JP2763797B2

JP2763797B2 - 作業車

Info

Publication number: JP2763797B2
Application number: JP1192408A
Authority: JP
Inventors: 木村　　浩人
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-07-25
Filing date: 1989-07-25
Publication date: 1998-06-11
Anticipated expiration: 2013-06-11
Also published as: JPH0356759A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、走行系の変速制御の構成に特徴を備えた乗
用型田植機や農用トラクタ等の作業車に関する。

〔従来の技術〕

作業車の一例である乗用型田植機においては、走行用
の変速装置として静油圧式無段変速装置や、ベルト式無
段変速装置を装備することが提案されている。この場
合、変速レバー（人為操作具に相当）によって設定され
る人為設定速度となるように、走行用の変速装置をアク
チュエータにより変速操作するように構成したものがあ
る。

〔発明が解決しようとする課題〕

乗用型田植機の水田走行時においては、水田の水の多
少、泥の硬軟や耕盤の深さ等により走行抵抗が変化し
て、エンジンに掛かる負荷も大きく変化するので、特に
負荷が大きくなった場合にエンジンの停止を招くおそれ
がある。

乗用型田植機では１回の植付行程が終了すると、畦際
で旋回して次の植付行程に入る。この場合には前輪の操
向操作と略同時に、苗植付装置の上昇操作や走行用の変
速装置の減速操作を行わねばならず、旋回時の操作の簡
素化と言う面で改良の余地がある。

前述の植付行程中において苗を補給する必要が生じた
ときには、主クラッチを切り操作して、機体及び苗植付
装置を一時停止させて苗の補給を行い、苗の補給が終了
すると、主クラッチを入り操作して機体を発進させる。
この場合、走行用の変速装置が低速側に変速操作されて
いなければ、主クラッチを入り操作した際に機体が急発
進し、車輪の駆動反力により機体が後下がり状態となっ
て、一時的に苗の植付深さが深くなってしまうことがあ
る。

本発明は作業車において、走行用の変速装置を変速操
作するアクチュエータを合理的に制御することにより、
エンジンの停止の防止、旋回時の操作の簡素化及び発進
時の作業の不具合の防止を図ることを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴は以上のような作業車において、次のよ
うに構成することにある。

（１）走行用の第１変速部及び第２変速部と、第２変速部を
変速操作するアクチュエータと、第１変速部を作業走行
用変速域及びこれ以外の変速域に変速操作する変速操作
部とを備えると共に、人為操作具によって設定される人為設定速度に、第２
変速部をアクチュエータによって変速操作する制御手段
と、変速操作部により第１変速部が作業走行用変速域に変
速操作されているか否かを検出する検出手段とを備え、検出手段の検出に基づき第１変速部が作業走行用変速
域に変速操作されていると、人為操作具によって設定さ
れる人為設定速度以下の範囲で、エンジンの回転数を検
出する回転数センサーの検出値が設定範囲内に維持され
るように、アクチュエータによって第２変速部を自動的
に変速操作する自動走行制御手段とを備えてある。

（２）前項（１）の構成において、機体が旋回状態であるか
否かを検出する旋回状態検出手段を備え、旋回状態検出
手段による旋回開始の検出に基づいて、アクチュエータ
によって第２変速部を、所定の低速位置に自動的に変速
操作する自動減速手段と、旋回状態検出手段による旋回終了の検出に基づいて、
人為操作具によって設定される人為設定速度に向けて、
アクチュエータによって第２変速部を自動的に変速操作
する自動復帰手段とを備えてある。

（３）前項（１）又は（２）の構成において、機体の発進操
作時にアクチュエータによって第２変速部を所定の低速
位置に自動的に変速操作し、アクチュエータの通常の追
従速度よりも低速で、アクチュエータによって第２変速
部を、人為操作具によって設定される人為設定速度に自
動的に変速操作する自動発進手段を備えてある。

〔作用〕

（ｉ）請求項1.の特徴によると、路上走行時のように作業走
行用変速域以外の変速域に第１変速部が変速操作されて
いれば、制御手段がアクチュエータによって第２変速部
を変速操作する状態となる。

これによって、操縦者が人為操作具を操作して所望の
人為設定速度を設定することにより、第２変速部が人為
設定速度に変速操作されるのであり、操縦者が人為操作
具を操作することにより、第２変速部を任意の人為設定
速度に変速操作することができる。

次に作業走行時のように、第１変速部が作業走行用変
速域に変速操作されていると、検出手段の検出に基づい
て自動走行制御手段が作動する状態となる。これによ
り、作業地の状態によって走行抵抗が変化しても、アク
チュエータによって第２変速部が自動的に変速操作され
て、エンジンに掛かる負荷（エンジンの回転数）が設定
範囲内に維持される。

この場合、走行抵抗が特に小さくなるとアクチュエー
タによって、第２変速部が最高速位置の近くにまで変速
操作されることになるが、請求項1.の特徴によると、走
行抵抗が特に小さくなっても第２変速部は、人為操作具
によって設定される人為設定速度を越えて高速側に変速
操作されることはない。

（ii）請求項2.の特徴によると、請求項1.の場合と同様に前
項（ｉ）に記載の「作用」を備えており、これに加えて
以下のような「作用」を備えている。

通常の直進時に対して旋回時は、走行速度を落とした
状態で機体を旋回させることが、乗り心地やエンジンへ
の負荷の増大を抑えると言う点で好ましい。これによ
り、請求項2.の特徴によると操縦者が操縦ハンドルの操
作等により機体を旋回させ始めれば、アクチュエータに
より第２変速部が所定の低速位置にまで自動的に変速操
作されるので、操縦者は人為操作具を低速側に操作する
必要がない。

旋回が終了するとアクチュエータによって第２変速部
が、人為操作具によって設定される人為設定速度に自動
的に変速操作されていくので、操縦者は旋回の終了に伴
って人為操作具を高速側に操作し、第２変速部を元の人
為設定速度に戻すと言うような操作を行う必要がない。

（iii）請求項3.の特徴によると、請求項1.又は2.の場合と同
様に前項（ｉ）又は（ii）に記載の「作用」を備えてお
り、これに加えて以下のような「作用」を備えている。

請求項3.の特徴によると、乗用型田植機での苗の補給
時等のように機体を一時停止させて再び発進させる場
合、アクチュエータにより第２変速部が所定の低速位置
に自動的に変速操作されて、その後に人為操作具によっ
て設定される人為設定速度にまで、アクチュエータによ
って第２変速部がゆっくりと変速操作されていく。これ
により、機体はショック少なく滑らかに発進する。

〔発明の効果〕

請求項1.の特徴によると、走行用の第１及び第２変速
部を備えた作業車において、上限が人為的に設定可能な
第２変速部を自動的に変速操作するアクチュエータを利
用することにより、必要以上の作業走行速度の増大を避
けることができ、作業走行時での走行負荷の増大による
エンジンの停止を未然に回避できるようになって、作業
車の走行性能を向上させることができた。

前述の作業走行時に対し路上走行時等の作業走行時以
外の状態では、人為操作具による第２変速部を任意に変
速操作できるので、作業走行時以外の状態での作業車の
走行速度が、操縦者の意識的な変速操作とは異なる自動
走行制御手段によって変化するようなことがなく、操縦
者にとって戸惑いのない変速感覚を確保できる。

さらに、第２変速部を変速操作するアクチュエータ
が、制御手段用（人為操作具によってアクチュエータが
操作される状態）、並びに、自動走行制御手段用（回転
数センサーの検出値によってアクチュエータが操作され
る状態）の両方に共用されるので、構造の簡素化の面で
も有利である。

請求項2.の特徴によると、請求項1.の場合と同様に前
述の請求項1.の「発明の効果」を備えており、この「発
明の効果」に加えて以下のような「発明の効果」を備え
ている。

請求項2.の特徴によると、旋回開始及び旋回終了に基
づき、アクチュエータによって第２変速部が自動的に減
速操作及び増速操作されるので、旋回時に操縦者が行う
操作の数を減らすことができて、旋回時の操作の簡素化
及び操作性を向上させることができた。

さらに、第２変速部を変速操作するアクチュエータ
が、自動減速手段用及び自動復帰手段用（旋回開始及び
旋回終了に伴ってアクチュエータが操作される状態）に
も兼用されるので、構造の簡素化の面でさらに有利なも
のとなる。

請求項3.の特徴によると、請求項1.又は2.の場合と同
様に前述の請求項1.又は2.の「発明の効果」を備えてお
り、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の
効果」を備えている。

請求項3.の特徴によると、機体を一時停止させて再び
発進させる場合、アクチュエータによって第２変速部が
自動的に減速操作され、再びゆっくりと増速操作される
ので、機体がショック少なく滑らかに発進するようにな
り、機体が後下がり状態になることによる作業の不具合
（乗用型田植機において一時的に苗の植付深さが深くな
る状態等）を未然に防止して、作業性能を向上させるこ
とができた。

さらに、第２変速部を変速操作するアクチュエータ
が、自動発進手段用（一時停止及び発進に伴ってアクチ
ュエータが操作される状態）にも兼用されるので、構造
の簡素化の面でさらに有利なものとなる。

〔実施例〕

以下、本発明を作業車の一例である乗用型田植機に適
用した場合の実施例を、図面に基づいて説明する。

第３図に示すように、前輪（１）及び後輪（２）で支
持された機体の前部にエンジン（３）、中央に操縦部
（４）、後部に苗植付装置（５）を備えて乗用型田植機
を構成している。エンジン（３）からの動力は、ベルト
式無段変速装置（６）（第２変速部に相当）及びギヤ変
速装置（７）（第１変速部に相当）を介して、前輪
（１）及び後輪（２）に伝達され、PTO軸（８）を介し
て苗植付装置（５）に伝達される。

ギヤ変速装置（７）は前進２段後進１段に変速可能で
あり、第１変速レバー（20）（変速操作部に相当）によ
って変速操作を行う。ベルト式無段変速装置（６）は第
１図に示すように割プーリー型式であり、電動シリンダ
（18）（アクチュエータに相当）によって揺動操作され
るテンションプーリー（19）により変速操作される。操
縦ハンドル（21）を備えた操縦パネル（22）に、第２変
速レバー（23）（人為操作具に相当）が備えられ、第２
変速レバー（23）の操作位置を検出するポテンショメー
タ（図示せず）からの信号が制御装置（17）に入力され
ている。これにより、第２変速レバー（23）よって設定
される人為設定速度となるように、制御装置（17）によ
り電動シリンダ（18）が伸縮操作されて、ベルト式無段
変速装置（６）が変速操作される（制御手段に相当）。

苗植付装置（５）は第３図に示すように、植付ミッシ
ョンケース（９）、植付アーム（10）及び苗のせ台（1
1）等で構成されて接地フロートを備えておらず、機体
から延出された四連リンク機構（12）の前後軸心
（Ｐ₁）周りに、ローリング自在に苗植付装置（５）が
連結されている。四連リンク機構（12）を昇降操作する
単動型の昇降シリンダ（13）が、バネ等の緩衝体を介さ
ずに直接に四連リンク機構（12）に連結され、四連リン
ク機構（12）の後端上部と苗のせ台（11）の背面の支持
ガイド（37）とに亘って、苗植付装置（５）をローリン
グ操作する複動型のローリングシリンダ（14）が、バネ
等の緩衝体を介さずに直接に連結されている。

第１図に示すように、昇降シリンダ（13）及びローリ
ングシリンダ（14）に対して、作動油を給排操作する第
１制御弁（25）と第２制御弁（26）が備えられており、
第１及び第２制御弁（25），（26）は制御装置（17）か
らの信号により操作される。第３図及び第１図に示すよ
うに植付ミッションケース（９）の下面に、田面（Ｇ）
に接地追従して行く接地センサー（15R），（15L）が左
右一対備えられており、接地センサー（15R），（15L）
の揺動角を検出するポテンショメータ（16R），（16L）
からの信号が制御装置（17）に入力されている。

次に、この乗用型田植機の全体の自動制御の流れにつ
いて説明する。

先ず苗植付装置（５）について第２図（イ）及び第１
図に示すように、植付作業の開始時等のように苗を苗の
せ台（11）に載置する場合には、操縦パネル（22）の苗
供給スイッチ（24）をON操作する。これにより、昇降シ
リンダ（13）によってPTO軸（８）が略水平になる所定
位置にまで、苗植付装置（５）が上昇操作される（ステ
ップ（Ｓ₁），（Ｓ₂））。第１変速レバー（20）を後進
位置（Ｒ）（作業走行用変速域以外の変速域に対応）に
操作すると、この操作を検出する後進スイッチ（図示せ
ず）からの信号が制御装置（17）に入力され、苗植付装
置（５）が最高位置（PTO軸（８）が略水平になる位置
よりも高い位置）に上昇操作される（スイッチ
（Ｓ₃），（Ｓ₄））。

苗のせ台（11）への苗の載置が終了して苗供給スイッ
チ（24）をOFF操作した場合、後述する苗植付装置
（５）の操作スイッチ（27）が中立位置以外に在ると、
苗植付装置（５）が思い掛けず上昇したり下降したりす
るので、このように苗供給スイッチ（24）のOFF操作後
には、操作スイッチ（27）を中立位置に一度戻さない
と、苗植付装置（５）の上昇及び下降操作が行えないよ
うにしている（ステップ（Ｓ₅））。

操縦パネル（22）に苗植付装置（５）の操作スイッチ
（27）が備えられており、操作スイッチ（27）を上昇位
置に操作すると、ローリングシリンダ（14）により苗植
付装置（５）が機体と平行となるように戻し操作され
て、昇降シリンダ（13）により苗植付装置（５）が上昇
操作される（ステップ（Ｓ₆），（Ｓ₂₈））。操作スイ
ッチ（27）を中立位置に操作すると、苗植付装置（５）
が機体に対して平行に戻し操作されて、苗植付装置
（５）の昇降操作が停止される（ステップ（Ｓ₇），
（Ｓ₈））。

操作スイッチ（27）を下降位置に操作すると、接地セ
ンサー（15R），（15L）が田面（Ｇ）に接地するまで、
苗植付装置（５）が機体に対して平行に戻し操作されな
がら下降操作されて（ステップ（Ｓ₉），（Ｓ₁₀），
（Ｓ₂₉））、接地センサー（15R），（15L）が田面
（Ｇ）に接地して持ち上げられると、苗植付装置（５）
の昇降制御及びローリング制御が開始される。これによ
り、左右の接地センサー（15R），（15L）の角度が設定
値に維持されるように、昇降シリンダ（13）及びローリ
ングシリンダ（14）が伸縮操作されて、苗植付装置
（５）が田面（Ｇ）に対して平行に保たれながら田面
（Ｇ）から設定高さに維持される（ステップ（Ｓ₁₀），
（Ｓ₁₁））。

操作スイッチ（27）を植付位置に操作すると、植付ク
ラッチ（図示せず）が入操作されて苗植付装置（５）が
苗の植え付けを開始し、前述のような苗植付装置（５）
の昇降制御及びローリング制御が行われる（ステップ
（Ｓ₁₂），（Ｓ₁₃），（Ｓ₁₁））。この場合、操縦パネ
ル（22）のマーカースイッチ（28）が右又は左に操作さ
れていると、右側又は左側のマーカー（図示せず）が出
し操作される（ステップ（Ｓ₁₄），（Ｓ₁₅））。

次に、走行関係の制御について説明する。

第２図（ロ）及び第１図に示すように、ベルト式無段
変速装置（６）のギヤ変速装置（７）側に主クラッチ
（29）が備えられ、主クラッチ（29）を切り操作するク
ラッチペダル（30）が備えられている。ベルト式無段変
速装置（６）のエンジン（３）側に、エンジン（３）の
回転数を検出する回転数センサー（31）が取り付けられ
ており、その信号が制御装置（17）に入力されている。

作業開始時や植付作業中に一時停止するような場合
に、クラッチペダル（30）を踏んで主クラッチ（29）を
切り操作すると、これがクラッチスイッチ（32）により
検出されて、ベルト式無段変速装置（６）が電動シリン
ダ（18）により自動的に最低速位置にまで変速操作され
る。次にクラッチペダル（30）が入り位置に戻し操作さ
れると、その時点（主クラッチ（29）が完全に入り状態
になった時点）から、ベルト式無段変速装置（６）が第
２変速レバー（23）によって設定される人為設定速度に
までゆっくりと増速操作されて、機体は滑らかに発進す
る（ステップ（Ｓ₁₆），（Ｓ₁₇））（自動発進手段に相
当）。

ギヤ変速装置（７）は前述したように前進２段後進１
段の変速型式に構成されており、前進１束（作業走行用
変速域に対応）が植付作業用であり、前進２速（作業走
行用変速域以外の変速域に対応）が路上走行用である。
ギヤ変速装置（７）の第１変速レバー（20）を前進１速
位置（Ｆ₁）に操作すると、この操作を検出する前進１
速位置スイッチ（図示せず）（検出手段に相当）からの
信号が制御装置（17）に入力され、操作スイッチ（27）
が植付位置であるとステップ（Ｓ₂₀）に移行する（ステ
ップ（Ｓ₁₈），（Ｓ₁₉））。

第１図に示すように、操縦パネル（22）にエンジン
（３）のアクセル操作用のアクセルレバー（33）が備え
られており、アクセルレバー（33）が全開位置に在るこ
とを検出するアクセルスイッチ（34）が備えられてい
る。前述のような植付作業時においてアクセルレバー
（33）が全開位置に在ると、回転数センサー（31）によ
り検出されるエンジン（３）の回転数が設定範囲内に維
持されるように、ベルト式無段変速装置（６）が電動シ
リンダ（18）により自動的に変速操作される。

この場合、走行負荷が小さくなってエンジン（３）の
回転数が大きく上昇しても、第２変速レバー（23）によ
って設定される人為設定速度を越えて、ベルト式無段変
速装置（６）が高速側に変速操作されない（ステップ
（Ｓ₂₀），（Ｓ₂₁））（自動走行制御手段に相当）。こ
のような植付作業時においてアクセルレバー（33）が全
開位置に無ければ、ベルト式無段変速装置（６）は電動
シリンダ（18）により、第２変速レバー（23）によって
設定される人為設定速度に変速操作される（ステップ
（Ｓ₂₀），（Ｓ₂₂））（制御手段に相当）。

植付作業時において操作スイッチ（27）が植付位置以
外の位置に操作されると、１回の植付行程が終了し機体
が畦際に達したと判断されて（旋回状態検出手段に相
当）、ベルト式無段変速装置（６）が電動シリンダ（1
8）により最低速位置に自動的に操作され（ステップ
（Ｓ₁₈），（Ｓ₁₉），（Ｓ₂₃））、畦際において安全な
低速で旋回が行える（自動減速手段に相当）。次に旋回
が終了して次の植付行程に入る為に操作スイッチ（27）
を植付位置に操作した際に（旋回状態検出手段に相
当）、ステップ（Ｓ₁₀），（Ｓ₂₀）からステップ
（Ｓ₂₂）に移行すると、ベルト式無段変速装置（６）が
電動シリンダ（18）により、第２変速レバー（23）によ
って設定される人為設定速度に変速操作される（自動復
帰手段に相当）。

ステップ（Ｓ₁₉），（Ｓ₂₀）からステップ（Ｓ₂₁）に
移行すると、回転数センサー（31）により検出されるエ
ンジン（３）の回転数が設定範囲内に維持されるよう
に、ベルト式無段変速装置（６）が電動シリンダ（18）
により自動的に変速操作される状態に戻る。この場合、
ステップ（Ｓ₂₁）においてベルト式無段変速装置（６）
を変速操作する電動シリンダ（18）の作動速度が比較的
低速なので、旋回終了時に操作スイッチ（27）を植付位
置に操作してステップ（Ｓ₂₁）に移行した際に、機体は
ゆっくりと増速する。

この乗用型田植機では各部の異常をチェックする自己
診断機能を備えている。回転数センサー（31）から正常
な範囲を越えた異常値が検出されると、エンジン（３）
に異常が発生しているか、又は回転数センサー（31）が
故障したと判断して、第１図に示す操縦パネル（22）の
第１異常ランプ（35）が点滅する。これにより、第２図
（イ），（ロ）に示す前述のような苗植付装置（５）の
制御セクション（Ｉ）、及び走行関係の制御セクション
（II）の機能が停止するのであり、回転数センサー（3
1）からの信号が正常な範囲に戻ると、両機能が自動的
に復帰する（ステップ（Ｓ₂₄））。

各部に設けられているスイッチやポテンショメータか
ら信号が来なかったり異常な信号が来たりすると、操縦
パネル（22）の複数個の第２異常ランプ（36）の中で、
そのスイッチ又はポテンショメータが備わっている箇所
に相当するものが点滅し、そのスイッチ又はポテンショ
メータが備わっている機能が停止する。エンジン（３）
を一度停止操作して再始動後に異常な信号が消えている
と、停止していた機能が復帰する（ステップ（Ｓ₂₅），
（Ｓ₂₆））。制御装置（17）内のソフトウェアが暴走し
た場合には、第１異常ランプ（35）がステップ（Ｓ₂₄）
の場合とは逆位相で点滅し、制御セクション（Ｉ），
（II）の機能が停止する。エンジン（３）を一度停止操
作して再始動後に正常に戻れば、両方の機能は復帰する
（ステップ（Ｓ₂₇））。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業車の実施例を示し、第１図は操
縦パネルの各部、ベルト式無段変速装置等の連係状態を
示す図、第２図（イ）は全体の自動制御の前半部を示す
図、第２図（ロ）は全体の自動制御の後半部を示す図、
第３図は乗用型田植機の全体側面図である。（３）……エンジン、（６）……第２変速部、（７）…
…第１変速部、（18）……アクチュエータ、（20）……
変速操作部、（23）……人為操作具、（31）……回転数
センサー。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＦ１６Ｈ 63:12

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】走行用の第１変速部（７）及び第２変速部
（６）と、前記第２変速部（６）を変速操作するアクチ
ュエータ（18）と、前記第１変速部（７）を作業走行用
変速域及びこれ以外の変速域に変速操作する変速操作部
（20）とを備えると共に、人為操作具（23）によって設定される人為設定速度に、
前記第２変速部（６）を前記アクチュエータ（18）によ
って変速操作する制御手段と、前記変速操作部（20）により前記第１変速部（７）が作
業走行用変速域に変速操作されているか否かを検出する
検出手段とを備え、前記検出手段の検出に基づき前記第１変速部（７）が作
業走行用変速域に変速操作されていると、前記人為操作
具（23）によって設定される人為設定速度以下の範囲
で、エンジン（３）の回転数を検出する回転数センサー
（31）の検出値が設定範囲内に維持されるように、前記
アクチュエータ（18）によって前記第２変速部（６）を
自動的に変速操作する自動走行制御手段とを備えてある
作業車。
【請求項２】機体が旋回状態であるか否かを検出する旋
回状態検出手段を備え、前記旋回状態検出手段による旋
回開始の検出に基づいて、前記アクチュエータ（18）に
よって前記第２変速部（６）を、所定の低速位置に自動
的に変速操作する自動減速手段と、前記旋回状態検出手段による旋回終了の検出に基づい
て、前記人為操作具（23）によって設定される人為設定
速度に向けて、前記アクチュエータ（18）によって前記
第２変速部（６）を自動的に変速操作する自動復帰手段
とを備えてある請求項1.記載の作業車。
【請求項３】機体の発進操作時に前記アクチュエータ
（18）によって前記第２変速部（６）を所定の低速位置
に自動的に変速操作し、前記アクチュエータ（18）の通
常の追従速度よりも低速で、前記アクチュエータ（18）
によって前記第２変速部（６）を、前記人為操作具（2
3）によって設定される人為設定速度に自動的に変速操
作する自動発進手段を備えてある請求項1.又は2.記載の
作業車。