【0001】
【産業上の利用分野】
この発明は、モータで駆動される農用トラクターに関するものである。
【0002】
【従来技術】
従来、農用トラクターの大部分は、ディーゼルエンジンを機体前部に搭載しており、このエンジンの周囲にはラジエータやマフラー、バッテリー等を配置し、また、機体後部のミッションケース内には変速装置を設け、変速装置で適宜減速した回転動力を前輪と後輪に伝える構成であった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、前記の従来装置にあっては、ラジエータ、マフラーをはじめとして数多くの高価な部品を必要とし、全体的に製造コストが高くなる欠点や、振動や騒音が大きいことから作業環境を悪化させる欠点があった。また、小型トラクターではハウス内に乗り入れて管理作業を行なうことがあるが、このような作業にあっては排気ガスがハウス内にこもり、長時間の作業ができないという問題点があった。
また、これらトラクターでは、負荷変動により車速が一定に保たれず作業性が悪化するという課題が有った。
【0004】
【解決を解決するための手段】
この発明は前記問題点に鑑みて提案するものであり、次のような技術的手段を講じた。
即ち、請求項1の発明では、前輪2と後輪3を備えたトラクターの機体にバッテリ16の電力により駆動される走行系交流モータ4とPTO系交流モータ12を搭載すると共に、前記走行系交流モータ4の回転を調整する走行速調整ペダル27及び同モータ4の回転により得られる車速を検出する車速センサ47と、前記PTO系交流モータ12の回転数を設定するPTO系回転数設定ダイヤル35及び同モータ12の回転により得られるPTO軸15の回転速を検出するPTO回転センサ46を搭載して設け、更に前記車速センサ47とPTO回転センサ46の検出値に基づいて、走行系交流モータ4の回転により得られる車速とPTO系交流モータ12の回転により得られるPTO軸15の回転速とを夫れ夫れ個別に維持する制御コントローラ20を設けたことを特徴とするモータ駆動型トラクターとした。
また請求項2の発明では、前記機体には左右の駆動輪3を制動する左右ブレーキペダル25,26を設けると共に各ペダル25,26の踏込操作を検出するセンサ42,43を設け、前記ブレーキペダル25,26が左右共に操作されたときのみ、前記走行系交流モータ4の回転により得られる車速を減速させることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動型トラクターとした。
【0005】
【実施例】
以下、図面に示す実施例に基づいて、この発明の実施例を説明する。
まず、構成から説明すると、1はトラクターで機体の前後部に前輪2と後輪3とを備え、機体前部には走行系の交流モータ4が搭載され、その後部に走行系減速ギヤボックス5が搭載されている。この走行系減速ギヤボックス5内で適宜減速した回転動力を前輪2と後輪3とに伝えるべく構成している。
【0006】
この減速ギヤボックス5の後上部には、機体後部のリフト機構6を昇降回動するために油圧ポンプ8と油圧タンク9が設けられている。
そして、油圧タンク9内の作動油を油圧ポンプ8でリヤーミッションケース10内に設けられた油圧シリンダー(図示省略)に送り、リフト機構6を昇降回動させる。座席11の下方にはPTO系の交流モータ12が搭載され、その出力軸が前記リヤーミッションケース10に接続される。リヤーミッションケース10の後端部に突設軸架されたPTO軸15はこのリヤーミッションケース10内に組み込まれているPTO減速ギヤ機構(図示省略)を介して、回転駆動される。
【0007】
図1、図2において符号16はバッテリーであり、これらのバッテリー16は機体フレーム18の上に左右対称に配置され、左右方向におけるバランスが良好に維持されるように構成している。
20は制御用コントローラで、前記2つの交流モータ4、12の回転をコントロールする。制御用コントローラ20及び走行系交流モータ4の上方は、ボンネット22で覆われ、ボンネット22と、後輪3の上方を覆うフェンダー23の上面部には太陽電池24が取り付けられている。この太陽電池24は日中に蓄えた電力をバッテリー16に供給することを目的として設置されたものである。
【0008】
図3において25、26は左右ブレーキペダル、27は走行速度調整用ペダル、28は速度計、29はPTO回転計、30はバッテリー容量を示すインジケータである。座席11の横側部には機体の前後進を切り替え操作する前後進切替レバー33と、PTO回転数を設定する回転数設定ダイヤル35、作業機を昇降操作するリフト操作レバー36等が設けられている。走行速度調整用ペダル27は、その踏み込み量に応じて走行系交流モータ4の回転速度が変わるように構成されており、PTO系回転数設定ダイヤル35は、作業者がこれを回動操作してPTO軸15の回転数を設定するものである。
【0009】
この実施例における回転速度調整は、周波数を変更して行なう方法を採用しており、又、走行系・PTO系、共に無段階的に回転速度調整ができる形態としているが、回転速度の調整は段階的に行なえるものであっても良い。
図4は回転速度制御を達成するためのブロック図であり、その構成を簡単に説明すると、制御コントローラ20を構成するマイコンユニット40の入力側には、走行速度調整用ペダル27の踏込量検出センサ41、ブレーキペダル踏込量検出センサ42、43、前後進切替レバー33の操作検出SW44、PTO設定ダイヤル35、PTO回転センサ46、車速センサ47、バッテリー16、太陽電池24等が接続されている。
【0010】
一方、マイコンユニット40の出力側には、バッテリーインジケータ30、PTO回転計29、速度計28と共に、走行系及びPTO系の交流モータ4、12が接続されている。なお、図中、バッテリー16と前記交流モータ4、12との間には、交流モータ4、12の回転方向を変更する正逆ユニット50、51と、直流を交流に変換するDC/AC変換器53、54及び、交流モータ4、12からの逆起電力をバッテリー16に回収するための電力回収用のAC/DC変換器56、57を設けている。
【0011】
そして、図5に示す制御フローに従って、走行系の交流モータ4の回転速度制御とPTO系交流モータ12の回転速度制御がなされる。
走行系交流モータの回転速度制御を、図6のフローチャートに基いて説明する。作業中あるいは路上を走行するときは、走行速度調整ペダル27の踏み込み量に応じて交流モータ4の周波数が設定される(ステップS1)。左右のブレーキペダル25、26が共に踏まれていないときであって、ブレーキフラグがセットされていないときには、その周波数が走行用交流モータ4の初期設定値となり、前後進切替レバー33の状態に応じて機体を前後進させる。即ち、前後進切替レバー33を前側へ倒すと正逆ユニット50を正転側へ切り替え(ステップS7)、逆に前後進切替レバー33を後側へ倒すと正逆ユニット50が逆転側へ切り替え(ステップS8)、DC/AC変換器53にセット周波数を出力して交流モータ4を設定回転数で駆動する(ステップS9)。
【0012】
機体を停止すべく左右のブレーキペダル25、26を連結して同時に踏み込むと、車速を低下させるべく周波数が変更される。この場合、ブレーキペダル25、26の踏み込み量に応じて走行用交流モータ4を減速させるための周波数が再度設定され直し(ステップS3)、同時にブレーキフラグがセットされ、このときの周波数が記憶される(ステップS4)。そして、前記の場合と同様に前後進切替レバー33の位置に応じて機体が停止、あるいは前進し、あるいは後進する。
【0013】
ブレーキペダル25、26から足を離してもその減速された速度が優先されるため、これを解除するために、作業者は走行速度調整用ペダル27を一旦減速側に踏み込んで、走行速度調整用ペダル27による速度(周波数)設定と、ブレーキペダル25、26を踏み込むことにより設定された減速状態の速度(周波数)とを一致させる所謂セーフティ操作を必要とする(ステップS10、S11)。
【0014】
この一致操作を行なうことによりブレーキフラグはリセット状態に戻され(ステップS12)、以後は、走行速度調整ペダル27による操作が優先され、このペダル27によって設定された速度に車速が維持されることになる(ステップS13)。このようにセーフティ機構を取り込むことにより、ブレーキ操作を中断したときの機体の急加速を禁止し安全性を高めることができる。
【0015】
なお、この実施例では、ブレーキペダル25、26を同時に踏み込んだときに、図示外のブレーキ装置が作動するように構成すると共に、交流モータ4の駆動周波数自体を制御して車速を落すようにしたので、機体を速く停止させることができると共に、ブレーキの焼き付き現象を防止することができる。
また、片ブレーキ操作では減速効果が生じず、両ブレーキペダル25、26を操作したときのみ車速が減速される構成としたので、片ブレーキ操作で旋回中に極端に車速が低下し、作業性を悪化させてしまうといった不具合を生じることもない。
【0016】
最後の図7のフローチャートはPTO制御に係るものである。
まず、PTO系回転数設定ダイヤル35を回動操作してPTO軸15の回転数をセットする(ステップ♯1)。
そして、PTO回転センサ46が検出した実際の回転数と、上記ダイヤル35で設定した回転数とを比較し(ステップ♯2)、その差に応じて駆動周波数を調整する(ステップ♯3)。このとき、偏差及びその方向によって交流モータ12を正転させ、あるいは逆転させるものであるが(ステップ♯4、♯6、♯7)、例えばPTO軸15の回転速度を所定値に保つために増速させるときには、正逆ユニット51を正転側に切り替え、DC/AC変換器54にその回転を維持するに必要な周波数をセットし(ステップ♯6、♯8)、反対に減速させる場合には、正逆ユニット51を逆転側に切り替え、DC/AC変換器54に所定の回転を維持するに必要な周波数をセットする(ステップ♯7、♯8)。
【0017】
【発明の効果】
この発明は前記の如く構成したので、以下のような技術的効果を奏する。
即ち、請求項1の発明では、前輪2と後輪3を備えたトラクターの機体にバッテリ16の電力により駆動される走行系交流モータ4とPTO系交流モータ12を搭載すると共に、前記走行系交流モータ4の回転を調整する走行速調整ペダル27及び同モータ4の回転により得られる車速を検出する車速センサ47と、前記PTO系交流モータ12の回転数を設定するPTO系回転数設定ダイヤル35及び同モータ12の回転により得られるPTO軸15の回転速を検出するPTO回転センサ46を搭載して設け、更に前記車速センサ47とPTO回転センサ46の検出値に基づいて、走行系交流モータ4の回転により得られる車速とPTO系交流モータ12の回転により得られるPTO軸15の回転速とを夫れ夫れ個別に維持する制御コントローラ20を設けたことを特徴とするモータ駆動型トラクターとしたので、前記従来の構成のように、ディーゼルエンジンを搭載する構成と比較して、振動や騒音が小さく、また排気ガスを発生させることが無いから、作業を快適に行なえる。また、走行系に負荷変動が生じて走行系交流モータ4に滑りが発生してもPTO系はその影響を受けることがなく、又、逆にPTO系に負荷変動が生じても走行系に影響が出ることがない。よって作業性が悪化するという不具合を防止することができる。また更に、こららモータ4,12は全て交流モータであるから直流モータに比べてブラシがない分だけ耐久性に富み、長時間の使用に耐え得る。
また請求項2の発明では、前記機体には左右の駆動輪3を制動する左右ブレーキペダル25,26を設けると共に各ペダル25,26の踏込操作を検出するセンサ42,43を設け、前記ブレーキペダル25,26が左右共に操作されたときのみ、前記走行系交流モータ4の回転により得られる車速を減速させることを特徴とする請求項1に記載のモータ駆動型トラクターとしたので、片ブレーキ操作といった作業中の旋回で車速が低下すること無く、作業性が悪化するといった不具合を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】トラクターの側面図である。
【図2】トラクターの平面図である。
【図3】トラクター要部の平面図である。
【図4】制御ブロック図である。
【図5】制御全体のフローチャートである。
【図6】走行系の制御フローチャートである。
【図7】PTO系の制御フローチャートである。
【符号の説明】
1 トラクター
2 前輪
3 後輪
4 走行系交流モータ
6 リフト機構
12 PTO系交流モータ
15 PTO軸
16 バッテリー
20 制御コントローラ[0001]
[Industrial application fields]
The present invention relates to an agricultural tractor driven by a motor.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, most agricultural tractors have a diesel engine mounted on the front of the fuselage, where a radiator, muffler, battery, etc. are placed around the engine, and a transmission is installed in the transmission case at the rear of the fuselage. It was the structure which provided and transmitted the rotational power decelerated suitably with the transmission to the front wheel and the rear wheel.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
By the way, in the above-mentioned conventional apparatus, many expensive parts such as a radiator and a muffler are required, and the manufacturing cost is increased as a whole, and the vibration and noise are high, so that the working environment is deteriorated. was there. In addition, a small tractor sometimes enters a house to perform management work. However, in such work, there is a problem that exhaust gas is trapped in the house and long-time work cannot be performed.
In addition, these tractors have a problem that the vehicle speed is not kept constant due to load fluctuations and workability is deteriorated.
[0004]
[Means for solving the problem]
The present invention has been proposed in view of the above problems, and the following technical means have been taken.
That is, in the invention of claim 1, as well as equipped with the running system AC motor 4 and PTO-based AC motor 12 to the body of the tractor with a rear wheel 3 and the front wheel 2 is driven by electric power of the battery 16, the traveling system AC A traveling speed adjustment pedal 27 that adjusts the rotation of the motor 4, a vehicle speed sensor 47 that detects the vehicle speed obtained by the rotation of the motor 4, a PTO system speed setting dial 35 that sets the speed of the PTO AC motor 12, and provided equipped with a PTO rotation sensor 46 for detecting the rotation speed of the PTO shaft 15 obtained by the rotation of the motor 12, based further on the detected value of the vehicle speed sensor 47 and the PTO rotation sensor 46, the traveling system AC motor 4 is Re husband and rotation speed of the PTO shaft 15 obtained by the rotation of the vehicle speed obtained by the rotation and PTO system AC motor 12 each control controller to maintain separately And a motor-driven tractor, characterized in that a chromatography La 20.
According to a second aspect of the present invention, the airframe is provided with left and right brake pedals 25 and 26 for braking the left and right drive wheels 3, and sensors 42 and 43 for detecting the depression of each pedal 25 and 26 , and the brake pedal. 25 and 26 only when it is operated in the left and right both to obtain a motor-driven tractor of claim 1, characterized in that to decelerate the vehicle speed obtained by the rotation of the traveling system AC motor 4.
[0005]
【Example】
Embodiments of the present invention will be described below based on the embodiments shown in the drawings.
First, in terms of configuration, reference numeral 1 denotes a tractor, which includes a front wheel 2 and a rear wheel 3 at the front and rear portions of the fuselage. Is installed. The traveling power reduction gear box 5 is configured to transmit the rotational power appropriately reduced to the front wheels 2 and the rear wheels 3.
[0006]
A hydraulic pump 8 and a hydraulic tank 9 are provided at the rear upper part of the reduction gear box 5 in order to move the lift mechanism 6 at the rear of the machine up and down.
Then, the hydraulic oil in the hydraulic tank 9 is sent by a hydraulic pump 8 to a hydraulic cylinder (not shown) provided in the rear mission case 10 to rotate the lift mechanism 6 up and down. A PTO AC motor 12 is mounted below the seat 11 and its output shaft is connected to the rear mission case 10. The PTO shaft 15 projecting from the rear end portion of the rear mission case 10 is rotationally driven via a PTO reduction gear mechanism (not shown) incorporated in the rear mission case 10.
[0007]
1 and 2, reference numeral 16 denotes a battery. These batteries 16 are arranged symmetrically on the body frame 18 so as to maintain a good balance in the left-right direction.
A control controller 20 controls the rotation of the two AC motors 4 and 12. The upper part of the control controller 20 and the traveling system AC motor 4 is covered with a hood 22, and a solar cell 24 is attached to the upper surface of the hood 22 and the fender 23 that covers the rear wheel 3. The solar cell 24 is installed for the purpose of supplying power stored in the daytime to the battery 16.
[0008]
In FIG. 3, 25 and 26 are left and right brake pedals, 27 is a travel speed adjusting pedal, 28 is a speedometer, 29 is a PTO tachometer, and 30 is an indicator showing battery capacity. The side portion of the seat 11 is provided with a forward / reverse switching lever 33 for switching the forward / backward movement of the airframe, a rotation speed setting dial 35 for setting the PTO rotation speed, a lift operation lever 36 for raising / lowering the work machine, and the like. Yes. The traveling speed adjusting pedal 27 is configured so that the rotational speed of the traveling AC motor 4 changes according to the amount of depression, and the PTO rotational speed setting dial 35 is operated by the operator to rotate it. The rotational speed of the PTO shaft 15 is set.
[0009]
The rotational speed adjustment in this embodiment employs a method of changing the frequency, and the traveling system and PTO system can be adjusted in a stepless manner, but the rotational speed is adjusted. It may be something that can be done in stages.
FIG. 4 is a block diagram for achieving the rotational speed control. The configuration thereof will be briefly described. On the input side of the microcomputer unit 40 constituting the controller 20, the amount of depression of the travel speed adjusting pedal 27 is detected. 41, brake pedal depression amount detection sensors 42 and 43, forward / reverse switching lever 33 operation detection SW 44, PTO setting dial 35, PTO rotation sensor 46, vehicle speed sensor 47, battery 16, solar cell 24, and the like are connected.
[0010]
On the other hand, on the output side of the microcomputer unit 40, together with the battery indicator 30, the PTO tachometer 29, and the speedometer 28, traveling system and PTO system AC motors 4 and 12 are connected. In the figure, between the battery 16 and the AC motors 4 and 12, forward / reverse units 50 and 51 for changing the rotation direction of the AC motors 4 and 12, and a DC / AC converter for converting DC to AC. 53 and 54 and AC / DC converters 56 and 57 for power recovery for recovering the back electromotive force from the AC motors 4 and 12 in the battery 16 are provided.
[0011]
Then, according to the control flow shown in FIG. 5, the rotational speed control of the traveling AC motor 4 and the rotational speed control of the PTO AC motor 12 are performed.
The rotational speed control of the traveling system AC motor will be described based on the flowchart of FIG. During operation or when traveling on the road, the frequency of the AC motor 4 is set according to the amount of depression of the traveling speed adjustment pedal 27 (step S1). When both the left and right brake pedals 25 and 26 are not depressed and the brake flag is not set, the frequency becomes the initial setting value of the traveling AC motor 4 and depends on the state of the forward / reverse switching lever 33. Then move the aircraft forward and backward. That is, when the forward / reverse switching lever 33 is tilted forward, the forward / reverse unit 50 is switched to the forward rotation side (step S7). Conversely, when the forward / backward switching lever 33 is tilted backward, the forward / reverse unit 50 is switched to the reverse rotation side ( In step S8, the set frequency is output to the DC / AC converter 53, and the AC motor 4 is driven at the set rotational speed (step S9).
[0012]
When the left and right brake pedals 25, 26 are connected and depressed simultaneously to stop the aircraft, the frequency is changed to reduce the vehicle speed. In this case, the frequency for decelerating the traveling AC motor 4 is reset again according to the depression amount of the brake pedals 25 and 26 (step S3), and at the same time, the brake flag is set and the frequency at this time is stored. (Step S4). Then, as in the case described above, the aircraft stops, moves forward, or moves backward according to the position of the forward / reverse switching lever 33.
[0013]
Since the decelerated speed is given priority even when the brake pedals 25 and 26 are released, in order to cancel this, the operator once depresses the traveling speed adjusting pedal 27 to the decelerating side to adjust the traveling speed. A so-called safety operation is required to match the speed (frequency) setting by the pedal 27 with the speed (frequency) in the deceleration state set by depressing the brake pedals 25 and 26 (steps S10 and S11).
[0014]
By performing this coincidence operation, the brake flag is returned to the reset state (step S12). Thereafter, the operation by the traveling speed adjustment pedal 27 is given priority, and the vehicle speed is maintained at the speed set by the pedal 27. (Step S13). By incorporating the safety mechanism in this way, it is possible to prohibit the rapid acceleration of the aircraft when the brake operation is interrupted and to improve safety.
[0015]
In this embodiment, when the brake pedals 25 and 26 are depressed at the same time, a brake device (not shown) is configured to operate, and the drive frequency itself of the AC motor 4 is controlled to reduce the vehicle speed. Therefore, the aircraft can be stopped quickly and the brake burn-in phenomenon can be prevented.
Also, since the deceleration effect does not occur in one-brake operation and the vehicle speed is reduced only when both brake pedals 25 and 26 are operated, the vehicle speed is extremely reduced during turning by one-brake operation, and workability is improved. There is no problem of deteriorating.
[0016]
The final flowchart of FIG. 7 relates to PTO control.
First, the rotational speed of the PTO shaft 15 is set by rotating the PTO rotational speed setting dial 35 (step # 1).
Then, the actual rotational speed detected by the PTO rotation sensor 46 is compared with the rotational speed set by the dial 35 (step # 2), and the drive frequency is adjusted according to the difference (step # 3). At this time, AC motor 12 is rotated forward or backward depending on the deviation and its direction (steps # 4, # 6, and # 7). For example, the rotational speed of PTO shaft 15 is increased to maintain a predetermined value. When the speed is to be increased, the forward / reverse unit 51 is switched to the forward rotation side, the frequency necessary for maintaining the rotation is set in the DC / AC converter 54 (steps # 6 and # 8), and the speed is reduced on the contrary. Then, the forward / reverse unit 51 is switched to the reverse side, and the DC / AC converter 54 is set with a frequency necessary for maintaining a predetermined rotation (steps # 7 and # 8).
[0017]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, the following technical effects can be obtained.
That is, in the invention of claim 1, as well as equipped with the running system AC motor 4 and PTO-based AC motor 12 to the body of the tractor with a rear wheel 3 and the front wheel 2 is driven by electric power of the battery 16, the traveling system AC A traveling speed adjusting pedal 27 for adjusting the rotation of the motor 4, a vehicle speed sensor 47 for detecting the vehicle speed obtained by the rotation of the motor 4, a PTO system speed setting dial 35 for setting the speed of the PTO AC motor 12, and provided equipped with a PTO rotation sensor 46 for detecting the rotation speed of the PTO shaft 15 obtained by the rotation of the motor 12, based further on the detected value of the vehicle speed sensor 47 and the PTO rotation sensor 46, the traveling system AC motor 4 is Re husband and rotation speed of the PTO shaft 15 obtained by the rotation of the vehicle speed obtained by the rotation and PTO system AC motor 12 each control controller to maintain separately Since the motor-driven tractor, characterized in that a chromatography La 20, wherein as in the conventional configuration, in comparison with a structure for mounting a diesel engine, low vibration and noise, also cause the exhaust gas There is nothing, so you can work comfortably. In addition , even if a load fluctuation occurs in the traveling system and a slip occurs in the traveling system AC motor 4 , the PTO system is not affected. Conversely, even if a load fluctuation occurs in the PTO system, the traveling system is not affected. Will not appear. Therefore, the malfunction that workability | operativity deteriorates can be prevented. Furthermore, since these motors 4 and 12 are all AC motors, they are more durable than brushless DC motors and can withstand long-term use.
According to a second aspect of the present invention, the airframe is provided with left and right brake pedals 25 and 26 for braking the left and right drive wheels 3, and sensors 42 and 43 for detecting the depression operation of the pedals 25 and 26 , and the brake pedal. only when 25 and 26 is operated to the left and right both, since the motor-driven tractor of claim 1, characterized in that to decelerate the vehicle speed obtained by the rotation of the traveling system AC motor 4, such as single brake operation It is possible to prevent problems such as deterioration in workability without lowering the vehicle speed due to turning during work .
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a tractor.
FIG. 2 is a plan view of the tractor.
FIG. 3 is a plan view of the main part of the tractor.
FIG. 4 is a control block diagram.
FIG. 5 is a flowchart of overall control.
FIG. 6 is a control flowchart of a traveling system.
FIG. 7 is a control flowchart of a PTO system.
[Explanation of symbols]
1 Tractor 2 Front Wheel 3 Rear Wheel 4 Traveling System AC Motor 6 Lift Mechanism 12 PTO System AC Motor 15 PTO Shaft 16 Battery 20 Control Controller