JP2001088734A - 作業車両の操向制御装置 - Google Patents

作業車両の操向制御装置

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JP2001088734A
JP2001088734A JP26617899A JP26617899A JP2001088734A JP 2001088734 A JP2001088734 A JP 2001088734A JP 26617899 A JP26617899 A JP 26617899A JP 26617899 A JP26617899 A JP 26617899A JP 2001088734 A JP2001088734 A JP 2001088734A
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良孝 谷
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 通常の全油圧式パワーステアリング装置を変
更して操向輪の操向速度を変更できるように改良する場
合に、現在の搭載部品を利用して追加部品を極力少なく
し、改良作業を簡単にしてコストダウンを図る。 【解決手段】 油圧コントローラ42とステアリングシ
リンダ43とを結ぶ油路51a,51bに合流路50を
設け、この合流路50をメインポンプ45からリフトシ
リンダ21へ通じる油路49に接続する。該合流路50
の途中に切替バルブ52を設け、左右のブレーキシリン
ダ48a,48bの圧力油によって該切替バルブ52を
開閉自在にする。機体旋回時の片ブレーキにより切替バ
ルブ52が開放されたとき、メインポンプ45から吐出
した圧力油が合流路50を経て油路51aまたは51b
に導出され、ステアリングシリンダ43への供給油量が
増加して前輪7,7の操向速度が速くなる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は作業車両の操向制御
装置に関するものであり、特に、ステアリングハンドル
の操作に応じて操向輪の作動を変更可能にする全油圧式
パワーステアリング装置を備えた作業車両の操向制御装
置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】一般に、トラクタや田植え機或いはブル
ドーザ等の作業車両には全油圧式パワーステアリング装
置が備えられており、ステアリングハンドルの操作に応
じて油圧コントローラからステアリングシリンダへ圧力
油を供給し、操向輪の作動を変更して軽快なステアリン
グ操作を行えるようにしている。
【0003】前記全油圧式パワーステアリング装置で
は、標準的と思われるステアリング操作感度に合わせて
ステアリングハンドルの回転数(ロック・トゥ・ロッ
ク)を設定してあり、通常ではステアリング操作に対す
る操向輪の切れ角を変更することはできない。例えば、
トラクタのステアリングハンドルの回転数が2回転に設
定されている場合、トラクタが圃場の端部でUターンす
る際に、ステアリングハンドルを左右何れかのロック位
置まで操作するのに時間を要すれば、これに比例して操
向輪の切れ角変化が遅くなる。然るときは、機体の旋回
半径が大きくなるとともに旋回時間が長くなって作業効
率が低下する。
【0004】この不具合を解消するために、前記油圧コ
ントローラとステアリングシリンダとの間に補助バルブ
を設け、該補助バルブを介してステアリングシリンダへ
圧力油を供給する操向制御装置を備えた作業車両が知ら
れている。ステアリングハンドルの回転角や操作速度が
所定値以上になったときは、該補助バルブを切り替えて
他の回路から圧力油を合流し、ステアリングシリンダへ
の供給油量を増加して作動速度を高くすることにより、
操向輪の操向速度を速くして機体の急旋回を可能にして
いる。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】従来、操向輪の操向速
度を変化できるようにした操向制御装置は、補助バルブ
を動かすための電気回路や油圧回路を別途設ける必要が
あり、通常の操向速度に対応した全油圧式パワーステア
リング装置を変更する場合は、変更作業が煩雑で且つ追
加部品によるコストアップが問題となる。
【0006】そこで、通常の全油圧式パワーステアリン
グ装置を変更して操向輪の操向速度を変更できるように
改良する場合に、現在の搭載部品を利用して追加部品を
極力少なくし、改良作業を簡単にしてコストダウンを図
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。
【0007】
【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、左右後輪のブレーキ
装置と、該左右のブレーキ装置を夫々独立して制動させ
るブレーキ用油圧アクチュエータと、機体の旋回操作を
検出する手段とを備え、機体の旋回操作に連動し旋回内
側のブレーキ用油圧アクチュエータを作動して後輪を制
動させる旋回制御装置を備えた作業車両であって、機体
の操舵用油圧アクチュエータと全油圧式パワーステアリ
ング装置との間の油路には、操舵用油圧アクチュエータ
の作動量を変更すべく該操舵用油圧アクチュエータへ流
入する圧力油を他の油路から補足する合流路若しくは他
の油路へ分岐させる分岐路を設け、この合流路若しくは
分岐路を前記ブレーキ用油圧アクチュエータの作動圧を
パイロット圧として切り替わる切替バルブによって開閉
するように構成した作業車両の操向制御装置、及び、左
右後輪のブレーキ装置と、該左右のブレーキ装置を夫々
独立して制動させるブレーキ用油圧アクチュエータと、
機体の旋回操作を検出する手段とを備え、機体の一端部
には、作業機と、該作業機の高さを変更させる作業機昇
降用油圧アクチュエータと、該作業機の左右ローリング
姿勢を変更させる作業機ローリング用油圧アクチュエー
タとを備え、機体の旋回操作に連動し旋回内側のブレー
キ用油圧アクチュエータを作動して後輪を制動させると
ともに、前記作業機を所定高さに上昇させる旋回制御装
置を備えた作業車両であって、機体の操舵用油圧アクチ
ュエータと全油圧式パワーステアリング装置との間の油
路には、操舵用油圧アクチュエータの作動量を変更すべ
く前記作業機昇降用油圧アクチュエータ若しくは作業機
ローリング用油圧アクチュエータの圧力油の一部を該操
舵用油圧アクチュエータへ合流させる合流路を設け、該
合流路を前記機体の旋回操作に連動して開閉するように
構成した作業車両の操向制御装置を提供するものであ
る。
【0008】
【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1を示し、機体2の前部にエンジン3を搭載し、エ
ンジン3の動力はミッションケース5内に設けられた変
速装置により減速されて、後輪6,6と前輪7,7が駆
動される。また、ミッションケース5内で走行系動力か
らPTO系動力を分岐してPTO軸8に伝達する。前記
エンジン3の近傍位置にエンジン回転数センサ9を設け
てエンジン回転数を検出する。
【0009】一方、機体2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、このリン
ク機構15はトップリンク17と左右のロワーリンク1
8,18からなる3点リンク方式であり、左右のリフト
アーム19,19の先端と左右のロワーリンク18、1
8とが夫々リフトロッド20,20にて連結されてい
る。
【0010】そして、ミッションケース5の上部に設け
られたリフトシリンダ21の作動によりリフトアーム1
9を回動すれば、前記ロワーリンク18が上下動してロ
ータリ作業機16が昇降する。リフトアーム19の回動
角はリフトアームセンサ22にて検出する。また、ロー
タリ作業機16のメインカバー23の後端にリヤカバー
24を回動自在に取り付け、デプスセンサ25によりリ
ヤカバー24の回動角を検出する。
【0011】ここで、運転席28の側部にはコンソール
ボックス29が設置されており、このコンソールボック
ス29にポジションレバー30を取り付けるとともに、
耕深設定ダイヤルをはじめとして四駆切替スイッチやP
TOスイッチなど各種スイッチが設けられている。運転
席28の下部には車速センサ33を設け、トラクタ1の
走行速度を検出する。
【0012】また、ステアリングハンドル34の近傍位
置に前後進切替レバー35を設けるとともに、操舵角を
検出する手段としてステアリングシャフト36に操舵角
センサ37を装着し、ステアリングハンドル34の回転
操作を検出する。尚、図示は省略するが、ピットマンア
ームまたはナックルアームの回転角を読み取るセンサを
設け、このセンサによって操舵角を検出するようにして
もよい。
【0013】更に、運転フロアに設けられたブレーキペ
ダル38の回動基部にブレーキスイッチ39を設け、こ
のブレーキスイッチ39によってブレーキ操作の有無を
検出する。そして、後述するコントローラ55が、前記
操舵角センサ37の検出により機体2が旋回動作に入っ
たと判断したときは、旋回制御装置が作動してロータリ
作業機16を上昇させ、旋回内側のブレーキを自動的に
作動させるとともに前輪7,7の回転を増速して、機体
2の旋回半径が小さくなるように制御する。
【0014】図2は請求項1記載の発明の操向制御装置
の回路を示し、40は全油圧式パワーステアリング装置
であり、該全油圧式パワーステアリング装置40は油圧
ポンプ41と、油圧コントローラ42と、操舵用油圧ア
クチュエータであるステアリングシリンダ43等から構
成され、前記油圧ポンプ41から吐出された圧力油は、
ステアリングハンドル34の操作に応じて油圧コントロ
ーラ42にて制御され、油路51a,51bを経てステ
アリングシリンダ43へ供給され、操向輪である前輪
7,7の作動を変更可能にしてある。
【0015】一方、メインポンプ45から吐出された圧
力油は、メインバルブ46を経て作業機昇降用油圧アク
チュエータであるリフトシリンダ21に供給される。ま
た、メインポンプ45の圧力油はブレーキバルブ47を
経て左右のブレーキ用油圧アクチュエータであるブレー
キシリンダ48a,48bに供給され、該ブレーキシリ
ンダ48aまたは48bが駆動された旋回内側の後輪
6、或いは左右双方の後輪6,6が制動される。
【0016】ここで、前記油圧コントローラ42とステ
アリングシリンダ43とを結ぶ油路51a,51bに
は、操舵用油圧アクチュエータの作動量を変更すべく該
ステアリングシリンダ43へ流入する圧力油を他の油路
から補足する合流路として合流路50の一端50b,5
0cを接続し、前記メインバルブ46へ圧力油を供給す
る油路49に該合流路50の他端50aを接続するとと
もに、該合流路50の途中に切替バルブ52を介装す
る。この切替バルブ52は3ポート3位置のパイロット
式バルブであり、前記左右のブレーキバルブ48a,4
8bに供給される圧力油をパイロット圧として、前記油
路49と油路51aまたは51bとを連通させる。
【0017】例えば、機体2が左側へ旋回した場合は操
舵角センサ37によりコントローラ55が機体2の旋回
を検出し、旋回制御装置が作動してロータリ作業機16
を上昇させるとともに、旋回内側のブレーキを自動的に
作動させる。即ち、前記メインバルブ46が開いてリフ
トシリンダ21が駆動され、且つ、ブレーキバルブ47
が開いて左ブレーキシリンダ48aが駆動される。然る
ときは、左ブレーキシリンダ48aに供給される圧力油
の一部が、パイロット油路53aから前記切替バルブ5
2の一方のパイロットポートに作用し、該切替バルブ5
2が(イ)の位置に切り替わる。
【0018】従って、メインバルブ46を通過してリフ
トシリンダ21へ供給される圧力油の一部が、該切替バ
ルブ52の(イ)の位置を通過して合流路の一端50c
から油路51bへ合流し、一方のシリンダポート43b
への供給油量が増加してステアリングシリンダ43の作
動速度が速くなり、ステアリングハンドル34の操作に
対して通常より速い速度で前輪7,7が左側へ操向す
る。これとは逆に、機体2が左側へ旋回した場合は、上
記とは対称的な作動にて、右ブレーキシリンダ48bが
駆動される圧力油にて切替バルブ52が(ロ)の位置に
切り替わり、リフトシリンダ21へ供給される圧力油の
一部が、該切替バルブ52の(ロ)の位置を通過して合
流路の一端50bから油路51aへ合流し、他方のシリ
ンダポート43aへの供給油量が増加してステアリング
シリンダ43の作動速度が速くなる。
【0019】このように、旋回時のオートブレーキ回路
を利用して、リフトシリンダ21への圧力油の一部をス
テアリングシリンダ43へ合流させることにより、前輪
7,7の操向速度を速くすることができ、現在の搭載部
品を利用して追加部品を極力少なくし、操向制御装置の
改良作業を簡単に行うことができる。
【0020】図3は他の実施の形態を示し、図2に示し
た回路と同一部分の説明は省略する。前記油圧コントロ
ーラ42とステアリングシリンダ43とを結ぶ油路51
a,51bの途中に、2ポート2位置の切替バルブ56
a,56bを設ける。該切替バルブ56a,56bは、
通常時は通過流量の一部を絞り57を介してタンク58
に分岐する位置(ハ)にあり、左右のブレーキシリンダ
48a,48bが駆動されたときに、その圧力油をパイ
ロット圧として全量を通過させる位置(ニ)に切り替わ
るように形成されている。
【0021】従って、通常のステアリングハンドル操作
時は、前記ステアリングシリンダ43への供給油量が小
となって前輪7,7の操向速度が緩慢となり、旋回内側
の片ブレーキ動作があったときは、切替バルブ56aま
たは56bが(ニ)の位置に切り替わり、前記ステアリ
ングシリンダ43への供給油量が大となって前輪7,7
の操向速度が速くなる。このように、現在搭載されてい
るブレーキシリンダ48a,48bの油圧回路を利用す
ることにより、電気的な制御回路を追加することなく、
簡単な改良作業にて前輪7,7の操向速度を速くするこ
とができる。
【0022】また、図4に示すように、前記左右のブレ
ーキシリンダ48a,48bに供給される圧力油を分岐
し、チェックバルブ59,59を介して油路51a,5
1bに合流させることにより、ステアリングハンドル3
4の操作に連動して片ブレーキがかかったときに、旋回
内側のブレーキシリンダ48aまたは48bへの圧力油
の一部がチェック弁59を通過してステアリングシリン
ダ43へ合流し、前輪7,7の操向速度が速くなる。
【0023】図5は請求項2記載の発明の操向制御装置
の回路を示し、図2に示した回路と同一部分の説明は省
略する。60は作業機の左右ローリング姿勢を変更して
水平制御を行うための作業機ローリング用油圧アクチュ
エータとしてのローリングシリンダであり、メインポン
プ45から吐出された圧力油はローリングバルブ61に
て流量と方向がが制御され、油路62を通ってローリン
グシリンダ60に供給される。該ローリングシリンダ6
0へ圧力油を供給する油路62の途中に切替バルブ63
を設け、該切替バルブ63の2次側に合流路64a,6
4bの一端部を接続するとともに、この合流路64a,
64bの他端部を夫々前記油圧コントローラ42とステ
アリングシリンダ43とを結ぶ油路51a,51bに接
続する。該切替バルブ63は6ポート2位置のソレノイ
ド式であり、通常時はローリングシリンダ60とローリ
ングバルブ61とを連通する位置(ホ)にあり、コント
ローラ55からの信号によって合流路64a,64bに
連通する位置(ヘ)に切り替わる。
【0024】図5及び図6に従って操向制御の手順を更
に詳述すれば、前記切替バルブ63は初期状態で(ホ)
の位置にあり、水平制御を行っている場合は(Step
1)、コントローラ55にてローリングバルブ61を
(ト)の位置または(チ)の位置に切り替え(Step
2)、ローリングシリンダ60を伸縮駆動してローリン
グ角を調整する。そして、コントローラ55が操舵角セ
ンサ37の検出値から旋回動作ありと判断したときは
(Step3)、前記切替バルブ63を(へ)の位置に切り
替えてメインポンプ45と合流路64aまたは64bと
を連通させる(Step4)。従って、メインポンプ45の
圧力油が合流路64aまたは64bを通って油路51a
または51bに合流し、ステアリングシリンダ43への
供給油量が増加して前輪7,7の操向速度が速くなる。
機体2の旋回が進んで操舵角が最大になったとき(Step
5)、前記切替バルブ63を(ホ)の位置に戻せば(Ste
p6)、メインポンプ45の圧力油がステアリングシリン
ダ43に供給されなくなり、前輪の操向速度が通常の速
さに復帰する。
【0025】例えば、機体2の直進時に、水平制御にて
ローリングシリンダ60を収縮すべくローリングバルブ
61を(ト)の位置に切り替えている場合、機体が右側
へ旋回したときは、コントローラ55が機体2の右旋回
動作を検出して切替バルブ63を(ヘ)の位置に切り替
える。従って、メインポンプ45から吐出された圧力油
はローリングバルブ61の(ト)の位置を通過した後
に、該切替バルブ63の(へ)の位置から合流路64a
へ導出され、前記油圧コントローラ42とステアリング
シリンダ43とを結ぶ油路51aに合流し、一方のシリ
ンダポート43aへの供給油量が増加してステアリング
シリンダ43の作動速度が速くなり、ステアリングハン
ドル34の操作に対して通常より速い速度で前輪7,7
が右側へ操向する。
【0026】一方、機体2の直進時に、水平制御にてロ
ーリングシリンダ60を伸長すべくローリングバルブ6
1を(チ)の位置に切り替えている場合、機体が左側へ
旋回したときは、コントローラ55が機体2の左旋回を
検出して切替バルブ63を(ヘ)の位置に切り替える。
従って、メインポンプ45から吐出された圧力油はロー
リングバルブ61の(チ)の位置を通過した後に、該切
替バルブ63の(へ)の位置から合流路64bへ導出さ
れ、前記ステアリングシリンダ43と油圧コントローラ
42とを結ぶ油路51bに合流し、一方のシリンダポー
ト43bへの供給油量が増加してステアリングシリンダ
43の作動速度が速くなり、ステアリングハンドル34
の操作に対して通常より速い速度で前輪7,7が左側へ
操向する。
【0027】このように、水平制御を行っている場合に
機体2が旋回したときは、旋回時にあまり必要とされな
いローリングシリンダ60への水平制御を中断し、操向
制御装置を優先して作動させることにより、全油圧式パ
ワーステアリング装置40の作動遅れが解消される。
尚、前記切替バルブ63を予めローリングバルブ61内
に設けて一体型のローリングバルブ61Aを形成してお
くことにより、改良作業を一層簡素化することも可能で
ある。
【0028】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。
【0029】
【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記載の発明は操舵用油圧アクチュエータ
と全油圧式パワーステアリング装置との間に他の油路か
ら圧力油を補足する合流路を設け、この合流路をブレー
キ用油圧アクチュエータの作動圧をパイロット圧として
切り替わる切替バルブによって開閉することにより、操
舵用油圧アクチュエータへ流入する圧力油の流量を変え
て操舵用油圧アクチュエータの作動量を変更するように
している。従って、機体旋回時には左右のブレーキ操作
と連動して操舵用油圧アクチュエータへの供給油量が増
加し、確実に操向輪の操向速度を速くすることができ
る。
【0030】即ち、旋回時に片ブレーキ作動のみではな
く操向輪の操向速度も速くなるので、旋回時間が短縮さ
れて作業効率が向上する。また、旋回時に操向速度のみ
が速くなるのではなくブレーキ作動を伴うため、操向輪
による土押しが発生することがなく、圃場を荒らす不具
合がなくなる。そして、装置を変更する場合に電気回路
を新たに設置する必要がなく、既存の油圧回路を僅かに
変更するのみで操向輪の操向速度を変更することができ
る。
【0031】請求項2記載の発明は操舵用油圧アクチュ
エータと全油圧式パワーステアリング装置との間に作業
機昇降用油圧アクチュエータ若しくは作業機ローリング
用油圧アクチュエータの圧力油の一部を合流させる合流
路を設け、機体の旋回操作に連動して操舵用油圧アクチ
ュエータへの供給油量を増加して操向輪の操向速度を速
くしている。旋回時にあまり必要とされない作業機昇降
用油圧アクチュエータ若しくは作業機ローリング用油圧
アクチュエータへの圧力油を利用することにより、既存
の装置に僅かの部品を追加するのみで操向輪の操向速度
を変更することができる。また、機体旋回時に作業機の
作動速度を減速または停止させることにより、機体の旋
回操作を向上させることができる。
【0032】このように、請求項1及び2記載の発明
は、何れも現在の搭載部品を利用して追加部品を極力少
なくし、改良作業を簡単にしてコストダウンを図ること
が可能である等、正に諸種の効果を奏する発明である。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の一実施の形態を示し、作業車両の一例
であるトラクタの側面図。
【図2】請求項1記載の発明の一実施形態を示す回路
図。
【図3】請求項1記載の発明の他の実施形態を示す回路
図。
【図4】請求項1記載の発明の更に他の実施形態を示す
回路図。
【図5】請求項2記載の発明の一実施形態を示す回路
図。
【図6】請求項2記載の発明の一実施形態を示すフロー
チャート。
【符号の説明】
1 トラクタ 2 機体 21 リフトシリンダ 34 ステアリングハンドル 40 全油圧式パワーステアリング装置 41 油圧ポンプ 42 油圧コントローラ 43 ステアリングシリンダ 45 メインポンプ 46 メインバルブ 47 ブレーキバルブ 48a,48b ブレーキシリンダ 49 油路 50 合流路 51a,51b 油路 52 切替バルブ 53a,53b パイロット油路 55 コントローラ 60 ローリングシリンダ 61,61A ローリングバルブ 62 油路 63 切替バルブ 64a,64b 合流路
フロントページの続き Fターム(参考) 2B043 AA04 AB08 AB15 BA02 BB03 DB06 DB09 DB17 DB18 DB19 2B304 KA02 KA03 KA08 KA12 LA02 LA06 LB05 LB15 LC05 MA01 MA02 MA08 MB03 PA02 PC15 PD06 PD14 PD17 PD25 PD31 QA04 QB02 QC04 RA01 RA05 RA25 3D052 AA02 AA05 AA16 BB08 DD01 DD03 EE02 EE03 FF01 GG03 HH01 HH02 JJ17 JJ21 JJ23 JJ25 JJ31

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 左右後輪のブレーキ装置と、該左右のブ
    レーキ装置を夫々独立して制動させるブレーキ用油圧ア
    クチュエータと、機体の旋回操作を検出する手段とを備
    え、機体の旋回操作に連動し旋回内側のブレーキ用油圧
    アクチュエータを作動して後輪を制動させる旋回制御装
    置を備えた作業車両であって、機体の操舵用油圧アクチ
    ュエータと全油圧式パワーステアリング装置との間の油
    路には、操舵用油圧アクチュエータの作動量を変更すべ
    く該操舵用油圧アクチュエータへ流入する圧力油を他の
    油路から補足する合流路若しくは他の油路へ分岐させる
    分岐路を設け、この合流路若しくは分岐路を前記ブレー
    キ用油圧アクチュエータの作動圧をパイロット圧として
    切り替わる切替バルブによって開閉するように構成した
    ことを特徴とする作業車両の操向制御装置。
  2. 【請求項2】 左右後輪のブレーキ装置と、該左右のブ
    レーキ装置を夫々独立して制動させるブレーキ用油圧ア
    クチュエータと、機体の旋回操作を検出する手段とを備
    え、機体の一端部には、作業機と、該作業機の高さを変
    更させる作業機昇降用油圧アクチュエータと、該作業機
    の左右ローリング姿勢を変更させる作業機ローリング用
    油圧アクチュエータとを備え、機体の旋回操作に連動し
    旋回内側のブレーキ用油圧アクチュエータを作動して後
    輪を制動させるとともに、前記作業機を所定高さに上昇
    させる旋回制御装置を備えた作業車両であって、機体の
    操舵用油圧アクチュエータと全油圧式パワーステアリン
    グ装置との間の油路には、操舵用油圧アクチュエータの
    作動量を変更すべく前記作業機昇降用油圧アクチュエー
    タ若しくは作業機ローリング用油圧アクチュエータの圧
    力油の一部を該操舵用油圧アクチュエータへ合流させる
    合流路を設け、該合流路を前記機体の旋回操作に連動し
    て開閉するように構成したことを特徴とする作業車両の
    操向制御装置。
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