JP2000177419A - 作業車両の前輪増速制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体の旋回時に前輪を増速して旋回速度を速
くする前輪増速制御装置を備えた作業車両に於いて、旋
回内側後輪の制動状態や、ニ駆四駆の切換え状態に応じ
て前輪の増速比率を変更できるようにする。 【解決手段】 前輪増速設定スイッチが自動モードの場
合、走行中のニ駆四駆の切換え状態を読み取り、前輪切
れ角センサによって車体の旋回動作を検出したときは、
四駆状態ではニ駆状態のときよりも前輪の増速比率を増
加する。また、旋回中に後輪の片ブレーキ操作があった
ときは、前輪の増速比率を更に増加する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトラクタや田植機、
芝刈り機等の作業車両の前輪増速制御装置に関するもの
であり、特に、車体の旋回時に前輪を無段階に増速する
ように構成された前輪増速制御装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】トラク
タや田植機、芝刈り機等の作業車両では、後輪へ伝達さ
れる動力を分岐して前輪へ伝達可能に形成するととも
に、ステアリングハンドルの操作量や前輪の切れ角の変
化等により車体の旋回操作を検出し、車体の旋回時には
後輪の周速度よりも前輪の周速度を一定の割合で増速す
ることにより、車体の旋回速度を速くする前輪増速制御
装置を備えたものが知られている。また、前輪増速制御
装置はギヤ式変速機構のみではなく、油圧モータによる
増速装置も知られている。

【０００３】しかし、従来の前輪増速制御装置は後輪に
対する前輪の増速比率が一定であることが多いため、圃
場の状態や後輪の制動状態によっては前輪の増速比率が
低かったり、或いは逆に高すぎる場合がある。例えば、
オペレータが意識的に小回り旋回したい場合は、片ブレ
ーキ操作にて旋回内側の後輪を制動するが、斯かる場合
には後輪を制動しない場合よりも前輪の増速比率を増加
して、急旋回させたい。また、圃場が軟弱な地盤で四駆
走行しているときに車体を旋回する場合は、前輪が地中
に沈んで前輪の増速比率が不足気味となる。

【０００４】一方、前輪を増速させながら車体を旋回し
ている途中で、圃場の状態によっては車体がバウンドし
たり或いは片ブレーキ操作量の変化等により、前輪の回
転数が急上昇したり、エンジンの回転数が低下すること
がある。然るときには、地面に前輪の旋回跡が掘られた
り、エンストを起こす虞がある。

【０００５】そこで、車体の旋回時に前輪を増速して旋
回速度を速くする前輪増速制御装置を備えた作業車両に
於いて、旋回内側後輪の制動状態や、ニ駆四駆の切換え
状態に応じて前輪の増速比率を変更できるようにするた
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、前輪を無段階に増速
する手段と、後輪を左右独立して制動する手段と、二駆
四駆切換手段とを備えるとともに、車体の旋回動作を検
出する手段と、後輪の制動状態を検出する手段とを設
け、車体の旋回中は後輪の周速度よりも前輪の周速度を
増速するようにした四輪駆動可能な作業車両に於いて、
走行中の二駆四駆の切換え状態を読み取り、車体の旋回
動作を検出したときは、四駆状態では二駆状態のときよ
りも前輪の増速比率を増加するように変更するととも
に、旋回中の後輪の制動状態を検出し、旋回内側後輪の
制動があったときは、後輪の制動がないときよりも前輪
の増速比率を更に増加するように構成した作業車両の前
輪増速制御装置、及び、前輪を無段階に増速する手段
と、後輪を左右独立して制動する手段と、二駆四駆切換
手段とを備えるとともに、車体の旋回動作を検出する手
段と、後輪の制動状態を検出する手段とを設け、車体の
旋回中は後輪の周速度よりも前輪の周速度を増速するよ
うにした四輪駆動可能な作業車両に於いて、前輪の回転
数を検出する手段と、エンジンの回転数を検出する手段
を設け、車体の旋回動作を検出したときは、旋回中の前
輪の回転数とエンジンの回転数を読み取り、少なくとも
一方の回転数が所定範囲外へ変動したときは、前輪の増
速比率を減少するように構成した作業車両の前輪増速制
御装置を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従って詳述する。図１は作業車両の一例としてトラ
クタ１０を示し、エンジン１１の動力はミッションケー
ス１２内に収められたギヤ式変速装置１３を介して後輪
１４へ伝達される。車体の後部にはリンク機構１５を介
してロータリ作業機１６が連結されており、エンジン１
１の動力を前記ギヤ式変速装置１３にて分岐し、ＰＴＯ
取出部１７からロータリ作業機１６へ伝達している。

【０００８】前記リンク機構１５はアッパリンク１８と
左右のロワリンク１９，１９とからなり、ミッションケ
ース１２の後上部に回動可能に設けられた左右のリフト
アーム２０，２０の先端部と左右のロワリンク１９，１
９とが、夫々リフトロッド２１，２１を介して連結され
ている。そして、ミッションケース１２の上部に内蔵さ
れたリフトシリンダ２２の伸縮により、前記リフトアー
ム２０，２０が上下に回動すれば、リフトロッド２１，
２１を介してロワリンク１９，１９が上下動する。斯く
して、該リンク機構１５の回動支点であるロワリンク１
９，１９の先端部を回動中心にして、前記ロータリ作業
機１６が昇降する。

【０００９】リフトアーム２０の回動基部にはリフトア
ーム角センサ２３が設けられ、このリフトアーム角セン
サ２３にてリフトアーム２０の回動角を検出し、ロータ
リ作業機１６の昇降高さを演算する。また、ロータリ作
業機１６のリヤカバー２４の回動基部にリヤカバー角セ
ンサ２５が設けられ、このリヤカバー角センサ２５にて
リヤカバー２４の角度を検出し、耕耘爪２６の耕深量を
演算する。

【００１０】一方、運転席３０の近くには、変速レバー
３１や作業機ポジションレバー３２、作業機昇降レバー
３３、前後進切換レバー３４等の各種操作レバーと、左
右の後輪１４，１４を独立して制動する手段として左右
のブレーキペダル３５，３５とが設けられ、更に、ニ駆
四駆切換スイッチ２７、前輪増速設定スイッチ２８をは
じめとする各種スイッチ等が配置されている。

【００１１】また、運転席３０の前方には車体の操舵操
作部であるステアリングハンドル３６が設けられ、該ス
テアリングハンドル３６の回転操作は操舵装置３７へ伝
達され、操舵量に応じて前輪３８が回向する。前輪３８
の操舵量は前輪切れ角センサ３９によって検出される。
尚、前輪３８の駆動部近傍には後述するように、前輪３
８を無段階に増速する手段として油圧式変速装置４０が
設けられている。

【００１２】図２は走行系の動力伝達ブロック図であ
り、エンジン１１の動力は主クラッチ４１により入切り
され、ギヤ式変速装置１３を構成する前後進切換機１３
ａ、主変速機１３ｂ、副変速機１３ｃによって回転方向
を変向或いは回転速度を変速された後に後輪１４へ伝達
される。また、ギヤ式変速装置１３から動力を分岐し、
分岐された動力は４ＷＤクラッチ４２及びワンウェイク
ラッチ４３を経て前輪３８へ伝達される。

【００１３】ここで、ワンウェイクラッチ４３は、ギヤ
式変速装置１３から分岐された動力と、油圧式変速装置
４０から分岐された動力の何れか一方を選択して前輪３
８へ伝達するものであり、車体の旋回時には油圧式変速
装置４０からの動力を優先して前輪３８へ伝達し、その
ときはギヤ式変速装置１３からの伝達経路が付き回りし
ないように構成されている。尚、符号４４は前輪の回転
数を検出する手段である前輪回転数センサであり、この
前輪回転数センサ４４の検出値から後述のコントローラ
６０にて前輪３８の周速度を演算する。また、５４はエ
ンジンの回転数を検出する手段であるエンジン回転数セ
ンサであり、このエンジン回転数センサ５４の検出値か
らコントローラ６０にてエンジンの回転数を演算する。

【００１４】図３は油圧式変速装置４０の回路を示し、
該油圧式変速装置４０の油圧ポンプ４５は容量可変形で
あり、前記前後進切換レバー３４の操作により後述のコ
ントローラ６０が車体の進行方向を検出し、これに対応
して電磁制御弁４６の前輪正転用ソレノイドＳ１または
前輪逆転用ソレノイドＳ２へ指令信号を出力することに
より、該電磁制御弁４６を前輪正転位置４６ａまたは前
輪逆転位置４６ｂへ切換えて、前輪３８の周速度を変速
するアクチュエータである油圧モータ４７を正転駆動ま
たは逆転駆動する。

【００１５】尚、前記油圧ポンプ４５は電動モータ４８
の駆動により傾転角が変化し、該油圧ポンプ４５の吐出
量を増減することによって油圧モータ４７の回転速度を
変更できる。即ち、油圧モータ４７に接続したギヤ機構
４９を介して前輪３８を無段階に変速できるように形成
してある。また、符号５０はブレーキ回路であり、電磁
制御弁４６を中立位置４６ｃへ戻したときに油圧モータ
４７の出口側と入口側の圧力差を解消して、速やかに油
圧モータ４７を停止させる。

【００１６】次に、本発明の前輪増速制御装置について
更に説明する。図４は前輪増速制御系のブロック図であ
り、ニ駆四駆切換手段としてのニ駆四駆切換スイッチ２
７の信号はコントローラ６０へ入力され、この信号に応
じてコントローラ６０から電磁制御弁５１へ制御信号が
出力され、前記４ＷＤクラッチ４２が入り切りされて、
トラクタ１０の走行モードがニ駆走行または四駆走行に
設定される。前輪増速制御装置の設定手段である前輪増
速設定スイッチ２８の信号がコントローラ６０へ入力さ
れると、この信号に応じて前輪増速制御が自動モードま
たは手動モードに切り換わり、手動モードの場合はオペ
レータが前輪の増速比率を任意に設定することができ
る。

【００１７】車体の旋回動作を検出する手段である前輪
切れ角センサ３９の信号がコントローラ６０へ入力され
ると、コントローラ６０では電磁制御弁４６へ制御信号
を出力して油圧ポンプ４５の吐出油を油圧モータ４７へ
供給し、前記油圧式変速装置４０を作動させて前輪３８
を増速駆動する。また、ニ駆四駆切換スイッチ２７の設
定状態や後輪１４の制動状態等により、電動モータ４８
へ制御信号を出力して油圧ポンプ４５の傾転角を調整
し、該油圧ポンプ４５の吐出量を変えて、油圧モータ４
７の回転速度即ち前輪３８の回転速度を無段階に変速す
る。

【００１８】そして、前輪回転数センサ４４の検出値か
らコントローラ６０にて前輪３８の周速度を演算し、エ
ンジン回転数センサ５４の検出値からエンジン１１の回
転数を演算する。また、後輪１４の制動状態を検出する
手段として左右のブレーキセンサ５５，５６を設け、左
右のブレーキ装置を作動させるブレーキアーム（図示せ
ず）の動きから、制動の有無とブレーキ操作量とを検出
する。

【００１９】次に、図５のフローチャートに従い、請求
項１記載の発明について説明する。先ず各種スイッチや
センサ等の状態を読み込み（ステップ１）、前輪増速設
定スイッチ２８が自動モードに設定されている場合はス
テップ２からステップ３へ進む。ニ駆四駆スイッチ２７
がニ駆モードに設定されているときはステップ３からス
テップ４へ進み、ニ駆四駆スイッチ２７が四駆モードに
設定されているときはステップ３からステップ８へ進
む。

【００２０】いま、ニ駆モードで直進している場合に、
前輪切れ角センサ３９の検出値から車体が旋回動作に入
ったと判断したときは（ステップ４）、旋回内側の後輪
１４に対して片ブレーキ操作があるかどうかを判別する
（ステップ５）。ニ駆モードで旋回中に片ブレーキ操作
があったときは、オペレータが小回り旋回したい状況で
あると判断し、ステップ６へ進んで前輪の増速比率を
「大」（例えば後輪の周速度の約1.7倍）にする。これ
に対して、ニ駆モードで旋回中に片ブレーキ操作がない
ときは、オペレータが小回りする意図がない状況である
と判断し、ステップ７へ進んで前輪の増速比率を「小」
（例えば後輪の周速度の約1.4倍）にする。

【００２１】一方、四駆モードで直進している場合に、
前輪切れ角センサ３９の検出値から車体が旋回動作に入
ったと判断したときは（ステップ８）、旋回内側の後輪
１４に対して片ブレーキ操作があるかどうかを判別し
（ステップ９）、四駆モードで旋回中に片ブレーキ操作
があったときは、軟弱地盤で前輪３８が地中に沈みやす
い状態で且つ小回り旋回したい状況であると判断し、ス
テップ１０へ進んで前輪の増速比率を「最大」（例えば
後輪の周速度の約2.6倍）にする。これに対して、四駆
モードで旋回中に片ブレーキ操作がないときは、オペレ
ータが小回りする意図がない状況であると判断し、ステ
ップ１１へ進んで前輪の増速比率を「中」（例えば後輪
の周速度の約1.5倍）にする。

【００２２】尚、ステップ５またはステップ９にて片ブ
レーキ操作があったとき、左右のブレーキセンサ５５，
５６にて検出されたブレーキの操作量に応じて、図６に
示すように、前輪の増速比率を無段階に変更することも
できる。ニ駆走行で旋回時に片ブレーキ操作があったと
きは、鎖線で示すように、ブレーキ操作量の増加に伴っ
て前輪の増速比率を増大させ、ブレーキロック状態のと
きに増速比率が最大で例えば約1.7倍になるように制御
する。これに対して、四駆走行で旋回時に片ブレーキ操
作があったときは、実線で示すように、ブレーキ操作量
の増加に伴って前輪の増速比率を増大させ、ブレーキロ
ック状態のときに増速比率が最大で例えば約2.6倍にな
るように制御する。

【００２３】また、図５のフローチャートに於けるステ
ップ２にて、前輪増速設定スイッチ２８が手動モードに
設定されている場合は、オペレータが前輪増速設定スイ
ッチ２８を操作して所望の増速比率（例えば1.8倍）に
セットすることにより、前記油圧ポンプ４５の傾転角が
変更されて、前輪の増速比率を指定された比率に設定で
きる（ステップ１２）。

【００２４】このように、前輪増速設定スイッチ２８が
自動モードに設定された場合は、車体がニ駆走行か四駆
走行かによって前輪増速制御を異にするとともに、車体
の旋回時に旋回内側の後輪１４に対する片ブレーキ操作
の状態を検出して、前輪の増速比率を変更することによ
り、圃場の状態やオペレータの意図する旋回状況に適合
した増速比率にて旋回することができる。尚、前輪３８
の切れ角の大小と後輪１４の片ブレーキ操作により、左
右の後輪の回転差が変化するので、この回転差を検出す
ることによって、片ブレーキの操作量を演算することも
できる。

【００２５】次に、図７のフローチャートに従い、請求
項２記載の発明について説明する。先ず前輪増速制御に
て車体が旋回した回数を計測するカウンタＡと、増速比
率を標準の「大」から「小」に設定変更した回数を計測
するカウンタＢを０にセットする（ステップ１０１）。
続いて各種スイッチやセンサ等の状態を読み込み（ステ
ップ１０２）、前輪の増速比率を標準の「大」（例えば
後輪の周速度の約２倍）に設定する。

【００２６】そして、前輪切れ角センサ３９の検出値か
ら車体が旋回動作に入ったと判断したときは（ステップ
１０４）、前記カウンタＡに１を加算し（ステップ１０
５）、前輪回転数センサ４４にて前輪の回転数を検出す
るとともに（ステップ１０６）、エンジン回転数センサ
５４にてエンジンの回転数を検出する（ステップ１０
７）。

【００２７】ここで、前輪３８を増速しながら車体を旋
回させている途中で、圃場の凹凸による車体のバウンド
や片ブレーキ操作量の変化等によって、前輪３８が地面
から浮き上がったり地中に沈み込んだりすることがあ
る。然るときは、前輪３８の空転で前輪の回転数が急上
昇したり、或いは、前輪３８の沈み込みにより負荷が増
大してエンジンの回転数が低下する。このため、地面に
前輪３８の旋回跡が掘られたり、エンストを起こす虞が
ある。従って、前輪の回転数またはエンジンの回転数の
うち、少なくとも一方の回転数が増減して所定範囲外へ
変動したときは、前輪の増速比率を標準よりも小さい
「小」（例えば後輪の周速度の約1.5倍）へ設定変更し
（ステップ１０８）、前記カウンタＢに１を加算する
（ステップ１０９）。

【００２８】例えば、図８に示すように、車体が旋回を
開始して前輪の増速比率を「大」に設定した後、一点鎖
線で示す後輪の回転数に対して、実線で示す前輪の回転
数が増減して所定範囲ΔＨ以上変動したときは、前輪の
増速比率を「小」に変更することにより、二点鎖線で示
すように前輪の回転数を適正な回転に修正することがで
きる。

【００２９】そして、図７のフローチャートに於いて、
カウンタＡが所定回数Ｘ（例えばＸ＝１０）に達するま
では（ステップ１１０）、ステップ１０２へ戻って上記
制御を繰り返し、カウンタＡ即ち前輪増速制御による車
体の旋回回数がＸ回以上になった場合は、カウンタＢが
所定回数Ｙ（例えばＹ＝８）に達したかどうかを判別す
る（ステップ１１１）。カウンタＢがＹ以上になった場
合、即ち、前輪増速制御による車体の旋回回数のうち、
その８割以上の旋回中に前輪の回転数またはエンジンの
回転数が所定範囲外へ変動したような場合は、その圃場
では高速旋回が適していないと判断できるため、それ以
降の旋回時には前輪の増速比率を「小」に保持する（ス
テップ１１２）。

【００３０】斯くして、圃場の地質や片ブレーキ操作等
の条件の変化に左右されることなく、安定した前輪増速
制御を実施することができ、地面に前輪３８の旋回跡が
掘られたり、エンストを起こす等の不具合を解消でき
る。

【００３１】尚、上述した前輪増速制御装置は、トラク
タ１０のエンジン１１を停止する操作があったときは、
その停止操作から一定時間経過後に、自動的に前輪増速
制御装置の回路をオフにするように構成してある。従っ
て、次にエンジン１１を始動したときには、オペレータ
が意識的に前輪増速設定スイッチ２８をオンするまでは
前輪増速制御装置が作動せず、例えばエンジン始動直後
に道路走行して車体を旋回した場合に、オペレータの意
図に反して前輪が不慮増速されるようなことはない。

【００３２】而して、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。

【００３３】

【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、請求項１記載の発明は、車体の旋回時に前輪の周
速度を無段階に増速させるとともに、走行中のニ駆四駆
の切換え状態と旋回中の後輪の制動状態とにより、前輪
の増速比率を増加するようにしたので、圃場の状態やオ
ペレータの意図する旋回状況に適合した増速比率にて旋
回することができる。

【００３４】また、請求項２記載の発明は、車体の旋回
時に前輪の周速度を無段階に増速させるとともに、旋回
中に前輪の回転数とエンジンの回転数を検出し、少なく
とも一方の回転数が所定範囲外へ変動したときは、前輪
の増速比率を減少するようにしたので、前輪の回転変動
による旋回跡の発生を防止できるとともにエンストの防
止にも寄与できる。

【００３５】斯くして、圃場の地質や片ブレーキ操作等
の条件の変化に左右されることなく、安定した前輪増速
制御を実施することが可能となった。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施の形態を示すものである。

【図１】トラクタの側面図。

【図２】走行系の動力伝達ブロック図。

【図３】油圧式変速装置の回路図。

【図４】制御系のブロック図。

【図５】請求項１記載の前輪増速制御装置の制御手順を
示すフローチャート。

【図６】ブレーキ操作量と増速比率の関係を示すグラ
フ。

【図７】請求項２記載の前輪増速制御装置の制御手順を
示すフローチャート。

【図８】前輪の回転数の変動を示すグラフ。

【符号の説明】

１０ トラクタ １１ エンジン １４ 後輪 ２７ ニ駆四駆切換スイッチ ２８ 前輪増速設定スイッチ ３５ ブレーキペダル ３８ 前輪 ３９ 前輪切れ角センサ ４０ 油圧式変速装置 ４４ 前輪回転数センサ ５４ エンジン回転数センサ ５５ 左ブレーキセンサ ５６ 右ブレーキセンサ ６０ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 山崎 俊明 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 石井 尚彦 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 永野 良太 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 Ｆターム(参考） 3D036 GA12 GB05 GD01 GG42 GG47 GG48 GH20 GJ12 GJ13 3D043 AA03 AB11 AB12 BA06 BC05 CB04 EA02 EA16 EE02 EE08 EE09 EE12 EE18 EF15

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪を無段階に増速する手段と、後輪を
   左右独立して制動する手段と、二駆四駆切換手段とを備
   えるとともに、車体の旋回動作を検出する手段と、後輪
   の制動状態を検出する手段とを設け、車体の旋回中は後
   輪の周速度よりも前輪の周速度を増速するようにした四
   輪駆動可能な作業車両に於いて、走行中の二駆四駆の切
   換え状態を読み取り、車体の旋回動作を検出したとき
   は、四駆状態では二駆状態のときよりも前輪の増速比率
   を増加するように変更するとともに、旋回中の後輪の制
   動状態を検出し、旋回内側後輪の制動があったときは、
   後輪の制動がないときよりも前輪の増速比率を更に増加
   するように構成したことを特徴とする作業車両の前輪増
   速制御装置。
2. 【請求項２】 前輪を無段階に増速する手段と、後輪を
   左右独立して制動する手段と、二駆四駆切換手段とを備
   えるとともに、車体の旋回動作を検出する手段と、後輪
   の制動状態を検出する手段とを設け、車体の旋回中は後
   輪の周速度よりも前輪の周速度を増速するようにした四
   輪駆動可能な作業車両に於いて、前輪の回転数を検出す
   る手段と、エンジンの回転数を検出する手段を設け、車
   体の旋回動作を検出したときは、旋回中の前輪の回転数
   とエンジンの回転数を読み取り、少なくとも一方の回転
   数が所定範囲外へ変動したときは、前輪の増速比率を減
   少するように構成したことを特徴とする作業車両の前輪
   増速制御装置。