JP3710394B2

JP3710394B2 - 農作業機

Info

Publication number: JP3710394B2
Application number: JP2001099024A
Authority: JP
Inventors: 健次藤井; 富穂田中; 誠窪津; 善清中川; 政一田中
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2001-03-30
Filing date: 2001-03-30
Publication date: 2005-10-26
Anticipated expiration: 2021-03-30
Also published as: JP2002295278A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、田植機、水田直播機、農用トラクタなどの農作業機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記農作業機では、搭載したエンジンの調速機構を、任意の操作位置に保持可能なハンドアクセルレバーに連係し、ハンドアクセルレバーによってエンジン回転速度を任意に設定し、かつ、変速レバーによって任意に走行速度を設定して作業を行うように構成されており、圃場内の作業走行時には、調速機構をエンジン出力の大きい高速に設定した上で、走行用の変速装置を任意に変速操作して所望の作業用の走行速度を設定している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記構成においては、一行程の作業走行が終了して畦際で機体方向転換を行う場合、変速装置を減速操作するのが一般的であるが、燃費の向上および騒音低減のためにアクセルダウン操作を行うことも多い。このように、機体方向転換時にアクセルダウン操作を行うと、次の作業行程に移行する際に再び元のアクセルセット状態までアクセルアップ操作を行う必要があり、操作が煩わしくなるものであった。
【０００４】
また、作業走行中に耕盤の深い箇所や土の粘度の高い箇所にさしかかると、負荷が高まってエンジン回転速度が低下することになり、運転作業者はこれに気づいてアクセルアップしたり、変速装置を減速操作して出力を高める。このように、作業負荷に応じた対応を適切に行うには相当の熟練を要するものとなっていた。
【０００５】
本発明は、このような実情に着目してなされたものであって、人為的なアクセルセット操作が不要で、取扱い性に優れた農作業機を提供することを主たる目的とするものである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用および効果〕
【０００７】
（構成）請求項１に係る発明の農作業機は、搭載したエンジンの調速機構をアクチュエータで設定操作するよう構成し、走行用の無段変速装置の変速セット状態と調速機構のアクセルセット状態とが、前記無段変速装置の変速セット状態が低速変速状態から高速変速状態となるほど調速機構のアクセルセット状態が漸次高速側に変更されるとともに、前記変速セット状態とアクセルセット状態との関係特性を前進域と後進域で異ならせてある予め設定された所定の関係となるように、変速セット状態の検出結果に基づいて前記アクチュエータを作動制御する制御装置を備え、前記無段変速装置が中立にあるときに前記調速機構のアクセルセット状態をアイドリングに維持するよう構成してあることを特徴とする。
【０００８】
（作用）上記構成によると、所望の走行速度を得るために無段変速装置を操作すると、無段変速の各変速セット状態に対応して自動的に調速機構のアクセルセットが行われる。そして、無段変速装置を中立にして走行を停止すると、自動的に調速機構はアイドリングに維持され、エンジン出力が低減される。そして、再び走行を開始すると自動的にアクセルアップ制御が行われてエンジン出力が高められる。
【０００９】
（効果）従って、請求項１に係る発明によると、人為的なアクセルセット操作は不要となり、運転作業者は所望の走行速度を得るように変速操作を行うだけでよく、取扱い性を向上する上で有効となる。しかも、機体停止中の燃費の向上および騒音低減を図ることができ、実用上の利便性に優れたものとなる。
【００１０】
〔請求項２に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１１】
（構成）請求項２に係る発明の農作業機は、請求項１記載の発明において、前記無段変速装置の低速域では変速セットの変化に対するアクセルセットの変化が少なく、無段変速装置の高速域では変速セットの変化に対するアクセルセットの変化が大きくなるように、変速セットとアクセルセットとの関係特性を設定してあることを特徴とする。
【００１２】
（作用）上記構成によると、走行低速域ではアクセル変化比率が小さく、エンジン回転速度の変化も比較的少ないので、走行速度の中立からの立上がり、および、中立への復帰時における実際の走行速度の変化は緩慢となる。また、高速域ではアクセル変化比率が大きくなってエンジン回転速度も大きく変化されるので、無段変速装置を少し変更操作しても走行速度は比較的大きく変更されることになる。
【００１３】
（効果）従って、請求項２に係る発明によると、急発進や急停止によるショックが発生しにくい、かつ、作業走行中の速やかな走行速度変更が可能となり、熟練度の低い運転作業者でも運転しやすいものとなる。
【００１４】
〔請求項３に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１５】
（構成）請求項３に係る発明の農作業機は、請求項１または２に記載の発明において、前記無段変速装置の変速セット状態と前記調速機構のアクセルセット状態との関係特性を複数種備え、この関係特性を選択可能に構成してあることを特徴とする。
【００１６】
（作用）上記構成によると、例えば運転作業者の熟練度に合わせて好適な関係特性を選択設定したり、あるいは、路上走行時と圃場内での作業走行時とに合わせて関係特性を選択設定したりすることが可能となる。
【００１７】
（効果）従って、請求項３に係る発明によると、人為的なアクセル操作を不要としながら、作業条件に合った関係特性でのアクセル自動操作が可能となり、作業能率の向上に有効となる。
【００１８】
〔請求項４に係る発明の構成、作用および効果〕
【００１９】
（構成）請求項４に係る発明の農作業機は、請求項３記載の発明において、作業走行状態と路上走行状態とを判別する手段を備え、この判別結果に基づいて前記関係特性を自動選択するよう構成してあることを特徴とする。
【００２０】
（作用・効果）上記構成によると、関係特性を人為的に選択するような操作は不要であり、取扱い性が一層向上する。
【００２１】
〔請求項５に係る発明の構成、作用および効果〕
【００２２】
（構成）請求項５に係る発明の農作業機は、請求項１〜４のいずれかの発明において、連結装備した作業装置への動力伝達を断続する作業クラッチが入り状態にあると優先的にアクセルアップし、作業クラッチが切り状態にあるとアクセルアップを解除するよう、作業クラッチの作動検出結果に基づいて前記アクチュエータを作動制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００２３】
（作用）上記構成によると、所望の走行速度を得るために無段変速装置を操作すると、その変速セット状態に対応して自動的に調速機構のアクセルセットが行われる。また、作業クラッチを入れて作業走行を行うと、優先的にアクセルアップ制御が行われ、高出力のもとでの作業走行が行われる。また、作業クラッチを切ると、優先的なアクセルアップ制御が解除され、調速機構は、変速セット状態に対応した元のアクセルセット状態に復帰する。
【００２４】
（効果）従って、請求項５に係る発明によると、人為的なアクセルセット操作は不要となり、運転作業者は所望の走行速度を得るように変速操作を行うだけでよく、取扱い性を向上する上で有効となる。しかも、作業走行に移行すると、自動的にアクセルアップされて高出力によって確実な作業が遂行されることになり、効率のよい作業を行うことができる。
【００２５】
〔請求項６に係る発明の構成、作用および効果〕
【００２６】
（構成）請求項６に係る発明の農作業機は、請求項１〜５のいずれかの発明において、アクセルペダルの踏み込みに基づいて前記調速機構を優先的に増速操作可能に構成してあることを特徴とする。
【００２７】
（作用）上記構成によると、所望の走行速度を得るために無段変速装置を操作すると、その変速セット状態に対応して自動的に調速機構のアクセルセットが行われる。そして、その走行状態でアクセルペダルを踏み込み操作すれば、調速機構を現在のアクセルセット状態から更に増速して高い出力で走行し、踏み込みを解除することで変速セットに基づいて決定される元のアクセルセット状態に復帰することができる。
【００２８】
（効果）従って、請求項６に係る発明によると、人為的なアクセルセット操作は不要となり、運転作業者は所望の走行速度を得るように変速操作を行うだけでよく、取扱い性を向上する上で有効となる。しかも、必要に応じてペダル操作でアクセルアップすることもでき、圃場内での走行中の窪みからの脱出や、路上走行中の登坂、など、一時的に高い出力で走行したい場合に便利なものとなる。
【００２９】
〔請求項７に係る発明の構成、作用および効果〕
【００３０】
（構成）請求項７に係る発明の農作業機は、請求項１〜６のいずれかの発明において、前記無段変速装置の出力回転速度が、変速セット状態に対応して設定される回転速度より低下すると前記調速機構を増速制御するよう構成してあることを特徴とする。
【００３１】
（作用）上記構成によると、所望の走行速度を得るために無段変速装置を操作すると、その変速セット状態に対応して自動的に調速機構のアクセルセットが行われる。そして、作業走行中に負荷が増大すると、エンジン回転速度が低下して、無段変速装置の出力回転速度が、変速セット状態に対応して設定される回転速度より低下し、走行速度が低下してくる。すると、調速機構が自動的に増速制御され、走行速度の回復が図られる。
【００３２】
（効果）従って、請求項７に係る発明によると、人為的なアクセルセット操作は不要となり、運転作業者は所望の走行速度を得るように変速操作を行うだけでよく、取扱い性を向上する上で有効となる。しかも、変速設定した走行速度は負荷にかかわらず安定維持され、所望の走行速度での作業を好適に行うことができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
図１に、本発明に係る農作業機の一例である、乗用型田植機の全体側面が、また、図２にその全体平面がそれぞれ示されている。この田植機は、前輪１および後輪２を備えた４輪駆動式の乗用走行機体３の後部に、６条植え仕様の苗植付け装置４が、油圧シリンダ５によって駆動される平行四連リンク構造の昇降リンク機構６を介して昇降可能に連結されるとともに、機体後部に施肥装置７が備えられた基本構造を有している。
【００３４】
前記走行機体３の前部にはガソリン仕様のエンジン８が搭載され、その出力が前後進の切り換えが可能な主変速装置である静油圧式の無段変速装置（ＨＳＴ）９に伝達され、その変速出力がミッションケース１０に入力されて更に副変速装置（図示せず）で高低２段にギヤ変速された後、前輪１と後輪２に伝達されるようになっている。また、ミッションケース１０内で走行系から分岐された作業用動力が苗植付け装置４に軸伝達されるようになっている。そして、前記無段変速装置９を操作する主変速レバー１１が、搭乗運転部のステアリングハンドル１２の左脇に前後揺動可能に配備されるとともに、ミッションケース１０内の副変速装置を操作する副変速レバー１３が、搭乗運転部の運転座席１４の左脇に配備され、さらに、搭乗運転部の右前足元には、踏み込みによってミッションケース１０内の主クラッチを切るとともに走行系に備えたブレーキを制動作動させる機体停止用のペダル１５が配備されている。
【００３５】
前記苗植付け装置４には、苗を載置して一定ストロークで往復横移動する苗のせ台１６と、この苗のせ台１６の下端から一株分づつ苗を切り出して植付ける６組の回転式の植付け機構１７と、圃場の植付け予定箇所を均平にする３個の整地フロート１８が並列装備されており、後向き片持ち状に並列支持した３個の植付けケース１９の後部左右に植付け機構１７が２組づつ装着されている。
【００３６】
図３に、前記エンジン８に備えられた調速機構２１の操作構造の概略が示されている。この調速機構２１は、調速レバー２２の操作位置に対応してエンジン回転速度が設定範囲内に安定維持されるように、エンジン回転速度変動に基づいてスロットル開度を自動調節するよう構成されたものであり、周知のメカニカルガバナが使用されている。そして、減速機付きの電動モータ２３をアクチュエータとして駆動される作動レバー２４と前記調速レバー２２とが操作ワイヤ２５で連係され、調速機構２１のアクセルセット作動が電動モータ２３を介して電気的に実行されるようになっている。
【００３７】
前記電動モータ２３は制御装置２６によって作動制御されるようになっており、この制御装置２６に、前記主変速レバー１１の操作位置を検出するポテンショメータ２７、作動レバー２４の作動位置を検出するフィードバック用のポテンショメータ２８、前記副変速レバー１３の操作位置を検出するスイッチ２９、等が接続されており、各種の検知情報に基づいて電動モータ２３が作動制御されて、前記調速レバー２２のアクセルセットが以下のように行われる。
【００３８】
図４の制御フロー図に示すように、主変速レバー１１が中立Ｎにあることが判断されると、調速レバー２２の目標回転速度セット位置が最低速のアイドリングｎｉに設定され、調速レバー２２が目標回転速度セット位置に到達するまで電動モータ２３が作動制御される。また、主変速レバー１１が中立Ｎから前進Ｆあるいは後進Ｒに操作されると、調速レバー２２の目標回転速度セット位置が高速側に変更され、この変更された目標回転速度セット位置に向けて調速レバー２２が電動モータ２３によって位置変更されてゆく。
【００３９】
この場合、主変速レバー１１による変速セットと調速レバー２２による回転速度セットの関係特性が予めマップデータあるいは演算式として記憶設定されており、主変速レバー１１の操作位置に対応した調速レバー２２の目標回転速度セット位置が割り出され、この割り出された目標回転速度セット位置に向けて調速レバー２２を移動させるようにフィードバック制御が実行され、主変速レバー１１の操作位置に対応した回転速度セットが自動的に行われる。
【００４０】
また、変速セット状態とアクセルセット状態との関係特性が予め２種類記憶格納されており、副変速レバー１３の操作位置によっていずれかの関係特性が選択されて上記制御に利用される。つまり、一般に、副変速レバー１３は、圃場内での作業走行時に「低速Ｌ」に切換えられ、路上走行時には「高速Ｈ」に切換え選択されるものであり、各走行形態に好適な関係特性が予め設定されているのである。図６は、変速セット状態とアクセルセット状態との関係特性の一例が示されており、変速セット状態とアクセルセット状態との関係特性を、前進域と後進域で異ならせるとともに、前進作業走行時には高いエンジン出力で作業できるように、高速走行域でエンジン回転速度の変化が低速走行域よりも少ない（イ）の特性が利用され、路上前進走行時には滑らかな加減速を行うために、低速走行域で滑らかにエンジン回転速度を高めてゆく（ロ）の特性が選択される。
【００４１】
また、作業走行中に耕盤の深い箇所や粘性の高い土質の箇所、などに到って、負荷が大きくなると、エンジン回転速度が主変速レバー１１の操作位置に対応した所定の回転速度より低下し、これに伴って無段変速装置９の出力回転速度が低下することになる。ここで、無段変速装置９の出力回転速度の検出に基づいて図５に示すアクセル修正制御が実行される。
【００４２】
すなわち、主変速レバー１１の操作位置が決定されると、上記のように選択された関係特性から目標回転速度ｎｏが決定され、これに基づいて無段変速装置９の基準出力回転速度ｎ0 が割り出されるとともに、無段変速装置９の実出力回転速度ｎと前記基準出力回転速度ｎ0 との差が演算される。ここで、実出力回転速度ｎの基準出力回転速度ｎ0 からの低下量（ｎ0 ‐ｎ）が設定値より大きいことが判別されると、調速レバー２２の目標回転速度セット位置が増速側に設定量づつ変更され、調速レバー２２は変更された新たな目標回転速度セット位置に向かって調節制御され（アクセルアップ）、これによってエンジン回転速度が高められて走行速度の回復が図られる。そして、無段変速装置９の実出力回転速度ｎが前記基準出力回転速度ｎ0 に復元すると、アクセルアップは停止される。そして、負荷の軽減によって無段変速装置９の実出力回転速度ｎが前記基準出力回転速度ｎ0 より増大する状態がもたらされると、調速レバー２２の目標回転速度セット位置は再び主変速レバー１１の操作位置に対応した元の目標回転速度セット位置に復元され、調速レバー２２は復元された元の目標回転速度セット位置に向かって調節制御され（アクセルダウン）、これによってエンジン回転速度が低下されて走行速度の安定化が図られる。
【００４３】
また、図３中に示すように、前記調速レバー２２は、操作ワイヤ３１を介してアクセルペダル３２にも機械的に連係されている。これによると、アクセルペダル３２を踏み込まない状態がスイッチ３３によって検知されている間は、上記のように調速レバー２２は電動モータ２３によって位置制御されるが、アクセルペダル３２を踏み込み操作すると、電動モータ２３による操作系に優先して調速レバー２２を最高速度位置までペダル操作することができ、脱出時や登坂時のように一次的に出力を上げたいような場合に有効に利用することができる。また、路上走行時に、車感覚でアクセルペダルを操作して加減速を行うこともできる。
【００４４】
〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
【００４５】
（１）変速セット状態とアクセルセット状態との関係特性を複数種類格納記憶しておき、スイッチ操作などによって運転作業者が任意に選択できるように構成するもよい。
【００４６】
（２）図７に示すように、ミッションケース１０から苗植付け装置４への作業用伝動系に装備された作業クラッチとしての植付けクラッチ３４（図１参照）の入り状態を検知するスイッチ３５を制御装置２６に接続し、植付けクラッチ３４が切られている状態では、上記のように変速セット状態とアクセルセット状態との関係特性に基づいて調速レバー２２が制御され、作業のために植付けクラッチ３４が入れられると、これがスイッチ３５で検知されて調速レバー２２が予め設定されている最高速位置あるいはこれに近い高速位置に強制操作されるようにして、作業走行時には十分な出力で作業を行えるように構成することもできる。
【００４７】
（３）上記のように、植付けクラッチ３４が入れられると、主変速レバー１１の操作位置に対応して決められる現在のアクセルセット位置から更に設定量だけアクセルアップするように構成することも考えられる。
【００４８】
（４）実施例では、機械式の調速機構２１の調速レバー２２を電動モータ（アクチュエータ）２３で操作する場合を例示したが、スロットルレバー（ガソリンエンジンの場合）やコントロールラック（ディーゼルエンジンの場合）を電磁ソレノイドなどのアクチュエータで操作して、エンジン回転速度の安定化を図る電気式の調速機構、いわゆる電子ガバナの形態で実施することもできる。
【図面の簡単な説明】
【図１】乗用田植機の全体側面図
【図２】乗用田植機の全体平面図
【図３】制御ブロック図
【図４】アクセル制御のフロー図
【図５】アクセル修正制御のフロー図
【図６】変速セット状態とアクセルセット状態との関係特性を示す線図
【図７】別の実施形態における制御ブロック図
【符号の説明】
８エンジン
９無段変速装置
２１調速機構
２３アクチュエータ
２６制御装置
３４作業クラッチ

Claims

搭載したエンジンの調速機構をアクチュエータで設定操作するよう構成し、走行用の無段変速装置の変速セット状態と調速機構のアクセルセット状態とが、前記無段変速装置の変速セット状態が低速変速状態から高速変速状態となるほど調速機構のアクセルセット状態が漸次高速側に変更されるとともに、前記変速セット状態とアクセルセット状態との関係特性を前進域と後進域で異ならせてある予め設定された所定の関係となるように、変速セット状態の検出結果に基づいて前記アクチュエータを作動制御する制御装置を備え、
前記無段変速装置が中立にあるときに前記調速機構のアクセルセット状態をアイドリングに維持するよう構成してあることを特徴とする農作業機。
前記無段変速装置の低速域では変速セットの変化に対するアクセルセットの変化が少なく、無段変速装置の高速域では変速セットの変化に対するアクセルセットの変化が大きくなるように、変速セットとアクセルセットとの関係特性を設定してあることを特徴とする請求項１記載の農作業機。
前記無段変速装置の変速セット状態と前記調速機構のアクセルセット状態との関係特性を複数種備え、この関係特性を選択可能に構成してあることを特徴とする請求項１または２に記載の農作業機。
作業走行状態と路上走行状態とを判別する手段を備え、この判別結果に基づいて前記関係特性を自動選択するよう構成してあることを特徴とする請求項３記載の農作業機。
連結装備した作業装置への動力伝達を断続する作業クラッチが入り状態にあると優先的にアクセルアップし、作業クラッチが切り状態にあるとアクセルアップを解除するよう、作業クラッチの作動検出結果に基づいて前記アクチュエータを作動制御するよう構成してあることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の農作業機。
アクセルペダルの踏み込みに基づいて前記調速機構を優先的に増速操作可能に構成してあることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の農作業機。
前記無段変速装置の出力回転速度が、変速セット状態に対応して設定される回転速度より低下すると前記調速機構を増速制御するよう構成してあることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の農作業機。