(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
変速レバー部（２６）に高速位置の検出センサ（２９）を設け、エンジン（１１）が高回転する状態にコントロールラック位置がセットされている場合に、該検出センサ（２９）により変速レバー（２８）が高速位置へシフトされたと判定したときは、コントロールラック位置調整により一旦エンジン回転数を低下させて所定回転数に保持し、スロットル操作でエンジン回転数を前記所定回転数以下に操作するまで保持状態を維持する電子ガバナの回転数制御装置において、
前記電子ガバナの操作によってエンジン（１１）が高回転状態に保持されるようにコントロールラックの位置が調整される作業モードとエンジン（１１）が低回転状態に保持されるようにコントロールラックの位置が調整される走行モードに切り替えるためのモード切替スイッチ（２５）を、運転席（２１）近傍のコントローラ（２２）に設けて、該モード切替スイッチの信号が上記電子ガバナの制御部（３０）に入力される構成となし、前記作業モードでは、前記検出センサ（２９）の検出信号にて変速レバー（２８）が高速位置へシフトされたと判定したときは、前記電子ガバナの制御部（３０）からアクチュエータへ制御信号を出力しコントロールラックの位置を調整して回転数を低く制御し、走行モードでは、オペレータがハンドスロットルでエンジン回転数を指定するように構成したことを特徴とする電子ガバナの回転数制御装置。
【請求項２】
上記モード切替スイッチ（２５）によって作業モードから走行モードへ若しくは走行モードから作業モードへ切替えを行なうに際して、モード相互間の移行を徐々に行なうことによってエンジン回転数の変化を緩やかに制御させるように構成したことを特徴とする請求項１記載の電子ガバナの回転数制御装置。
【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の回転数制御装置に関するものであり、特に、変速レバーの高速位置へのシフトに連動した電子ガバナの回転数制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、電子ガバナを搭載したトラクタが増加している。例えば、特願平１−２５３５３２号公報記載のものが知られている。電子ガバナとは、燃料噴射量を調整するコントロールラックの位置をセンサにて検出し、スロットル位置センサの読み取り値に応じてコントローラからラックアクチュエータへ制御信号を出力し、コントロールラックの位置を調整してエンジン回転数を電子制御するものである。
【０００３】
トラクタが耕耘作業を行う場合は、スロットルレバーにより電子ガバナを操作してコントロールラックの位置を調整し、エンジンが高回転するフルスロットル状態に保持する。そして、トラクタが走行する場合は、前記スロットルレバーを戻してエンジン回転数を低下させ、機体の走行速度が速すぎないようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
電子ガバナは、スロットルレバーの操作により作業時と走行時とではコントロールラックの位置を変えて、エンジン回転数を高回転または低回転に保持している。しかし、エンジンが高回転する状態に保持されている場合に、オペレータが誤って変速レバーを高速位置へシフトしたときは、機体が急発進して極めて危険である。
【０００５】
そこで、コントロールラックの位置をエンジンが高回転する状態に調整してある場合に、変速レバーが高速位置へシフトされても機体が急発進しないようにするために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、請求項１記載の発明は、変速レバー部（２６）に高速位置の検出センサ（２９）を設け、エンジン（１１）が高回転する状態にコントロールラック位置がセットされている場合に、該検出センサ（２９）により変速レバー（２８）が高速位置へシフトされたと判定したときは、コントロールラック位置調整により一旦エンジン回転数を低下させて所定回転数に保持し、スロットル操作でエンジン回転数を前記所定回転数以下に操作するまで保持状態を維持する電子ガバナの回転数制御装置において、
前記電子ガバナの操作によってエンジン（１１）が高回転状態に保持されるようにコントロールラックの位置が調整される作業モードとエンジン（１１）が低回転状態に保持されるようにコントロールラックの位置が調整される走行モードに切り替えるためのモード切替スイッチ（２５）を、運転席（２１）近傍のコントローラ（２２）に設けて、該モード切替スイッチの信号が上記電子ガバナの制御部（３０）に入力される構成となし、前記作業モードでは、前記検出センサ（２９）の検出信号にて変速レバー（２８）が高速位置へシフトされたと判定したときは、前記電子ガバナの制御部（３０）からアクチュエータへ制御信号を出力しコントロールラックの位置を調整して回転数を低く制御し、走行モードでは、オペレータがハンドスロットルでエンジン回転数を指定するように構成したことを特徴とする電子ガバナの回転数制御装置、
及び、請求項２記載の発明は、
上記モード切替スイッチ（２５）によって作業モードから走行モードへ若しくは走行モードから作業モードへ切替えを行なうに際して、モード相互間の移行を徐々に行なうことによってエンジン回転数の変化を緩やかに制御させるように構成したことを特徴とする請求項１記載の電子ガバナの回転数制御装置を提供するものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳述する。図１はトラクタ１０を示し、該トラクタ１０の前部にエンジン１１を載置し、エンジン１１の側部に電子ガバナ１２が搭載されている。また、該トラクタ１０の後部にリンク機構１３を介してロータリ作業機１４を連結する。
【０００８】
このリンク機構１３はトップリンク１５と左右のロワーリンク１６からなる３点リンク方式であり、左右のリフトアーム１７の先端と左右のロワーリンク１６とを夫々リフトロッド１８にて連結してある。そして、ミッションケース１９の上部に設けられたリフトシリンダ２０の伸縮によりリフトアーム１７を回動すれば、ロワーリンク１６が上下動してロータリ作業機１４が昇降する。
【０００９】
一方、運転席２１の近傍にはコントローラ２２が設けられており、このコントローラ２２にポジションレバー２３、耕深設定ダイヤル２４、モード切替スイッチ２５などを設ける。モード切替スイッチ２５は作業モードと走行モードとを切り替えるスイッチであり、作業モードでは電子ガバナ１２の操作によってエンジン１１が高回転状態に保持されるようにコントロールラックの位置が調整され、走行モードではエンジン１１が低回転状態に保持されるようにコントロールラックの位置が調整される。
【００１０】
図２は運転席２１の近傍に設けられた変速レバー部２６を示し、ガイド溝２７内に沿って変速レバー２８がシフトされるようになっており、超低速位置ＬＬ、低速位置Ｌ、中速位置Ｍ、高速位置Ｈなどの各変速位置が設けられている。高速位置Ｈには検出センサ２９を設け、該検出センサ２９により変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされたことを検出できるように形成する。該検出センサ２９としては、例えば近接センサや光センサなどの非接触形の検出手段が挙げられるが、このほかマイクロスイッチのような接触形の検出手段を使用することもできる。
【００１１】
図３は電子ガバナ１２の回転数制御装置のブロック図であり、前記コントローラ２２の内部には電子ガバナ制御部３０と作業機姿勢用の油圧制御部３１とが設けられている。スロットルの操作量はスロットル位置センサ３２により検出され、コントロールラックの位置はラック位置センサ３３で検出される。スロットル位置センサ３２の検出値に応じて電子ガバナ制御部３０からラックアクチュエータ３４へ制御信号を出力し、コントロールラックの位置を調整してエンジン回転数を電子制御する。エンジン回転数の増減はエンジン回転数センサ３５にて検出する。
【００１２】
前記モード切替スイッチ２５の設定信号は電子ガバナ制御部３０へ入力される。電子ガバナ制御部３０では設定されたモードに応じてエンジン回転数を制御する。また、前記変速レバー部２６に設けられた検出センサ２９の検出信号も電子ガバナ制御部３０へ入力される。
【００１３】
一方、ポジションレバー２３、耕深設定ダイヤル２４等の設定信号は前記油圧制御部３１へ入力される。そして、油圧制御部３１からリフトシリンダ用電磁弁３６へ制御信号を出力すると、前記リフトシリンダ２０が駆動されてリフトアーム１７が回動し、ロータリ作業機１４が昇降する。
【００１４】
そして、モード切替スイッチ２５が作業モードにあり、エンジンが高回転するようにコントロールラックがセットされている場合に、前記検出センサ２９の検出信号により変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされたと判定したときは、電子ガバナ制御部３０からラックアクチュエータ３４へ制御信号を出力し、コントロールラックの位置を調整してエンジン回転数を低下させるように制御する。
【００１５】
図４のフローチャートに従って、電子ガバナ１２の回転数制御について説明する。エンジンが高回転状態に保持される作業モード中に回転数制御が始まると、先ず各センサ値を読み込み（ステップ１０１）、次に、前記検出センサ２９により変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされたか否かを判別する（ステップ１０２）。変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされていないときはステップ１０２からステップ１０５へジャンプする。
【００１６】
一方、作業モード中に変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされたと判定したときは、ステップ１０２からステップ１０３へ進み、電子ガバナ制御部３０に於いてエンジン回転数指示ＲX をフルスロットル状態より低い所定回転数ＲL にセットする（ＲX ←ＲL ）。
【００１７】
この状態で、スロットル操作指示ＲS が前記所定回転数ＲL 以下である場合は、ステップ１０４からステップ１０５へ進み、このスロットル操作指示ＲS に応じたエンジン回転数指示ＲX をセットする（ＲX ←ＲS ）。これに対して、スロットル操作指示ＲS が前記所定回転数ＲL より高い場合は、ステップ１０４からステップ１０６へジャンプする。
【００１８】
ステップ１０６では、電子ガバナ制御部３０からラックアクチュエータ３４へ制御信号を出力し、エンジン回転数指示ＲX に合うようにコントロールラックの位置を調整する。
【００１９】
即ち、作業モード中に変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされたと判定したときは、コントロールラック位置調整により一旦エンジン回転数を低下させて所定回転数ＲL を保持するようにする。そして、スロットル操作でエンジン回転数を前記所定回転数ＲL 以下に指示するまで、エンジンは所定回転数ＲL を保持し続ける。
【００２０】
従って、作業モードでエンジンが高回転状態に保持されるようにコントロールラック位置がセットされた状態で、オペレータが誤って変速レバーを高速位置へシフトした場合であっても、エンジン回転数が自動的に低下するので、機体が急発進する虞がなくなる。
【００２１】
そして、スロットル操作でエンジン回転数を前記所定回転数ＲL 以下に操作後は、エンジンを低回転または高回転へ自由に変更可能となるが、オペレータ自らのスロットル操作により、オペーレータの意思を確認できるため、安全性を確保できる。
【００２２】
図５は変速レバー２８のシフトを牽制する装置を示し、変速レバー部２６の高速位置Ｈにストップピン３７を設けてある。一方、ハンドスロットル３８の基端部にアーム３９を固着し、前記ストップピン３７の作動ワイヤ４０をアーム３９の一端３９ａに係止する。同図では該ストップピン３７が突出状態になっている。また、ハンドスロットル３８はフルスロットル位置にセットされており、電子ガバナのスロットルアーム４１が回動してエンジンが高回転する状態になっている。
【００２３】
一方、前記アーム３９の他端３９ｂに近接してストッパアーム４２を回動自在に設け、該ストッパアーム４２の一端４２ａと変速レバー２８の基端部に固着したアーム４３とをワイヤ４４にて連結する。該ストッパアーム４２の他端には係止部４２ｂを設け、更にバネ４５により係止部４２ｂが前記アーム３９の他端３９ｂから離反する方向へ付勢する。
【００２４】
斯かる状態で、変速レバー２８を高速位置Ｈへシフトしようとした場合は、前記ストップピン３７が突出状態であるので、二点鎖線で示すように、変速レバー２８がストップピン３７に当接して高速位置Ｈへシフトできない。即ち、エンジンが高回転するフルスロットル状態では、変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされるのを牽制し、機体が急発進しないようにしてある。
【００２５】
ここで、図６に示すように、ハンドスロットル３８をスロー位置に回動した場合は、スロットルアーム４１が戻されてエンジンが低回転する状態になる。このとき、ハンドスロットル３８と一体にアーム３９が回動し、作動ワイヤ３８が引かれてストップピン３７が引っ込む。従って、変速レバー２８を高速位置Ｈへシフトすることができる。
【００２６】
変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされると、変速レバー２８と一体にアーム４３が回動してワイヤ４４が引張られるため、前記ストッパアーム４２がバネ４５の付勢に抗して回動し、係止部４２ｂがアーム３９の他端３９ｂへ当接する。
【００２７】
斯かる状態で、ハンドスロットル３８をフルスロットル方向へ操作しようとした場合は、前記ストッパアーム４２の係止部４２ｂによりアーム３９の回動が阻止されるため、ハンドスロットル３８の操作はできない。即ち、変速レバー２８が高速位置Ｈへシフトされているときは、ハンドスロットル３８はスロー位置に固定され、アクセルペダル４６の踏み込み操作のみによりスロットルアーム４１が回動するため、安全性を確保できる。
【００２８】
ここで、電子ガバナによる制御に於いて、エンジンに掛かる負荷率とエンジン回転数との関係を図７〜図９に示す。図７は前記モード切替スイッチ２５が作業モードになっている場合を示し、オペレータはハンドスロットルで所望のエンジン回転数を指定する。例えばエンジン指定回転数が▲１▼のときは、負荷率が大きくなるのに伴ってラック開度を大にし、エンジンが指定回転数を維持するように自動制御する。そして、負荷率が約７５％を超えたときはエンジン回転数が指定回転数より高めになるように制御し、大きな負荷に対してエンジンの粘り強さを発揮させる。
【００２９】
図８は前記モード切替スイッチ２５が走行モードになっている場合を示し、オペレータはハンドスロットルでエンジン回転数を指定する。例えばエンジン指定回転数が▲１▼のときは、走行中に登り坂などで負荷率が上昇するとエンジン回転数が指定回転数よりやや低下し、更に、走行中の負荷率が大きくなるとエンジン回転数が指定回転数より大きく低下する。
【００３０】
尚、走行モードではオペレータがアクセルペダルを踏み込んでエンジン回転数を増加させるが、アクセルペダルの踏み込み量は中間位置になるほど大きいことから、アクセルペダルの操作フィーリングを良好にするために、負荷率２５％から５０％でのエンジン回転数の変化を大きくしてある。
【００３１】
図９は前記モード切替スイッチ２５が定回転モードになっている場合を示し、これは負荷変動があっても常にエンジンが指定回転数を保持するように制御されるモードで、主として牧草作業機で作業を行う場合などにこの定回転モードが使用される。
【００３２】
いま、モード切替スイッチ２５を作業モードから走行モードへ、或いは走行モードから作業モードへと切り替えた場合、そのときの負荷率によってはエンジン回転数が極端に変化することがある。例えば作業モードでエンジン指定回転数が▲１▼のときに、負荷率１００％だとエンジン回転数はＡ点の位置となるが、エンジン指定回転数を同じ▲１▼にしたまま、モード切替スイッチ２５を走行モードに切り替えたときは、負荷率１００％だとエンジン回転数はＢ点の位置となり、急激にエンジン回転数が減少してエンストを起こす虞がある。
【００３３】
逆に、走行モードでエンジン指定回転数が▲１▼のときに、負荷率１００％だとエンジン回転数はＢ点の位置となるが、エンジン指定回転数を同じ▲１▼にしたまま、モード切替スイッチ２５を作業モードに切り替えたときは、負荷率１００％だとエンジン回転数はＡ点の位置となり、急激にエンジン回転数が増加して機体が急発進することになる。
【００３４】
そこで、図１０に示すように、モード切り替えを行ったときは指定されたモードへの移行を徐々に行って（Δｔ秒）、二点鎖線で示した従来よりもエンジン回転数の変化が緩やかになるように制御する。
【００３５】
一方、図１１及び図１２に示すように、モード切り替えを行ったときに推移後のモードでのエンジン回転数を予想し、推移後のエンジン回転数の変化量が予測値ΔＥ以上であるときは、一旦エンジン回転数をΔＥだけ変化させる。そして、一定時間ΔＴが経過したら、再度、推移後のエンジン回転数の変化量が予測値ΔＥ以上かどうかをチェックする。
【００３６】
このように、エンジン回転数を間欠的に変化させるように制御することにより、モード切り替え時にエンジン回転数が急変せず、エンストや急発進を起こす虞がなくなる。また、モード切り替え時にエンジン回転数の変化量が小さいときは、そのまま予想されるエンジン回転数へ変化させれば、モード移行が速やかに行われる。
【００３７】
ここで、作業機へＰＴＯ動力を伝達する際に、ＰＴＯクラッチを「入」「切」してＰＴＯ動力を断続できるように形成することが多いが、ＰＴＯクラッチを接続するときにショックがあり作業機側に異音が発生することがある。特に、牧草作業機の場合はロータリ作業機と比べて慣性負荷が大きく、エンジン回転数を合わせてＰＴＯクラッチを一気に接続すると、場合によってはギヤの破損に至ることもある。
【００３８】
そこで、図１３に示すように、ハンドスロットルで指示したエンジン指定回転数を、ＰＴＯクラッチを「入」にしたときは一時的に低下するように電子ガバナを制御する。前記モード切替スイッチ２５が作業モードにあるときは、慣性が小さいロータリ作業機に合わせてエンジン指定回転数のダウン率を小さくし、エンジン指定回転数を約２００ｒｐｍ程度だけ低下させ、１秒程度以内に元のエンジン指定回転数へ復帰させる。
【００３９】
これに対して、前記モード切替スイッチ２５が定回転モードにあるときは、慣性の大きい牧草作業機に合わせてエンジン指定回転数のダウン率を大きくし、エンジン指定回転数を約１５００ｒｐｍ程度低下させて、２秒程度で元のエンジン指定回転数へ復帰させる。
【００４０】
このように、ＰＴＯクラッチ接続時にエンジン指定回転数のダウン率をモード切替スイッチ２５で選択したモードに合わせて変化させることにより、作業機の種類にマッチした特性を得ることができる。
【００４１】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００４２】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では変速レバー部に高速位置の検出センサを設け、エンジンが高回転する状態にコントロールラック位置がセットされている場合に、変速レバーが高速位置へシフトされたと判定したときは、一旦エンジン回転数を所定回転数に低下させる。従って、エンジンが高回転している状態で、誤って変速レバーを高速位置へシフトした場合であっても、エンジン回転数が自動的に低下するため機体が急発進するような危険を回避することができる。
加えて、高回転状態に保持されるようにコントロールラックの位置が調整される作業モードとエンジン（１１）が低回転状態に保持されるようにコントロールラックの位置が調整される走行モードに切り替えるためのモード切替スイッチ（２５）を、運転席（２１）近傍のコントローラ（２２）に設けて、該モード切替スイッチの信号が上記電子ガバナの制御部（３０）に入力される構成となし、前記作業モードでは、前記検出センサ（２９）の検出信号にて変速レバー（２８）が高速位置へシフトされたと判定したときは、前記電子ガバナの制御部（３０）からアクチュエータへ制御信号を出力しコントロールラックの位置を調整して回転数を低く制御し、走行モードでは、オペレータがハンドスロットルでエンジン回転数を指定するように構成したので、上記作業モード中に変速レバーが高速位置Ｈへシフトされたと判定したときは、コントロールラック位置調整により一旦エンジン回転数を低下させて所定回転数ＲＬを保持するようにし、そして、スロットル操作でエンジン回転数を前記所定回転数ＲＬ以下に指示するまで、エンジンは所定回転数ＲＬを保持し続ける。
従って、作業モードでエンジンが高回転状態に保持されるようにコントロールラック位置がセットされた状態で、オペレータが誤って変速レバーを高速位置へシフトした場合であっても、エンジン回転数が自動的に低下するので、機体が急発進する虞がなく安全が保たれる。
【００４３】
そして、スロットル操作でエンジン回転数が前記所定回転数以下に指示した後は、エンジンを低回転または高回転へ自由に変更可能となるが、オペレータ自らのスロットル操作によりオペレータの意思を確認することができる。
このように、電子ガバナの回転数制御によりトラクタの安全性を確保することができ、且つ、操作性も向上できる。
【００４４】
また、請求項２記載の発明は、上記モード切替スイッチ（２５）によって作業モードから走行モードへ若しくは走行モードから作業モードへ切替えを行なうに際して、モード相互間の移行を徐々に行なうことによってエンジン回転数の変化を緩やかに制御させるように構成したことを特徴とする請求項１記載の電子ガバナの回転数制御装置であるところ、従来例に比し、エンジンの回転数の変化が緩和するように制御を行なうので、モード切り替え時にエンジン回転数が急変することがなく、エンストや急発進を起こす虞がなくなる。また、モード切り替え時にエンジン回転数の変化量が小さいときは、そのまま予想されるエンジン回転数へ変化させれば、モード移行が速やかに行なわれる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態を示し、トラクタの側面図。
【図２】変速レバー部の斜視図。
【図３】電子ガバナの回転数制御装置のブロック図。
【図４】電子ガバナの回転数制御のフローチャート。
【図５】変速レバーのシフトを牽制する装置を示し、ハンドスロットルがフルスロットル位置にセットされた状態の解説図。
【図６】変速レバーのシフトを牽制する装置を示し、ハンドスロットルがスロー位置にセットされた状態の解説図。
【図７】モード切替スイッチが作業モードになっている場合のエンジンに掛かる負荷率とエンジン回転数との関係を示すグラフ。
【図８】モード切替スイッチが走行モードになっている場合のエンジンに掛かる負荷率とエンジン回転数との関係を示すグラフ。
【図９】モード切替スイッチが定回転モードになっている場合のエンジンに掛かる負荷率とエンジン回転数との関係を示すグラフ。
【図１０】モード切り替えを行ったときにエンジン回転数を緩やかに変化させる制御を示すグラフ。
【図１１】モード切り替えを行ったときに推移後のモードでのエンジン回転数を予想してエンジン回転数を緩やかに変化させる制御を示すグラフ。
【図１２】モード切り替えを行ったときに推移後のモードでのエンジン回転数を予想してエンジン回転数を緩やかに変化させる制御のフローチャート。
【図１３】ＰＴＯクラッチの接続時にエンジン指定回転数を一時的に低下させる制御のタイミングチャート。
【符号の説明】
１１      エンジン
１２      電子ガバナ
２１ 運転席
２２      コントローラ
２５ モード切替スイッチ
２６      変速レバー部
２８      変速レバー
２９      検出センサ
３０      電子ガバナ制御部
３２      スロットル位置センサ
３３      ラック位置センサ
３４      ラックアクチュエータ
３５      エンジン回転数センサ
【図１】
0003823383.tif 000002
【図２】
0003823383.tif 000003
【図３】
0003823383.tif 000004
【図４】
0003823383.tif 000005
【図５】
0003823383.tif 000006
【図６】
0003823383.tif 000007
【図７】
0003823383.tif 000008
【図８】
0003823383.tif 000009
【図９】
0003823383.tif 000010
【図１０】
0003823383.tif 000011
【図１１】
0003823383.tif 000012
【図１２】
0003823383.tif 000013
【図１３】
0003823383.tif 000014