JPH10159604A - 電子ガバナー機構付エンジン搭載乗用田植機 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 エンジンの回転数を昇降させた時に、特定の
回転数域で共振して振動が大きくなり、オペレーターに
不快感や疲労感が増大していた。 【解決手段】 電子ガバナー機構付きエンジンを搭載し
た乗用田植機において、エンジン回転数をセンサー１２
で検知し、機体に振動センサー８１を配置し、それぞれ
の値をコントローラＣに入力し、アクセルレバー１によ
る回転数変更時に、共振したときの振動レベルが設定値
以上となると、その回転数域を通過または設定量上げ、
または、下げるようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子ガバナー機構
付ディーゼルエンジンを搭載した乗用田植機が、エンジ
ンの回転数に対して共振した時の振動レベルが設定レベ
ル以上となる回転域を避けて作業や走行をできるように
する制御機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、ディーゼルエンジンにおい
て、電子ガバナー機構を具備した技術は公知とされてい
るのである。例えば、特開昭６０−２５６５２９号公報
に記載の技術の如くである。また、従来の田植機におい
て、エンジンを機体フレーム上に防振部材を介して取り
付けており、エンジンからの振動ができるだけオペレー
ターや機体全体に伝わらないように構成している。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、エンジンと機
体の間に防振部材を介装しても、ある程度の振動は発生
し、また、動力が伝達されたミッションケースや走行部
や植付部やその伝達経路で振動が発生し、エンジンの回
転数の昇降時には、特定の複数箇所の回転数で共振して
しまう。そして、この共振回転数のいずれかはオペレー
ターの身体に感じ、植付部においては植付精度を悪化さ
せる場合がある。そこで、本発明は共振したときの振動
レベルが設定レベルより大きい場合には、その回転数を
避けるように増減して、できるだけ操縦や植付作業に悪
影響を与えないようにしようとするものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明が解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次に該課題を解決するため
の手段を説明する。請求項１においては、電子ガバナー
機構付きエンジンを搭載した乗用田植機において、エン
ジン回転数をセンサーで検知し、機体に振動センサーを
配置し、それぞれの値をコントローラに入力し、アクセ
ルレバーによる回転数変更時に、共振したときの振動レ
ベルが設定値以上となると、その回転数域を通過するよ
うにしたものである。

【０００５】請求項２においては、電子ガバナー機構付
きエンジンを搭載した乗用田植機において、エンジン回
転数をセンサーで検知し、運転部に振動センサーを配置
し、それぞれの値をコントローラに入力し、共振したと
きの振動レベルが設定値以上となると、エンジン回転数
を設定量上げ、または下げるようにしたものである。

【０００６】請求項３においては、電子ガバナー機構付
きエンジンを搭載した乗用田植機において、エンジン回
転数をセンサーで検知し、植付部に振動センサーを配置
し、それぞれの値をコントローラに入力し、共振したと
きの振動レベルが設定値以上となると、エンジン回転数
を設定量上げ、または下げるようにしたものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に本発明の実施の形態を説明す
る。図１は乗用田植機の全体側面図、図２は同じく乗用
田植機の全体平面図、図３はボンネット９内に搭載した
エンジンＥの図面、図４は左右の機体フレーム３・３の
間に配置したベルト式無段変速ケース５９と、クラッチ
ケース５８と、ミッションケース４の構成を示す平面
図、図５は同じく、ベルト式無段変速ケース５９とミッ
ションケース４とリアアクスルケース７の部分の側面
図、図６はリンク機構２７と植付部１５の部分を示す側
面図、図７は６条用の側条施肥機３６の部分の平面図、
図８は６条用の側条施肥機３６の部分の後面図、図９は
本発明の電子ガバナー機構付エンジン搭載乗用田植機の
制御機構のブロック線図、図１０は電子ガバナー機構を
示す正面断面図と側面図、図１１は本発明の電子ガバナ
ー機構付エンジン搭載乗用田植機の制御応答図、図１２
は乗用田植機のアイソクロノス制御と逆ドループ制御を
示す図、図１３はエンジンＥの許容出力制御を示す図
面、図１４はエコモード制御を示す図、図１５はエンジ
ン回転数と振動レベルの関係を示す図、図１６はアクセ
ルレバー操作量とエンジン回転数の関係を示す図であ
る。

【０００８】本発明の電子ガバナー機構付エンジン搭載
乗用田植機は前輪６・６と後輪８・８の４輪を共に駆動
する四輪駆動車輛に構成している。ボンネット９の内部
にエンジンＥを配置している。該ボンネット９の左右に
予備苗載台１０・１０が配置されている。該ボンネット
９の後部のダッシュボードの部分から操向ハンドル１４
が突出されており、該操向ハンドル１４の下方でダッシ
ュボードの左側に主クラッチぺダル３２が、操向ハンド
ル１４の右側の下部に左右のブレーキペダル３３・３３
が配置され、前記主クラッチペダル３２の回動基部には
主クラッチが「入」か「切」かを検知するクラッチペダ
ルスイッチ２１が設けられ、ブレーキペダル３３・３３
の回動基部にはブレーキのＯＮ・ＯＦＦを検知するブレ
ーキスイッチ２３が設けられている。また、操向ハンド
ル１４の右側のダッシュボードの部分にアクセルレバー
１が設けられており、該アクセルレバー１を前後に回動
することにより、電子ガバナー機構のコントローラＣに
電気信号が送信され、該アクセルレバー１の回動基部に
もアクセルレバー位置センサ２２が設けられ設定位置を
検出できるようにし、該アクセルレバー位置センサ２２
及び前記クラッチペダルスイッチ２１、ブレーキスイッ
チ２３はコントローラＣと接続されている。

【０００９】座席１３の右側に、植付昇降兼作業走行変
速レバー３０が配置されており、該植付昇降兼作業走行
変速レバー３０の回動基部には位置センサー３０ａが配
置されてレバー位置を検出し、また植付感度調節レバー
３１がその後部に配置されている。座席１３の左側の部
分には走行変速レバー２９が配置され、該走行変速レバ
ー２９の回動基部には位置センサー２９ａが配置され、
回動位置が検知され、該位置センサー２９ａ・３０ａは
コントローラＣと接続されている。また、後輪８・８の
上方の位置に、６条用の側条施肥機３６が配置されてお
り、前輪６・６と後輪８・８により構成された四輪駆動
式走行車輛の後部に、リンク機構２７を介して、植付部
１５が吊装されている。該リンク機構２７は、図６に示
すように、トップリンク２５とロワーリンク２６により
構成されており、昇降シリンダ２８の伸縮により、リン
ク機構２７を昇降すべく構成し、該リンク機構２７の回
動基部に高さセンサー６５が設けられ、植付部１５の高
さを検知できるようにしている。植付部１５は苗載台１
６と、２条分均平用センターフロート３４と、２条分均
平用サイドフロート３５と、植付ケース２０と植付爪１
７等により構成されている。

【００１０】図３はボンネット９内に搭載したエンジン
Ｅの図面、図４は左右の機体フレーム３・３の間に配置
したベルト式無段変速ケース５９と、クラッチケース５
８と、ミッションケース４の構成を示す平面図、図５は
同じく、ベルト式無段変速ケース５９とミッションケー
ス４とリアアクスルケース７の部分の側面図である。該
エンジンＥは、前後に長く延びた機体フレーム３の上に
載置されており、前方に突出したクランク軸５３に、プ
ーリー５４を設け、該プーリー５４からベルト５５を介
して、プーリー５１に動力伝達している。該プーリー５
１は、軸５０に固定されており、該軸５０に軸６１がジ
ョイント結合されている。該軸６１がベルト式無段変速
ケース５９の軸７２に動力伝達している。

【００１１】該ベルト式無段変速ケース５９の内部に
は、入出力プーリ６９・７０と、変速ベルト７１が配置
されている。また入出力プーリ６９・７０の部分に、入
出力カム７７・７８が配置されており、該入出力カム７
７・７８を操作することにより、入出力プーリ６９・７
０の幅が変化して、変速ベルト７１との接触径が変化し
て、無段変速が可能となり、無段変速装置を構成してい
る。該ベルト式無段変速ケース５９の後部に、クラッチ
ケース５８が装着されており、該クラッチケース５８の
内部に、クラッチペダル３２の踏み込みにより操作され
る多板摩擦式型乾式クラッチ７３が配置されている。６
０は油圧ポンプである。

【００１２】また該クラッチケース５８の後面にミッシ
ョンケース４が固設されている。これらのベルト式無段
変速ケース５９とミッションケース４は共に、左右の機
体フレーム３・３の間に配置されている。ミッションケ
ース４において変速後の回転が、リアアクスルケース７
に伝達されている。図６において、植付ケース２０の上
面に左右傾斜センサ５６が配置されている。また図７に
おいて図示する如く、６条用の側条施肥機３６から繰り
出される肥料を下方に案内するフレキシブル搬送ホース
４０が設けられている。また６条用の側条施肥機３６の
一端には、肥料を繰り出す為のターボブロワ４１が配置
されている。

【００１３】図９は本発明の電子ガバナー機構付エンジ
ン搭載乗用田植機の制御機構のブロック線図、図１０は
電子ガバナー機構を示す正面断面図と側面図、図１１は
本発明の電子ガバナー機構付エンジン搭載乗用田植機の
制御応答図である。図９において図示する如く、電子ガ
バナー機構付エンジンＥに、コントローラＣが設けられ
ており、該コントローラＣからの信号が、電子ガバナー
機構Ｇに操作信号を送るように構成している。該電子ガ
バナー機構Ｇの構造は、図１０に示す如く構成されてお
り、燃料噴射ポンプＰの側面に取付けられている。該燃
料噴射ポンプＰの燃料噴射量調節ラック２を、リニアソ
レノイドにより構成された、ラックアクチュエータ５が
左右に摺動操作するのである。そして該ラックアクチュ
エータ５の動きを検出するラック位置センサー１１がラ
ックアクチュエータ５の下方に配置されている。またエ
ンジンＥの回転数センサ１２と、エンジンＥの潤滑油温
度センサ１８も、該電子ガバナー機構Ｇの部分に配置さ
れている。

【００１４】このように、電子ガバナー機構Ｇから、ラ
ック位置センサー１１の信号と、回転数センサ１２の信
号と、潤滑油温度センサ１８の信号が、コントローラＣ
に送信される。また、その他に、エンジンＥの冷却水温
度センサ１９と、クラッチペダル３２のクラッチペダル
スイッチ２１と、ブレーキペダル３３のブレーキスイッ
チ２３と、アクセルレバー１のアクセルレバー位置セン
サ２２と、キースイッチ２４と、エコモードスイッチ３
７とエアヒータ３８、設定値を設定する設定器７６等か
らの信号も入力されている。また、コントローラＣから
の信号が出力される方向としては、電子ガバナー機構Ｇ
のラックアクチュエータ５を操作し、燃料噴射量調節ラ
ック２を左右に調節する信号と、回転計３９と故障表示
装置４２等へも信号が送信されている。

【００１５】このように、センサーからの信号をコント
ローラＣに送信し、コントローラＣにおいて、所定のマ
ップに照合して、指令信号を、各部に送信し、電子ガバ
ナー機構付エンジン搭載乗用田植機を制御しているので
ある。

【００１６】電子ガバナー機構付エンジン搭載乗用田植
機の制御を説明する。図１２は乗用田植機のアイソクロ
ノス制御と逆ドループ制御を示す図面である。本発明の
制御機構は、エンジンＥの出力を乗用田植機のあらゆる
作業において、最大に引き出せるように、電子ガバナー
機構Ｇのマイコンにより、燃料噴射量調節ラック２と燃
料噴射ポンプＰを操作して、燃料噴射量を最適に制御す
るものである。その方法としては、エンジンＥの回転を
負荷の大小に関わらず、一定に保つアイソクロナス制御
と、エンジンＥの低速域で粘りを発揮する逆ドループ制
御と、高速植付作業に適した性能を発揮するエコモード
制御等を行っている。

【００１７】図１２の上段に図示したアイソクロナス制
御においては、ボンネット９の上で、操向ハンドル１４
の右側に設けた、アクセルレバー１を回動操作してエン
ジン回転数を設定すると、乗用田植機により植付作業を
開始し、負荷が変動しても、エンジンの回転数を一定に
保つのである。従って、常時一定の速度で苗の植付が行
えるのである。しかし、ブレーキペダル３３によりブレ
ーキ制動を操作を行った場合には、自動的にこの機能が
解除され、通常のドループ制御に移行する、該ドループ
制御は、電子ガバナー機構Ｇではなく、機械式のガバナ
ーを具備した場合と同じであり、負荷が大きくなるとエ
ンジン回転数が下がり、負荷が小さくなるとエンジン回
転数が上昇する制御である。

【００１８】逆ドループ制御は、エンジンＥの回転数が
本実施例では１５００回転以下で植付作業を行うような
場合に、植付作業負荷がエンジン出力の限界に近くなる
と、自動的に回転数をアップさせて、エンジンＥの出力
限界を高め、低速作業時の安定性を大幅に向上するもの
である。図１４に図示されたエコモード制御は、エコモ
ードスイッチ３７をＯＮにすると、制御が開始される。
このエコモード制御は、高速植付に適した制御機能であ
り、電子ガバナー機構Ｇの作用で、高速植付に適したエ
コモードの出力性能になる。即ち、図１４に示す如く、
エンジン回転数が高い位置で、出力が増加し、トルクも
増加する制御である。エコモードスイッチ３７をＯＦＦ
にすると、エンジンの高速回転域では、出力が低くな
り、トルクも低くなるのである。

【００１９】そして、加速度センサーまたは歪センサー
等からなる振動センサー８１が機体の任意に（本実施例
では操向ハンドル１４部）配置されており、振動レベル
を検知し、コントローラＣと接続し、許容範囲の振動レ
ベルを設定器７６で設定できるようにしている。そし
て、次のようにラックアクチュエーター５を制御してい
る。即ち、図１５に示すように、アクセルレバー１を回
動してエンジンの回転数を増加させていくと、ある特定
の回転数で機体と共振して大きな振動レベルの回転数域
が数箇所発生する。この共振回転数域は機体毎に異なる
ものであるから、機体毎に振動レベルを振動センサー８
１によって常時検知し、設定レベル以上の共振回転数域
では走行や作業を行わないようにしているのである。

【００２０】即ち、許容範囲の振動レベルｈを設定器７
６で設定しておき、アクセルレバー１を回動して作業回
転数を設定し、その回転数での振動レベルを振動センサ
ー８１にて検知する。回転数ｎ１〜ｎ２の間で共振して
設定した振動レベルｈよりも大きくなっていたならば、
図１６に示すように、ラックアクチュエーター５を作動
させて、アクセルレバー１の回動時に回転数ｎ１〜ｎ２
の間を通過させて、設定レベルｈよりも低い振動レベル
域の回転数に至るようにしている。なお、作業機を装着
したり、燃料の増減やオペレーターの体重差等で共振域
は変動し、また、回転数を上昇させているときに、共振
域の幅は判らないので、振動レベルが設定値以上となる
と、回転数を一定回転数ｎｋ上昇させるようにすること
もできる。また、回転数を下げるときも同様に通過して
共振レベル域を避けるようにしている。但し、前記逆ド
ループ制御のときはエンジンに負担がかかり変動も大き
くなるので、この共振制御は行わない。

【００２１】また、植付部１５にも振動センサー８２を
設けて振動レベルを検知し、共振してその振動レベルが
設定値以上となると前記同様にその回転数を避けて上昇
または下降させるように制御することもできる。また、
ＰＴＯ変速装置を無段変速装置で構成して、共振してそ
の振動レベルが設定値以上となると、ＰＴＯ変速装置を
作動させてＰＴＯ回転数を変更するように構成すること
もできる。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するのである。請求項１または請求項２
の如く、電子ガバナー機構付きエンジンを搭載した乗用
田植機において、エンジン回転数をセンサーで検知し、
機体に振動センサーを配置し、それぞれの値をコントロ
ーラに入力し、アクセルレバーによる回転数変更時に、
共振したときの振動レベルが設定値以上となると、その
回転数域を通過または設定量上げ、または、下げるよう
にしたので、作業時や走行時において、オペレーターが
振動による不快感や疲労を防ぐことができるようにな
り、田植機自体も、振動によるネジの弛みの発生が少な
くなり、また、振動により擦れたり、叩かれたりして部
品が摩耗したり、損傷したり、寿命が短くなったりする
等のことを防止することができる。

【００２３】また請求項３の如く、電子ガバナー機構付
きエンジンを搭載した乗用田植機において、エンジン回
転数をセンサーで検知し、植付部に振動センサーを配置
し、それぞれの値をコントローラに入力し、共振レベル
が設定値以上となると、エンジン回転数を設定量上げ、
または下げるようにしたので、植付アームの回転が変動
したり、昇降時の変動が大きくなったり、植付深さや傾
き等のセンサーによる検知量が変動して制御が正確に行
われなくなったり、苗マットがズレたり、苗取り量が変
動したりする等の開く影響を減少でき、植付精度を向上
することができたのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用田植機の全体側面図。

【図２】同じく乗用田植機の全体平面図。

【図３】ボンネット９内に搭載したエンジンＥの図面。

【図４】左右の機体フレーム３・３の間に配置したベル
ト式無段変速ケース５９と、クラッチケース５８と、ミ
ッションケース４の構成を示す平面図。

【図５】同じく、ベルト式無段変速ケース５９とミッシ
ョンケース４とリアアクスルケース７の部分の側面図。

【図６】リンク機構２７と植付部１５の部分を示す側面
図。

【図７】６条用の側条施肥機３６の部分の平面図。

【図８】６条用の側条施肥機３６の部分の後面図。

【図９】本発明の電子ガバナー機構付エンジン搭載乗用
田植機の制御機構のブロック線図。

【図１０】電子ガバナー機構を示す正面断面図と側面
図。

【図１１】本発明の電子ガバナー機構付エンジン搭載乗
用田植機の制御応答図。

【図１２】乗用田植機のアイソクロノス制御と逆ドルー
プ制御を示す図面。

【図１３】エンジンＥの許容出力制御を示す図面。

【図１４】エコモード制御を示す図面。

【図１５】エンジン回転数と振動レベルの関係を示す
図。

【図１６】アクセルレバー操作量とエンジン回転数の関
係を示す図。

【符号の説明】

Ｃ コントローラ Ｅ エンジン Ｇ 電子ガバナー機構 Ｐ 燃料噴射ポンプ １ アクセルレバー ２ 燃料噴射量調節ラック ３ 機体フレーム ４ ミッションケース ５ ラックアクチュエータ １１ ラック位置センサー １２ 回転数センサ １３ 座席 １４ 操向ハンドル ２９ 走行変速レバー ７６ 設定器 ８１・８２ 振動センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 神山 英機 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子ガバナー機構付きエンジンを搭載し
   た乗用田植機において、エンジン回転数をセンサーで検
   知し、機体に振動センサーを配置し、それぞれの値をコ
   ントローラに入力し、アクセルレバーによる回転数変更
   時に、共振した時の振動レベルが設定値以上となると、
   その回転数域を通過するようにしたことを特徴とする電
   子ガバナー機構付エンジン搭載乗用田植機。
2. 【請求項２】 電子ガバナー機構付きエンジンを搭載し
   た乗用田植機において、エンジン回転数をセンサーで検
   知し、運転部に振動センサーを配置し、それぞれの値を
   コントローラに入力し、共振したときの振動レベルが設
   定値以上となると、エンジン回転数を設定量上げ、また
   は下げるようにしたことを特徴とする電子ガバナー機構
   付エンジン搭載乗用田植機。
3. 【請求項３】 電子ガバナー機構付きエンジンを搭載し
   た乗用田植機において、エンジン回転数をセンサーで検
   知し、植付部に振動センサーを配置し、それぞれの値を
   コントローラに入力し、共振したときの振動レベルが設
   定値以上となると、エンジン回転数を設定量上げ、また
   は下げるようにしたことを特徴とする電子ガバナー機構
   付エンジン搭載乗用田植機。