昇指令を出力
する制御手段と、変速装置のシフト操作を検出する手段
とを設け、変速装置のシフト操作があったときは、前記
エンジン回転数の変化率の規定値を一定時間だけ変更す
るようにしたことを特徴とするトラクタの負荷制御装
置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29190896A JP3493919B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | トラクタの負荷制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP29190896A JP3493919B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | トラクタの負荷制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH10136709A JPH10136709A (ja) | 1998-05-26 |
| JP3493919B2 true JP3493919B2 (ja) | 2004-02-03 |
Family
ID=17775019
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP29190896A Expired - Fee Related JP3493919B2 (ja) | 1996-11-01 | 1996-11-01 | トラクタの負荷制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3493919B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP5554625B2 (ja) * | 2010-04-30 | 2014-07-23 | ヤンマー株式会社 | トラクタ |
-
1996
- 1996-11-01 JP JP29190896A patent/JP3493919B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH10136709A (ja) | 1998-05-26 |
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