JP2002002524A - 作業車両の旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 従来、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る旋回制御装置には、この
アクチュエータやハンドル切角センサ等の個体差（加工
誤差等）や組付差により、車体毎にブレーキ力が異なる
という課題が有った。また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、旋回毎にブレーキ
力が異なるという課題が有った。 【解決手段】 クローラ式走行装置の左右夫れ夫れのク
ローラ駆動軸には回転数を検出するセンサを設け、コン
トローラの記憶装置には、旋回時に理想とするクローラ
回転数を設定する。そして旋回時に前記センサの検出値
を適宜読み込んで前記設定値となるようブレーキ用油圧
シリンダの作動量を補正する。

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、車
両が円滑に旋回できることを目的として、ステアリング
ハンドルの操作量を検出する操作量検出手段と、左右一
対のクローラ式走行装置及びこのクローラ式走行装置の
左右夫れ夫れのクローラを制動するブレーキ用アクチュ
エータとを備えると共に、前記ステアリングハンドルの
操作量に応じて前記ブレーキ用アクチュエータを作動さ
せる制御手段を備えた農業用トラクタやコンバイン等が
知られている。

【０００３】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（加工誤差等）や組付差があ
り、同アクチュエータの作動量が異なって車両毎に旋回
の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、旋回毎にも差が生じ
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
操作量検出手段２と、左右一対のクローラ式走行装置３
及び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
応じて前記ブレーキ用アクチュエータ５を作動させる制
御手段６を備えた作業車両であって、前記クローラ４の
駆動軸７ｂには回転数を検出するクローラ回転数検出手
段８を設け、前記制御手段６にはステアリングハンドル
１の操作量に応じたクローラ４の設定回転数を記憶する
記憶手段９を設け、前記制御手段６の作動中には前記ク
ローラ４の検出回転数が前記設定回転数に近づくようブ
レーキ用アクチュエータ５の作動量を補正する補正手段
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、旋回に適したクローラ４の設定回転数が記
憶され、ブレーキ用アクチュエータ５を作動させるとき
には、この作動量をクローラ４の回転数を検出しながら
補正されるので、従来のようにセンサ、アクチュエータ
の固体差（ばらつき）、組付け誤差により旋回性能が車
両毎に異なったり、油温の影響により旋回毎に変化する
ことを防止できる。

【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に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、即ち車体の操舵量を検出する手段と
してハンドル切角センサ２を設けると共に、同操縦席２
５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の含む
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、逆転用クラッチ５３）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のディスクが圧着されるようスプリングを
設け、通常時は回転動力を順に、第一クローラ駆動軸７
ａ−（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、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
どちらか一方のディスクが圧着することで、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、常にどちらか一方のクラッチディス
クが圧着する状態、即ちニュートラル位置が無い構成と
なっている。よって、例えば坂道で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でも、トラクタ１
０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５３，５３夫れ夫れに制御弁を設ける構成と比較して
安価に構成することができる上、電気系統の故障時など
に逆転クラッチ５３，５３のディスクが共に圧着するこ
とが無く、トラクタ１０が不本意に後進することを防止
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
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と上記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、この発明のブレ
ーキ用油圧シリンダの作動量を補正する補正手段となる
ＣＰＵと、旋回制御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ＥＥＰＲＯＭ９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４９のピストン
を作動させる切替制御弁のソレノイド６１ｓ、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と図６に示
す旋回制御のプログラムのフローチャートのように旋回
制御が行われる。

【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（操作
量）と、左右クローラ駆動軸７ｂ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７ｂ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、前記両回転センサ８，８の平均値から車速を検出
し、これが次に行われる第二旋回状態、即ち旋回内側の
クローラ４を逆転させる所謂スピンターン状態に適する
程度に低車速かどうかを判定し、これがＹＥＳであれ
ば、旋回内側の逆転クラッチ５３の切替制御弁６０のソ
レノイド６０ａ（ｂ）へ通電を開始する。そしてＳＴＥ
Ｐ１１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。

【００２８】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。以上のように構成したトラクタ
１０の旋回制御装置では、旋回に適したクローラ４の設
定回転数が記憶され、ブレーキ用アクチュエータ５を作
動させるときには、この作動量をクローラ４の回転数を
検出しながら補正されるので、ハンドル切角センサ２、
ブレーキ用油圧シリンダ３３の固体差、組付け誤差によ
り旋回性能がトラクタ毎に異なったり、油温の影響によ
り旋回毎に変化することを防止できる。

【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。

【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 ７ａ 第一クローラ駆動軸 ７ｂ 第二クローラ駆動軸 ８ クローラ回転センサ ９ ＥＥＰＲＯＭ １０ トラクタ

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
   する操作量検出手段２と、左右一対のクローラ式走行装
   置３及び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
   とを備えると共に、前記ステアリングハンドル１の操作
   量に応じて前記ブレーキ用アクチュエータ５を作動させ
   る制御手段６を備えた作業車両であって、前記クローラ
   ４の駆動軸７ｂには回転数を検出するクローラ回転数検
   出手段８を設け、前記制御手段６にはステアリングハン
   ドル１の操作量に応じたクローラ４の設定回転数を記憶
   する記憶手段９を設け、前記制御手段６の作動中には前
   記クローラ４の検出回転数が前記設定回転数に近づくよ
   うブレーキ用アクチュエータ５の作動量を補正する補正
   手段を備えたことを特徴とする作業車両の旋回制御装
   置。