JP2002002523A - 作業車両の旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、トラクタ等のステアリングハンドルの
操作量に応じてクローラにブレーキをかけ、更に旋回内
側のクローラを逆転させる旋回制御装置では、ハンドル
切角センサの操作角に応じて前記ブレーキをかけ、逆転
に切替えていたので、センサやアクチュエータに個体差
（加工誤差等）や組付差があると、前記クローラの逆転
切替時にショックが生じ円滑な旋回が妨げられるという
課題が有った。 【解決手段】 前記旋回制御装置を有するトラクタ１０
では、前記左右夫れ夫れのクローラ４の駆動軸に回転数
を検出するクローラ回転センサを設け、前記旋回時には
旋回内側のクローラ回転数が所定回転数以下となったと
きにスピン用アクチュエータ５３を作動させてクローラ
４の回転を逆転させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、クローラ式走行
装置を備えた農業用作業車両や運搬、建築用作業車両の
旋回制御装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術、発明が解決しようとする課題】従来、ス
テアリングハンドルの操作量を検出する操舵量検出手段
と、左右一対のクローラ式走行装置と、このクローラ式
走行装置の左右夫れ夫れのクローラの回転を制動するブ
レーキ用アクチュエータ及びクローラの回転を逆転させ
るスピン用アクチュエータとを備えると共に、前記ステ
アリングハンドルの操作量に応じてクローラの回転を制
動し、その後回転を逆転するコンバイン等の農業用作業
車両の旋回制御装置が知られている。

【０００３】そして、前記従来の旋回制御装置では、例
えば操向操作部となる操舵用レバーの操作角度を検出
し、この角度に応じてクローラへの制動力を調整した
後、前記レバー角度が所定角となるとクローラの回転を
逆転させる構成としていた。しかしながら、前記アクチ
ュエータやステアリングハンドルの操作量検出手段（ハ
ンドル切角センサ等）には、個々の個体差（ばらつき）
や組付差があり、センサの検出角やアクチュエータの作
動量が異なって、例えばクローラが高速で正転している
うちに逆転に切替えてショックを生じたり、旋回半径に
差が生じるといった課題が有った。特に前記アクチュエ
ータを油圧で作動させる場合は、油温の差により作動量
が変化したり応答性が悪くなり、旋回差が生じるという
課題が有った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、以上のよう
な課題を解消するために、次のような技術手段を講じ
た。即ち、ステアリングハンドル１の操作量を検出する
操舵量検出手段２と、左右一対のクローラ式走行装置３
と、このクローラ式走行装置３の左右夫れ夫れのクロー
ラ４の回転を制動するブレーキ用アクチュエータ５及び
クローラ４の回転を逆転させるスピン用アクチュエータ
５３とを備えると共に、前記ステアリングハンドル１の
操作量に応じてクローラ４の回転を制動し、その後旋回
内側のクローラ４の回転を逆転する作業車両の旋回制御
装置において、前記左右夫れ夫れのクローラ４の駆動軸
７ｂに回転数を検出するクローラ回転数検出手段８を設
け、前記旋回時には旋回内側のクローラ回転数が所定回
転数以下となったときに前記スピン用アクチュエータ５
３を作動させて前記クローラ４の回転を逆転させる制御
手段６を備えたことを特徴とする作業車両の旋回制御装
置とした。

【０００５】

【発明の効果】以上のように構成した作業車両の旋回制
御装置では、クローラ回転数検出手段８によって旋回内
側のクローラ回転数の検出回転数が所定回転数以下とな
ったときに前記逆転用アクチュエータ５３を作動させる
ものであるから、ショックの無いスムーズな旋回が可能
となる。また前記センサやアクチュエータの固体差、ま
たは前記ブレーキ用アクチュエータを油圧で作動させる
場合は、油温の影響による旋回差を極力防止することが
できる。

【０００６】

【発明の実施の形態】この発明の課題、及び解決手段は
以上の如くであり、以下作業車両の一例として農用トラ
クタ（以下、トラクタ１０）に設けた旋回制御装置につ
いて説明する。

【０００７】トラクタ１０は、車両前部のボンネット１
１内部にエンジン１３を内装し、このエンジン１３から
クラッチハウジング、ミッションケース１３等を一体的
に連結する構成となっている。そして前記ミッションケ
ース１３の後部左右側部には、後述するクローラ駆動軸
７ａ，７ｂ…を内装するリヤアクスルハウジングを設
け、同ハウジング側方にクローラ式走行装置３を設ける
構成となっている。

【０００８】クローラ式走行装置３は、前記スプロケッ
ト軸１５ａ先端に取り付けたスプロケット１５と、前記
エンジン１３の取付フレーム２０とミッションケース１
３下部間に取り付けるフレーム部材１６と、このフレー
ム部材１６下部に取り付ける前後従動輪１７，１８及び
転輪１９Ａ，１９Ｂ…、そして前記スプロケット１５、
前後従動輪１７，１８、転輪１９Ａ，１９Ｂ…に亘って
架け渡すクローラ４等から構成されている。尚、前記フ
レーム部材１６の前部取付位置は、同トラクタ１０を前
後ホイール車輪を設けた場合のフロントアクスルケース
のセンターピボットの取付穴を利用する構成となってい
る。

【０００９】またトラクタ１０の操縦席２５前方には、
操舵部となるステアリングハンドル１を設け、このハン
ドル基部に操作量、即ち車体の操舵量検出手段としてハ
ンドル切角センサ２を設けると共に、同操縦席２５側方
には、後述する主及び副変速装置を切替える変速レバー
２６や、リフトアーム２９の回動位置を操作する作業機
昇降用ポジションレバー２７等を設け、更にこれらレバ
ー２６の近傍には、この発明の旋回制御装置の作動を入
切する旋回制御入切スイッチ３０、手動でデフロックを
かけるデフロック入切スイッチ３４等を設けている。ま
た前記変速レバー２６の回動基部にはこの変速位置を検
出する変速位置センサ２２を設けている。

【００１０】また前記ステアリングハンドル下方のフロ
アには、クラッチペダル３３や左右ブレーキペダル３
２，３２等を配置している。トラクタ１０の車体後部に
は、作業機昇降用油圧シリンダ３１を備え、前記シリン
ダ３１のピストン伸縮によりリフトアーム２９，２９を
上下回動する構成となっている。更に、車体後部には、
二点リンク機構によって各種作業機を連結する構成とな
っている。

【００１１】次に、図２に基づいてトラクタ１０の動力
伝達構成について説明する。前記トラクタ１０のエンジ
ン１２から取り出された回転動力は、出力軸３５を介し
てミッションケース１３内の主クラッチ３６、主変速装
置３７、副変速装置３８と順に伝達され、更にデフ装置
３９を介して左右のブレーキ装置４０、クローラスピン
装置４１を介して前記スプロケット軸１５ａ、クローラ
４と伝達する構成となっている。

【００１２】詳細に説明すると、前記主クラッチ３６
は、クラッチペダル３３の踏込み操作により動力伝達が
入切される湿式多板形態のクラッチであり、同クラッチ
３６で入切された回転動力は車体後方の減速ギヤ組４２
を介して主変速装置３７へ伝達する構成となっている。
尚、図２中、主クラッチ３６の左側の符号４３は前記作
業機昇降用油圧シリンダ３１等の各種油圧アクチュエー
タへ作動油を送る油圧ポンプを示す。

【００１３】主変速装置３７は、３組の前進用正転ギヤ
組と１組の後進用ギヤ組を有する所謂キーシフト式の変
速装置であり、変速軸４４内のスライドキー４５をシフ
タにより前後操作することで前記ギヤ組の内の一つの噛
合いを通じて回転動力を副変速装置３８に伝達する構成
となっている。また前記夫れ夫れのギヤ組の駆動側ギヤ
を支持する駆動軸４７後端部には、ＰＴＯ入切用のスラ
イドギヤを介してＰＴＯ伝動軸４８を回転可能に設けて
いる。

【００１４】副変速装置３８は、副変速用スライドギヤ
４６を前後に操作することで回転動力を高低二段に切り
替えるコンスタントメッシュギヤ式変速装置であり、前
記回転動力をデフ装置３９へ伝達する。またデフ装置３
９には、このデフ作用を消す所謂デフロック装置を設
け、デフロック用油圧シリンダ４９のピストン伸縮によ
りデフロックをかける構成となっている。

【００１５】ブレーキ装置４０は、デフ装置３９から左
右夫れ夫れ突出するデフ出力軸５０の先端部にブレーキ
ディスク５１…を設け、このブレーキディスク５１を圧
着することで前記デフ出力軸５０の回転を制動、即ち後
述するクローラ４にブレーキをかける構成となってい
る。

【００１６】そして前記ブレーキディスク５１…には、
ディスク圧着用のピストンを設け、このピストンを前記
左右夫れ夫れのブレーキペダル３２の踏込み操作または
後述するこの発明のブレーキ用アクチュエータとなるブ
レーキ用油圧シリンダ３３のピストン伸縮の内作動量の
大きい方の操作を優先して作動させる構成となってい
る。

【００１７】尚、図中では、左側ブレーキ装置の構成、
符号を一部省略しているが右側ブレーキ装置と同様であ
る。またブレーキ用アクチュエータの別形態としては、
ブレーキディスク５１…を直接油圧で操作する構成とし
ても良いし、電動モータを用いる構成としても良い。

【００１８】また前記デフ出力軸５０の中間部には減速
ギヤ組を設け、この減速ギヤ組を介して第一クローラ駆
動軸７ａへ回転動力を伝達し前記クローラスピン装置４
１へ入力する構成となっている。クローラスピン装置４
１は、前記２つの湿式多板クラッチ（正転用クラッチ５
２、スピン用アクチュエータとなる逆転用クラッチ５
３）と、この後部に設ける遊星ギヤ機構５４とから構成
されている。そして前記両クラッチ５２，５３を収納す
るハウジング内には、常時正転用クラッチ５２が圧着さ
れるようスプリングを設け、通常時は時回転動力を順
に、第一クローラ駆動軸７ａ−（正転用クラッチ５２−
リングギヤ５５と第一遊星ギヤ５６とキャリア５８と第
二遊星ギヤ５７の一体部品）−サンギヤ５９−第二クロ
ーラ駆動軸７ｂと伝達され、更に減速ギヤ組、スプロケ
ット軸１５ａと伝達させる。

【００１９】また後述する旋回制御では、制御手段とな
るコントローラ６の通電指令により切替制御弁６０の油
室が切り替えられ、圧油が前記スプリングの付勢力に抗
し逆転用クラッチ５３が圧着されて、回転動力を順に、
第一クローラ駆動軸７ａ−逆転用クラッチ５３−リング
ギヤ５５−第一遊星ギヤ５６−第二遊星ギヤ５７−サン
ギヤ５９−第二クローラ駆動軸７ｂと伝達し、更に減速
ギヤ、スプロケット軸１５ａと伝達させる。

【００２０】これにより、前記両クラッチ５２，５３の
どちらか一方が圧着することで、クローラ４を正転若し
くは逆転（スピン）することができる。また前記クラッ
チ５２，５３は、ブレーキ装置４０より動力下手側に配
置されているので、常にどちらか一方のクラッチが圧着
する状態とてニュートラル位置が無い構成となっている
の。よって、例えば坂道での車両の駐車時またはクラッ
チに関する油路や電気系統の故障時に、車両を確実に停
止することができる。またここでは前記左右の逆転用ク
ラッチ５３，５３は、切替制御弁６０により択一的に作
動する構成としているので、例えば両クラッチに夫れ夫
れの制御弁を設ける構成と比較して電気トラブル時など
に両クラッチが圧着して車両が不本意に後進することを
防止することができる。

【００２１】そして夫れ夫れ左右の第二クローラ駆動軸
７ｂに設けた減速ギヤには、同軸の回転、即ちクローラ
の回転数検出手段であるクローラ回転センサ８を設けて
いる。次に前記コントローラ６とこの発明の旋回制御装
置の作用について説明する。

【００２２】コントローラ６は、通信回線で接続された
制御用コントローラ６ａとメータパネル用コントローラ
６ｂとから構成され、制御用コントローラ６ａの内部に
は各種センサ、スイッチ情報を処理し、この発明の補正
手段となるＣＰＵと、旋回制御等の制御プログラム及び
クローラ４の設定回転数を記憶する手段であるＥＥＰＲ
ＯＭ９と、これら情報を一時記憶するＲＡＭ等を有する
構成となっている。そして制御用コントローラ６ａの入
力側には、ハンドル切角センサ２、左右のクローラ回転
センサ８、変速位置センサ２８、エンジン回転センサ等
を接続し、出力側には前記デフロック用油圧シリンダ４
９のピストンを作動させる切替制御弁のソレノイド６１
ｓ、左右夫れ夫れの逆転用クラッチ５３を作動させる切
替制御弁６０のソレノイド６０ａ，６０ｂと、左右夫れ
夫れのブレーキ用油圧シリンダ５を作動させる比例圧力
制御弁６２，６２のソレノイド６２ｓ，６２ｓを接続し
て設けている。

【００２３】またメータパネル用コントローラ６ｂの入
力側には、旋回制御入切スイッチ３０、デフロック入切
スイッチ３４等を接続し、出力側に液晶モニタ６３、各
種ランプ６４、ホーン６５等を接続して設けている。以
上のように構成したトラクタ１０では、図５乃至図７に
示す旋回制御の概要を示すフローチャート及びグラフの
ように旋回制御が実行される。

【００２４】最初にトラクタ１０の電源系統を入とする
と、前記制御用コントローラ６ａはＳＴＥＰ１で各種セ
ンサやスイッチの接続状態、設定状態を読み込む。そし
てＳＴＥＰ３で、前記旋回制御入切スイッチ３０が
「入」であるかどうかを判定し、これがＮＯであれば旋
回制御は実行されず他の制御を実行してリータンとな
る。またＹＥＳの場合は、ＳＴＥＰ４で変速位置が作業
と想定される程度の低速位置に設定されているかどう
か、エンジン回転数も作業と想定される程度の高回転位
置に設定されているかどうか、そしてハンドル切角は旋
回状態と想定される程度の所定角（３０度）以上かどう
かを判定し、これらの判定の内１つでもＮＯがあればデ
フロック装置が作動したままで走行する。またすべてＹ
ＥＳの場合には前記デフロックが解除され、ＳＴＥＰ９
の旋回制御のサブルーチンに入る。

【００２５】旋回制御では、まず第一旋回状態としてＳ
ＴＥＰ１で、ハンドル位置に応じた左右のクローラ駆動
軸設定車軸回転比（図７）を読み込み実際の回転数を演
算設定する。尚、図７中の車軸回転数の縦軸「１」が直
進時の車軸回転数に対応する。そして、ＳＴＥＰ２及び
ＳＴＥＰ３でステアリングハンドルの操作位置と、左右
クローラ駆動軸の回転数を読み込み、ＳＴＥＰ４で前記
ハンドル位置に応じた左右夫れ夫れのクローラ駆動軸７
ｂの設定回転数と検出回転数を比較する。

【００２６】そして、前記比較が一致または不感帯内で
あればＳＴＥＰ５へ進み、ブレーキ用比例圧力制御弁６
２，６３のソレノイド６２ｓ，６３ｓへの通電状態を維
持する。また前記ＳＴＥＰ４で設定回転数と検出回転数
が不一致または不感帯を外れていれば、この設定値に近
づくよう前記制御弁６２，６２のソレノイド６２ｓ，６
３ｓの通電量を補正する。これにより、前記ブレーキ用
油圧シリンダ５，５の作動量が変更され、ブレーキ力が
変更される。

【００２７】続けてハンドル切角を検出判定し、これが
所定角度（左右２１０度）以上であれば、ＳＴＥＰ８へ
進み、前記旋回内側のクローラ回転数が所定値以下かど
うかを判定し、これがＹＥＳであれば、旋回内側の逆転
用クラッチ５３の切替制御弁６０のソレノイド６０ａ
（ｂ）へ通電を開始する。尚、ここでは逆転時のクロー
ラ回転数を前進時の約３０％に設定し過度な急旋回を防
止している。

【００２８】そしてＳＴＥＰ１１でハンドル切角が前記
３０度以内かどうかを判定し、これがＹＥＳであれば旋
回が終了したと想定して旋回制御はエンドとなる。一
方、ＳＴＥＰ１１の判定がＮＯであれば旋回が継続中で
あるとして、前記ＳＴＥＰ２へ戻り、前記ＳＴＥＰを繰
り返す。

【００２９】以上のように構成したトラクタ１０の旋回
制御装置では、前記左右夫れ夫れのクローラ４の駆動軸
７ｂにクローラ回転センサ８を設け、前記旋回時に旋回
内側のクローラ回転数の検出回転数が所定回転数以下と
なったときに前記逆転用油圧クラッチ５３を作動させる
構成としたので、前記センサ２やアクチュエータ５の固
体差、また油温の変化による旋回差を極力防止すること
ができるまた逆転用クラッチ５３は、駆動軸が確実に低
回転となったときに圧着するので第一旋回状態から第二
旋回状態へスムーズに切り替わることができる。

【００３０】次に図８に基づいて前記メータパネル用コ
ントローラ６ｂの制御について説明する。メータパネル
用コントローラ６ｂは、前述と同じくトラクタ１０の電
源系統を「入」とすると、ＳＴＥＰ１で各種センサや操
作スイッチ類の検出値、設定値の読み込みを行う。そし
てＳＴＥＰ２で、これらセンサ値や設定値の異常、例え
ばセンサ値が読み込めない場合、予め設定した既定値を
超えている場合、ノイズ、断続信号を検出している場合
にはＳＴＥＰ４へ進み、制御用コントローラ６ａへ旋回
制御の牽制を割込信号として送信し、ＳＴＥＰ５で前記
警告用のランプ６４を点灯、ホーン６５を作動し、更に
ＳＴＥＰ６で前記液晶モニタ６３にトラブル対処方法を
表示する。

【００３１】また、前記割込信号を受けた制御用コント
ローラ６ａでは、前述した旋回制御のサブルーチンをジ
ャンプして牽制する構成とし、油圧系統では別途設けた
油路遮断用の制御弁によりブレーキ用油圧シリンダ３
３，３３及び逆転用クラッチ５３，５３への圧油を遮断
する。

【００３２】これにより、前述の通りクローラスピン装
置４１においては左右共に正転クラッチ５２のディスク
が圧着されてトラクタ１０は直進走行が可能となり、前
記主変速装置３８のギヤの切り替えにより前後進を切り
替える。またブレーキペダル３２，３２の踏み込み操作
により車体の操向を行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図。

【図２】トラクタの動力伝達線図。

【図３】油圧回路図。

【図４】コントローラの接続状態を示す図。

【図５】旋回制御の概要を示すフローチャート（１）。

【図６】旋回制御の概要を示すフローチャート（２）。

【図７】ステアリングハンドルの操作量と左右クローラ
の駆動軸の設定回転比を示す図。

【図８】メータパネル用コントローラの処理をフローチ
ャート。

【符号の説明】

１ ステアリングハンドル ２ ハンドル切角センサ ３ クローラ式走行装置 ４ クローラ ５ ブレーキ用油圧シリンダ ６ コントローラ ７ｂ 第二クローラ駆動軸 ８ クローラ回転センサ ５３ 逆転用クラッチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングハンドル１の操作量を検出
   する操舵量検出手段２と、左右一対のクローラ式走行装
   置３と、このクローラ式走行装置３の左右夫れ夫れのク
   ローラ４の回転を制動するブレーキ用アクチュエータ５
   及びクローラ４の回転を逆転させるスピン用アクチュエ
   ータ５３とを備えると共に、前記ステアリングハンドル
   １の操作量に応じてクローラ４の回転を制動し、その後
   旋回内側のクローラ４の回転を逆転する作業車両の旋回
   制御装置において、前記左右夫れ夫れのクローラ４の駆
   動軸７ｂに回転数を検出するクローラ回転数検出手段８
   を設け、前記旋回時には旋回内側のクローラ回転数が所
   定回転数以下となったときに前記スピン用アクチュエー
   タ５３を作動させて前記クローラ４の回転を逆転させる
   制御手段６を備えたことを特徴とする作業車両の旋回制
   御装置。