(57)【特許請求の範囲】
【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Ｅの回転数、操向ハンドル１４の切角、走行変速レバー２９の位置と、植付昇降兼作業走行変速レバー３０の位置をそれぞれセンサーで検知し、それぞれの値をコントローラに入力し、
圃場内走行時に操向ハンドル１４の切角が設定範囲以上となると、圃場端回行であると判断して逆ドループ制御とし、
植付昇降兼作業走行変速レバー３０を、植付「入」から「切」に変速した状態では、条合わせ作業であると判断して、エンジンを逆ドループ制御とし、
植付昇降兼作業走行変速レバー３０を植付「切」から「入」とした低速走行変速状態では、植付開始状態と判断して、逆ドループ制御を「切」とし、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して、設定回転数で作業が行え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。
【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の、回行時のエンジンの制御機構に関する。
【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、枕地においてアクセルレバーを操作して低回転とし、植付クラッチを「切」に回動して、植付部を上昇させて、低回転でゆっくり回行するようにし、枕地ができるだけ荒れないようにしていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、枕地で回行するときにアクセルレバーを低回転側に操作して、旋回する場合、アクセルレバーの操作とクラッチレバーの操作とハンドルの旋回操作を次々に行わなければならず、操作が煩雑で操作レバーを設定位置まで回動していない場合が生じ、高回転のまま旋回したり、植付部の上昇操作と同時に旋回することで、エンジンが低回転であるために油圧ポンプへの負荷が加わり、エンストとなったりしていたのである。本発明はこのような時にエンジンを逆ドループ制御することによって、エンストを回避して作業が続行できるようにするものである。
【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。
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Ｅの回転数、操向ハンドル１４の切角、走行変速レバー２９の位置と、植付昇降兼作業走行変速レバー３０の位置をそれぞれセンサーで検知し、それぞれの値をコントローラに入力し、圃場内走行時に操向ハンドル１４の切角が設定範囲以上となると、圃場端回行であると判断して逆ドループ制御とし、植付昇降兼作業走行変速レバー３０を、植付「入」から「切」に変速した状態では、条合わせ作業であると判断して、エンジンを逆ドループ制御とし、植付昇降兼作業走行変速レバー３０を植付「切」から「入」とした低速走行変速状態では、植付開始状態と判断して、逆ドループ制御を「切」とし、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して、設定回転数で作業が行えるようにしたものである。
【０００５】
【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の部分の後面図である。
【０００６】
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は圃場端旋回の際のエンジン回転数の減速率を示す図、図１６はエンジン始動時の燃料噴射量制御を示す図、図１７はエンジン始動時のエアヒータ３８の通電時間制御を示す図、図１８は始動時の、アイドリング回転制御を示す図、図１９は本発明の乗用田植機の植付昇降兼作業走行変速レバー３０の操作ガイド板を示す平面図、図２０はアクセルレバー位置と実開昭アクセルの関係を示す図である。
【０００７】
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。また該ボンネット９の左右に予備苗載台１０・１０が配置されている。また該ボンネット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の回動基部には操向ハンドル１４の切角を検知する切角センサー１４ａが配置され、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、切角センサー１４ａはコントローラＣと接続されている。
【０００８】
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の回動基部にはアーム等を介して高さセンサー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１６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１７等により構成されている。
【０００９】
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５１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。
【００１０】
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との接触径が変化して、無段変速が可能となっている。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。６０は油圧ポンプである。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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３７とエアヒータ３８、各設定値の設定器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。
【００１４】
その他に、本発明においては、乗用田植機であるので、走行変速レバー２９の操作位置を、位置センサ２９ａにより検出して、信号をコントローラＣに送信し、植付昇降兼作業走行変速レバー３０の操作位置を、位置センサ３０ａにより検出し、信号をコントローラＣに送信しているのである。
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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なえるのである。
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。
【００１７】
逆ドループ制御は、エンジンＥの回転数が設定回転、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。
【００１８】
そして、乗用田植機において、圃場端での回行時や条合わせを行うときに、高速であると、泥の持ち上げ量が多く枕地を荒らしてしてまうので、ＰＴＯ軸の回転をセンサー７９（図５）で検知し、位置センサー２９ａ・３０ａでレバー位置を検知して、走行変速レバー２９が植付位置または後進位置で、植付昇降兼作業走行変速レバー３０が上げ位置のときには、ＰＴＯ軸の回転が停止したことを確認して、圃場端での回行と判断して、エンジンＥの回転数をエンストしない回転（以下設定回転）に下げて、更に、操向ハンドル１４が設定回転以上回転された場合には、回行中でありエンジンを前記逆ドループ制御とし、旋回時にかかる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、低速走行時の安定性を向上させている。
また、植付昇降兼作業走行変速レバー３０が低速変速位置から植付クラッチ「切」位置（下げ位置）としたときは条合わせと判断して、高速回転として急な動きとならないようにするので、前記同様に逆ドループ制御を行う。なお、この逆ドループ制御ではアクセルレバー１はアイドル位置から中速回転位置までの範囲で任意に変更できるが、アクセルレバー１をアイドル位置まで下げたときは、エンストしない設定位置まで下げる。
【００１９】
そして、昇降兼作業走行変速レバー３０が植付クラッチ「切」位置（下げ位置）から低速変速位置まて回動すると、植付作業位置となるので、アクセルレバー１は中速回転以上とするので、このときは逆ドループ制御は「切」となり、アイソクロナス制御で作業を行うようにして、設定回転数で作業が行えるようにしている。
【００２０】
そして、該圃場端における旋回時のエンジン回転数の減速率は、植付速度の高速・中速・低速で相違させている。この減速率の相違が、図１５において図示されている。この制御を解除するには、アクセルレバー１でエンジン回転数を１５００回転以下にするか、または植付昇降兼作業走行変速レバー３０により、植付部１５を下げるかにより解除される。
また図１５において図示する如く、この圃場端旋回時における、エンジン回転数の低下は、エンジン回転数が設定回転数（本実施例では１５００回転）以上の場合に制御が開始されるように設定している。
【００２１】
次に図１３の許容出力制御について説明する。
この制御は、エンジン始動後の全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定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。
【００２２】
次に図１６においてエンジン始動時の噴射量制御について説明する。
これは、寒冷地において、エンジンの始動性を確保する制御であり、さらに始動時の黒煙の発生防止を行う。始動時の噴射量を算出制御し、また冷却水温度センサ１９からの信号により冷却水の温度を知り、これに対応して、始動時の燃料噴射量を調整している。
また、図１７において図示する如く、始動時制御の一つとして、エンジン始動時にキースイッチ２４のＯＮと共に、エンジンの吸気回路に配置したエアヒーターを、冷却水温度センサ１９からの信号に応じてエンジンの予熱に必要な時間だけ自動的に作動させるように構成している。
また、図１８において図示する如く、始動時制御の一つとして、冷却水温度センサ１９が検出した信号に応じて、始動直後のアイドル回転数を自動的にアップさせ、エンジンの暖機時間の短縮とエンジン回転数の安定化を図っている。尚冷却水の温度が上昇してくると、アイドル回転数は低下する。
【００２３】
図１９においては、座席１３の右側に配置した、植付昇降兼作業走行変速レバー３０のガイド溝の構成が開示されている。
該植付昇降兼作業走行変速レバー３０は、ガイド溝４３の位置で、植付部１５を上げ、ガイド溝４４の位置で、植付部１５を昇降位置で停止する中立位置を構成している。またガイド溝４５の位置で、植付部１５の下げ位置としている。
次に植付昇降兼作業走行変速レバー３０をガイド溝４６の位置に移動すると、植付クラッチ入の状態となり、ガイド溝４７の位置も植付クラッチ入りであり、左右の４７Ｌまたは４７Ｒの位置に操作されると、操作された側のマーカーが下降するように構成している。
【００２４】
また、植付昇降兼作業走行変速レバー３０がガイド溝４８に回動操作されると、ベルト式無段変速ケース５９の無段変速装置が速度入りとなり、低速で植付を開始する。更にガイド溝４９の位置では、ベルト式無段変速装置が高速となり高速植付を行う。
【００２５】
図２０は座席１３の左側の走行変速レバー２９の操作ガイド溝を図示している。走行変速レバー２９がガイド溝５７の位置では、後進速度である。また走行変速レバー２９がガイド溝６２の位置で植付状態である。この場合にはベルト式無段変速ケース５９の操作で変速を行うので、走行変速レバー２９は操作しない。またガイド溝６３に回動すると、路上走行速度となる。また走行変速レバー２９がガイド溝５２の位置に回動操作されると、多板摩擦式型乾式クラッチ７３が切れて、苗継ぎや肥料補充の為の機体の停止位置となる。
【００２６】
図２１はアクセルレバー１位置と実アクセル量の関係を示す図であり、作業やオペレーターの操作性に応じて切換スイッチ７５を操作して選択できるようにしている。つまり、従来と同様のアクセルレバー１の間隔するするならば、Ｌａのごとく、アクセルレバー１の回動と、実アクセル量、即ち、回転数とが正比例となるようにする。Ｌｂは低回転域側のアクセルレバーの操作で大きく回転数を変更でき、高回転数域側のアクセルレバー操作では回転数は大きく変更できないので微調整するには有利である。Ｌｃは低回転域側のアクセルレバーの操作では大きく回転数を変更できず、高回転数域側のアクセルレバー操作では回転数を大きく変更でるので、低回転領域で微調整して作業するには有利となる。
【００２７】
このような制御をするには、可変リンクを用いて、リンクを交換するか、カムを用いてカムを交換するか、または、電気的に前記特性カーブを有する可変抵抗を用いたり、また、プログラムでソフトで変更する等の手段を用いることができ、プログラムを変更する手段がもっとも容易に特性カーブを選択することができる。
【００２８】
【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。
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Ｅの回転数、操向ハンドル１４の切角、走行変速レバー２９の位置と、植付昇降兼作業走行変速レバー３０の位置をそれぞれセンサーで検知し、それぞれの値をコントローラに入力し、圃場内走行時に操向ハンドル１４の切角が設定範囲以上となると、圃場端回行であると判断して逆ドループ制御とし、エンジン回転数を設定回転数に下げ、エンジンＥの回転数が設定回転で、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の出力限界を高めるので、回行する時や条合わせを行うときに、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、エンジンの出力限界を高め、急旋回して泥を持ち上げて枕地を荒らすことがなく、安定して低速走行が可能となったのである。
また、後進して条合わせを行うときに設定角度以上ハンドルを回転して場合にも、同様に低速で安定した走行ができ、圃場を荒らすこともない。
【００２９】
また、植付昇降兼作業走行変速レバー３０を、植付「入」から「切」に変速した状態では、条合わせ作業であると判断して、同じくエンジンを逆ドループ制御とし、植付昇降兼作業走行変速レバー３０を植付「切」から「入」とした低速走行変速状態では、植付開始状態と判断して、逆ドループ制御を「切」とし、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して、設定回転数で作業が行えるようにするので、植付部を下げたままで条合わせを行う場合等で、負荷が大きくなっても回転数を上げて安定した走行ができる。
また、植付昇降兼作業走行変速レバーが植付「入」で低速走行変速状態では逆ドループ制御を「切」としたので、植付作業のときには中速回転の低速植付状態から高速回転の植付状態まで、アイソクロナス制御によって安定した植付作業ができるようになるのである。
【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】  圃場端旋回の際のエンジン回転数の減速率を示す図面。
【図１６】  エンジン始動時の燃料噴射量制御を示す図面。
【図１７】  エンジン始動時のエアヒータ３８の通電時間制御を示す図面。
【図１８】  始動時の、アイドリング回転制御を示す図面。
【図１９】  本発明の乗用田植機の植付昇降兼作業走行変速レバー３０の操作ガイド板を示す平面図。
【図２０】  本発明の乗用田植機の走行変速レバー２９の操作ガイド板を示す図面。
【図２１】  アクセルレバー位置と実アクセルの関係を示す図。
【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
６  前輪
７  リアアクスルケース
８  後輪
９  ボンネット
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
３０  植付昇降兼作業走行変速レバー
７３  多板摩擦式型乾式クラッチ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
0003712485.tif 000018
【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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