JP2016215723A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、作業車両に関し、より詳細には、エンジンを備え、作業機が取り付けられた作業車両に関する。 The present invention relates to a work vehicle, and more particularly to a work vehicle including an engine and having a work machine attached thereto.
種々の農作業を行うための作業車両として例えばトラクタが広く用いられる。トラクタには、作業の種類に応じた作業機が取り付けられる。作業機として例えば、田畑を耕すためにはロータリ耕耘装置が用いられ、溝を掘るためにはトレンチャが用いられる。ロータリ耕耘装置や、トレンチャ等の駆動には、トラクタが、その駆動用に備えるエンジンの動力が使われる。そして、エンジンには、トラクタの駆動だけでなく、ロータリ耕耘装置や、トレンチャ等の駆動の負荷がかかる。したがって、エンジンの負荷を軽減するための対策が種々検討される。 For example, a tractor is widely used as a work vehicle for performing various farm work. A work machine corresponding to the type of work is attached to the tractor. For example, a rotary tiller is used to cultivate fields, and a trencher is used to dig grooves. For driving a rotary tiller, a trencher or the like, the power of an engine provided for driving the tractor is used. In addition to driving the tractor, the engine is subjected to driving loads such as a rotary tiller and a trencher. Therefore, various measures for reducing the engine load are studied.
特許文献1には、トラクタではないものの、走行車台の下側には、走行する走行装置と、前方部には、穀稈を刈取り移送する刈取機と、上側には、刈取機から穀稈の供給を受けて脱穀する脱穀機とを設けると共に、走行装置と、刈取機と、脱穀機とを回転駆動するエンジンと、アシストモータ等とを設けたコンバインにおいて、走行装置と、刈取機と、脱穀機との各作業部において、各々独立的にエンジン、又はアシストモータを選択して回転駆動制御する制御装置を設けたことを特徴とするコンバインの伝動装置が開示されている。 Although it is not a tractor in Patent Document 1, a traveling device that travels below the traveling chassis, a reaper that harvests and transports the culm at the front, and a reaper from the reaper on the upper side. Provided with a threshing machine for receiving and threshing, a combine provided with a traveling device, a reaping machine, an engine for rotationally driving the threshing machine, an assist motor and the like, the traveling device, a reaper, and a threshing A combine transmission device is disclosed in which a control device is provided in which each engine and assist motor is independently selected and rotated and controlled in each working unit.
特許文献1のコンバインの伝動装置によれば、刈取機、脱穀機、走行装置をそれぞれ負荷の状況によって、独立的に電気モータに切り換え駆動して効率良く作業をすることができるとされている。 According to the combine transmission device of Patent Document 1, the reaping machine, the threshing machine, and the traveling apparatus can be switched to an electric motor independently depending on the load conditions, and can be operated efficiently.
しかしながら、特許文献1のコンバインの伝動装置では、エンジンによる駆動と、アシストモータとのいずれか一方で各作業部が回転駆動されており、エンジンの動力を補助することは不可能である。更に、特許文献1のコンバインの伝動装置では、刈取機と、脱穀機と、走行装置とは、アシストモータで回動駆動と、エンジンで回転駆動とができる二系統の伝動装置とした構成であり、動力伝達の構造、及び動力切り替えの制御が複雑である。 However, in the combine transmission device of Patent Document 1, each working unit is rotationally driven by either the drive by the engine or the assist motor, and it is impossible to assist the power of the engine. Furthermore, in the combine transmission device of Patent Document 1, the reaping machine, the threshing machine, and the traveling device are configured as a two-line transmission device that can be rotated by an assist motor and rotated by an engine. In addition, the structure of power transmission and the control of power switching are complicated.
そこで、本発明の目的は、簡易な構成で、エンジンの動力を適時に補助することが可能とされた作業車両を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a work vehicle that can assist engine power in a timely manner with a simple configuration.
このため、本発明は、エンジンを備え、作業機が取り付けられた作業車両において、前記エンジンが備える調時伝達機構に出力軸が取り付けられるモータと、前記エンジンの負荷を算出するとともに、前記モータの作動を制御する制御部とを備え、前記制御部が、前記エンジンに過負荷が生じたと判定した場合に、又は、前記エンジンが低速回転域であって作業に必要な出力トルクが不足していると判定した場合に、前記モータを作動するように構成されることを特徴とする。 Therefore, the present invention provides a motor in which an output shaft is attached to a timing transmission mechanism provided in the engine, and a load of the engine in a work vehicle including the engine and attached with a work machine. A control unit that controls operation, and when the control unit determines that an overload has occurred in the engine, or the engine is in a low-speed rotation range and the output torque required for work is insufficient. If it is determined, the motor is configured to operate.
更に、クランクギヤと、前記クランクギヤにかみ合うアイドルギヤと、前記アイドルギヤにかみ合うカムギヤとによって構成される前記調時伝達機構は、前記カムギヤとかみ合う駆動ギヤを更に備え、前記駆動ギヤに前記出力軸が取り付けられることを特徴とする。 The timing transmission mechanism including a crank gear, an idle gear that meshes with the crank gear, and a cam gear that meshes with the idle gear further includes a drive gear that meshes with the cam gear, and the output gear is connected to the drive gear. Is attached.
更に、前記クランクギヤの取り付けられたクランク軸と平行に前記出力軸が延び、前記エンジンの側方に前記モータが配置されることを特徴とする。 Further, the output shaft extends in parallel with the crankshaft to which the crank gear is attached, and the motor is disposed on the side of the engine.
更に、前記出力軸がスプライン軸で構成されることを特徴とする。 Further, the output shaft is constituted by a spline shaft.
更に、前記作業車両は、前記調時伝達機構と、前記出力軸とのかみ合いを断接する断接装置を更に備え、前記制御部が、前記エンジンに過負荷が生じていないと判定した場合に、前記調時伝達機構から前記出力軸への動力を前記断接装置によって遮断するように構成されることを特徴とする。 Furthermore, the work vehicle further includes a connection / disconnection device that connects / disconnects the timing transmission mechanism and the output shaft, and when the control unit determines that the engine is not overloaded, The power from the timing transmission mechanism to the output shaft is configured to be cut off by the connection / disconnection device.
本発明によれば、エンジンを備え、作業機が取り付けられた作業車両において、エンジンが備える調時伝達機構に出力軸が取り付けられるモータと、エンジンの負荷を算出するとともに、モータの作動を制御する制御部とを備え、制御部が、エンジンに過負荷が生じたと判定した場合に、又は、エンジンが低速回転域であって作業に必要な出力トルクが不足していると判定した場合に、モータを作動するように構成されるので、簡易な構成で、エンジンの動力を適時に補助することが可能とされた作業車両を提供することができる。 According to the present invention, in a work vehicle equipped with an engine and equipped with a work implement, the motor in which the output shaft is attached to the timing transmission mechanism provided in the engine, the engine load is calculated, and the operation of the motor is controlled. A control unit, and when the control unit determines that an overload has occurred in the engine, or when it is determined that the engine is in a low speed rotation range and the output torque necessary for work is insufficient, the motor Therefore, it is possible to provide a work vehicle capable of assisting the power of the engine in a timely manner with a simple configuration.
更に、クランクギヤと、クランクギヤにかみ合うアイドルギヤと、アイドルギヤにかみ合うカムギヤとによって構成される調時伝達機構は、カムギヤとかみ合う駆動ギヤを更に備え、駆動ギヤに出力軸が取り付けられる構成によれば、簡易な構成で、エンジンの動力を適時に確実に補助することが可能とされた作業車両を提供することができる。 Further, the timing transmission mechanism including the crank gear, the idle gear that meshes with the crank gear, and the cam gear that meshes with the idle gear further includes a drive gear that meshes with the cam gear, and the output shaft is attached to the drive gear. Thus, it is possible to provide a work vehicle that can reliably assist the power of the engine in a timely manner with a simple configuration.
クランクギヤの取り付けられたクランク軸と平行に出力軸が延び、エンジンの側方にモータが配置される構成によれば、既存の構成、及び空間を有効活用して、簡易な構成で、エンジンの動力を適時に確実に補助することが可能とされた作業車両を提供することができる。 According to the configuration in which the output shaft extends in parallel with the crankshaft to which the crank gear is attached and the motor is arranged on the side of the engine, the existing configuration and the space are effectively utilized, and the engine It is possible to provide a work vehicle capable of reliably assisting power in a timely manner.
出力軸がスプライン軸で構成されるので、簡易な構成で、エンジンの動力を適時により確実に補助することが可能とされた作業車両を提供することができる。 Since the output shaft is composed of a spline shaft, it is possible to provide a work vehicle that can assist the power of the engine more reliably and in a timely manner with a simple configuration.
作業車両は、調時伝達機構と、出力軸とのかみ合いを断接する断接装置を更に備え、制御部が、エンジンに過負荷が生じていないと判定した場合に、調時伝達機構から出力軸への動力を断接装置によって遮断するように構成されるので、簡易な構成で、エンジンの負荷をより軽減して、エンジンの動力を適時に補助することが可能とされた作業車両を提供することができる。 The work vehicle further includes a connection / disconnection device that connects and disconnects the timing transmission mechanism and the output shaft. When the control unit determines that the engine is not overloaded, the work vehicle transmits the output shaft. Since the power to the vehicle is cut off by the connecting / disconnecting device, a work vehicle is provided that can reduce the engine load more easily and assist the engine power in a timely manner with a simple configuration. be able to.
以下に、図面を参照しつつ、本発明を実施するための形態について詳述する。図1は本実施形態に係る作業車両の一例としてのトラクタ10に、作業機の一例としてのロータリ耕耘装置30が装着された形態が示された側面図である。トラクタ10に装着される作業機に限定はなく、ロータリ耕耘装置30以外にも、代かきや、スタルプカルチ、プラウ、ブロードキャスタ、ロールベーラ、マニュアスプレッダ、トレーラ等がある。なお、以下では、説明の便宜上、トラクタ10の進行方向である図1における左側を前方向とし、進行方向に対して直交して、かつ水平方向である図1における手前側と奥側とに延びる方向を左右方向とする。
Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a form in which a
図1に例示されたトラクタ10は、ボンネット11の内部に、エンジンEや、バッテリBT、図示せぬ発電機、ラジエータ、冷却ファン、排気処理装置、エアクリーナ等を備えている。トラクタ10は、例えばボンネット11の後ろ側の上部に左右方向を支点とした開閉軸を備えている。そして、ボンネット11は、開閉軸を支点として、機体に対して開閉自在に構成される。エンジンE、バッテリBT、発電機、ラジエータはシャーシ12の上に載置される。エンジンEには例えば、電子制御式のコモンレールディーゼルエンジンが用いられている。コモンレールは蓄圧式とも称される。発電機は、エンジンEを動力として稼働するようにエンジンEの出力部に連結される。バッテリBTは発電機と接続される。そして、トラクタ10は、発電機によって発生した電気がバッテリBTに蓄電されるように構成される。
A
トラクタ10は、機体の進行方向に当たる前部の左右のそれぞれに前輪13,13を備え、後部の左右のそれぞれには後輪14,14を備える。すなわち、トラクタ10は、走行機体が車輪によって、走行自在に支持される。左右の後輪14,14をそれぞれ上方、及びトラクタ10の内方から覆うようにフェンダー15,15が設けられている。なお、トラクタ10は、走行装置にクローラが用いられる構成であっても構わない。
The
トラクタ10は、ボンネット11の後方に運転部を備える。より具体的に、ボンネット11の後方には、図示せぬエアカットプレートを介してダッシュボード16が設けられている。ダッシュボード16には、速度や、燃料残量等を表示する表示部としての計器パネル40が設けられている。ダッシュボード16の後方にはステアリングコラムカバー17が隣接して設けられている。ステアリングコラムカバー17の上端にはステアリング18が突出して設けられている。
The
ステアリングコラムカバー17の後方には所定の距離を隔てて運転席20が設けられている。運転席20は、左右それぞれのフェンダー15,15の間に配置されている。運転席20や、ステアリング18等はキャビン19に覆われている。すなわち、上述された運転部はキャビン19によって構成されている。
A driver's
なお、トラクタ10は、キャビン19を有する構成に限らず、左右それぞれのフェンダー15,15の後端に、ROPS(Roll-Over Protective Structures)が上方向に突出して設けられる構成であっても構わない。
The
エンジンEに燃料を供給する燃料タンク21がキャビン19の下側に設けられている。なお、燃料タンク21の位置は限定されるものではなく、例えば、キャビン19の側面や、運転席20の後方等であっても構わない。燃料タンク21からエンジンEまでの図示せぬ燃料の供給路は、燃料フィルタを介してここでは図示せぬ燃料ポンプ、コモンレール、及びコモンレールに接続された複数のインジェクタそれぞれの燃料噴射バルブを通じてエンジンEが有する複数の気筒のそれぞれに接続されている。燃料を供給するための燃料ポンプは燃料タンク21の燃料をコモンレールに圧送するように構成される。コモンレールは高圧の燃料が蓄えられるように構成される。電磁開閉制御型の燃料噴射バルブは開閉制御されることによって、コモンレール内の高圧の燃料が、インジェクタからエンジンEの各気筒に噴射されるように構成される。
A
運転席20の下方には、トラクタ10の走行速度を例えば無段で変速する図示せぬ変速機構としてのトランスミッションを内蔵するトランスミッションケースTMが配置されている。トランスミッションケースTMはシャーシ12の後部に固定されている。トランスミッションは、エンジンEの動力を後輪14,14に伝達する機能を有する。なお、トラクタ10は、エンジンEの動力が前輪13,13に伝達されるように構成されていても良い。
Below the driver's
トランスミッションケースTMの後部上面には、作業機として装着されるロータリ耕耘装置30を昇降するための例えば油圧式の作業機昇降機構22が取り付けられている。なお、作業機昇降機構22は油圧式に限定されるものではなく、作業機を昇降させることができれば良く、例えば、ギヤが用いられた機械式であっても良い。
On the rear upper surface of the transmission case TM, for example, a hydraulic work machine lifting mechanism 22 for lifting and lowering the
ロータリ耕耘装置30は、トラクタ10のトランスミッションケースTMの後方に、一対の左右ロワーリンク23,23、及びトップリンク24からなる3点リンク機構を介して連結される。左右ロワーリンク23,23のそれぞれの前端側は、トランスミッションケースTMの後部の左右側面にそれぞれ揺動自在に連結されている。トップリンク24の前端側は、作業機昇降機構22の後部に揺動自在に連結されている。エンジンEの駆動力を伝達するためのPTO軸25(Power Take-Off軸)は、エンジンEに連動連結され、トランスミッションケースTMの後面に後ろ向きに突出している。
The
作業機昇降機構22は、図示せぬ昇降油圧シリンダにて回動する1対の左右リフトアーム26,26を有する。左右リフトアーム26,26のそれぞれは、左右リフトロッド27,27を介して左右ロワーリンク23,23にそれぞれ連結されている。左右リフトアーム26,26のそれぞれは、回動することで、左右リフトロッド27,27のそれぞれ、及び左右ロワーリンク23,23のそれぞれを介してロータリ耕耘装置30が昇降するように構成されている。このように、本実施形態に係るトラクタ10には、リンク機構を介して、ロータリ耕耘爪を備えるロータリ耕耘装置30が昇降自在に連結されることとなる。
The work implement lifting mechanism 22 has a pair of left and right lift
回動する左右リフトアーム26,26の軸部にはリフト角センサ28が設けられる。リフト角センサ28は、リンク機構を昇降する左右リフトアーム26,26の回動角度を検出するように構成されている。センサとしては例えば、ポテンショメータが用いられる。
A lift angle sensor 28 is provided at the shaft portion of the rotating left and right lift
左右リフトロッド27,27の内の一方例えば右リフトロッド27には、作業機としてのロータリ耕耘装置30の左右傾斜角を制御するための例えば油圧式の傾斜制御機構29が取り付けられている。なお、傾斜制御機構29は油圧式に限定されるものではなく、作業機を昇降させることができれば良く、例えば、ギヤが用いられた機械式であっても良い。
One of the left and
傾斜制御機構29は、例えば複動形の油圧シリンダと、ピストンロッドとを含む。そして、右リフトアーム26と、右ロワーリンク23とに連結する右リフトロッド27の一部が油圧シリンダと、ピストンロッドとによって構成される。したがって、傾斜制御機構29を備える右リフトロッド27はその長さが伸縮調節自在に構成されている。そして、左右リフトロッド27,27の内の右リフトロッド27が伸縮することによってロータリ耕耘装置30のトラクタ10に対する水平姿勢、すなわちロール角が変更されるように構成されている。
The
図1に例示されたロータリ耕耘装置30はサイドドライブ型である。しかしながら、本実施形態に係る作業車両に連結される作業機としてのロータリ耕耘装置30は例えばセンタードライブ型であっても何ら問題はない。
The
ロータリ耕耘装置30の前部には、トラクタ10の3点リンク機構における左右ロワーリンク23,23のそれぞれと着脱自在にそれぞれ連結される下方連結部31と、トップリンク24と着脱自在に連結される上方連結部32とが設けられている。下方連結部31の後端には、ロータリ耕耘装置30の左右方向に筒状に延びる図示せぬメインビームが連結されている。一方で、上方連結部32の下端には、ロータリ耕耘装置30の左右方向の略中央部に位置する図示せぬセンターケースが回動自在に連結されている。なお、メインビームは、センターケースの左右方向の両側に延びている。
The front part of the
センターケースの前面にはドライブ入力軸33が突出して設けられている。ドライブ入力軸33は、伸縮自在な自在継手軸34を介してPTO軸25と連動連結される。センターケースは、前後方向に延びるドライブ入力軸33の動力を左右方向に伝達する図示せぬベベルギヤ等の動力伝達機構を内蔵している。そして、メインビームは、左右方向に延びて回動自在に動力伝達機構に連動連結された動力伝達軸を内蔵している。
A
左右に延びるメインビームの一端には、略上下方向に延びる伝動サイドケース35の上部が固着されている。そして、伝動サイドケース35の下部には左右方向に延びる爪軸ローター36が回動自在に設けられている。爪軸ローター36には、その径方向に放射状に延びる爪37が複数取り付けられている。
The upper part of the
動力伝達軸の出力端部、及び爪軸ローター36の入力端部は、それぞれが、伝動サイドケース35の内部まで突出している。動力伝達軸の出力端部、及び爪軸ローター36の入力端部にはそれぞれ図示せぬスプロケットが固着されている。そして、各スプロケット間は、図示せぬ無端チェーンによって連動連結されている。
Each of the output end of the power transmission shaft and the input end of the
このように、ロータリ耕耘装置30は、PTO軸25から自在継手軸34を介して入力される動力が、ドライブ入力軸33、動力伝達機構、動力伝達軸、無端チェーン、爪軸ローター36へと伝達されるように構成されている。
In this way, in the
爪軸ローター36、及び爪37の回転軌跡L1を取り囲むようにロータリメインカバー38が設けられている。ロータリメインカバー38は、爪37の回転軌跡L1の上方を左右方向に覆うように配置された上面カバーと、上面カバーの左右方向両端部に設けられた左右一対のサイドカバーとを含む。ロータリメインカバー38の後端には、爪37の回転軌跡L1の後方を覆うように配置されたリヤカバー39が左右方向に延びる図示せぬヒンジを介して取り付けられている。リヤカバー39は、ヒンジを軸として回動自在に構成されている。
A rotary
次に、運転席20とその周辺の構造について説明する。図2は、キャビン19の内部、及び周辺の概略が示された平面図である。上述されたように、ダッシュボード16には計器パネル40が設けられ、ステアリングコラムカバー17の上端には平面視で略丸型のステアリング18が設けられている。
Next, the structure of the driver's
ステアリングコラムカバー17の右側には、エンジンEの出力回転数を設定保持するためのアクセルレバー50が設けられている。アクセルレバー50の下方には、一度の操作で、ロータリ耕耘装置30等の作業機の上昇や、下降を行うための作業機昇降レバー71が設けられる。ステアリングコラムカバー17の左側には、トラクタ10の走行方向を前進と、後進とに切り替え操作するためのリバーサレバー51(前後進切り替えレバー)が設けられている。ステアリングコラムカバー17の下方右側には、トラクタ10の制動操作をするための左右ブレーキペダル52,52が設けられている。ステアリングコラムカバー17の下方左側には、エンジンEからの動力伝達継断用のメインクラッチを操作するためのクラッチペダル53が設けられている。
On the right side of the
運転席20の前方におけるフロアの上面は略全体が平坦面に形成されている。ステアリングコラムカバー17の右側におけるフロアの上には、エンジンEの回転速度、又は車速を調節するためのアクセルペダル54が設けられている。
The entire upper surface of the floor in front of the driver's
運転席20の左側には、トランスミッションケースTM(図1参照)内のここでは図示せぬ走行副変速ギヤ機構の変速比を切り替えるための副変速レバー55が設けられている。運転席20の左側下方には、トランスミッションケースTM(図1参照)内のここでは図示せぬPTO変速機構に接続されPTO軸25の回転数を切り替え操作するためのPTO変速レバー56が設けられている。
On the left side of the driver's
運転席20の右側には、運転席20に着座した作業者が腕や、肘を載せるためのアームレスト57が設けられている。アームレスト57の位置は前後上下に調節自在に構成されている。アームレスト57の前部には、トランスミッションケースTM(図1参照)内の変速機構に接続され、トラクタ10の走行速度を加減速させるための主変速レバー58や、無段での車速の微調整をするための速度調節ダイヤル59等が設けられている。
On the right side of the driver's
アームレスト57には更に、一度の操作で、ロータリ耕耘装置30等の作業機の上昇や、下降を行うための作業機昇降スイッチ72が設けられる。作業機昇降スイッチ72は、上昇ボタン72uと、下降ボタン72dとを有する。
The
アームレスト57には更に、図示せぬPTOクラッチに接続され、PTOの駆動の際に用いられるPTO駆動スイッチ73が設けられる。PTO駆動スイッチ73は、PTOクラッチを継断操作し、PTO軸25を作動状態と、非作動状態とに切り替えるように構成されている。すなわち、PTO軸25の作動状態ではPTOクラッチが接続され、条件が満たされると、PTO変速レバー56で選択された回転数でPTO軸25が回転する。したがって、PTO軸25の作動状態には、回転状態と、停止状態との両方が含まれる。一方で、PTO軸25の非作動状態ではPTO軸25が停止する。なお、PTO駆動スイッチ73は、押しながら左右のいずれかに回すと作動状態になり、作動状態において1回押すと非作動状態になるように構成されると、簡単な動作で瞬時にPTO軸25を停止することができて操作性が良い。
The
アームレスト57の左側には、作業機昇降機構22の昇降油圧シリンダ等のアクチュエータに電気的に接続され、アクチュエータを駆動させて、作業機昇降機構22に接続されたロータリ耕耘装置30等の作業機を昇降させるための作業機上下レバー74が設けられる。
On the left side of the
作業機上下レバー74は、作業機昇降レバー71や、作業機昇降スイッチ72と組み合わせて用いるように構成されていても良い。例えば、上昇ボタン72uが押下されると作業機が、最上の位置まで上昇し、下降ボタン72dが押下されると、作業機が、作業機上下レバー74の設定位置に対応する高さまで下降するように構成されても良い。更に、作業機上下レバー74が最上の位置に設定されている場合には、作業機昇降レバー71や、作業機昇降スイッチ72の押下では作業機が下がらないように構成されても良い。これらの構成によって、作業機昇降レバー71や、作業機昇降スイッチ72の一度の操作だけで所望の位置まで作業機を下降させることができて操作性が良い。
The work implement up / down
アームレスト57の後方には、PTO連動切り替えスイッチ75が設けられる。PTO連動切り替えスイッチ75は、PTO軸25の回転状態と、停止状態との切り替えを昇降装置の左右リフトアーム26,26の昇降に連動と、非連動とに切り替える切り替えスイッチである。ここで、非連動とは、PTO軸25が回転状態の場合において、昇降装置と連結された作業機の昇降とは関係なくPTO軸25が回転状態に維持される設定である。一方で、連動とは、作業機が、予め定められた所定高さ以上に上昇した際に自動的に、PTO軸25が、回転状態から停止状態になされる設定である。なお、連動では、作業機が、所定高さより低く下降した際に、PTO軸25が、PTO駆動スイッチ73による切り替えによって作動状態の場合には自動的に、回転状態になされるように設定されている。
A PTO interlocking changeover switch 75 is provided behind the
連動が機能して、PTO軸25が停止状態に変更される例としては、作業機昇降レバー71や、作業機昇降スイッチ72等の操作によって作業機が、最上の位置まで上昇した際と、作業機上下レバー74によって所定高さ以上まで作業機が上昇した際とが挙げられる。なお、前輪13,13(図1参照)が一定角以上に操作されると作業機が自動上昇する旋回上昇や、リバーサレバー51が後進に入れられると作業機が自動上昇するバック上昇等の機能をトラクタ10が有している場合にも同様に連動が機能するように構成されても良い。
As an example in which the interlocking functions and the
なお、PTO連動切り替えスイッチ75は、クラッチペダル53の操作と、PTO軸25の動作との対応関係についても切り替え自在に構成されても良い。本実施形態では、PTO連動切り替えスイッチ75の上述の連動、及び非連動のいずれが選択されても、クラッチペダル53が踏み込まれると、PTO軸25の回転と、トラクタ10の走行とが同時に停止するように構成されている。そこに、PTO軸25の駆動方式として独立が設けられても良い。すなわち、PTO連動切り替えスイッチ75の位置が独立のときは、クラッチペダル53の操作と、PTO軸25の動作とが独立し、クラッチペダル53が踏み込まれてもPTO軸25の回転は停止しないように構成されても良い。
In addition, the PTO interlocking changeover switch 75 may be configured to be switchable also with respect to the correspondence relationship between the operation of the
アームレスト57の右側には操作パネル60が設けられている。図3は操作パネル60の平面図である。図3に例示された操作パネル60は、深さ設定ダイヤル61、傾き設定ダイヤル62、傾き制御スイッチ63、上げ位置設定ダイヤル64、深さ制御スイッチ65、下げクッション設定ダイヤル66、リンク切替スイッチ67、オート感度設定スイッチ68、傾き手動レバー69等を備える。
An
深さ設定ダイヤル61は、ロータリ耕耘装置30の耕深が自動制御されている際にその深さを設定するものである。深さ設定ダイヤル61は例えば、時計回り方向への回転で、ロータリ耕耘装置30の深さがより大の設定となるように構成されている。
The
傾き設定ダイヤル62は、ロータリ耕耘装置30の傾きが自動制御されている際にその左右の傾斜を設定するものである。傾き設定ダイヤル62は例えば、時計回り方向への回転と、反時計回り方向への回転との中心を基準(水平)として時計回り方向への回転で、ロータリ耕耘装置30の傾斜がより右下の設定となるように構成されている。
The
傾き制御スイッチ63は、ロータリ耕耘装置30の傾きの制御方法を切り替えるものである。制御方法としては、水平自動制御、傾斜地自動制御、及び制御なし(手動)がある。水平自動制御とは、水平面に対して、傾き設定ダイヤル62で設定された一定の角度にロータリ耕耘装置30を保つものである。傾斜地自動制御とは、地面の傾斜に対して、傾き設定ダイヤル62で設定された一定の角度にロータリ耕耘装置30を保つものである。手動とは、トラクタ10に対して、傾き設定ダイヤル62で設定された一定の角度にロータリ耕耘装置30を保つものである。傾き制御スイッチ63は例えば、押下される毎に、水平自動制御、傾斜地自動制御、及び手動に切り替わるように構成されている。
The
上げ位置設定ダイヤル64は、ロータリ耕耘装置30の最大上げ位置を設定するものである。すなわち、上げ位置設定ダイヤル64は、作業機上下レバー74や、作業機昇降レバー71、作業機昇降スイッチ72、バック上昇、旋回上昇等でロータリ耕耘装置30が上昇したときのその最上の位置を設定するものである。上げ位置設定ダイヤル64は例えば、時計回り方向への回転で、ロータリ耕耘装置30の最大上げ位置がより高い設定となるように構成されている。
The raising
深さ制御スイッチ65は、ロータリ耕耘装置30の耕深の制御方法を切り替えるものである。制御方法としては、深さ自動制御、負荷自動制御、及び制御なし(手動)がある。深さ自動制御とは、深さ設定ダイヤル61で設定された一定の深さにロータリ耕耘装置30の耕深を保つものである。負荷自動制御とは、深さ設定ダイヤル61で設定された一定の深さにロータリ耕耘装置30の耕深を可及的に保ちつつ、エンジンEの高負荷時に耕深を浅く制御するものである。なお、手動では、深さ設定ダイヤル61は機能しないように構成されている。深さ制御スイッチ65は例えば、押下される毎に、深さ自動制御、負荷自動制御、及び手動に切り替わるように構成されている。
The
下げクッション設定ダイヤル66は、作業機昇降レバー71、及び作業機昇降スイッチ72での下降操作の際におけるロータリ耕耘装置30の下げクッションの効き始めの高さを設定するものである。これは、ロータリ耕耘装置30の接地直前の下降速度を遅くしてダッシング等を防止する機構である。ここで、ダッシングとは、特に硬い地盤の圃場に耕耘爪が当たった際に発生し、耕耘爪の掘削抵抗の反力を受けた作業車両が前方向に強く押し出される現象である。下げクッション設定ダイヤル66は例えば、時計回り方向への回転で、ロータリ耕耘装置30の下げクッションの効き始めの位置がより高い設定となるように構成されている。
The lower
リンク切替スイッチ67は、ロータリ耕耘装置30の連結に用いられる3点リンク機構(左右ロワーリンク23,23)の仕様を選択するものである。より具体的には、リンク切替スイッチ67は、左右ロワーリンク23,23の間の幅、及び左右ロワーリンク23,23の作業機取り付け用孔の位置の違いによって切り替えが行われるものである。そして、選択された3点リンク機構の仕様に応じた補正が行われて、ロータリ耕耘装置30の昇降動作が変更される。リンク切替スイッチ67は例えば、押下される毎に、(幅、孔の位置)が、(広(718mm)、前)、(広、後)、(狭(600mm)、前)、及び(狭、後)に切り替わるように構成されている。
The
オート感度設定スイッチ68は、オートロータリの感度、すなわち自動耕深制御の動作感度を切り替えるものである。オート感度設定スイッチ68は例えば、圃場の硬軟に応じて動作感度を調節するものであり、これによって、圃場条件に応じた動作感度での耕深制御が可能となる。例えば、圃場の地盤が硬い場合にはオートロータリの感度が鈍感になされる。オート感度設定スイッチ68は例えば、押下される毎に、標準、及び鈍感に切り替わるように構成されている。
The auto
傾き手動レバー69は、ロータリ耕耘装置30の左右の傾斜を手動にて変更調節するものである。なお、ロータリ耕耘装置30の傾きが自動制御されている際には、傾き手動レバー69の操作中のみロータリ耕耘装置30の傾きが変更される。一方で、ロータリ耕耘装置30の傾きが自動制御されていない場合には、傾き手動レバー69の操作によって、トラクタ10に対するロータリ耕耘装置30の傾きが任意で設定できる。傾き手動レバー69は例えば、上側(作業者からは奥側)に操作されると、ロータリ耕耘装置30の傾斜がより右下の設定となるように構成されている。
The tilt
次に、トラクタ10が備える動力源の構成について詳述する。図4は、本実施形態に係る動力源の要部の構造が例示された分解斜視図である。トラクタ10の動力源としてのエンジンEは、いわゆるOHV(OverHead Valve、頭上弁)方式であって、調時伝達機構100を備える。なお、ここでは、調時伝達機構100が配置される側をエンジンEの前面とし、エンジンEの前面側から見た左右方向での説明を行う。
Next, the configuration of the power source included in the
エンジンEの骨格をなすシリンダブロック101の前面には調時伝達機構100を収容するギヤケース102が固定される。なお、ギヤケース102の前面は、図示せぬギヤケースカバーによって覆われる。ギヤケース102がギヤケースカバーに覆われることによって調時ギヤ室を構成する。ギヤケース102には、シリンダブロック101に対して回転自在に取り付けられる各軸が前後方向に貫通する孔が複数形成される。
A
ギヤケース102の前面の略中央下部に形成された孔からはクランク軸103の前端が突出して設けられる。エンジンEの前後方向に延びるクランク軸103の後端にはフライホイル104が取り付けられる。なお、フライホイル104は、シリンダブロック101の後面に位置する。クランク軸103の動力は、その回転を安定化させるフライホイル104を介してトランスミッションへと伝達されるように構成される。一方で、クランク軸103の前端側にはクランクギヤ105が固着される。
A front end of the
クランクギヤ105の左上の領域におけるギヤケース102の前面にはクランク軸103と平行方向に延びるアイドル軸106がギヤケース102に固着される。アイドル軸106に対してアイドルギヤ107が回転自在に取り付けられる。
An idle shaft 106 extending in a direction parallel to the crank
アイドルギヤ107の右の領域におけるギヤケース102の前面に形成された孔からはカム軸108の前端が突出して設けられる。カム軸108は、エンジンEの前後方向、すなわちクランク軸103と平行方向に延びる。カム軸108の前端にはカムギヤ109が固着される。一方で、カム軸108には、径方向の寸法が周期的に変化するカム山110が複数取り付けられる。そして、カム山110の上にはタペット111が設けられ、タペット111の上にはプッシュロッド112が設けられる。タペット111は、カム軸108が回転し、カム山110によってその外径が周期的に変化する回転運動を上下方向の直線往復運動に変換する機能を有する。そして、タペット111に連動するプッシュロッド112は図示せぬロッカーアームを押すことで、ロッカーアームに接続される図示せぬ吸気バルブ、及び排気バルブ(上述されたOHV)を開くように構成される。
A front end of the
このように、調時伝達機構100は少なくとも、クランクギヤ105と、アイドルギヤ107と、カムギヤ109とによって構成される。
As described above, the
ギヤケース102の左端の後面には燃料噴射ポンプ113が取り付けられる。そして、アイドルギヤ107の左上の領域におけるギヤケース102の前面に形成された孔からは燃料噴射ポンプ113が備える燃料噴射ポンプ軸114が突出して設けられる。燃料噴射ポンプ軸114も、エンジンEの前後方向、すなわちクランク軸103と平行方向に延びる。燃料噴射ポンプ軸114の前端には燃料噴射ポンプギヤ115が固着される。そして、上述されたようにトラクタ10は、燃料噴射ポンプギヤ115、及び燃料噴射ポンプ軸114が回転して燃料噴射ポンプ113が駆動することによって、燃料タンク21(図1参照)の燃料がコモンレールに圧送され、高圧の燃料がコモンレールに蓄えられるように構成される。
A
本実施形態に係る構成においては、カムギヤ109の右の領域におけるギヤケース102の前面に駆動ギヤ116を更に備える。駆動ギヤ116には、その前面側、及び後面側に、それぞれベヤリング117,117が取り付けられる。駆動ギヤ116は、ベヤリング117,117によって、ギヤケース102に対して回転自在に取り付けられる。駆動ギヤ116の中心部には前後方向に延びる孔が形成される。そして、その孔の内周面にはスプライン(歯状の溝)が形成されることが好ましい。したがって、駆動ギヤ116は、スプライン孔118を有して構成されることが好ましい。
In the configuration according to the present embodiment, the
本実施形態に係る構成においては、カムギヤ109の右の領域におけるギヤケース102の後面にモータ119を更に備えている。モータ119には、例えば直巻ブラシモータが用いられている。モータ119の出力は、10kW以上、18kW以下であることが好ましい。そして、モータ119の出力軸120は調時伝達機構100に取り付けられる。このような簡易な構成でエンジンEの動力を補助することができる。
In the configuration according to the present embodiment, a
出力軸120の外周面にはスプラインが形成されることが好ましい。したがって、モータ119の出力軸120は、スプライン軸121として構成されることが好ましい。出力軸120が、スプライン軸121で構成されることによって駆動ギヤ116に出力軸120が取り付けられた際に、スプライン孔118と、スプライン軸121とがかみ合って動力の伝達がより確実に行われる。したがって、本実施形態においては簡易な構成で、エンジンEの動力を適時により確実に補助することが可能とされたトラクタ10を提供することができる。なお、駆動ギヤ116は孔の内周面に、スプラインの替わりに鋼球を有し、鋼球が、スプライン軸121とかみ合うように構成されていても良い。
A spline is preferably formed on the outer peripheral surface of the
エンジンEと、モータ119との位置関係については、クランクギヤ105の取り付けられたクランク軸103と平行に出力軸120が延び、エンジンEの側方にモータ119が配置されることが好ましい。このため、ギヤケース102の前面の右端部に形成された孔からモータ119の出力軸120が突出して設けられている。そして、クランク軸103と平行方向に延びる出力軸120が駆動ギヤ116に接続される。出力軸120と一体となって駆動ギヤ116が回転するように取り付けられる。
Regarding the positional relationship between the engine E and the
かつては、この位置に、油圧ポンプが配置される構成が多く存在した。そして、この場合には、エンジンEの調時伝達機構100の動力によって油圧ポンプが、例えば25馬力で作動するように構成された。しかしながら、油圧ポンプが、トランスミッションに取り付けられることによってこの位置に空間が生じる。したがって、このようなエンジンEと、モータ119との位置関係とされることによって、油圧ポンプが作動していた動力以下という制限はあるものの、既存の構成、及び空間を有効活用して、簡易な構成で、エンジンEの動力を適時に確実に補助することが可能とされたトラクタ10を提供することができる。そして、エンジンEの動力が補助されることによってより上位の車格の排出ガス規制に対応することができる。
In the past, there were many configurations in which a hydraulic pump was disposed at this position. In this case, the hydraulic pump is configured to operate at, for example, 25 horsepower by the power of the
なお、モータ119は、エンジンEの側方、すなわちギヤケース102の後面側に配置されることが好ましいものの、エンジンEの前面にも取り付け可能な構造である場合には前面側に配置されても構わない。なお、エンジンEの側方は狭い空間であるため、モータ119がエンジンEに直装できない場合には、モータ119が取り付けられるように、モータ119の取り付け用のアダプタが別途設けられても良く、もう一段図示せぬギヤが設けられても良く、出力軸120が延長されても良い。
The
なお、クランクギヤ105の左下の領域におけるギヤケース102の前面にはここでは図示せぬオイルポンプギヤが取り付けられる。エンジンEのシリンダブロック101の下には図示せぬオイルパンが取り付けられており、このオイルパンには、潤滑剤としてのエンジンオイルが貯蔵される。そして、トラクタ10は、エンジンオイルが、オイルポンプギヤの取り付けられた図示せぬオイルポンプによって吸入され、オイルフィルタを介して、エンジンEの内部の各潤滑箇所へ供給されるように構成される。
An oil pump gear (not shown) is attached to the front surface of the
次に、上述された各ギヤの配置、すなわち動力の伝達系統について詳述する。図5は各ギヤの位置関係が例示された概略図である。 Next, the arrangement of each gear described above, that is, the power transmission system will be described in detail. FIG. 5 is a schematic view illustrating the positional relationship of each gear.
クランクギヤ105は、アイドルギヤ107と、オイルポンプギヤ122とかみ合っている。クランクギヤ105の回転動力は、クランクギヤ105と、オイルポンプギヤ122との両方に伝達されるように構成されている。アイドルギヤ107は、クランクギヤ105と、カムギヤ109と、燃料噴射ポンプギヤ115との3つにかみ合っている。クランク軸103の回転動力は、クランクギヤ105からアイドルギヤ107を介して、カムギヤ109と、燃料噴射ポンプギヤ115との両方に伝達されるように構成されている。このため、カム軸108と、燃料噴射ポンプ軸114とは、クランク軸103に連動して回転することとなる。その際に例えば、クランク軸103の2回転に対してカム軸108と、燃料噴射ポンプ軸114とが1回転するように、各ギヤ間のギヤ比が設定されている。
The
そして、本実施形態に係る構成では、カムギヤ109と、駆動ギヤ116とがかみ合っている。こうして、エンジンEに直接連結された一つの動力伝達系統が形成され、モータ119の出力軸120はクランク軸103に連動して回転することとなる。
In the configuration according to the present embodiment, the
クランクギヤ105と、アイドルギヤ107と、カムギヤ109と、燃料噴射ポンプギヤ115と、オイルポンプギヤ122と、駆動ギヤ116とはギヤケース内に収容される。したがって、調時伝達機構100のこれらのギヤ群が列をなし、エンジンEのギヤトレインを構成する。なお、これらの各ギヤは例えばはすば歯車によって構成される。
The
このように、本実施形態においては、クランクギヤ105、クランクギヤ105にかみ合うアイドルギヤ107、アイドルギヤ107にかみ合うカムギヤ109等によって構成される調時伝達機構100は、カムギヤ109とかみ合う駆動ギヤ116を更に備え、駆動ギヤ116に出力軸120が取り付けられるように構成される。このような構成によって、大がかりな動力伝達部材としてのベルトが必要なく、更に、ベルトのように滑ることがなく、各ギヤのかみ合いによって大きなトルクを伝達することができる。したがって、本実施形態によれば、簡易な構成で、エンジンEの動力を適時に確実に補助することが可能とされた作業車両を提供することができる。
As described above, in this embodiment, the
なお、クランク軸103の回転角を検出する図示せぬクランク角センサと、カム軸108の回転角を検出する図示せぬカム軸回転角センサとの検出信号に基づいて各燃料噴射バルブが電子制御されるように構成される。
Each fuel injection valve is electronically controlled based on detection signals from a crank angle sensor (not shown) that detects the rotation angle of the
次に、トランスミッションケースTMの内部構造、及びトラクタ10の動力伝達系統について詳述する。図6はトラクタ10の動力伝達系統が例示されたスケルトン図である。
Next, the internal structure of the transmission case TM and the power transmission system of the
トランスミッションケースTMは全体として、中空箱形に形成されている。トランスミッションケースTMの前面には前蓋部材491が配置されている。トランスミッションケースTMの内部を前後に仕切る中間仕切り壁493がトランスミッションケースTMの前寄りに形成され、その後方に、トランスミッションケースTMの内部を前後に仕切る後部仕切り壁494が形成されている。後部仕切り壁494より前後方向に隙間を有して前方には中間補助プレート498が着脱可能に締結されている。トランスミッションケースTMの後面には後蓋部材492が配置されている。なお、トランスミッションケースTMの右外面には、エンジンEの回転動力で駆動する作業機用油圧ポンプ481、及び走行用油圧ポンプ482を収容したポンプケース480が取り付けられている。
The transmission case TM is formed in a hollow box shape as a whole. A
トランスミッションケースTMの内部の前蓋部材491と、中間仕切り壁493との間の空間が前室495となっている。中間仕切り壁493と、後部仕切り壁494との間の空間が中間室497となっている。後蓋部材492と、後部仕切り壁494との間が後室496となっている。前蓋部材491、中間仕切り壁493、中間補助プレート498、後部仕切り壁494、及び後蓋部材492の各々には、エンジンEの動力を伝達する各軸を回転自在に取り付けるための前後方向に貫通する孔が複数形成されている。なお、トランスミッションケースTMは、前室495、中間室497、及び後室496の内部を作動油(潤滑油)が相互に移動するように構成されている。
A space between the
前室495の内部には、油圧無段変速機500と、クリープ(超低速)変速ギヤ機構502、及び走行副変速ギヤ機構503と、二輪駆動と四輪駆動とを切り替える二駆四駆切替機構504とが配置されている。中間室497の内部には、油圧無段変速機500からの回転動力を正転、及び逆転方向のいずれかに切り替える前後進切替機構501が配置されている。後室496の内部には、エンジンEからの回転動力を適宜変速してPTO軸25に伝達するPTO変速機構505と、クリープ変速ギヤ機構502、及び走行副変速ギヤ機構503のいずれかを経由した回転動力を左右の後輪14,14に伝達する後輪用差動ギヤ機構506とが配置されている。
Inside the
エンジンEの後面でクランク軸103に直結したここでは図示せぬフライホイル104(図4参照)から後ろ向きに突出した主動軸327は、自在軸継手を両端に有する動力伝達軸329を介して、トランスミッションケースTMの前面(前蓋部材491)側から前向きに突出するとともに主変速入力ギヤ513が相対回転不能に後端側に取り付けられた主変速入力軸328に連結されている。したがって、トラクタ10は、エンジンEの回転動力が、主動軸327、及び動力伝達軸329を経由してトランスミッションケースTMの主変速入力軸328に伝達されるように構成されている。
A
そして、トラクタ10は、エンジンEの回転動力が、トランスミッションケースTMにおいて、油圧無段変速機500と、クリープ変速ギヤ機構502や走行副変速ギヤ機構503とによって適宜変速されてから、後輪用差動ギヤ機構506に伝達され、左右の後輪14,14を駆動させるように構成されている。一方で、トラクタ10は、クリープ変速ギヤ機構502や走行副変速ギヤ機構503を経由した変速動力が、二駆四駆切替機構504から前車輪出力軸330、前車輪駆動軸331及び前車輪伝達軸508を介して、図示せぬ前車軸ケース内の前輪用差動ギヤ機構507にも伝達され、左右の前輪13,13を駆動させるように構成されている。
In the
油圧無段変速機500は、主変速入力ギヤ513に常時かみ合う入力伝達ギヤ514が後端側(中間補助プレート498と、後部仕切り壁494との間)に固着されている入力伝達軸511に円筒形の主変速出力軸512が同心状に配置されたインライン式のものである。したがって、トラクタ10は、主変速入力軸328の回転動力が、主変速入力ギヤ513、入力伝達ギヤ514、及び入力伝達軸511を介して油圧無段変速機500に伝達されるように構成されている。
The hydraulic continuously
ここで、作業機用油圧ポンプ481と、走行用油圧ポンプ482との両方を駆動させるポンプ駆動軸483に相対回転不能に取り付けられたポンプ駆動ギヤ484は、平ギヤ機構485を介して、主変速入力軸328の主変速入力ギヤ513に連結されている。一方で、中間補助プレート498と、後部仕切り壁494との間に配置され、油圧無段変速機500や、前後進切替機構501等に潤滑用の作動油を供給する潤滑油ポンプ518のポンプ軸519に固着したポンプギヤ520は入力伝達軸511の入力伝達ギヤ514に常時かみ合っている。したがって、トラクタ10は、作業機用油圧ポンプ481、及び走行用油圧ポンプ482と、潤滑油ポンプ518とがエンジンEの回転動力によって駆動するように構成されている。
Here, the
油圧無段変速機500は、入力伝達軸511の軸線に対する傾斜角が図示せぬ主変速油圧シリンダで変更されることによって作動油供給量を調節するポンプ斜板523が設けられた可変容量形の油圧ポンプ部521と、油圧ポンプ部521から吐出する高圧の作動油によって作動する定容量形の油圧モータ部522とを備えている。
The hydraulic continuously
トラクタ10は、主変速レバー58(図2参照)の操作量に応じた主変速油圧シリンダの駆動でポンプ斜板523の傾斜角が変更されることによって、油圧ポンプ部521から油圧モータ部522に供給される作動油量が変更調節され、油圧無段変速機500の主変速動作が行われるように構成されている。そして、トラクタ10は、入力伝達軸511の軸線に対するポンプ斜板523の傾斜角に応じて油圧モータ部522を無段で変速させ、主変速出力軸512に変速された動力が伝達されるように構成されている。主変速出力軸512には、走行出力用として、主変速高速ギヤ516、主変速逆転ギヤ517、及び主変速低速ギヤ515が相対回転不能に取り付けられている。
The
主変速入力軸328には、中間室497の箇所において、前進高速ギヤ機構である遊星歯車機構526と、前進低速ギヤ機構である低速ギヤ対525とが配置されている。遊星歯車機構526は、入力側伝動ギヤ529とともに主変速入力軸328に対して回転するように取り付けられたサンギヤ531と、複数の遊星ギヤ533を同一半径上に回転可能に支持し、主変速入力軸328に相対回転不能に取り付けられたキャリア532と、内周面に内歯を有し、出力側伝動ギヤ530とともに主変速入力軸328に対して回転するように取り付けられたリングギヤ534とを備えている。サンギヤ531は、キャリア532の各遊星ギヤ533と半径内側からかみ合っている。リングギヤ534の内歯は各遊星ギヤ533と半径外側からかみ合っている。
On the main
低速ギヤ対525を構成する入力側低速ギヤ527と、出力側低速ギヤ528とは一体構造になっていて、遊星歯車機構526と、主変速入力ギヤ513との間において主変速入力軸328に回転可能に取り付けられている。
The input-side low-
前後進切替機構501は走行中継軸535に設けられている。走行中継軸535には、例えば湿式多板型の前進高速油圧クラッチ539で連結される前進高速ギヤ540と、湿式多板型の後進油圧クラッチ541で連結される後進ギヤ542と、湿式多板型の前進低速油圧クラッチ537で連結される前進低速ギヤ538とが取り付けられている。トラクタ10は、リバーサレバー51(図2参照)の操作によって、前進高速油圧クラッチ539、後進油圧クラッチ541、及び前進低速油圧クラッチ537の動力接続状態、及び動力切断状態が切り替えられるように構成されている。
The forward /
主変速出力軸512の主変速低速ギヤ515が、主変速入力軸328側にある低速ギヤ対525の入力側低速ギヤ527と常時かみ合い、出力側低速ギヤ528が前進低速ギヤ538と常時かみ合っている。そして、トラクタ10は、リバーサレバー51が前進側に操作されると、前進低速油圧クラッチ537が動力接続状態となり、前進低速ギヤ538と、走行中継軸535とが相対回転不能に連結され、主変速出力軸512から低速ギヤ対525を介して走行中継軸535に、前進低速の回転動力が伝達されるように構成されている。
The main transmission
主変速出力軸512の主変速高速ギヤ516が、主変速入力軸328側にある遊星歯車機構526の入力側伝動ギヤ529と常時かみ合い、出力側伝動ギヤ530が前進高速ギヤ540と常時かみ合っている。そして、トラクタ10は、リバーサレバー51が前進側に更に操作されると、前進高速油圧クラッチ539が動力接続状態となり、前進高速ギヤ540と、走行中継軸535とが相対回転不能に連結され、主変速出力軸512から遊星歯車機構526を介して走行中継軸535に、前進高速の回転動力が伝達されるように構成されている。
The main transmission
主変速出力軸512の主変速逆転ギヤ517が後進ギヤ542と常時かみ合っている。そして、トラクタ10は、リバーサレバー51が後進側に操作されると、後進油圧クラッチ541が動力接続状態となり、後進ギヤ542と、走行中継軸535とが相対回転不能に連結され、主変速出力軸512から走行中継軸535に後進の回転動力が伝達されるように構成されている。
The main transmission
なお、リバーサレバー51が中立位置の場合には走行中継軸535の回転動力が略零(主クラッチ切りの状態)になる。
When the
走行中継軸535の前進高速油圧クラッチ539と、後進ギヤ542との間には、走行中継ギヤ543が相対回転不能に取り付けられており、走行中継ギヤ543と常時かみ合う走行伝動ギヤ544が走行伝動軸536に相対回転不能に取り付けられており、トラクタ10は、走行中継軸535の回転動力が走行伝動軸536に伝達されるように構成されている。
A
クリープ変速ギヤ機構502、及び走行副変速ギヤ機構503は、前後進切替機構501経由の変速出力を多段例えば、超低速と、低速と、高速とに変速する走行変速ギヤ機構である。走行伝動軸536と同軸状に延びる走行カウンタ軸545と、副変速軸546との間に例えば機械式のクリープ変速ギヤ機構502、及び走行副変速ギヤ機構503が配置される。
The creep
走行カウンタ軸545は、走行伝動軸536と一体回転するように連結されるとともに走行カウンタ軸545に回転可能に取り付けられる伝達ギヤ547と、走行カウンタ軸545に相対回転不能に取り付けられるクリープギヤ548と、伝達ギヤ547とクリープギヤ548との間でスプラインによって回転方向には固定されて軸線方向には摺動可能に取り付けられるクリープシフタ549とを備えている。副変速軸546に回転可能に取り付けられている減速ギヤ対550を構成する入力側減速ギヤ551と、出力側減速ギヤ552とは一体構造になっていて、走行カウンタ軸545の伝達ギヤ547が入力側減速ギヤ551に常時かみ合い、クリープギヤ548が出力側減速ギヤ552に常時かみ合っている。
The
そして、トラクタ10は、図示せぬ超低速レバーが切り操作されることによってクリープシフタ549が摺動して伝達ギヤ547が走行カウンタ軸545に相対回転不能に連結され、走行伝動軸536の回転動力がそのまま走行カウンタ軸545に伝達されるように構成されている。一方で、トラクタ10は、超低速レバーが入り操作されることによってクリープギヤ548が走行カウンタ軸545に相対回転不能に連結され、走行伝動軸536の回転動力が副変速軸546を経て超低速となった回転動力が走行カウンタ軸545に伝達されるように構成されている。
In the
走行カウンタ軸545の前部側には、低速中継ギヤ553が相対回転不能に設けられるとともに、高速中継ギヤ554が相対回転不能に設けられている。副変速軸546には、低速中継ギヤ553にかみ合う低速ギヤ555と、高速中継ギヤ554にかみ合う高速ギヤ556とが回転可能に取り付けられるとともに、低速ギヤ555と高速ギヤ556との間でスプラインによって回転方向には固定されて軸線方向には摺動可能な副変速シフタ557が取り付けられている。
A low-
そして、トラクタ10は、副変速レバー55(図2参照)が低速側に操作されることによって副変速シフタ557が摺動して低速ギヤ555が副変速軸546に相対回転不能に連結され、走行カウンタ軸545の回転動力が低速となって副変速軸546に伝達されるように構成されている。一方で、トラクタ10は、副変速レバー55が高速側に操作されることによって高速ギヤ556が副変速軸546に相対回転不能に連結され、走行カウンタ軸545の回転動力が高速となって副変速軸546に伝達されるように構成されている。なお、トラクタ10は、超低速レバーと副変速レバー55とが図示せぬ牽制機構を介して連動連結されていて、超低速レバーが入り操作された状態では副変速レバー55を高速側に操作できないように構成されている。
The
トラクタ10は、副変速軸546の回転動力が、後輪用差動ギヤ機構506を介して左右の後輪14,14の走行駆動力として伝達されるように構成されている。後輪用差動ギヤ機構506は、副変速軸546の後端部に設けられたピニオン558にかみ合うリングギヤ559と、リングギヤ559に設けられた差動ギヤケース560と、左右方向に延びる一対の差動出力軸561とを備えている。差動出力軸561が、ファイナルギヤ562等を介して、後輪14が先端側に取り付けられた後車軸320に連結されている。
The
左右の差動出力軸561には、対応する左右ブレーキペダル52,52(図2参照)の操作と、ステアリング18(図1、及び図2参照)の操舵角が所定角度以上になった際における旋回内側の後輪14に対する図示せぬブレーキシリンダの自動制御(オートブレーキ)という2つの系統によって、左右の後輪14,14にブレーキをかけるブレーキ機構563が左右それぞれに配置されている。更に、後輪用差動ギヤ機構506には、図示せぬデフロックペダルの踏み込み操作によって、差動ギヤを差動ギヤケース560に固定するようにデフロックピンが係合され、差動ギヤの差動機能を停止して、左右の差動出力軸561を等速で駆動させるデフロック機構585が設けられている。
The left and right
一方で、副変速軸546の前端側に相対回転不能に取り付けられた主動ギヤ569には、前車輪入力軸568に相対回転不能に取り付けられた従動ギヤ570が常時かみ合っている。前車輪入力軸568には更に、倍速中継ギヤ571と、四駆中継ギヤ572とが相対回転不能に取り付けられている。
On the other hand, the driven
二駆四駆切替機構504は前車輪出力軸330に設けられており、例えば湿式多板型の倍速油圧クラッチ573で前車輪出力軸330に連結され、前車輪入力軸568の倍速中継ギヤ571と常時かみ合う倍速ギヤ574と、湿式多板型の四駆油圧クラッチ575で前車輪出力軸330に連結され、四駆中継ギヤ572と常時かみ合う四駆ギヤ576とを備えている。
The two-wheel drive / four-wheel
図示せぬ駆動切替スイッチや駆動切替レバーが四輪駆動側に操作されると、四駆油圧クラッチ575が動力接続状態となって前車輪出力軸330と、四駆ギヤ576とが相対回転不能に連結され、副変速軸546から前車輪入力軸568、及び四駆ギヤ576を経由して前車輪出力軸330に回転動力が伝達され、トラクタ10は、後輪14とともに前輪13が駆動する四輪駆動状態になる。更に、トラクタ10は、Uターン等によって、ステアリング18の操舵角が所定角度以上になると、倍速油圧クラッチ573が動力接続状態となって前車輪出力軸330と、倍速ギヤ574とが相対回転不能に連結され、副変速軸546から前車輪入力軸568、及び倍速ギヤ574を経由して前車輪出力軸330に回転動力が伝達され、四駆ギヤ576経由の回転動力による前輪13の回転速度に比べて約二倍の高速度で、前輪13が駆動するように構成されている。
When a drive changeover switch or a drive changeover lever (not shown) is operated to the four-wheel drive side, the four-wheel drive
前蓋部材491の前面下部から前向きに突出する前車輪出力軸330と、図示せぬ前車軸ケースから後ろ向きに突出する前車輪伝達軸508とは、前車輪駆動軸331によって連結されている。前車軸ケース内に配置され、左右の前輪13,13に走行駆動力を伝達する前輪用差動ギヤ機構507は、前車輪伝達軸508の前端側に設けられたピニオン577にかみ合うリングギヤ578と、リングギヤ578に設けられた差動ギヤケース579と、左右方向に延びる一対の差動出力軸580とを備えている。差動出力軸580が、ファイナルギヤ581等を介して、前輪13が先端側に取り付けられた前車軸316に連結されている。なお、前車軸ケースの外側面には、ステアリング18の操作によって前輪13の走行方向を左右に変更するパワーステアリング用の図示せぬ操舵油圧シリンダが設けられている。
A front
主変速入力軸328の後端側には、動力伝達継断用のPTO油圧クラッチ590を介し、主変速入力軸328と同軸状に延びるPTO入力軸591が連結されている。PTO入力軸591には、例えば正転三段、及び逆転一段の構成として、中速入力ギヤ597と、低速入力ギヤ595と、高速入力ギヤ596とが相対回転不能に取り付けられているとともに、逆転シフタギヤ598がスプラインによって回転方向には固定されて軸線方向には摺動可能に取り付けられている。トラクタ10は、PTO駆動スイッチ73(図2参照)が動力接続操作されると、PTO油圧クラッチ590が動力接続状態となって、主変速入力軸328と、PTO入力軸591とが相対回転不能に連結され、主変速入力軸328から、PTO変速機構505を構成するPTO入力軸591に向かって回転動力が伝達されるように構成されている。
A
一方で、中速入力ギヤ597にかみ合うPTO中速ギヤ601と、低速入力ギヤ595にかみ合うPTO低速ギヤ599と、高速入力ギヤ596にかみ合うPTO高速ギヤ600とがPTO変速軸592に回転可能に取り付けられている。PTO変速軸592には更に、PTO変速レバー56(図2参照)の操作に伴い連動する前後一対の第一PTO変速シフタ602、及び第二PTO変速シフタ603がスプラインによって回転方向には固定されて軸線方向には摺動可能に取り付けられている。更に、PTO変速軸592にはPTO伝動ギヤ604が固着されている。
On the other hand, a PTO
PTO伝動ギヤ604にかみ合うPTOカウンタギヤ605と、PTO軸25に相対回転不能に取り付けられたPTO出力ギヤ608にかみ合うPTO中継ギヤ606と、PTO変速レバー56が中立に操作された上で図示せぬ逆転PTOレバーが逆転入り操作された際に摺動した逆転シフタギヤ598とかみ合うPTO逆転ギヤ607とがPTOカウンタ軸593に相対回転不能に取り付けられている。
A
トラクタ10は、PTO変速レバー56が変速操作されると、前後一対の第一PTO変速シフタ602、及び第二PTO変速シフタ603によって、PTO低速ギヤ599、PTO中速ギヤ601、及びPTO高速ギヤ600のいずれかがPTO変速軸592に連結され、低速〜高速の各PTO変速出力が、PTO変速軸592からPTO伝動ギヤ604、及びPTOカウンタギヤ605を介してPTOカウンタ軸593に伝達され、更に、PTO中継ギヤ606、及びPTO出力ギヤ608を介してPTO軸25に伝達されるように構成されている。
When the PTO
更に、トラクタ10は、逆転PTOレバーが逆転入り操作されると、逆転シフタギヤ598がPTO逆転ギヤ607とかみ合い、PTO入力軸591の回転動力が、逆転シフタギヤ598、及びPTO逆転ギヤ607を介してPTOカウンタ軸593に伝達され、逆転のPTO変速出力が、PTOカウンタ軸593からPTO中継ギヤ606、及びPTO出力ギヤ608を介してPTO軸25に伝達されるように構成されている。なお、トラクタ10は、PTO変速レバー56と、逆転PTOレバーとが図示せぬ牽制機構を介して連動連結されていて、PTO変速レバー56が中立以外に操作された状態では逆転PTOレバーを逆転入り操作できないように構成されている。
Further, in the
なお、副変速軸546に相対回転不能に取り付けられた動力分岐ギヤ566と常時かみ合う車速同調入力ギヤ565が車速同調軸564の前端側に相対回転不能に取り付けられ、PTO軸25に回転可能に取り付けられた車速同調出力ギヤ610に常時かみ合う車速同調中継ギヤ609が車速同調軸564の後端部に固着されている。PTO軸25には、車速同調シフタ611がスプラインによって回転方向には固定されて軸線方向には摺動可能に取り付けられている。トラクタ10は、図示せぬPTO車速同調レバーが入り操作されることによって、車速同調シフタ611が摺動して、車速同調出力ギヤ610がPTO軸25に連結され、副変速軸546から車速同調軸564を経由した車速同調出力がPTO軸25に伝達されるように構成されている。
A vehicle speed tuning
このように、トラクタ10は、エンジンEの回転動力が、トランスミッションケースTMにおいて、後輪14,14や、場合によっては前輪13,13の走行用の出力、及びPTO軸25を経由する作業用の出力として伝達されている。したがって、トラクタ10においては例えば、ロータリ耕耘装置30で粘土質の土壌を撹拌すると作業用の出力を必要としてエンジンEには負荷がかかり、これを牽引すると走行用の出力を必要としてエンジンEには負荷がかかる。そして、本実施形態に係るトラクタ10は、モータ119の出力軸120(図4参照)が調時伝達機構100(図4参照)に取り付けられるように構成されており、負荷がかかったエンジンEの動力を補助することができるものである。
In this way, the
次に、本実施形態に係るトラクタ10の特にエンジンEの制御系統について詳述する。図7はトラクタ10の制御系統の要部ブロック図である。トラクタ10は、制御部としてのエンジンコントローラ201を備え、このエンジンコントローラ201によってエンジンEの動作が制御されるとともに、各種の自動制御も可能となるように構成されている。
Next, the control system of the engine E of the
エンジンコントローラ201は、種々の設定値や、各種センサによる検出値等の入力信号を読み込むとともに、制御信号を出力することによって、エンジンEの動作を制御するように構成されている。エンジンコントローラ201としては、演算処理、及び制御処理を行うCPU(Central Processing Unit)、データが格納される主記憶装置としてのROM(Read Only Memory)や、RAM(Random Access Memory)、タイマ、入力回路、出力回路、並びに電源回路等の含まれたマイクロコンピュータが例示される。
The
ここでは、エンジンコントローラ201における主記憶装置の内のEEPROM210(Electrically Erasable Programmable Read Only Memory)に、本実施形態に係る動作を実行するための制御プログラムや、各種データ等が格納されている。なお、これらの各種プログラム等のデータは外部の記憶部に格納され、エンジンコントローラ201が読み出す形態とされていても良い。
Here, an EEPROM 210 (Electrically Erasable Programmable Read Only Memory) in the main memory of the
エンジンEの制御は、トラクタ10が備える図示せぬ機体制御部によって制御されるように構成されても良い。トラクタ10は、複数の制御部例えば、エンジンEの制御、計器パネル40の表示、ロータリ耕耘装置30の制御等をそれぞれ行う制御部を備え、CAN(Controller Area Network)通信等の車内通信によってそれぞれが相互に通信可能な構成であっても良い。更に、機体制御部と、エンジンコントローラ201とが協働してエンジンEを制御するように構成されても良い。
The control of the engine E may be configured to be controlled by an airframe control unit (not shown) included in the
エンジンコントローラ201には、スタータスイッチ202と、アクセルセンサ203と、回転センサ204と、燃料噴射バルブ205の電磁ソレノイドとが電気的に接続されている。なお、エンジンコントローラ201には、図7に例示の構成以外の各種センサ等が電気的に接続されている。
A
始動部としてのスタータスイッチ202は操作されることによって、エンジンEの始動が行われるように構成されている。アクセルレバー50や、アクセルペダル54等アクセル開度を調節する回転数設定部としてのアクセル操作具206はその操作位置がアクセルセンサ203によって検出されるように構成されている。回転数検出部としての回転センサ204は、エンジンEの出力軸120に設けられ、エンジンEの回転数を検出するように構成されている。インジェクタの燃料噴射バルブ205は弁が開くことでエンジンEに燃料が噴射される回転数変更部として構成されている。
The
スタータスイッチ202は、キーシリンダ式であっても、押しボタン式であっても良い。本実施形態に係るトラクタ10は、スタータスイッチ202が投入されると、エンジンコントローラ201が燃料噴射バルブ205を作動させるとともに図示せぬスタータリレーに制御信号を送信し、スタータリレーによって作動した図示せぬスタータモータの動力によってエンジンEが始動するように構成されている。
The
エンジンコントローラ201のEEPROM210にはエンジンEの回転数と、トルクとに応じた出力特性が例えばマップ形式の出力特性マップMとして予め格納されている。
In the
エンジンコントローラ201は例えば、回転センサ204で検出されたエンジンEの回転数と、アクセルセンサ203で検出されたアクセル操作具206の操作位置と、出力特性マップMとを用いてエンジンEの回転数が目標回転数となるような目標燃料噴射量を演算するように構成されている。そして、エンジンコントローラ201はその結果に基づいて、燃料噴射バルブ205の電磁ソレノイドへ制御信号を出力し、燃料噴射制御を実行するように構成されている。燃料噴射量は例えば、燃料噴射バルブ205の弁が開く時間が変更されることによって調節される。
For example, the
エンジンコントローラ201にはモータ119が更に、電気的に接続されている。モータ119は、エンジンコントローラ201によって作動、及び停止の切り替えが行われるように構成される。
A
エンジンコントローラ201は、負荷算出部211を有している。負荷算出部211は例えば、プログラムによって構成される。負荷算出部211は、負荷として、現時点でのエンジンEの負荷率を算出するように構成される。ここで、本実施形態に係るエンジンEの負荷率は、エンジンEの所定の回転数における最大トルク(最大エンジン負荷)に対する現時点での実際のトルクの割合とされる。なお、現時点での実際のトルクは、エンジンEの回転数と、燃料噴射量とから求められる。なお、負荷率には、ロータリ耕耘装置30のPTO軸25の負荷の割合等が用いられても良い。
The
エンジンコントローラ201は更に、判定部212を有している。判定部212も例えば、プログラムによって構成される。判定部212は、エンジンEに過負荷が生じているか否かを判定するように構成される。更に、判定部212は、エンジンEが低速回転域であって作業に必要な出力トルクが不足しているか否かを判定するように構成される。なお、作業に必要な出力トルクは、作業機や、作業内容に応じて適宜設定される。
The
以上の構成を有するトラクタ10によって、エンジンE、及びモータ119の制御が行われる。次に、本実施形態に係るトラクタ10の制御方法について詳述する。図8はトラクタ10の制御方法の流れ図である。
The engine E and the
まず、トラクタ10のスタータスイッチ202が操作されることによってエンジンEの始動が行われる(ステップS1)。そして、トラクタ10の運転、及びロータリ耕耘装置30による作業が行われる。
First, the engine E is started by operating the
次に、作業員によるアクセル操作具206の操作量に対応して、エンジンEの目標回転数の設定が行われる(ステップS2)。一方で、回転センサ204は、エンジンEの回転数の検出を行う(ステップS3)。これらの値は、エンジンコントローラ201に読み込まれる。
Next, the target rotational speed of the engine E is set in accordance with the amount of operation of the
次に、エンジンコントローラ201は目標燃料噴射量の演算を行う(ステップS4)。より詳細には、まず、エンジンコントローラ201は、エンジンEの回転数と、エンジンEの目標回転数と、EEPROM210に予め格納されているエンジンEの回転数とトルクとに応じた出力特性マップMとを読み込む。次に、エンジンコントローラ201は、これらを用いてエンジンEの回転数が目標回転数となるような目標燃料噴射量を演算する。
Next, the
次に、燃料噴射バルブ205は、回転センサ204の検出する回転数が、アクセル操作具206の設定する目標回転数となるようにエンジンEへの燃料噴射量の変更を行う(ステップS5)。より具体的に、エンジンコントローラ201は、燃料噴射バルブ205の電磁ソレノイドへ制御信号を出力し、燃料噴射制御を実行する。なお、燃料噴射バルブ205による燃料噴射量はエンジンコントローラ201に読み込まれる。
Next, the
次に、負荷算出部211は、現時点でのエンジンEの負荷率の算出を行う(ステップS6)。上述されたように、本実施形態に係るエンジンEの負荷率は、エンジンEの所定の回転数における最大トルク(最大エンジン負荷)に対する現時点での実際のトルクの割合とされる。現時点での実際のトルクは、エンジンEの回転数と、燃料噴射量とから求められる。
Next, the
判定部212は、現時点でのエンジンEの負荷率に基づいて、エンジンEに過負荷が生じているか否かの判定を行う(ステップS7)。
The
ここで、エンジンEの負荷率の変動についてその概略について説明する。図9は、エンジンEの負荷率Pの変動の一例が示された概略図である。図9において横軸には、運転時間t[s]が示され、縦軸には、エンジンEの負荷率P[%]が示される。そして、図9において、下側の線が走行の負荷率P1であり、下側の線と上側の線との間が作業の負荷率P2であり、上側の線が全体としてのエンジンEの負荷率PTである。なお、エンジンEの負荷率Pが100%とは、エンジンEの定格出力を意味する。なお、ここでは、もっとも単純化された過負荷の判定、及び制御の方法について説明する。 Here, an outline of the variation of the load factor of the engine E will be described. FIG. 9 is a schematic diagram illustrating an example of a variation in the load factor P of the engine E. In FIG. 9, the horizontal axis indicates the operation time t [s], and the vertical axis indicates the load factor P [%] of the engine E. In FIG. 9, the lower line is the driving load factor P <b> 1, the work load factor P <b> 2 is between the lower line and the upper line, and the upper line is the load of the engine E as a whole. The rate PT. The load factor P of the engine E being 100% means the rated output of the engine E. Here, the simplest overload determination and control method will be described.
トラクタ10は、PTO軸25を経由する作業用の出力以外にも走行用の出力を必要とする。したがって、トラクタ10の定格出力が例えば70馬力である場合には、作業用の馬力が例えば60馬力しか使えない。しかしながら、トラクタ10は、種々の作業時において瞬間的に、70馬力や80馬力を必要とすることが多々ある。
The
図9には、過負荷の閾値として例えば、負荷率Pが90%の線が引かれている。トラクタ10の運転中に例えば、作業機昇降スイッチ72の下降ボタン72dや、傾き手動レバー69が操作され、エンジンEの負荷率PTが上昇したとする。そして、図9の点aで示されるように、エンジンEの負荷率PTが90%に達すると判定部212はエンジンEが過負荷であると判定する(ステップS7;YES)。
In FIG. 9, for example, a line with a load factor P of 90% is drawn as the overload threshold. Assume that during operation of the
一方で、図9の点bで示されるように、エンジンEの負荷率PTが90%を下回ると判定部212は、エンジンEが過負荷でないと判定する(ステップS7;NO)。
On the other hand, as indicated by a point b in FIG. 9, when the load factor PT of the engine E falls below 90%, the
そして、図8に示されるように、エンジンEに過負荷が生じていると判定された場合(ステップS7;YES)にエンジンコントローラ201は、モータ119の作動を行うように制御する(ステップS8)。
Then, as shown in FIG. 8, when it is determined that the engine E is overloaded (step S7; YES), the
このように、モータ119の作動が行われることによって、その出力軸120からエンジンEの調時伝達機構100に動力が伝達され、エンジンEの動力(出力)を補助することができる。
Thus, by operating the
一方で、エンジンEに過負荷が生じていないと判定された場合(ステップS7;NO)に更に、判定部212は、現時点でのエンジンEの回転数と、トルクとに基づいて、エンジンEが低速回転域であって作業に必要な出力トルクが不足しているか否かの判定を行う(ステップS9)。
On the other hand, when it is determined that the engine E is not overloaded (step S7; NO), the
ここで、図10は、出力特性マップM(エンジンEの回転数N−出力トルクT線図)の一例が示された概略図である。図10において横軸には、エンジンEの回転数Nが示され、縦軸には、出力トルクT(負荷)が示される。そして、出力特性マップMは、所定のエンジンEの回転数Nでの最大出力トルクTmが示されたものである。出力特性マップMは、上に凸の山型を描き、エンジンEの回転数Nが所定回転数Nm例えば、2000 min−1のときに最大出力トルクTmが最大となる。 Here, FIG. 10 is a schematic diagram showing an example of the output characteristic map M (the rotational speed N of the engine E—the output torque T diagram). In FIG. 10, the horizontal axis indicates the rotational speed N of the engine E, and the vertical axis indicates the output torque T (load). The output characteristic map M shows the maximum output torque Tm at a predetermined engine speed N. The output characteristic map M draws a convex mountain shape, and the maximum output torque Tm becomes maximum when the rotational speed N of the engine E is a predetermined rotational speed Nm, for example, 2000 min −1 .
本実施形態において、エンジンEの低速回転域Nlとは、少なくとも最大出力トルクTmが最大値を示すエンジンEの所定回転数Nmよりも低回転数の領域を示す。図10に示されるように、低速回転域Nlにおいては最大出力トルクTmが低下している。したがって、エンジンEの回転数Nが低いときには、エンジンEの負荷率PTの上昇の影響を受けやすく、トルクがダウンしやすい。 In the present embodiment, the low-speed rotation range Nl of the engine E indicates a region where the rotation speed is lower than the predetermined rotation speed Nm of the engine E in which at least the maximum output torque Tm has a maximum value. As shown in FIG. 10, the maximum output torque Tm decreases in the low speed rotation region Nl. Therefore, when the rotational speed N of the engine E is low, it is easily affected by an increase in the load factor PT of the engine E, and the torque is likely to be reduced.
そこで、図8に示されるように、エンジンEが低速回転域Nlであって作業に必要な出力トルクTが不足していると判定された場合(ステップS9;YES)にもエンジンコントローラ201は、モータ119の作動を行うように制御する(ステップS8)。すなわち、モータ119によるアシストモードでパワーアップが図られる。
Therefore, as shown in FIG. 8, even when it is determined that the engine E is in the low speed rotation region Nl and the output torque T necessary for the work is insufficient (step S9; YES), the
図10には、低速回転域Nlにおいて、モータ119によってエンジンEの動力が補助された際の補正出力トルクTaが二点鎖線で例示されている。補正出力トルクTaは例えば、所定回転数Nmでの最大出力トルクTmと同じ値に設定される。そして、本実施形態に係るトラクタ10では、エンジンEが低速回転域Nlであって作業に必要な出力トルクTが不足している場合にモータ119の作動が行われる。これによって、トラクタ10は、モータ119の出力軸120からエンジンEの調時伝達機構100に動力が伝達され、図10に示されるように、最大出力トルクTmから補正出力トルクTaへと出力トルクTを増大でき、エンジンEの動力を補助することができる。
In FIG. 10, the corrected output torque Ta when the power of the engine E is assisted by the
一方で、エンジンEが低速回転域Nlであって作業に必要な出力トルクTが不足しているとは判定されなかった場合(ステップS9;NO)にエンジンコントローラ201は、モータ119の停止を行うように制御する(ステップS10)。したがって、モータ119は、エンジンEの補助が必要なパワーアップモードの信号が来ているときだけ回転する。
On the other hand, when it is not determined that the engine E is in the low speed rotation range Nl and the output torque T necessary for the work is insufficient (step S9; NO), the
そして、モータ119の作動(ステップS8)、及びモータ119の停止(ステップS10)のいずれかが行われた後には、トラクタ10の運転の終了が行われるか否かが判定される(ステップS11)。
Then, after either the operation of the motor 119 (step S8) or the stop of the motor 119 (step S10) is performed, it is determined whether or not the operation of the
トラクタ10の運転の終了が行われない場合(ステップS11;NO)にはステップS2に再び処理が戻る。一方で、トラクタ10の運転の終了が行われた場合(ステップS11;YES)には、制御は終了する。
If the operation of the
通常は、エンジンEの負荷率PTが上昇していくとその回転数Nが徐々に下がってくる。本実施形態に係るトラクタ10はその際に、モータ119がエンジンEの補助を行い、その回転数Nが落ちないようにするものである。すなわち、動力の補助が必要なときにだけモータ119の出力軸120が回転してエンジンEにトルクをかけ、瞬間的にだけ出力が例えば10馬力や、15馬力上がり、エンストを回避するものである。このように、エンジンEの負荷率PTが予め定められた値に達しているか否かを判定し、エンジンEが過負荷であった場合に、モータ119を作動させるように制御する。この方法によれば、簡易な構成で、エンジンEの動力を適時に補助することが可能となる。
Normally, as the load factor PT of the engine E increases, the rotational speed N gradually decreases. In this case, the
なお、上述された例では、過負荷の閾値としての負荷率Pは90%とされたものの、トラクタ10の車格、エンジンEの出力、作業機の種類、作業の種類、及び状況、天候等に応じて適宜変更することができる。その際に、作業員が調節可能な図示せぬ閾値調節ダイヤルが設けられても良い。更に、上述された例では、モータ119の作動、及び停止の閾値が同一であったものの、これらが別の値であっても良い。
In the above-described example, the load factor P as the overload threshold is 90%, but the vehicle type of the
本実施形態に係るトラクタ10は、エンジンEがより大型であるほどより顕著に効果が発揮されやすい。これは、エンジンEがより大型であるほど、駆動ギヤ116により高い馬力がかけられるように強化されており、大型のモータ119が取り付けられるからである。しかしながら、本実施形態に係るトラクタ10を小型のものに適用することも可能である。例えば、エンジンEの出力が例えば20馬力のものであっても10%程度の補助は可能である。一方で、エンジンEの出力が例えば100馬力のものであれば20馬力程度の補助が可能となる。
The effect of the
次に、本実施形態に係るトラクタ10の変形例について詳述する。なお、上述された実施形態と同じ構成についてはその説明を適宜省略する。
Next, a modified example of the
図11は変形例に係るトラクタ10の制御系統の要部ブロック図である。変形例に係るトラクタ10は、エンジンEの調時伝達機構100と、出力軸220とのかみ合いを断接する断接装置としての電磁クラッチ221を更に備える。
FIG. 11 is a principal block diagram of a control system of the
電磁クラッチ221は、エンジンコントローラ201に電気的に接続されている。電磁クラッチ221は、エンジンコントローラ201によって、エンジンEの調時伝達機構100と、出力軸220との動力の接続、及び遮断の切り替えが行われるように構成される。
The
なお、断接装置は、エンジンEの調時伝達機構100と、出力軸220とのかみ合いを断接することができれば良く、電磁クラッチ221には限定されない。例えば、油圧で動作するクラッチ等が用いられても良い。
The connecting / disconnecting device is not limited to the
以上の構成を有する変形例に係るトラクタ10によって、エンジンE、及びモータ119の制御が行われる。次に、本実施形態に係るトラクタ10の制御方法について詳述する。図12は変形例に係るトラクタ10の制御方法の流れ図である。変形例に係る制御方法は、上述された実施形態に係る制御方法のステップS1からステップS7までと同じである。ここでは、ステップS7からの制御方法について詳述する。
The engine E and the
上述されたように、判定部212は、現時点でのエンジンEの負荷率PTに基づいて、エンジンEに過負荷が生じているか否かの判定を行う(ステップS7)。そして、図9の点aで示されるように、エンジンEの負荷率PTが90%に達すると判定部212は、エンジンEが過負荷であると判定する(ステップS7;YES)。
As described above, the
そして、図12に示されるように、変形例に係る方法においては、エンジンEに過負荷が生じていると判定された場合(ステップS7;YES)にモータ119と、エンジンEとの動力の接続が行われる(ステップS12)。より詳細には、エンジンコントローラ201は、電磁クラッチ221をつなぐように制御信号を送信する。電磁クラッチ221がつながることで、エンジンEの調時伝達機構100と、モータ119の出力軸220と接続が行われ、その間の動力が伝達される状態となる。
Then, as shown in FIG. 12, in the method according to the modified example, when it is determined that the engine E is overloaded (step S7; YES), the power connection between the
動力の接続が行われた後に、エンジンコントローラ201は、モータ119の作動を行うように制御し(ステップS8)、その後は、上述された実施形態と同様の制御方法になされる。
After the power is connected, the
一方で、図9の点bで示されるように、エンジンEの負荷率PTが90%を下回ると判定部212は、エンジンEが過負荷でないと判定する(ステップS7;NO)。
On the other hand, as indicated by a point b in FIG. 9, when the load factor PT of the engine E falls below 90%, the
そして、図12に示されるように、変形例に係る方法においては、エンジンEに過負荷が生じていないと判定された場合(ステップS7;NO)にモータ119と、エンジンEとの動力の遮断が行われる(ステップS13)。より詳細には、エンジンコントローラ201は、電磁クラッチ221を切るように制御信号を送信する。電磁クラッチ221が切れることで、エンジンEの調時伝達機構100と、モータ119の出力軸220と遮断が行われ、その間の動力が伝達されない状態となる。
Then, as shown in FIG. 12, in the method according to the modified example, when it is determined that the engine E is not overloaded (step S7; NO), the power of the
動力の遮断が行われた後に、エンジンコントローラ201は、モータ119の停止を行うように制御し(ステップS10)、その後は、上述された実施形態と同様の制御方法になされる。
After the power is cut off, the
このように、変形例に係る制御方法では、エンジンコントローラ201が、エンジンEに過負荷が生じていないと判定した場合に、調時伝達機構100から出力軸220への動力を電磁クラッチ221によって遮断する。本実施形態に係るモータ119は発電を行っておらず、モータ119自身には負荷がかかっていないものの、これによって、モータ119の空転トルクがエンジンEの調時伝達機構100にかからなくなり、エンジンEの負荷をより軽減することができる。そして、モータ119の劣化を防止することができる。
Thus, in the control method according to the modification, when the
なお、エンジンEが過負荷であるか否かの判定に加えて、エンジンEが低速回転域Nlであって作業に必要な出力トルクTが不足しているか否かの判定を行った上で、調時伝達機構100から出力軸220への動力の断接を行うように制御がなされても良い。これによって、エンジンEが低速回転域Nlであって作業に必要な出力トルクTが不足している場合においても上述と同様の効果が得られる。
In addition to determining whether or not the engine E is overloaded, after determining whether or not the engine E is in the low speed rotation range Nl and the output torque T necessary for work is insufficient, Control may be performed so as to connect / disconnect power from the
以上のように、本実施形態では、エンジンEを備え、ロータリ耕耘装置30が取り付けられたトラクタ10において、エンジンEが備える調時伝達機構100に出力軸120、220が取り付けられるモータ119と、エンジンEの負荷を算出するとともに、モータ119の作動を制御するエンジンコントローラ201とを備え、エンジンコントローラ201の判定部212が、エンジンEに過負荷が生じたと判定した場合に、又は、エンジンEが低速回転域Nlであって作業に必要な出力トルクTが不足していると判定した場合に、モータ119を作動するように構成される。これによって、簡易な構成で、エンジンEの動力を適時に補助することが可能とされたトラクタ10を提供することができる。
As described above, in the present embodiment, in the
更に、本実施形態に係るトラクタ10は、クランクギヤ105と、クランクギヤ105にかみ合うアイドルギヤ107と、アイドルギヤ107にかみ合うカムギヤ109とによって構成される調時伝達機構100は、カムギヤ109とかみ合う駆動ギヤ116を更に備え、駆動ギヤ116に出力軸120、220が取り付けられるように構成される。これによって、簡易な構成で、エンジンEの動力を適時に確実に補助することが可能とされたトラクタ10を提供することができる。
Further, in the
この発明の作業車両は、トラクタ10と、ロータリ耕耘装置30との組み合わせに限定されるものではなく、例えば、移植機と、苗植え付け装置とや、建設機械と、アタッチメントとのように、車両本機と、作業機とが組み合わさり、作業機による作業状態が変わることによってエンジンEの負荷が変動するあらゆる作業車両に適用することができる。
The work vehicle of the present invention is not limited to the combination of the
10 トラクタ(作業車両)
30 ロータリ耕耘装置(作業機)
100 調時伝達機構
103 クランク軸
105 クランクギヤ
107 アイドルギヤ
109 カムギヤ
116 駆動ギヤ
119 モータ
120、220 出力軸
121 スプライン軸
201 エンジンコントローラ(制御部)
221 電磁クラッチ(断接装置)
E エンジン
10 Tractor (work vehicle)
30 Rotary tillage device (work machine)
100
221 Electromagnetic clutch (connecting / disconnecting device)
E engine
Claims (5)
前記エンジンが備える調時伝達機構に出力軸が取り付けられるモータと、
前記エンジンの負荷を算出するとともに、前記モータの作動を制御する制御部と
を備え、
前記制御部が、前記エンジンに過負荷が生じたと判定した場合に、又は、前記エンジンが低速回転域であって作業に必要な出力トルクが不足していると判定した場合に、前記モータを作動するように構成されることを特徴とする
作業車両。 In a work vehicle equipped with an engine and equipped with a work implement
A motor having an output shaft attached to a timing transmission mechanism provided in the engine;
A controller for calculating the load of the engine and controlling the operation of the motor;
When the control unit determines that the engine is overloaded, or when the engine is in a low speed rotation range and determines that the output torque necessary for work is insufficient, the motor is operated. A work vehicle characterized by being configured to perform.
前記カムギヤとかみ合う駆動ギヤ
を更に備え、
前記駆動ギヤに前記出力軸が取り付けられることを特徴とする
請求項1に記載の作業車両。 The timing transmission mechanism constituted by a crank gear, an idle gear meshing with the crank gear, and a cam gear meshing with the idle gear,
A drive gear meshing with the cam gear;
The work vehicle according to claim 1, wherein the output shaft is attached to the drive gear.
請求項2に記載の作業車両。 The work vehicle according to claim 2, wherein the output shaft extends in parallel with a crankshaft to which the crank gear is attached, and the motor is disposed on a side of the engine.
請求項1乃至3のいずれか1項に記載の作業車両。 The work vehicle according to any one of claims 1 to 3, wherein the output shaft is configured by a spline shaft.
前記調時伝達機構と、前記出力軸とのかみ合いを断接する断接装置
を更に備え、
前記制御部が、前記エンジンに過負荷が生じていないと判定した場合に、前記調時伝達機構から前記出力軸への動力を前記断接装置によって遮断するように構成されることを特徴とする
請求項1乃至4のいずれか1項に記載の作業車両。 The work vehicle is
A connecting / disconnecting device for connecting / disconnecting the timing transmission mechanism and the output shaft;
When the control unit determines that the engine is not overloaded, the controller is configured to cut off power from the timing transmission mechanism to the output shaft by the connecting / disconnecting device. The work vehicle according to any one of claims 1 to 4.
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