JP3687310B2

JP3687310B2 - トラクタの負荷制御装置

Info

Publication number: JP3687310B2
Application number: JP28776197A
Authority: JP
Inventors: 智之石田
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1997-10-03
Filing date: 1997-10-03
Publication date: 2005-08-24
Anticipated expiration: 2017-10-03
Also published as: JPH11103611A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、トラクタによる対地作業時に作業負荷が大きくなり過ぎないように制御する負荷制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
トラクタによる対地作業中に作業負荷が増大したとき、そのままの状態で作業を続行するとエンストを起こすおそれがあるので、作業負荷の増大によりエンジン回転数が変動したときには、作業機を上昇させて負荷を軽減させる負荷制御を行う。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記負荷制御において、従来、作業を一旦停止したのち再発進する場合、作業中に変速操作やブレーキ操作を行って車速が変わった場合等、エンジン回転数が変動することにより作業機が昇降し、対地作業深さに乱れが生じるという問題があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成した。すなわち、本発明にかかるトラクタの負荷制御装置は、左右のブレーキペダル（２４Ｌ），（２４Ｒ）と、該左右のブレーキペダルの踏み込み操作を検出する左右のブレーキペダルスイッチ（２５Ｌ），（２５Ｒ）と、エンジン（５）の回転数を検出するエンジン回転数センサ（１３）とを備え、対地作業機（５０）が昇降可能に装着されたトラクタの負荷制御装置であって、前記エンジン回転数センサ（１３）によって検出されるエンジン（５）の回転数が所定の下限値まで落ちるか、あるいはエンジン回転数低下の変化率が予め設定されている規定値を越えると、作業機（５０）を上昇させる上昇出力要求が出される負荷制御を行うとともに、ブレーキ操作後一定時間以上経過するまでは前記制御装置の制御を規制する制御を行うことを特徴としている。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づき説明する。
図１は本発明の負荷制御装置を備えたトラクタに作業機としてロータリ耕耘装置を連結した状態を表している。このトラクタ１は、駆動輪である前輪２，２及び後輪３，３を備えた四輪駆動車両であって、機体の前部にエンジン５が搭載され、その後側にクラッチケース６、更にその後側にミッションケース７がそれぞれ設けられている。
【０００８】
図２はこのトラクタの伝動機構図で、エンジン５の回転動力は、クラッチケース６内のクラッチ１０を介して伝動入・切可能にミッションケース７へ入力される。クラッチ１０はクラッチペダル１１で伝動入・切操作される。クラッチペダル１１が踏み込まれているか否かでＯＮ・ＯＦＦ切り替わるクラッチペダルスイッチ１２が設けられている。また、クラッチ１０の伝動下手側には、該クラッチが「入」の時にだけエンジン回転数を検出するエンジン回転数センサ１３が設けられている。ミッションケース７に入力された回転動力は、前輪２，２及び後輪３，３を駆動する走行駆動力と外部動力取出のＰＴＯ駆動力の二系統に伝動分岐される。
【０００９】
走行駆動力は、前後進変速装置１５、主変速装置１６、及び副変速装置１７で正逆回転切替及び減速された後、後輪３，３だけへ伝達されるか、もしくは前輪２，２と後輪３，３の両方へ伝達される。図の１８は４ＷＤ切替装置で、前輪と後輪の回転速度がほぼ等しい「前後輪等速四駆」状態と、前輪の回転速度が後輪の回転速度のほぼ２倍である「前輪増速四駆」状態と、前輪の駆動を切って後輪だけを駆動する「後輪二駆」状態とに切り替える。例えば、主変速装置１６は４段のシフト位置、副変速装置１７は路上走行用の「高速」と作業用の「低速」の２段のシフト位置を有している。主変速装置１６をシフトチェンジする操作部として主変速レバー２０が設けられ、該主変速レバーの操作位置を変速位置検出手段である変速レバーセンサ２１が検出するようになっている。
【００１０】
また、後輪３，３への伝動経路中には、左右の後輪を個別にブレーキ作動可能なブレーキ装置２３Ｌ，２３Ｒが設けられている。ブレーキ装置２３Ｌ，２３Ｒの操作部としてブレーキペダル２４Ｌ，２４Ｒが設けられ、該ブレーキペダルの踏み込み操作をブレーキ操作検出手段であるブレーキペダルスイッチ２５Ｌ，２５Ｒが検出するようになっている。
【００１１】
一方、ＰＴＯ駆動力は、ＰＴＯ変速装置２７を経由し、ミッションケース７の背面部から後方に突出するＰＴＯ軸２８に取り出され、それから作業機へ伝達される。
【００１２】
運転席３０はミッションケース７の上方に設置されている。そして、運転席３０の前方には前輪２，２を操向操作するハンドル３１が設けられ、足下部には前記クラッチペダル１１、ブレーキペダル２４Ｌ，２４Ｒ等が設けられている。また、運転席３０の左側には前記主変速レバー２０が設けられ、右側には各種制御をするコントローラ３３が設けられている。このコントローラ３３に後述するポジションレバー３５、耕深設定ダイヤル３６、負荷制御モードスイッチ３７、減速開始位置設定ダイヤル３８等が取り付けられている。
【００１３】
機体の後部には昇降油圧シリンダ４０で上下回動させるリフトアーム４１，４１が設けられている。昇降油圧シリンダ４０は、比例ソレノイド弁４２で制御される。リフトアーム４１，４１の先端部とロワリンク４３，４３の中間部とがリフトロッド４４，４４で連結されており、リフトアーム４１，４１を上げ作動及び下げ作動させることにより、ロワリンク４３，４３とトップリンク４５で構成される三点リンク機構で支持された作業機が昇降する。リフトアーム４１，４１の回動角はリフトアームセンサ４６で検出される。
【００１４】
作業機であるロータリ耕耘装置５０は、左右方向の軸回りに回転する耕耘刃５１，…で土壌を耕耘する。耕耘刃５１，…を覆うカバー５２の後部は回動自在なリヤカバー５２ａとなっており、このリヤカバー５２ａの回動角がデプスセンサ５３で検出される。
【００１５】
図３は昇降制御装置のブロック図で、コントローラ３３の入力側にクラッチペダルスイッチ１２、エンジン回転数センサ１３、変速レバーセンサ２１、ブレーキペダルスイッチ２５Ｌ，２５Ｒ、ポジションレバー３５、耕深設定ダイヤル３６、負荷制御モードスイッチ３７、減速開始位置設定ダイヤル３８、リフトアームセンサ４６、デプスセンサ５３、等が接続されており、これらの情報に基づいてコントローラ３３から比例ソレノイド弁４２の上昇用ソレノイド４２ａまたは下降用ソレノイド４２ｂに指令信号を出力し、作業機を昇降させる。コントローラ３３での制御には、以下説明するポジション制御と耕深制御と負荷制御と作業機下降速度制御とがある。
【００１６】
ポジション制御は、手動で作業機を昇降させるときの制御で、ポジションレバー３５の操作位置に応じた作業機位置となるように作業機を昇降させる。作業機位置はリフトアームセンサ４６の検出値で判断する。
【００１７】
耕深制御は、ロータリ耕耘装置５０による耕耘深さの制御で、デプスセンサ５３にて検出したリヤカバー５２ａの回動角から実耕深値を演算し、この実耕深値を耕深設定ダイヤル３６にて入力した設定耕深値に一致させるように作業機（ロータリ耕耘装置）を昇降させる。
【００１８】
負荷制御は、作業負荷が大きくなり過ぎないようにする制御で、図４、図６、図７に各フローチャートにそれぞれ示す３種の制御がある。いずれについても、負荷制御モードスイッチ３７をＯＮにすると負荷制御モードになる。
【００１９】
図４に示す第一の負荷制御においては、まず、各センサ、スイッチ類の入力信号を読み込み、次いで負荷制御モードであるか否か判断し、負荷制御モードであるならば次に進み、負荷制御モードでないならば元に戻る。負荷制御モードである場合、エンジン回転数の変動による昇降出力要求の有無を判断する。具体的には、エンジン回転数が所定の下限値まで落ちるか、或はエンジン回転数低下の変化率が予め設定されている規定値を超えると、上昇出力要求が出される。また、負荷が軽減されエンジン回転数が上昇したら、下降出力要求が出される。そして、昇降出力要求が有る場合、クラッチ「入」であり、かつクラッチが「切」から「入」に変わってから一定時間以上経過している場合に限り昇降出力をＯＮにし、上記条件の少なくともいずれかを満たさない場合は昇降出力をＯＦＦにする。コントローラ３３は、これらのエンジン回転数の変動に応じて作業機を昇降させる指令を出力する制御手段と、該制御手段の制御を規制する規制手段になっている。
【００２０】
例えば、図５に示すように、対地作業中にエンジン回転数センサ値Ｒが低下して下限値Ｒ_L 以下になったなら上昇出力が出され（Ｔ₁ ）、これによってエンジン回転数センサ値Ｒがある程度上昇したなら下降出力が出される（Ｔ₂ ）。作業の中断等でクラッチが切られると（Ｔ₃ ）、エンジン回転数センサ値Ｒは「０」まで下降し、クラッチを入れて作業を再開すると（Ｔ₄ ）、やがてエンジン回転数センサ値Ｒは正常値まで復帰する。クラッチ「切」の間（Ｔ₃ →Ｔ₄ ）及びクラッチが「切」から「入」に変わってから一定時間ｔの間（Ｔ₄ →Ｔ₅ ）はエンジン回転数センサ値Ｒが下限値Ｒ_L 以下であっても昇降出力は出されないので、停車中や発進直後或はシフトチェンジ直後のエンジン回転数が不安定な時点での作業機の昇降が規制され、耕深等の対地作業深さが大きく変動することが防いでいる。
【００２１】
図６に示す第二の負荷制御においては、途中までは前記第一の負荷制御と同じで、昇降出力要求が有る場合、変速操作があり、かつ変速操作後一定時間以上経過している場合に限り昇降出力をＯＮにし、上記条件の少なくともいずれかを満たさない場合は昇降出力をＯＦＦにする。コントローラ３３は、これらのエンジン回転数の変動に応じて作業機を昇降させる指令を出力する制御手段と、該制御手段の制御を規制する規制手段になっている。
【００２２】
図７に示す第三の負荷制御においては、途中までは前記第一及び第二の負荷制御と同じで、昇降出力要求が有る場合、ブレーキ操作があり、かつブレーキ操作後一定時間以上経過している場合に限り昇降出力をＯＮにし、上記条件の少なくともいずれかを満たさない場合は昇降出力をＯＦＦにする。コントローラ３３は、これらのエンジン回転数の変動に応じて作業機を昇降させる指令を出力する制御手段と、該制御手段の制御を規制する規制手段になっている。
【００２３】
第二の負荷制御については変速操作直後の、また第三の負荷制御についてはブレーキ操作直度のエンジン回転数が不安定な時点での作業機の昇降が規制され、耕深等の対地作業深さが大きく変動することが防いでいる。
【００２４】
作業機下降速度制御は、作業機を作業位置へ下降させる際の制御で、減速開始位置設定ダイヤル３８で設定した位置まで作業機が下降すると、下降用ソレノイド４２ｂへのパルス出力のＯＮタイムを短縮して、作業機の下降速度を減速する。減速を開始する位置は、減速開始位置設定ダイヤル３８で調整することができる。
【００２５】
図８は減速開始位置調整のフローチャートで、各センサ、スイッチ類の入力信号を読み込んだ後、セフティモードが解除されているか否かを判断する。ここで、セフティモードとは、エンジン停止中にポジションレバー３５が操作された場合にエンジン始動と同時に作業機が昇降するのを防止するために、エンジン始動時には昇降出力させない制御モードのことである。エンジン始動後、ポジションレバー３５の操作位置とリフトアームセンサ４６の示す作業機位置を一致させると、セフティモードが解除される。
【００２６】
セフティモードが解除されているならば、次にデプスセンサ５３が接続されているか否かを判断する。デプスセンサ接続すなわち作業機が装着されている場合は次に進むが、デプスセンサ非接続すなわち作業機が装着されていない場合は次に進んでも意味がないのでそのまま終了にする。
【００２７】
次いで、減速開始位置設定ダイヤル３８の回転操作があったか否かを判断し、減速開始位置設定ダイヤル３８の回転操作があったなら、減速開始位置調整スタートフラグをセットし、減速開始位置設定ダイヤル値とリフトアームセンサ値を一致させるようにリフトアーム３１，３１を作動させる。両者が一致したら、リフトアーム３１，３１を停止させる。つまり、減速開始位置設定ダイヤル３８を回して減速開始位置を調整すると、その時点で実際に作業機が減速開始位置まで昇降するのである。このため、減速開始位置を感覚的に把握しやすく、調整がやり易い。なお、従来は、減速開始位置設定ダイヤル３８を設定操作した後、一旦作業機を最上位置まで上昇させ、そこから作業機を下降させて、作業機下降速度制御が効き始める位置を目視で確認しなければならなかったので、調整が容易でなかった。
【００２８】
上記設定が完了したなら、一旦セフテイモードにした後、減速開始位置調整スタートフラグを解除する。これは、作業機が減速開始位置まで昇降した時点では、ポジションレバー３５の操作位置と実際の作業機位置とが一致していないので、両者の差によって作業機が昇降するのを防止するためである。そして、ポジションレバー３５を操作して、ポジションレバーの操作位置と実際の作業機位置とが一致ならば、セフテイモードを解除する。
【００２９】
【発明の効果】
以上に説明した如く、本発明にかかるトラクタの負荷制御装置は、ブレーキ操作後一定時間以上経過するまでは、エンジン回転数の変動があっても対地作業機を昇降させる指令を出力しないので、ブレーキ操作直後のエンジン回転数が不安定な時点での作業機の昇降が規制され、対地作業深さが大きく変動することが防止できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタにロータリ耕耘装置を装着した側面図である。
【図２】トラクタの伝動機構図である。
【図３】昇降制御装置のブロック図である。
【図４】第一の負荷制御のフローチャートである。
【図５】エンジン回転数センサ値と昇降出力とクラッチの入・切状態のタイムチャートである。
【図６】第二の負荷制御のフローチャートである。
【図７】第三の負荷制御のフローチャートである。
【図８】減速開始位置調整制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１トラクタ
５エンジン
１０クラッチ
１１クラッチペダルスイッチ
１３エンジン回転数センサ
２５Ｌ，２５Ｒブレーキペダルスイッチ
３３コントローラ（制御手段、規制手段）
３５ポジションレバー
３６耕深設定ダイヤル
３７負荷制御モードスイッチ
３８減速開始位置設定ダイヤル
４１リフトアーム
４２ａ上昇用ソレノイド
４２ｂ下降用ソレノイド
４６リフトアームセンサ
５０ロータリ耕耘装置（作業機）
５３デプスセンサ

Claims

左右のブレーキペダル（２４Ｌ），（２４Ｒ）と、該左右のブレーキペダルの踏み込み操作を検出する左右のブレーキペダルスイッチ（２５Ｌ），（２５Ｒ）と、エンジン（５）の回転数を検出するエンジン回転数センサ（１３）とを備え、対地作業機（５０）が昇降可能に装着されたトラクタの負荷制御装置であって、前記エンジン回転数センサ（１３）によって検出されるエンジン（５）の回転数が所定の下限値まで落ちるか、あるいはエンジン回転数低下の変化率が予め設定されている規定値を越えると、作業機（５０）を上昇させる上昇出力要求が出される負荷制御を行うとともに、ブレーキ操作後一定時間以上経過するまでは前記制御装置の制御を規制する制御を行うことを特徴とするトラクタの負荷制御装置。