JPH1137284A

JPH1137284A - 農作業車の自動変速装置

Info

Publication number: JPH1137284A
Application number: JP9193918A
Authority: JP
Inventors: Nobuyuki Abe; 信行阿部
Original assignee: Yanmar Agricultural Equipment Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1997-07-18
Filing date: 1997-07-18
Publication date: 1999-02-12

Abstract

(57)【要約】【課題】無段変速装置によって変速した動力を作業用
の動力として伝達する構成の走行車において、作業時に
手動による変速操作をなくすようにする。【解決手段】農作業車に電子ガバナー機構付きエンジ
ンＥを搭載し、主変速レバー２９を作業位置に設定し、
副変速レバー３０によって無段変速装置５１を変速操作
し、減速した動力を作業用の動力として伝達し、エンジ
ンＥの負荷に応じてエンジン回転数を制御する構成にお
いて、無段変速装置を操作するレバー３０に連動するリ
ンク機構内にアクチュエータ４０を介在し、エンジンＥ
に過負荷が生じた場合に、アクチュエータを介して無段
変速装置を調速制御させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農作業車における
エンジンの負荷に応じてベルト式無段変速装置を自動制
御する構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来から、エンジンの出力を、ベルト式
無段変速装置を介してミッションケース内に伝達し、該
ミッションケースを介して前後のアクスルケース内に走
行駆動力を伝達する一方、ミッションケース後部に軸支
するＰＴＯ軸を駆動して作業機に動力を伝達する技術は
公知となっていた。前記ベルト式無段変速装置には、エ
ンジンの出力を入力するドライブシャフトと、ミッショ
ンケースへ動力を伝達するドリブンシャフトとが軸支さ
れ、各シャフトに分割式の割プーリが固設され、割プー
リの溝幅を長短変更し、割プーリに巻回されるベルトの
有効径が変化され、ドリブンシャフトを無段階に変速駆
動し、ミッションケース内のギア式の減速装置を簡略化
し、変速時の衝撃をなくす構成としていた。

【０００３】また、前記エンジンに燃料噴射ポンプを配
設し、該燃料噴射ポンプ側部に電子ガバナー機構を配設
し、コントローラによって電子ガバナー機構を制御し
て、燃料噴射ポンプによる燃料の噴射量を調整するよう
にしていた。例えば、エンジンの負荷変動に応じて、燃
料の供給量を調整し、アクセルレバーの設定回転数にエ
ンジン回転数を維持させるアイソクロナス制御が行われ
ていた。また、エンジン回転数の低速及び中速域におい
て、エンジンの出力にねばりを持たせる逆ドループ制御
が行われていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、従来の電子ガ
バナー機構を用いた制御においては、負荷に応じた安定
した走行が行われるが、作業車の使用状態によっては負
荷が大きくなり、電子ガバナー機構による制御ができる
幅を越え、エンジンに過負荷を生じさせる場合もあっ
た。特に、アイソクロナス制御のみが行われ、逆度ルー
プ制御がおこなわれていないエンジン回転数の最高回転
において顕著となっていた。その為に、電子ガバナー制
御のできる領域を越える負荷がエンジンにかかっても、
エンジンが過負荷とならないように自動的に走行変速が
行われる構成のものが望まれてきていた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
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。即ち、主変速機構及び無段変速機構
とを介してエンジンの動力を減速し、作業用の動力とし
て伝達する構成の農作業車において、前記主変速機構を
変速する主変速レバーを作業位置に設定し、副変速レバ
ーによって無段変速装置を変速操作し、エンジンの負荷
に応じて無段変速装置を変速制御させている。また、農
作業車に電子ガバナー機構付きエンジンを搭載し、主変
速レバーを作業位置に設定し、副変速レバーによって無
段変速装置を変速操作し、減速した動力を作業用の動力
として伝達し、エンジンの負荷に応じてエンジン回転数
を制御する構成において、エンジンに過負荷が生じた場
合に、無段変速装置を適正なレベルまで調速制御させて
いる。また、前記無段変速装置を操作するレバーに連動
するリンク機構内にアクチュエータを介在し、エンジン
に過負荷が生じた場合に、アクチュエータを介して無段
変速装置を適正なレベルまで調速制御させている。

【０００６】

【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は同じく平
面図、図３は本発明の自動走行変速を行う制御機構を示
すブロック図、図４は動力伝達構成を示す側面図、図５
はベルト式無段変速装置の平面断面図、図６は電子ガバ
ナー機構の側面断面図、図７は乗用田植機のアイソクロ
ナス制御と逆ドループ制御を示す図、図８はエンジンの
許容出力制御を示す図である。

【０００７】まず、電子ガバナー機構を搭載型農作業車
として本実施例において乗用田植機が用いられている。
該乗用田植機は、図１、図２に示すように構成されてい
る。作業者等が搭乗する走行車の機体フレーム３前部上
方に電子ガバナー機構付エンジンＥを搭載し、機体フレ
ーム３後部にミッションケース４を配している。前記ミ
ッションケース４の前方にフロントアクスルケース５を
介して前輪６を支持させると共に、前記ミッションケー
ス４の後部にリヤアクスルケース７を連設し、該リヤア
クスルケース７に後輪８を支持させる。そして、前記エ
ンジンＥを覆うボンネット９の側上方に予備苗載台１０
・１０を配設し、ステップ１１を介して作業者等が搭乗
する車体カバー２によって前記ミッションケース４等を
覆い、前記車体カバー２上部に運転席１３を取り付け、
該運転席１３の前方の前記ボンネット９後部に操向ハン
ドル１４を配設している。

【０００８】また、植付部１５は六条植え用の苗載台１
６や複数の植付爪１７等から構成されており、前高後低
に配設した苗載台１６を下部レール１８及びガイドレー
ルを介して植付ケース２０に左右往復摺動自在に支持さ
せると共に、一方向に等速回転するロータリーケース２
１を前記植付ケース２０に回転自在にさせ、該ロータリ
ーケース２１の回転軸芯を中心にして対称位置に一対の
爪ケース２２・２２を配設し、該爪ケース２２・２２の
先端に植付爪１７・１７を固設する。

【０００９】また、前記植付ケース２０の前部に支持フ
レーム２４を設け、トップリンク２５及びロワーリンク
２６を含むリンク機構２７を介して作業車後部に連結
し、前記リンク機構２７を介して植付部１５を昇降させ
る昇降シリンダ２８をロワーリンク２６に連結してい
る。そして、前記前輪６・６及び後輪８・８を走行駆動
して移動すると同時に、左右に往復摺動可能な苗載台１
６から一株分の苗を植付爪１７によって取り出し、連続
的に苗植え作業を行うように構成している。

【００１０】また、前記運転席１３等が設置された運転
部には走行変速レバー２９、植付け昇降兼作業走行変速
用の副変速レバー３０、植付け感度調節レバー３１、主
クラッチペダル３２、左右ブレーキペダル３３・３３が
配設され、前記植付部１５下部には均平用センタフロー
ト３４、均平用サイドフロート３５が配設され、前記運
転席１３後方には六条用の施肥部３６が配設されてい
る。前記ボンネット９には、アクセルレバー１が配設さ
れている。

【００１１】次に、前記作業車の動力伝達構成について
説明する。図４に示すように、前記エンジンＥの後方に
ベルト式無段変速装置５１は配設されている。前記エン
ジンＥの出力軸５０は、プーリ、ベルト等を介して、ベ
ルト式無段変速装置５１より前方に突出した軸７２に動
力伝達している。

【００１２】該ベルト式無段変速装置５１内部には、図
５に示すように、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が配設されており、該
入出力カム７７・７８を操作することにより、入出力プ
ーリ６９・７０の幅が変更されて、変速ベルト７１と接
する径が変化して、無段変速が可能となる。前記入出力
カム７７・７８は、変速ケース７４前面に軸支したアー
ム７５に連動されている。尚、無段変速できる変速装置
であれば限定するものでなく油圧式の無段変速装置を用
いることもできる。

【００１３】該ベルト式無段変速装置５１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５
８の内部に、主クラッチペダル３２の踏み込みにより操
作される多板摩擦型乾式クラッチ７３が配置されてい
る。６０は油圧ポンプである。また、前記クラッチケー
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装置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。

【００１４】前記植付け昇降兼作業走行変速用の副変速
レバー３０は、植付部１５の昇降と昇降位置の停止操作
と、隣接マーカの昇降操作を行うことができる。更に、
前記副変速レバー３０は、前記ベルト式無段変速装置５
１のアーム７５に連動され、植付け作業時の走行変速を
行うようにしている。

【００１５】また、前記走行変速レバー２９は、ミッシ
ョンケース４に連動されており、機体の後進走行変速
と、植付け作業走行変速、走行変速とに切り替え可能と
なっている。更に、前記走行変速レバー２９を操作する
ことによって、苗継ぎや肥料補充の為の機体の停止をさ
せることができる。

【００１６】また、図３に示す如く、前記電子ガバナー
機構付エンジンＥは、コントローラＣと接続されてお
り、該コントローラＣからの信号が、電子ガバナー機構
Ｇに操作信号をおくるように構成している。

【００１７】該電子ガバナー機構Ｇの構造は、図６に示
す如く構成されており、燃料噴射ポンプＰの側面に取り
付けられている。該燃料噴射ポンプＰの燃料噴射量調整
ラック９０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９１が左右に摺動操作するのであ
る。該ラックアクチュエータ９１の下方には、ラック位
置センサー９２が配置され、ラックアクチュエータ９１
の動きが検出されている。また、前記エンジンＥの回転
数センサ９３と、エンジンＥの潤滑油温度センサ９４
も、該電子ガバナー機構Ｇの部分に配置されている。

【００１８】そして、図３に示すように、前記電子ガバ
ナー機構Ｇから、ラック位置センサー９２の信号と、回
転数センサ９３の信号と、アクセルレバー１のアクセル
レバー位置センサー１ａと、副変速レバー３０のレバー
位置を検出するレバー位置センサー３０ａ、キースイッ
チと、主クラッチペダル３２のクラッチペダルスイッチ
３２ａと、ブレーキペダル３３・３３のブレーキペダル
スイッチ３３ａとが、コントローラＣに送信される。ま
た、前記コントローラ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９
１を操作し、燃料噴射量調整ラック９０を左右に調整す
る信号と、回転計９６とモニター９７等にも信号が送信
されている。そして、前記コントローラ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Ｅを制御しているのである。

【００１９】次に、前記電子ガバナー機構付エンジンＥ
の制御について説明する。図７は乗用田植機のアイソク
ロナス制御と逆ドループ制御を示している。この制御機
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、燃料噴射量調整ラック９０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等
を行っている。尚、前記エンジンＥの負荷は、アクセル
レバー位置センサー１ａによる回転数の設定値とラック
位置センサー９２、回転数センサ９３による検出値とに
よって、コントローラＣによって演算される。また、こ
れとは別に、負荷を検出するセンサーを電子ガバナー機
構ＧやエンジンＥに配設する構成にすることもできる。

【００２０】前記アイソクロナス制御においては、前記
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け作業を開始し、負荷
が変動しても、エンジン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けが行えるのであ
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。

【００２１】前記逆ドループ制御は、エンジンＥの回転
数が最大トルクとなる回転数以下で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。

【００２２】次に、図８の許容出力制御について説明す
る。この制御は、エンジン始動後のすべてのモードにお
いて制御が作動している。そして、この制御は、コント
ローラＣに、エンジン回転数毎にマップにより規制され
た許容出力トルクとなるように、燃料噴射量を制限する
ものである。

【００２３】そして、本発明において、マップにより規
制された許容出力トルク以上に負荷がかかる場合には、
ベルト式無段変速装置５１を変速するようにしている。
即ち、図３に示すように、前記ベルト式無段変速装置５
１のアーム７５にアクチュエータとしての油圧シリンダ
ー４０を連動させている。前記油圧シリンダー４０のロ
ッド４０ａをアーム７５端部に連結している。該油圧シ
リンダー４０には、三位置切り替え型の電磁弁４１を介
して圧油が送油されている。該電磁弁４１のソレノイド
はコントローラＣに接続されている。尚、アクチュエー
タとして油圧シリンダー４０が用いられているが、電動
シリンダーを用いて、該電動シリンダーをコントローラ
Ｃによって制御する構成にすることもできる。

【００２４】また、前記油圧シリンダー４０は、副変速
レバー３０に連動されている。該副変速レバー３０に連
動されるリンク機構を構成するロッド４３に油圧シリン
ダー４０の基部が連結されている。よって、前記副変速
レバー３０がガイド溝の一定位置に保持した状態で、油
圧シリンダー４０を伸縮すると、ロッド４０ａから副変
速レバー３０までのリンク機構が動作されずに、油圧シ
リンダー４０のロッド４０ａが伸縮され、アーム７５が
回動され、ベルト式無段変速装置５１が変速される。

【００２５】そして、短時間で作業を終えるために高回
転で高速植付けを行う場合、本発明では、アクセルレバ
ー１を最高回転側に回動した状態（フルスロットル）と
し、副変速レバー３０を高速位置に傾倒し、植付作業を
行い、一定速度で走行できるようにする。即ち、フルス
ロットル時にはアイソクロナス制御が行われれ、回転数
を一定に保ち、走行速度も一定のまま作業が行われ、植
付姿勢が崩れないようにしている。そして、圃場が硬く
なる等により作業機に負荷がかかると、アイソクロナス
制御ではエンジンＥを設定回転に維持できなくなると、
前記油圧シリンダー４０のロッド４０ａを伸長させて、
アーム７５を回動し、ベルト式無段変速装置５１を減速
側に変速している。このように、ベルト式無段変速装置
５１を減速側に変速させると、機体の走行速度は減速さ
れるが、エンジンＥへの負荷を低減することができ、マ
ップにより規制した許容出力トルク以下に抑えることが
できる。

【００２６】そして、再び圃場が柔らかくなる等によっ
て作業機への負荷が減り、エンジンＥへの負担が減少さ
れる。該エンジンＥへの負担が減少されアイソクロナス
制御の可能な範囲になると、油圧シリンダー４０のロッ
ド４０ａをもとの位置に収縮し、アーム７５が回動され
る。該アーム７５が回動されると、ベルト式無段変速装
置５１を増速側に変速され、機体をもとの高速で走行さ
せている。よって、作業機への負荷の変動に合わせて、
手動により副変速レバー３０を操作することなく、自動
変速を行うことができる。オペレータは、植付作業に集
中することができ、操作性が向上されている。

【００２７】

【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。即ち、請求項１に記載す
るように、エンジンに負荷が生じて、エンジンの回転が
不安定な状態となると、ベルト式無段変速装置を変速制
御して、エンジンにかかる負担を低減して、エンジンの
回転を安定させることができ、オペレータはエンジンの
負荷を気にしながら作業をする必要がなくなり、作業に
集中することができ、操作性が向上された農作業車を提
供できる。

【００２８】また、請求項２記載の如く、電子ガバナー
機構付きエンジンを搭載し、無段変速装置によって変速
した動力を作業用の動力として伝達し、エンジンの負荷
に応じてエンジン回転数を制御するようにし、エンジン
への負荷が大きくなり、エンジンに過負荷がかかった状
態となる場合には、無段変速装置を減速側に変速するよ
うにしており、例えば、作業能率を高めるために、アク
セルレバーや副変速レバーを高速側に操作し、高速で作
業を行っている場合に、エンジンに過負荷がかっても、
無段変速装置を減速側に変速制御が行われ、エンジンに
かかる負担が自動にて低減され、エンジンへの過負荷が
なくなると、無段変速装置をもとの増速側に変速制御を
行っており、オペレータはアクセルレバーや副変速レバ
ーを調整することなく、作業に集中することができ、操
作性が向上されている。

【００２９】また、請求項３記載の如く、エンジンの過
負荷に対応させるために、無段変速装置を変速制御する
ことによって行うようにしているが、この変速制御を行
うアクチュエータを、無段変速装置を操作するレバーに
連動するリンク機構内に介在させたことによって、前記
レバーと干渉することなくアクチュエータを駆動させ
て、無段変速装置を増速側と減速側に変速制御させるこ
とができる。更に、副変速レバーの操作位置が変更され
ないので、同時に手動により副変速操作をすることがで
き、操作性が向上されている。

【図面の簡単な説明】

【図１】乗用田植機の全体側面図である。

【図２】同じく平面図である。

【図３】本発明の自動走行変速を行う制御機構を示すブ
ロック図である。

【図４】動力伝達構成を示す側面図である。

【図５】ベルト式無段変速装置の平面断面図である。

【図６】電子ガバナー機構の側面断面図である。

【図７】乗用田植機のアイソクロナス制御と逆ドループ
制御を示す図である。

【図８】エンジンの許容出力制御を示す図である。

【符号の説明】

Ｅ電子ガバナー機構付きエンジン２９走行変速レバー（主変速レバー）３０副変速レバー４３ロッド５１ベルト式無段変速装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩ // Ｆ１６Ｈ 59:42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】主変速機構及び無段変速機構とを介して
エンジンの動力を減速し、作業用の動力として伝達する
構成の農作業車において、前記主変速機構を変速する主
変速レバーを作業位置に設定し、副変速レバーによって
無段変速装置を変速操作し、エンジンの負荷に応じて無
段変速装置を変速制御したことを特徴とする農作業車の
自動変速装置。
【請求項２】農作業車に電子ガバナー機構付きエンジ
ンを搭載し、主変速レバーを作業位置に設定し、副変速
レバーによって無段変速装置を変速操作し、減速した動
力を作業用の動力として伝達し、エンジンの負荷に応じ
てエンジン回転数を制御する構成において、エンジンに
過負荷が生じた場合に、無段変速装置を適正なレベルま
で調速制御させることを特徴とする農作業車の自動変速
装置。
【請求項３】農作業車に電子ガバナー機構付きエンジ
ンを搭載し、主変速レバーを作業位置に設定し、副変速
レバーによって無段変速装置を変速操作し、減速した動
力を作業用の動力として伝達し、エンジンの負荷に応じ
てエンジン回転数を制御する構成において、無段変速装
置を操作するレバーに連動するリンク機構内にアクチュ
エータを介在し、エンジンに過負荷が生じた場合に、ア
クチュエータを介して無段変速装置を適正なレベルまで
調速制御させることを特徴とする農作業車の自動変速装
置。