(57)【要約】【課題】操作性がよく、走行状況や作業状況に応じて、エンジンの回転数及び無段変速装置の変速比を適切に変更することができる田植機を提供する。【解決手段】エンジン１４と、前記エンジン１４の回転数を変更する第一モータ６１と、前記エンジン１４からの動力を変速するＨＭＴ１１０と、前記ＨＭＴ１１０の変速比を変更する第二モータ６２と、走行速度を変更操作する変速ペダル２６と、前記変速ペダル２６の操作量を検出するポテンショメータ２６ａと、前記ポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、前記第一モータ６１及び前記第二モータ６２を制御する制御装置６０と、を備える田植機１である。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンと、
前記エンジンの回転数を変更する第一アクチュエータと、
前記エンジンからの動力を変速する無段変速装置と、
前記無段変速装置の変速比を変更する第二アクチュエータと、
走行速度を変更操作する変速操作具と、
前記変速操作具の操作量を検出する操作量検出手段と、
前記操作量検出手段の検出値に基づいて、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータを制御する制御装置と、を備える田植機。
【請求項２】
前記制御装置には、前記エンジンの燃費効率に係るマップ、前記無段変速装置の変速効率に係るマップ、前記エンジンの排ガス排出率に係るマップ及び前記エンジンの負荷率に係るマップ、のうち少なくとも一つが記憶され、該記憶されたマップ及び前記操作量検出手段の検出値に基づいて、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータを制御する請求項１に記載の田植機。
【請求項３】
前記エンジンから分岐してＰＴＯ出力軸に動力が伝達されることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の田植機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジンと、エンジンからの動力を変速する無段変速装置と、を備える田植機に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、エンジンからの動力を、無段変速装置で変速して走行部及び植付部に伝達する構成の田植機は公知となっている（例えば特許文献１や特許文献２参照）。このような田植機においては、アクセルレバーを操作してエンジンの回転数を設定した後に、変速ペダルを操作して無段変速装置の変速比を変更することで、走行速度（作業時には作業速度）の変更を行う構成とされる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−８３４２１号公報
【特許文献２】特許第４０６７３１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
前記田植機においては、作業者がアクセルレバー及び変速ペダルを別々に操作して、エンジンの回転数及び無段変速装置の変速比を変更する構成であるため、操作が煩わしいという問題があった。また、作業者が、田植機の走行状況（例えば、圃場に出入りする状況）や作業状況（例えば、泥濘で植付作業を行う状況）に応じて、エンジンの回転数と無段変速装置の変速比を適切に変更することができないという問題もあった。
【０００５】
本発明は、上記の如き課題を鑑みてなされたものであり、操作性がよく、走行状況や作業状況に応じて、エンジンの回転数及び無段変速装置の変速比を適切に変更することができる田植機を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段を説明する。
【０００７】
請求項１においては、エンジンと、前記エンジンの回転数を変更する第一アクチュエータと、前記エンジンからの動力を変速する無段変速装置と、前記無段変速装置の変速比を変更する第二アクチュエータと、走行速度を変更操作する変速操作具と、前記変速操作具の操作量を検出する操作量検出手段と、前記操作量検出手段の検出値に基づいて、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータを制御する制御装置と、を備える田植機である。
【０００８】
請求項２においては、前記制御装置には、前記エンジンの燃費効率に係るマップ、前記無段変速装置の変速効率に係るマップ、前記エンジンの排ガス排出率に係るマップ及び前記エンジンの負荷率に係るマップ、のうち少なくとも一つが記憶され、該記憶されたマップ及び前記操作量検出手段の検出値に基づいて、前記第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータを制御するものである。
【０００９】
請求項３においては、前記エンジンから分岐してＰＴＯ出力軸に動力が伝達されるものである。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。
【００１１】
請求項１においては、操作量検出手段の検出値に基づいて、第一アクチュエータ及び前記第二アクチュエータを制御することで、田植機の走行速度や作業速度を変更することができる。従って、作業者が変速操作具のみで田植機の走行速度や作業速度を変更することができ、操作性が向上する。また、田植機の走行状況や作業状況に応じて、エンジンの回転数及び無段変速装置の変速比を適切に変更することができる。
【００１２】
請求項２においては、燃費効率に係るマップに基づいて第一アクチュエータ及び第二アクチュエータを制御することで、燃費を向上させることができる。また、変速効率に係るマップに基づいて第一アクチュエータ及び第二アクチュエータを制御することで、全速度域で変速効率を向上させることができる。また、排ガス排出率に係るマップに基づいて第一アクチュエータ及び第二アクチュエータを制御することで、排ガスを低減することができる。また、エンジンの負荷率に係るマップに基づいて第一アクチュエータ及び第二アクチュエータを制御することで、傾斜等でエンジンが過負荷となった場合でも確実に走行することができる。
【００１３】
請求項３においては、エンジンの回転数を変更することで、ＰＴＯ出力軸の回転数を変更することができる。従って、増減速ギヤや変速機構が不要となり、コストを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】本発明の一実施形態に係る田植機１の全体側面図。
【図２】本発明の一実施形態に係る田植機１のミッションケース１００内部の動力伝達構造及び制御の構成を示す図。
【図３】エンジン１４の回転数と正味平均有効圧力との関係を示すマップ。
【図４】田植機１の作業速度とＨＭＴ１１０の全効率との関係を示すマップ。
【図５】エンジン１４の回転数とＮＯｘ濃度との関係を示すマップ。
【図６】エンジン１４の回転数とエンジン１４の出力との関係を示すマップ。
【図７】本発明の一実施形態に係る田植機１の別実施形態のミッションケース１００内部の動力伝達構造及び制御の構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
以下では、図１を用いて、本発明の一実施形態に係る田植機１の全体構成について説明する。なお、本実施形態においては、田植機は八条植えの田植機とするが、これは特に限定するものではなく、例えば六条植えや十条植えの田植機であってもよい。
【００１６】
図１に示すように、田植機１は、走行部１０と植付部４０とを有し、走行部１０により走行しながら、植付部４０により苗を圃場に植え付けることができるように構成される。植付部４０は、走行部１０の後方に配置されて、この走行部１０の後部に昇降機構３０を介して昇降可能に連結される。
【００１７】
昇降機構３０は、走行部１０と植付部４０との間に設けられる。具体的には、トップリンク３１とロワリンク３２とが走行部１０と植付部４０との間に架設され、昇降用シリンダがロワリンク３２と走行部１０との間に連結される。そして、この昇降用シリンダの伸縮動作によって、植付部４０が走行部１０に対して上下方向に回動可能、即ち昇降可能とされる。
【００１８】
走行部１０においては、エンジン１４が車体フレーム１１の前部に設けられて、ボンネット１５により被覆される。ミッションケース１００が車体フレーム１１の前部に支持されて、エンジン１４の後方に配置される。フロントアクスルケース１６が車体フレーム１１の前部に支持され、前車輪１２が当該フロントアクスルケース１６の左右両側に取り付けられる。リヤアクスルケース１７が車体フレーム１１の後部に支持され、後車輪１３が当該リヤアクスルケース１７の左右両側に取り付けられる。
【００１９】
走行部１０においては、車体フレーム１１の前後中途部に運転操作部２０が設けられる。運転操作部２０の前部には、ダッシュボード２１が配置され、ダッシュボード２１の左右中央部には、操向ハンドル２４が配置され、操向ハンドル２４の後方には、運転席２２が配置され、運転席２２の下方には、一部を乗降用ステップとする車体カバー２３が配置される。運転操作部２０においては、主変速レバー２５や変速ペダル２６を含む複数の操作具が配置され、これらの操作具によって、走行部１０および植付部４０に対して適宜の操作を行うことが可能とされる。
【００２０】
植付部４０においては、植付ミッションケース４７が植付フレーム４９の下部中央付近に支持されて、伝動軸が当該植付ミッションケース４７から左右両側方に延設される。四つの植付伝動ケース４６がそれぞれ伝動軸から後方に延設されて、左右方向に適宜の間隔をとって配置される。
【００２１】
ロータリケース４４が各植付伝動ケース４６の後端部左右両側に回動自在に支持される。ロータリケース４４は植付条数と同数、即ち本実施形態では八つ備えられる。そして、二つの植付爪４５が、ロータリケース４４の回転支点を挟むように、このロータリケース４４の長手方向両側にそれぞれ取り付けられる。
【００２２】
苗載台４１が植付伝動ケース４６の上方に前高後低の傾斜状態で配置される。苗載台４１は、植付フレーム４９の後部にガイドレールを介して左右方向に往復動可能に取り付けられる。苗載台４１は、横送り機構により左右往復横送り可能とされる。
【００２３】
複数条（８条）の苗マット載置部を備える苗載台４１は、それぞれの下端側が一つのロータリケース４４と対向するように、左右方向に並べられる。そして、苗マットが各苗載台４１に載置されて、ロータリケース４４の回転時に植付爪４５により１株の苗が当該苗載台４１上の苗マットから切り取り可能とされる。
【００２４】
植付部４０においては、圃場面を整地する複数のフロート４２と、旋回後の荒れた枕地を整地する整地ロータ４３と、がそれぞれ上下動自在となるように植付フレーム４９に支持されている。また、圃場に線引きを行う左右の線引きマーカ４８が植付フレーム４９の左右両側に回動可能に支持される。
【００２５】
以下では、図２を用いて、ミッションケース１００内部の動力伝達構造について説明する。
【００２６】
エンジン１４の動力は、ミッションケース１００内部に設けられた動力伝達機構を介して、前車輪１２及び後車輪１３、植付部４０に伝達される。ミッションケース１００内部には、油圧−機械式無段変速機（ＨＭＴ：ＨｙｄｒｏＭｅｃｈａｎｉｃａｌＴｒａｎｓｍｉｓｓｉｏｎ）１１０と、主クラッチ１３０と、主変速機構１４０と、制動装置１５０と、が搭載される。
【００２７】
エンジン１４は、調速装置１４ａにより燃料噴射量を調整して、動力（回転数）を増減させることが可能に構成される。エンジン１４の動力は、Ｖベルトや、プロペラシャフトを介してミッションケース１００の入力軸１０１に伝達される。
【００２８】
ＨＭＴ１１０は、無段変速装置であり、可変容量式の油圧ポンプ１１１と、固定容量式の油圧モータ１１２と、遊星歯車機構１２０と、を有する。ミッションケース１００の入力軸１０１から入力された動力は、油圧ポンプ１１１を駆動し、この油圧ポンプ１１１からの圧油を油圧モータ１１２に送油して油圧モータ１１２のモータ軸１１３を回転させる。
【００２９】
油圧ポンプ１１１の可動斜板１１１ａには、ミッションケース１００に設けられた変速アーム１００ａが連動連結され、この変速アーム１００ａの回動操作により可動斜板１１１ａの角度が変更可能に構成される。油圧ポンプ１１１のポンプ出力軸１１４には、伝動ギヤ１１５が固定されるとともに、その端部でＨＭＴ１１０のチャージポンプ７１や昇降機構３０のチャージポンプ７２に動力が伝達される。
【００３０】
油圧モータ１１２のモータ軸１１３には、サンギヤ１２１が軸支され、このサンギヤ１２１のボス部には遊転可能にプラネタリキャリア１２２が軸支されるとともに、サンギヤ１２１の回りに三つのプラネタリギヤ１２３・１２３・１２３が回転自在に設けられる。また、三つのプラネタリギヤ１２３・１２３・１２３にはリングギヤ１２４が外嵌されて、係合される。このように、サンギヤ１２１、プラネタリキャリア１２２、三つのプラネタリギヤ１２３・１２３・１２３、リングギヤ１２４によって遊星歯車機構１２０が形成され、ＨＳＴ系統の動力とギヤ系統の動力とが合成される。
【００３１】
このようなＨＭＴ１１０においては、変速アーム１００ａを回動操作して、油圧ポンプ１１１の可動斜板１１１ａの角度を変更することで、その角度に対応する圧油が油圧ポンプ１１１から送油される。そして、油圧ポンプ１１１からの送油量に応じて、油圧モータ１１２のモータ軸１１３の動力（回転速度）が変更されて、この動力に対応する速度でサンギヤ１２１が回転する。一方、油圧ポンプ１１１のポンプ出力軸１１４が回転することで、伝動ギヤ１１５及びプラネタリキャリア１２２が回転して、プラネタリギヤ１２３・１２３・１２３が回転する。
【００３２】
その後、遊星歯車機構１２０により、サンギヤ１２１の動力と、プラネタリギヤ１２３・１２３・１２３の動力と、が合成されて、合成出力軸１０２が変速アーム１００ａの位置に応じた速度で回転又は停止することとなる。このようにして、ＨＭＴ１１０の変速比が変更される。なお、合成出力軸１０２の回転速度は、エンジン１４の回転数及びＨＭＴ１１０の変速比に対応する速度となる。
【００３３】
主クラッチ１３０は、ＨＭＴ１１０から合成出力軸１０２への動力の伝達の可否を切り替えるものである。主クラッチ１３０は、リングギヤ１２４と合成出力軸１０２との間に介設される。主クラッチ１３０においては、クラッチシフター１３１が摺動することで、リングギヤ１２４と合成出力軸１０２とが連結または、連結解除される。こうして、リングギヤ１２４の動力が合成出力軸１０２に伝達される。又は、伝達されない。
【００３４】
主変速機構１４０は、ＨＭＴ１１０からの動力を複数段に変速するものである。主変速機構１４０は、合成出力軸１０２に順次固設された後進側入力ギヤ１４１、前進ギヤ１４２及び移動ギヤ１４３と、カウンタ軸１０３に固設された後進側出力ギヤ１４４及び後進ギヤ１４５と、走行伝動軸１０４に摺動可能に設けられたスライダ１４６と、で主に構成される。前記後進側入力ギヤ１４１と、前記後進側出力ギヤ１４４とが噛合されて、合成出力軸１０２の動力が常時、カウンタ軸１０３に伝達される。
【００３５】
スライダ１４６には、小径ギヤ１４６ａ及び大径ギヤ１４６ｂが形成される。該スライダ１４６は、主変速レバー２５の操作により走行伝動軸１０４に対して摺動して、小径ギヤ１４６ａが前進ギヤ１４２と噛合することで前進に、大径ギヤ１４６ｂが移動ギヤ１４３と噛合することで移動に、大径ギヤ１４６ｂが後進ギヤ１４５と噛合することで後進に、小径ギヤ１４６ａ及び大径ギヤ１４６ｂが何れのギヤにも噛合しない場合に中立に、それぞれ切り替える構成とされる。
【００３６】
制動装置１５０は、主変速機構１４０の出力軸となる走行伝動軸１０４の回動を制動するものである。制動装置１５０は、走行伝動軸１０４の一端に設けられる。制動装置１５０においては、ブレーキアームの回動操作により、当該制動装置１５０が作動可能に構成される。
【００３７】
走行伝動軸１０４の他端には、フロント側伝動ギヤ１６１が固設されて、該フロント側伝動ギヤ１６１は、差動装置１６２の入力ギヤと噛合される。そして、走行伝動軸１０４の動力が、差動装置１６２を介して左右のフロント出力軸１０５に伝達されて、左右のフロント出力軸１０５に伝達された動力は、フロントアクスルケース１６内の伝達機構を介して、前車輪１２に伝達される。なお、差動装置１６２は、フロントデフロック装置１６３によりロック可能とされる。
【００３８】
走行伝動軸１０４の中途部には、リヤ側第一伝動ギヤ１７１が固設されて、該リヤ側第一伝動ギヤ１７１は、伝動軸１０６の一端に遊嵌されたリヤ側第二伝動ギヤ１７２と噛合され、該リヤ側第二伝動ギヤ１７２がリヤ側伝動軸１０７の一端に固設されたリヤ側第三伝動ギヤ１７３と噛合される。リヤ側伝動軸１０７の他端には、ベベルギヤ１７４が固設されて、このベベルギヤ１７４と噛合するベベルギヤ１７５が、リヤ出力軸１０８の一端に固設される。そして、走行伝動軸１０４の動力が、リヤ側伝動軸１０７を介して、リヤ出力軸１０８に伝達されて、リヤ側伝動軸１０７に伝達された動力は、リヤアクスルケース１７内の伝達機構を介して、後車輪１３に伝達される。
【００３９】
合成出力軸１０２の一端には、ＰＴＯ側第一伝動ギヤ１８１が固設されて、該ＰＴＯ側第一伝動ギヤ１８１は、走行伝動軸１０４の他端に遊嵌されたＰＴＯ側第二伝動ギヤ１８２と噛合され、該ＰＴＯ側第二伝動ギヤ１８２が伝動軸１０６の中途部に固設されたＰＴＯ側第三伝動ギヤ１８３と噛合される。伝動軸１０６の他端には、ベベルギヤ１８４が固設されて、このベベルギヤ１８４と噛合するベベルギヤ１８５が、ＰＴＯ出力軸１０９の一端に固設される。そして、合成出力軸１０２の動力が、伝動軸１０６を介して、ＰＴＯ出力軸１０９に伝達される。
【００４０】
ＰＴＯ出力軸１０９に伝達された動力は、株間変速ケース５１に内装される増減速ギヤや変速機構で変速されて、植付クラッチや植付ミッションケース４７などを介して横送り機構及び各ロータリケース４４に伝達される。これにより、横送り機構が作動して、苗載台４１が左右方向に摺動することとなり、また、ロータリケース４４が回転作動して、二つの植付爪４５が交互に苗を苗載台４１上の苗マットから取り出して圃場に植付可能とされる。
【００４１】
以下では、図２を用いて、本発明の第一実施形態に係る田植機１の制御の構成について説明する。
【００４２】
図２に示すように、変速ペダル２６は、田植機１の作業速度（走行速度）を変更するための変速操作具である。変速ペダル２６はダッシュボード２１の右下方に配置される。変速ペダル２６は、ポテンショメータ２６ａにより、その操作量が検出可能とされる。ポテンショメータ２６ａは、変速ペダル２６を操作することで回動する検出軸の回動角を検出する構成とされる。ポテンショメータ２６ａは、制御装置６０と接続され、その検出値（変速ペダル２６の操作量）を制御装置６０に送信する。なお、変速操作具として、ペダルではなく、レバーや、プッシュスイッチとすることも可能である。
【００４３】
モード選択スイッチ２７は、田植機１の制御モードを選択するための操作具である。モード選択スイッチ２７は、ダッシュボード２１に設けられる。モード選択スイッチ２７は、田植機１を「燃費効率モード」、「変速効率モード」、「排ガス低減モード」、「負荷モード」、「自動モード」、の五つの制御モードに選択可能に構成される。モード選択スイッチ２７は、制御装置６０と接続され、選択された制御モードに対応する信号を制御装置６０に送信する。
【００４４】
制御装置６０は、第一モータ６１及び第二モータ６２を制御するものである。制御装置６０は、走行部１０の任意の位置に設けられる。制御装置６０は、具体的にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等がバスで接続される構成であってもよく、あるいはワンチップのＬＳＩ等からなる構成であってもよい。制御装置６０には、第一モータ６１及び第二モータ６２の動作を制御するための各種プログラムやマップが予め記憶される。
【００４５】
第一モータ６１は、エンジン１４の回転数を変更するためのアクチュエータである。第一モータ６１は、具体的には、ブラスレスＤＣモータやステッピングモータ等とされる。第一モータ６１は、制御装置６０と接続され、制御装置６０から送信される信号に基づいて駆動する。第一モータ６１の出力軸は、リンク機構を介して、エンジン１４の調速装置１４ａと連結される。第一モータ６１により、調速装置１４ａが駆動され、エンジン１４の回転数を変更することができる。なお、本実施形態において、調速装置１４ａは、エンジン１４の出力を検出するための出力検出手段を兼ねている。
【００４６】
第二モータ６２は、ＨＭＴ１１０の変速比を変更するためのアクチュエータである。第二モータ６２は、具体的には、ブラスレスＤＣモータやステッピングモータ等とされる。第二モータ６２は、制御装置６０と接続され、制御装置６０から送信される信号により駆動する。第二モータ６２の出力軸は、リンク機構を介して、変速アーム１００ａに連結される。第二モータ６２により変速アーム１００ａが回動されて、油圧ポンプ１１１の可動斜板１１１ａの傾斜角度が変更され、ＨＭＴ１１０の変速比を変更することができる。
【００４７】
エンジン回転数検出手段６３は、エンジン１４の回転数を検出するものである。エンジン回転数検出手段６３は、例えば、エンジン１４のフライホイールやクランク軸の回転数を検出する構成とされる。エンジン回転数検出手段６３は、具体的には、磁気ピックアップコイルやロータリエンコーダ等で構成される。エンジン回転数検出手段６３は、制御装置６０と接続され、その検出信号を制御装置６０に送信する。
【００４８】
このような田植機１においては、制御装置６０は、ポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、第一モータ６１及び前記第二モータ６２を制御することで、田植機１の走行速度や作業速度を変更することができる。すなわち、従来のように、二つの操作具でなく一つの操作具（変速ペダル２６）のみで、走行速度や作業速度を変更する構成であるので、田植機１の操作性が向上する。また、田植機１の走行状況、例えば、圃場に出入りする状況や、トラックに搬入出する状況等に応じて、エンジン１４の回転数及びＨＭＴ１１０の変速比を適切に変更することができる。また、田植機１の作業状況、例えば、エンジン１４の燃料消費量が大きい状態で植付作業を行う状況、エンジン１４の排ガス排出率が大きい状態で植付作業を行う状況、泥濘や溝にはまった状態で植付作業を行う状況等に応じて、エンジン１４の回転数及びＨＭＴ１１０の変速比を適切に変更することができる。
【００４９】
以下では、図２及び図３を用いて、本発明の第一実施形態に係る田植機１の具体的な制御態様について説明する。
【００５０】
図３は、エンジン１４の回転数と正味平均有効圧力との関係を示す図である。制御装置６０には、図３に示すマップが予め記憶されている。ここで、正味平均有効圧力とは、エンジン１４の１サイクル中におけるシリンダ内の圧力の平均値を言う。当該マップは、エンジン１４の特性を示すものであり、試験等により予め導き出されるものとされる。なお、図３は例示であり、本発明に係るエンジン１４の特性はこれに限るものではない。
【００５１】
図３中の実線は、エンジン１４の等燃費曲線を示している。等燃費曲線とは、エンジン１４の出力あたりの燃料消費量（以下、単に「燃料消費量」と記す）を各エンジン回転数、及び各正味平均有効圧力ごとに計測し、同じ燃料消費量の点を結んだものである。図３中の等燃費曲線のうち、一番内側に位置する等燃費曲線内の領域（以下、「最小燃費領域」と記す）が最も燃料消費量が小さく（燃費が良く）、外側の等燃費曲線に向かって燃料消費量が大きく（燃費が悪く）なる。つまり、図３は、エンジン１４の燃費効率に係るマップとされる。
【００５２】
制御装置６０は、エンジン１４の正味平均有効圧力を常時算出する。すなわち、制御装置６０には、前記調速装置１４ａの燃料噴射パターン（例えば、燃料噴射量、燃料の噴射回数、燃料の噴射タイミング等）と正味平均有効圧力との関係を示すマップが予め記憶され、前記調速装置１４ａの燃料噴射パターンから前記マップに基づいて、エンジン１４の正味平均有効圧力を常時算出する。
【００５３】
このような田植機１において、モード選択スイッチ２７で「燃費効率モード」が選択された上で変速ペダル２６が操作されると、制御装置６０は、ポテンショメータ２６ａで検出した変速ペダル２６の操作量に基づいて第一モータ６１及び第二モータ６２を制御して、エンジン１４の回転数及びＨＭＴ１１０の変速比を変更し、ひいては作業速度（走行速度）を変更する。この際、制御装置６０は、エンジン回転数検出手段６３で検出したエンジンの回転数と、算出した正味平均有効圧と、から図３中のエンジン１４の状態に対応する位置を把握して、図３中のエンジン１４の状態に対応する位置が、最小燃費領域内に位置するように、又は最小燃費領域に近接するように第一モータ６１及び第二モータ６２を制御する。
【００５４】
例えば、エンジン１４の回転数がＮ１、正味平均有効圧力がＰ１であり、エンジン１４の状態に対応する位置がＸ１であるものとする。このような場合、制御装置６０は、白抜き矢印に示すように、エンジン１４の回転数をＮ１からＮ２に低下させるとともに正味平均有効圧をＰ１からＰ２に増大させて、最小燃費領域内のＸ２に位置するように第一モータ６１及び第二モータ６２を制御する。このように、エンジン１４の燃費効率に係るマップ及びポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、第一モータ６１及び第二モータ６２を制御することで、同じ作業速度であっても、エンジン１４の燃料消費を抑えることが可能となり、燃費を向上させることができる。
【００５５】
以下では、図２及び図４を用いて、本発明の第二実施形態に係る田植機１の具体的な制御態様について説明する。
【００５６】
図４は、ＨＭＴ１１０の変速効率に係るマップであり、詳細には、田植機１の作業速度とＨＭＴ１１０の全効率との関係を示すマップである。ＨＭＴ１１０の全効率は、図２に示す油圧ポンプ１１１及び油圧モータ１１２で構成される油圧変速機構の有効動力と、伝動ギヤ１１５及びプラネタリキャリア１２２で構成されるギヤ変速機構の有効動力と、の和とされる。当該マップは、ＨＭＴ１１０の特性を示すものであり、試験等により予め導き出されるものとされる。なお、図４は例示であり、本発明に係るＨＭＴ１１０の特性はこれに限るものではない。
【００５７】
このような田植機１において、モード選択スイッチ２７で「変速効率モード」が選択された上で変速ペダル２６が操作されると、制御装置６０は、ポテンショメータ２６ａで検出した変速ペダル２６の操作量に基づいて第一モータ６１及び第二モータ６２を制御して、エンジン１４の回転数及びＨＭＴ１１０の変速比、ひいては作業速度を変更する。この際、制御装置６０は、ＨＭＴ１１０全体における全効率が高くなるように、つまり、ＨＭＴ１１０の変換効率が向上するように第一モータ６１及び第二モータ６２を制御する。
【００５８】
例えば、変速ペダル２６の操作量に対応する作業速度がＶ１であり、作業速度Ｖ１時におけるＨＭＴ１１０の全効率がＥ１であるものとする。このような場合、制御装置６０は、全効率Ｅ１が、最も高くなる変速比となるように、すなわち、ＨＭＴ１１０は、ギヤ有効動力のみで変速するように第二モータ６２を制御する。そして、制御装置６０は、この全効率が最も高くなる変速比と、変速ペダル２６の操作量に対応する作業速度Ｖ１と、から、適切なエンジン１４の回転数を算出して、この回転数となるように第一モータ６１を制御する。
【００５９】
この状態から、変速ペダル２６の操作により、この変速ペダル２６の操作量に対応する作業速度がＶ１からＶ２に変化して、この作業速度Ｖ２時におけるＨＭＴ１１０の全効率をＥ２とした場合、制御装置６０は、白塗り矢印に示すように、全効率Ｅ２が、最も高くなる変速比となるように、すなわち、ＨＭＴ１１０は、Ｖ１時と同様にギヤ有効動力のみで変速するように第二モータ６２を制御する。そして、制御装置６０は、この全効率が最も高くなる変速比と、作業速度Ｖ２と、に対応するエンジン１４の回転数となるように第一モータ６１を制御する。このように、ＨＭＴ１１０の変速効率に係るマップ及びポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、第一モータ６１及び第二モータ６２を制御することで、全作業速度領域で、ＨＭＴ１１０における全効率が高い状態で作業を行うことができる。
なお、低速側で微小な変速が必要な場合は、油圧有効動力の全効率に対する割合を大きくすることも可能である。
【００６０】
以下では、図２及び図５を用いて、本発明の第三実施形態に係る田植機１の具体的な制御態様について説明する。
【００６１】
図５は、エンジン１４の排ガス排出率に係るマップであり、詳細には、エンジン１４の回転数と排ガス中のＮＯｘ濃度との関係を示すマップである。制御装置６０には、図５に示すマップが予め記憶されている。当該マップは、エンジン１４の特性を示すものであり、試験等により予め導き出されるものとされる。なお、図５は例示であり、本発明に係るエンジン１４の特性はこれに限るものではない。また、排ガス中のＰＭ濃度やＨＣ濃度を示すマップであってもよい。
【００６２】
このような田植機１において、モード選択スイッチ２７で「排ガス効率モード」が選択された上で変速ペダル２６が操作されると、制御装置６０は、ポテンショメータ２６ａで検出した変速ペダル２６の操作量に基づいて第一モータ６１及び第二モータ６２を制御して、エンジン１４の回転数及びＨＭＴ１１０の変速比を変更し、ひいては作業速度を変更する。この際、制御装置６０は、前記マップに基づいて排ガス中のＮＯｘ濃度が低下するように第一モータ６１及び第二モータ６２を制御する。
【００６３】
例えば、エンジン１４の回転数がＮ３であり、この回転数Ｎ３に対応するＮＯｘ濃度がＣ１であるものとする場合、制御装置６０は、白抜き矢印に示すように、エンジン１４の回転数がＮ３からＮ４に上昇するように第一モータ６１を制御して、ＮＯｘ濃度をＣ２に低下させる。そして、制御装置６０は、エンジン１４の回転数Ｎ４と、変速ペダル２６の操作量に対応する作業速度と、から、適切なＨＭＴ１１０の変速比を算出して、この変速比となるように第二モータ６２を制御する。このように、エンジン１４の排ガス効率に係るマップ及びポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、第一モータ６１及び第二モータ６２を制御することで、同じ作業速度であっても、ＮＯｘ濃度を低くすることが可能となり、排ガスを低減することができる。
【００６４】
以下では、図２及び図６を用いて、本発明の第四実施形態に係る田植機１の具体的な制御態様について説明する。
【００６５】
図６は、エンジン１４の負荷率に係るマップであり、詳細には、エンジン１４の回転数とエンジン１４の出力（負荷）との関係を示すマップである。制御装置６０には、図６に示すマップが予め記憶されている。図６中の実線は、各回転数における最大出力となる点を結んだ出力曲線であり、この出力曲線上では、エンジン１４の負荷率（本実施形態においては、エンジン１４の最大出力に対する実際の出力の割合）が１００％とされる。図６中の出力曲線における下側の領域は、エンジン１４が作動する作動領域とされ、上側の領域は、エンジン１４が停止する停止領域とされる。当該マップは、エンジン１４の特性を示すものであり、試験等により予め導き出されるものとされる。なお、図６は例示であり、本発明に係るエンジン１４の特性はこれに限るものではない。
【００６６】
制御装置６０は、エンジン１４の出力を常時算出する。すなわち、制御装置６０には、前記調速装置１４ａの燃料噴射パターン（例えば、燃料噴射量、燃料の噴射回数、燃料の噴射タイミング等）とエンジンの出力との関係を示すマップが予め記憶され、前記調速装置１４ａの燃料噴射パターンから前記マップに基づいて、エンジン１４の出力を常時算出する。
【００６７】
このような田植機１において、モード選択スイッチ２７で「負荷モード」が選択された上で変速ペダル２６が操作されると、制御装置６０は、ポテンショメータ２６ａで検出した変速ペダル２６の操作量に基づいて第一モータ６１及び第二モータ６２を制御して、エンジン１４の回転数及びＨＭＴ１１０の変速比、ひいては作業速度を変更する。この際、泥、溝、傾斜等でエンジン１４に過剰な負荷がかかった場合であっても、制御装置６０は、エンジン回転数検出手段６３で検出したエンジンの回転数と、算出したエンジンの出力と、から図６中のエンジン１４の状態に対応する位置を把握して、図６中のエンジン１４の状態に対応する位置が、作動領域内に位置するように、第一モータ６１及び第二モータ６２を制御する。
【００６８】
例えば、エンジン１４の回転数がＮ５、エンジン１４の出力がＷ１であり、エンジン１４の状態に対応する位置がＹ１であるものとする。このような場合に、エンジン１４に過剰な負荷（対応するエンジン１４の出力がＷ２）が掛かかり、エンジン１４の回転数が低下すると、制御装置６０は、エンジン１４の状態に対応する位置が作動領域内のＹ２に位置するように、エンジン１４の回転数をＮ５からＮ６に上昇させ（図６中の二点鎖線の矢印）、この回転数Ｎ６と、変速ペダル２６の操作量に対応する作業速度と、から、適切なＨＭＴ１１０の変速比を算出して、この変速比となるように第一モータ６１及び第二モータ６２を制御する。このように、エンジン１４の負荷率に係るマップ及びポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、第一モータ６１及び第二モータ６２を制御することで、傾斜等でエンジン１４が過負荷となった場合でも作業速度が低下せず、確実に作業を行うことができる。
【００６９】
さらに、モード選択スイッチ２７で「自動モード」が選択されると、前記四つの制御モード（「燃費効率モード」、「変速効率モード」、「排ガス低減モード」、「負荷モード」）のうち、田植機１の走行状況や作業状況に応じて、適切な制御モードが自動で選択される。例えば、通常作業時は、「燃費効率モード」で作業を行い、泥、溝、傾斜等でエンジン１４が過負荷となると、「負荷モード」に自動で切り替わる。
【００７０】
なお、本発明の一実施形態に係る田植機１において、複数の制御モードを兼ねる構成とすることも可能である。例えば、「燃費効率モード」と「変換効率モード」を兼ねることで、燃料消費量を更に低減することができる。また、「排ガス効率モード」と「負荷モード」を兼ねることで、排ガスを低減しつつ、傾斜等でエンジン１４が過負荷となった場合でも確実に作業を行うことができる。
【００７１】
また、本発明の一実施形態に係る田植機１は、第一モータ６１及び第二モータ６２を個々に制御することで、エンジン１４の回転数とＨＭＴ１１０の変速比とが任意に変更可能であるので、ＨＭＴ１１０を介さずにエンジン１４から分岐してＰＴＯ出力軸１０９に動力が伝達されるように構成することも可能である。例えば、図７に示すように、油圧ポンプ１１１のポンプ出力軸１１４にベベルギヤ１９１が固設されて、このベベルギヤ１９１と噛合するベベルギヤ１９２が、ＰＴＯ出力軸１０９の一端に固設されて、エンジン１４の動力が、ＨＭＴ１１０で変速されず、ＰＴＯ出力軸１０９に伝達されるように構成される。
【００７２】
この場合は、制御装置６０は、第一モータ６１を制御してエンジン１４の回転数を変更することで、ＰＴＯ出力軸１０９の回転数を任意の回転数に変更することができる。従って、株間変速ケース５１に内装される増減速ギヤや変速機構が不要となり、コストを低減することができる。なお、制御装置６０は、エンジン１４の回転数と、変速ペダル２６の操作量（作業速度）と、に対応するＨＭＴ１１０の変速比となるように第二モータ６２を制御することとなる。
【００７３】
同様に、エンジン１４から分岐して走行伝動軸１０４に動力が伝達されるように構成することも可能である。これにより、走行側の増減速ギヤや変速機構が不要となり、コストを低減することができる。
【００７４】
以上のように、本発明の一実施形態に係る田植機１においては、エンジン１４と、前記エンジン１４の回転数を変更する第一アクチュエータとなる第一モータ６１と、前記エンジン１４からの動力を変速する無段変速装置となるＨＭＴ１１０と、前記ＨＭＴ１１０の変速比を変更する第二アクチュエータとなる第二モータ６２と、走行速度を変更操作する変速操作具となる変速ペダル２６と、前記変速ペダル２６の操作量を検出する操作量検出手段となるポテンショメータ２６ａと、前記ポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、前記第一モータ６１及び前記第二モータ６２を制御する制御装置６０と、を備える田植機１である。これにより、ポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、第一モータ６１及び前記第二モータ６２を制御することで、田植機１の走行速度や作業速度を変更することができる。従って、作業者が変速ペダル２６のみで田植機１の走行速度や作業速度を変更することができ、操作性が向上する。また、田植機の走行状況や作業状況に応じて、エンジン１４の回転数及びＨＭＴ１１０の変速比を適切に変更することができる。
【００７５】
また、前記制御装置６０には、前記エンジン１４の燃費効率に係るマップ、前記ＨＭＴ１１０の変速効率に係るマップ、前記エンジン１４の排ガス排出率に係るマップ及び前記エンジン１４の負荷率に係るマップ、のうち少なくとも一つが記憶され、該記憶されたマップ及び前記ポテンショメータ２６ａの検出値に基づいて、前記第一モータ６１及び前記第二モータ６２を制御するものである。これにより、燃費効率に係るマップに基づいて第一モータ６１及び第二モータ６２を制御することで、燃費を向上させることができる。また、変速効率に係るマップに基づいて第一モータ６１及び第二モータ６２を制御することで、全速度域で変速効率を向上させることができる。また、排ガス排出率に係るマップに基づいて第一モータ６１及び第二モータ６２を制御することで、排ガスを低減することができる。また、エンジン１４の負荷率に係るマップに基づいて第一モータ６１及び第二モータ６２を制御することで、傾斜等でエンジン１４が過負荷となった場合でも確実に走行することができる。
【００７６】
また、前記エンジン１４から分岐してＰＴＯ出力軸１０９に動力が伝達されるものである。これにより、エンジン１４の回転数を変更することで、ＰＴＯ出力軸１０９の回転数を変更することができる。従って、増減速ギヤや変速機構が不要となり、コストを低減することができる。
【符号の説明】
【００７７】
１        田植機
１４      エンジン
２６      変速ペダル（変速操作具）
２６ａ    ポテンショメータ（操作量検出手段）
６０      制御装置
６１      第一モータ（第一アクチュエータ）
６２      第二モータ（第二アクチュエータ）
１００    ミッションケース
１０９    ＰＴＯ出力軸
１１０    ＨＭＴ（無段変速装置）
【図１】
2012172668.tif 000003
【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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