JP4529244B2

JP4529244B2 - 作業車両の負荷制御装置

Info

Publication number: JP4529244B2
Application number: JP2000189039A
Authority: JP
Inventors: 弘喜小野; 清二金並
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2000-06-23
Filing date: 2000-06-23
Publication date: 2010-08-25
Anticipated expiration: 2020-06-23
Also published as: JP2002005281A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は作業車両の負荷制御装置に関するものであり、特に、作業負荷が所定値を超えたときに変速装置へ減速指令する制御手段を備えた作業車両の負荷制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、エンジン回転数の変化等から作業負荷を検出し、該作業負荷が所定値を超えたときに変速装置へ減速指令を出力してエンストを防止する負荷制御装置を備えた作業車両が知られている。例えば、作業負荷が所定値を超えたときには、主変速装置のギヤ組合わせを減速比の大きい側に一段シフトさせ、走行出力回転を減速してエンストを回避する。そして、作業負荷が減少して所定値に復帰したときには、変速装置へ増速指令を出力して元の変速位置に戻す。従来の負荷制御装置は車体の前後進に拘わりなく作動する。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、トラクタをはじめとする農業用の作業車両では、主に前進走行で作業が行われ、後進するのは作業を中断して行程を変更する場合である。従って、高速で後進しようとしている場合に、走行負荷によるエンジン回転数低下があったときは、オペレータの意思に反して減速されてしまう。また、前進走行での作業中に負荷制御によって減速された場合、後進する際にエンジン回転数が直ちに復帰せずに減速状態が継続されると、素早い後進走行が得られなくなって作業に支障を来たす。
【０００４】
そこで、作業負荷が所定値を超えたときに変速装置を減速する作業車両の負荷制御装置に於いて、車体の前後進に応じて変速装置を減速させるとともに、作業に応じて速やかに変速装置を増速させて作業性を向上する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、請求項１記載の発明は、作業負荷を検出する手段（３５）と、該作業負荷が所定値Ａ，Ｂを超えたときに主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）へ減速指令する制御手段（５０）と、切換えレバー（１９）にて前進若しくは後進を切換えるための前後進切換え装置（２９）と、前後方向の加速度を検出する手段（４５）と、操舵角検出手段（４４）と、ブレーキ操作検出手段（４３）とを備えた作業車両の負荷制御装置であって、四駆走行中の非変速状態で減速方向の加速度を検出した場合は、前記主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）へ減速指令する作業車両の負荷制御装置に於いて、
直進状態でブレーキ操作を検出したときは、前記主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）への減速指令を牽制し、
また、旋回操作を検出したときも、前記主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）への減速指令を牽制し、即ち、直進でブレーキ操作中、直進から旋回への操作直後若しくは旋回から直進への操作直後、作業時の高速走行中の何れかに該当したときは負荷制御による自動減速を行わないようにする作業車両の負荷制御装置、
及び、請求項２記載の発明は、上記直進中に作業負荷が大となって上記主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）での主変速を減速している場合は、上記前後進切換え装置（２９）を操作する切換えレバー（１９）が中立位置若しくは後進位置に切換わったときに、記憶していた元の変速位置に増速し、上記作業負荷である前進での掬い作業を終えてオペレータが中立若しくは後進位置に切換える操作に連動して変速位置を元の位置に増速し、
また、減速された変速位置と元の変速位置とで複数段の差があった場合は、元の変速位置まで短時間で増速させ、
記憶していた元の変速位置へ増速が完了するまではクラッチ昇圧待機フラグをセットして、後進動作を牽制し、
元の変速位置へ増速が完了したときは減速中フラグをリセットし、クラッチ昇圧待機フラグをリセットして後進動作を開始し、後進途中での増速を牽制することにより、不要な変速時タイムラグや変速ショックを防止するようにした請求項１記載の作業車両の負荷制御装置の操作方法を提供するものである。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は作業車両の一例として農業用トラクタ１０を示し、車体の前部にエンジン１１を搭載し、該エンジン１１の回転動力を後述するようにミッションケース１２内の各種変速装置により適宜変速した後に、後輪１３または前後輪１４，１３へ伝達するように構成してある。運転席１５の近傍には変速レバー１６を設けてあり、該変速レバー１６によって主変速装置２８ａ、副変速装置２８ｂの変速操作を行う。運転席１５の前方にはハンドルポスト１７が設けられ、このハンドルポスト１７にステアリングハンドル１８が装着されている。該ステアリングハンドル１８を回転操作することにより、操向輪である前輪１４が回向して車体が旋回する。また、ハンドルポスト１７の側面に前後進切換えレバー１９を設けてあり、該前後進切換えレバー１９によって前後進切換え装置２９を前進、中立、後進の何れかの位置に切換える。
【０００７】
本実施の形態では、当該トラクタ１０にてローダ作業を行えるように、車体の前方に左右一対のアーム２０，２０を取り付け、このアーム２０，２０の先端部にバケット２１を装着してある。前記アーム２０はアームシリンダ２２の伸縮により上下に回動し、バケット２１はバケットシリンダ２３の伸縮によって掬い動作が行われる。前記ステアリングハンドル１８の前方には、作業機操作レバーであるアーム操作レバー２４及びバケット操作レバー２５が設けられており、該アーム操作レバー２４及びバケット操作レバー２５にて前記アームシリンダ２２及びブームシリンダ２３の伸縮操作が行われる。尚、２６はアームの持上げ角を検出するためのアーム角センサであり、２７はバケットの掬い角を検出するためのバケット角センサである。
【０００８】
図２は負荷制御系のブロック図である。制御手段である走行用コントローラ５０には、前述した前後進切換えレバー１９、アーム操作レバー２４、バケット操作レバー２５をはじめとして、ＰＴＯ入切りスイッチ３０、負荷制御スイッチ３１、増減速操作スイッチ３２等の各種レバーやスイッチの設定信号が入力される。また、エンジン回転センサ３５、ラック位置センサ３６、スロットル位置センサ３７、主変速位置センサ(1-2速)３８、主変速位置センサ(3-4速)３９、副変速位置センサ(LL-L速)４０、副変速位置センサ(M-H速)４１、クラッチペダルセンサ４２、ブレーキペダルセンサ４３、ステアリング切れ角センサ４４、前後加速度センサ４５、前輪回転センサ４６、後輪回転センサ４７等の各種センサの検出信号が入力される。
【０００９】
これらの入力信号に基づき前記コントローラ５０から主変速1-2速SOL（ソレノイド、以下SOLと表す）５１、主変速3-4速SOL５２、前後進SOL５３、走行クラッチSOL５４、ＰＴＯクラッチSOL５５、デフロックSOL５６、４ＷＤSOL５７、前輪増速SOL５８に制御信号を出力する。また、該走行用コントローラ５０と昇降制御用コントローラ６０との間でデータを通信し、負荷に応じてリフトアームを昇降制御する。
【００１０】
図３のフローチャートは負荷制御の概略を示し、先ず各種スイッチやセンサ類の読込みを行い（ステップ10）、走行用コントローラ５０は昇降制御用コントローラから通信にてデータを参照する（ステップ20）。そして、増減速操作スイッチ３２の操作（ステップ30）及び副変速スイッチの操作（ステップ40）がなければ、そのまま前進増減速制御ルーチン（ステップ60）を実行し、続いて増速制御のルーチン（ステップ70）に入る。ステップ20の後でオペレータによる増減速操作スイッチ３２の操作があったり、或いは変速レバー１６の操作による副変速スイッチの操作あった場合は、各増減速フラグをリセットして（ステップ50）、前進増減速制御ルーチン（ステップ60）に入る。
【００１１】
図４乃至図６に示すように、前進増減速制御ではＰＴＯ入切りスイッチ３０が入りの状態では、減速要求ダウン回転数即ち負荷制御による減速指令の所定値をＡとし（ステップ101→102）、ＰＴＯ入切りスイッチ３０が切りの状態では、該減速要求ダウン回転数を前記Ａよりも大きいＢとする（ステップ101→103）。従って、ＰＴＯ入切りスイッチ３０が入りの状態では後述するように、作業負荷が大きくなってエンジン回転数が所定値Ａに至ったときは早めに主変速を減速する。これにより、例えばベーラ等で集草作業している場合に、集める草が均一でないときは負荷変動でエンジン回転数が変動するが、斯かる場合にオペレータが走行のみ停止して負荷を軽減させ、再び走行するといったように、こまめに増減速することで連続作業が可能となる。尚、作業負荷の判定は前述のエンジン回転数による判定だけではなく、エンジン回転数とラック位置から判断する負荷率の大きさから判定してもよい。
【００１２】
また、作業機（本実施例ではバケット２１及びアーム２０）を降下直後（ステップ104）、クラッチペダルを踏込み操作直後（ステップ105）、前後進切換えレバー１９を前進位置に操作した直後（ステップ106）、ＰＴＯ入切りスイッチ３０の入り操作直後（ステップ107）は、夫々減速待ちタイマをセットする（ステップ108）。上記各操作直後は必ずエンジン回転数やエンジン負荷率が低下するので、斯かる場合は減速を牽制することにより、オペレータの操作に違和感が生じない。また、負荷制御による減速指令は前進中のみとし（ステップ109）、前後進切換え装置が中立位置若しくは後進位置にある場合は、作業負荷が所定値を超えたときであっても減速指令を牽制する。トラクタ１０では主に前進走行で作業が行われ、後進するのは作業を中断して行程を変更する場合である。従って、高速で後進しようとしている場合に、走行負荷によるエンジン回転数低下があったとしても、減速指令を牽制することによって、オペレータの意思に反して減速されることを防止できる。
【００１３】
そして、減速制御中でなければ現在の変速位置を記憶し（ステップ110→111）、作業負荷によって前述した減速要求ダウン回転数ＡまたはＢに至ったときは（ステップ112）、前回の減速から規定時間が経過し（ステップ113）、且つ、減速待ちタイマがカウントアップしているときに（ステップ114）、コントローラ５０から主変速1-2速SOL５１若しくは主変速3-4速SOL５２に減速指令を出力して、主変速を１段減速させるとともに（ステップ115）、減速中フラグをセットする（ステップ116）。
【００１４】
これに対して、ステップ110で減速制御中であるとき、若しくは、ステップ112で減速要求ダウン回転数に至らないときは、エンジン回転数が定常であるか否かを監視する（ステップ120）。エンジン回転数が定常でない場合はステップ112へ戻って減速要求ダウン回転数に至ったかどうかを判別し、エンジン回転数が定常である場合は、現在減速中フラグがセットされており（ステップ121）、且つ、前回の増速から規定時間経過または規定距離走行の何れかがクリアされた後に（ステップ122）、コントローラ５０から主変速1-2速SOL５１若しくは主変速3-4速SOL５２に増速指令を出力して、主変速を１段増速させるとともに（ステップ123）、ステップ111にて記憶した変速位置に復帰するまで増速フラグをセットする（ステップ124→125）。
【００１５】
そして、主変速を１段増速させた後に規定時間経過若しくは規定距離走行し、未だ記憶位置に復帰しない場合は更に主変速を１段増速させ、記憶位置に復帰したときは増速フラグ及び減速中フラグをリセットする（ステップ124→126）。このように、前進中に負荷制御による減速があった後に増速する場合は、１段増速して規定時間経過または規定距離走行のウエイトをかけることにより、一気に増速した結果負荷変動が大きくなり過ぎて再度減速するという不具合を防止できる。
【００１６】
ここで、前述した前後加速度センサ４５により減速方向の加速度を検出した場合に（ステップ130）、ブレーキペダルを踏込み操作中（ステップ131）、作業時に高速走行中（ステップ132）、旋回操作直後（ステップ133）、減速操作があったとき（ステップ134）等走行中の変速操作があったときは最初のステップに戻り、上記走行中の変速操作がないのに減速方向の加速度が検出されて４ＷＤ走行中であるときは（ステップ135）、主変速を１段減速させる（ステップ136）。更に、減速フラグがない場合には減速フラグをセットする（ステップ137→138）。即ち、直進でブレーキ操作中、直進から旋回への操作直後若しくは旋回から直進への操作直後、作業時の高速走行中の何れかに該当したときは負荷制御による自動減速を行わない。そして、前後加速度センサ４５が増速方向の加速度を検出した場合は（ステップ140）、デフロック中であればデフロックを解除して最初のステップに戻る（ステップ141→142）。
【００１７】
例えばブラウでの牽引作業やロータリでの湿田作業等で、走行系の駆動輪がスリップするような場合は更に加速されて全輪スリップ状態になることがあるが、斯かる状態を前後加速度センサ４５にて検出して主変速を１段減速させることにより、駆動力が復帰してオペレータに安心感を与えることができる。また、加速度センサはドップラセンサなどに比較して安価であるので、低コストにて制御装置を構成することができる。尚、ステップ136に於いて、主変速を減速させる代わりにデフロックを作動させてもよく、また、主変速の減速とデフロック作動とを併用してもよい。
【００１８】
上記前進増減速制御ルーチンに続いて、図７に示すような増速制御ルーチンを実行する。前述したように、前進中に作業負荷が大となって主変速を減速している場合は（ステップ201）、前後進切換えレバー１９が中立位置若しくは後進位置に切換わったときに、記憶していた元の変速位置に増速する（ステップ203）。例えばローダ作業の場合は前進して掬い動作のときに負荷がかかり、エンジン回転数が低下して自動減速するが、次行程で後進するときには作業を早くするために短時間で後進したい。しかし、アクセルペダルでエンジンの回転を操作している場合もあり、必ずしもエンジン回転数が直ちに復帰するとは限らない。そこで、前進での掬い作業を終えてオペレータが中立若しくは後進位置に切換える操作に連動して、変速位置を元の変速位置に増速することにより、効率よく作業を行えるようになる。また、減速された変速位置と元の変速位置とで複数段の差があった場合は、元の変速位置まで一気に変速して短時間で増速させる。
【００１９】
ここで、記憶していた元の変速位置へ増速が完了するまではクラッチ昇圧待機フラグをセットして（ステップ204→205）、後進動作を牽制する。そして、元の変速位置へ増速が完了したときは減速中フラグをリセットし、（ステップ204→206）、クラッチ昇圧待機フラグをリセットして後進動作を開始する（ステップ207）。このように、後進途中での増速を牽制することにより、不要な変速時タイムラグや変速ショックの発生を防止することができる。
【００２０】
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。
【００２５】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、請求項１記載の発明は四駆走行中の非変速状態で減速方向の加速度を検出した場合は自動減速するので、駆動輪のスリップ等の状況を素早く検出して駆動力を開発させることができる。
事後この発明は、直進状態でブレーキ操作を検出したとき、若しくは、旋回操作を検出したときは、減速方向の加速度を検出していたとしても減速指令を牽制するので、上述した効果に加えて、無駄な減速による危険な状態を回避することができる。
【００２６】
請求項２記載の発明は、上記作業車両の負荷制御装置において主変速を減速している場合は、上記前後進切換え装置（２９）を操作する切換えレバー（１９）が中立位置若しくは後進位置に切換わったときに、記憶していた元の変速位置に増速し、上記作業負荷である前進での掬い作業を終えてオペレータが中立若しくは後進位置に切換える操作に連動して変速位置を元の位置に増速し、また、減速された変速位置と元の変速位置とで複数段の差があった場合は、元の変速位置まで短時間で増速させるので、一気に変速を実現することができる。
また、記憶していた元の変速位置へ増速が完了するまではクラッチ昇圧待機フラグをセットして、後進動作を牽制し、元の変速位置へ増速が完了したときは減速中フラグをリセットし、クラッチ昇圧待機フラグをリセットして後進動作を開始し、後進途中での増速を牽制することにより、不要な変速時タイムラグや変速ショックを防止するようにしたので、いたずらに時間遅れが生じることを回避でき、変速ショックの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】ローダ作業装備のトラクタの側面図。
【図２】負荷制御系のブロック図。
【図３】負荷制御の概略を示すフローチャート。
【図４】前進増減速制御ルーチンのフローチャート、その１。
【図５】前進増減速制御ルーチンのフローチャート、その２。
【図６】前進増減速制御ルーチンのフローチャート、その３。
【図７】増速制御ルーチンのフローチャート。
【符号の説明】
１０トラクタ
１９前後進切換えレバー
２８ａ主変速装置
２８ｂ副変速装置
２９前後進切換え装置
３５エンジン回転センサ
３６ラック位置センサ
３７スロットル位置センサ
４２クラッチペダルセンサ
４３ブレーキペダルセンサ
４４ステアリング切れ角センサ
４５前後加速度センサ
５０走行用コントローラ
５４走行クラッチSOL
５４ＰＴＯクラッチSOL

Claims

作業負荷を検出する手段（３５）と、該作業負荷が所定値Ａ，Ｂを超えたときに主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）へ減速指令する制御手段（５０）と、切換えレバー（１９）にて前進若しくは後進を切換えるための前後進切換え装置（２９）と、前後方向の加速度を検出する手段（４５）と、操舵角検出手段（４４）と、ブレーキ操作検出手段（４３）とを備えた作業車両の負荷制御装置であって、四駆走行中の非変速状態で減速方向の加速度を検出した場合は、前記主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）へ減速指令する作業車両の負荷制御装置に於いて、
直進状態でブレーキ操作を検出したときは、前記主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）への減速指令を牽制し、
また、旋回操作を検出したときも、前記主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）への減速指令を牽制し、直進でブレーキ操作中、直進から旋回への操作直後若しくは旋回から直進への操作直後、作業時の高速走行中の何れかに該当したときは負荷制御による自動減速を行わないようにすることを特徴とする作業車両の負荷制御装置。
上記直進中に作業負荷が大となって上記主変速装置（２８ａ）、副変速装置（２８ｂ）での主変速を減速している場合は、上記前後進切換え装置（２９）を操作する切換えレバー（１９）が中立位置若しくは後進位置に切換わったときに、記憶していた元の変速位置に増速し、上記作業負荷である前進での掬い作業を終えてオペレータが中立若しくは後進位置に切換える操作に連動して変速位置を元の位置に増速し、
また、減速された変速位置と元の変速位置とで複数段の差があった場合は、元の変速位置まで短時間で増速させ、
記憶していた元の変速位置へ増速が完了するまではクラッチ昇圧待機フラグをセットして、後進動作を牽制し、
元の変速位置へ増速が完了したときは減速中フラグをリセットし、クラッチ昇圧待機フラグをリセットして後進動作を開始し、後進途中での増速を牽制することにより、不要な変速時タイムラグや変速ショックを防止するようにしたことを特徴とする請求項１記載の作業車両の負荷制御装置の操作方法。