JP2002320402A - 作業車両の車速制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 硬質の圃場において、ロータリ耕耘装置を昇
降自在に装着した作業車両を使用して作業を行う場合、
ロータリ耕耘装置が接地するとき耕耘爪の掘削抵抗によ
る反力を受けてトラクタが前に跳びだすダッシング現象
を防止する。 【解決手段】 作業機１３９の下降時には、車軸回転数
センサ１１２より作業車両の実際の走行速度を検出し、
設定された車速との偏差からダッシングの発生を検知し
て、制御コントローラ１１０によって自動制御された無
段変速機構２３を用いて予め走行速度を減速する。減速
時間Ｃ１及び復帰過程時間Ｃ２はダッシングの程度によ
り変化させる。そして、著しく大きなダッシングの発生
時には目標速度をゼロにして作業車両の走行を停止させ
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、ダッシングを防止
するために農用作業車両等の作業車両に備えられた車速
制御機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクタ等の作業車両において、
主変速装置の変速方式としては、スライダを摺動させて
歯車を選択したり、又は、油圧クラッチを用いて常時噛
合している変速比の異なる歯車を選択して動力を伝える
ようにしたりするものがあり、主変速装置に加えて、前
後進切り替え装置を備えた技術も公知となっている。一
方、ＨＳＴ式変速装置は可変容量型の油圧ポンプの可動
斜板を主変速レバーと連結連動して、該主変速レバーを
回動することにより油圧ポンプからの吐出量を変更して
出力回転数を変更して主変速を行い、主変速レバーを中
立位置から逆方向に回動することにより前後進を切り換
えて、同時に変速を行えるようにしている。

【０００３】そして、上述のような作業車両では、本機
後部に設けられた作業機連結部に該ロータリ耕耘装置等
の作業機を連結して作業を行う。作業機はリンク機構を
介して連結されて、作業機連結部に昇降装置を備えて、
作業状態での耕耘深さ調整及び圃場からの持ち上げのた
めの作業機の昇降動作を行うことができるようにしてい
る。ために、昇降装置には作業機の高さを設定するレバ
ーの他に、簡便に上昇又は下降をスイッチで切り換える
ことのできるようにしている。

【０００４】このようにして作業車両に連結された作業
機が、例えば、ロータリ耕耘装置である場合、該ロータ
リ耕耘装置によって耕耘する土壌の硬度が高い場合に
は、作業機を降下した状態において土壌に耕耘爪が食い
込まずに地表面を走行し、作業車両を前方へ押し出す現
象（ダッシング）が発生する。このダッシングが著しい
場合には、作業車両が不意に急加速したりエンストした
りして作業車両の走行が不安定になる恐れが生じる可能
性がある。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】そこで、ダッシング防
止のため、土壌硬度の高い圃場においては作業機の下降
速度を遅くするなどの手段が採られたが、設定耕深とな
るまでに時間が長くかかっていた。また、作業機の下降
時に、一定時間だけ自動的に車速を減速する機構（特願
平６−２８５７３３）においては、自動的にトランスミ
ッションを減速させて枕地及び鋤込み始めの長さを少な
くする機構が提案されたが、通常作業時の車速段数やエ
ンジン回転によって鋤込み始めの長さは一定せず、ま
た、ミッションの変速によって急激に車速が復帰するた
め、オペレータに加速時のショックを感じさせると共
に、作業状態（例えばロータリ耕耘装置で耕耘された土
塊の大きさ）も急変してしまう。

【０００６】また、ダッシング等の速度異常が発生する
と走行を停止させる技術が特開２０００−６６７２５に
より公知となっており、また、ダッシングを検知すると
ブレーキにより制動して速度を減速させる技術が、特開
平１０−４７０１により公知となっているが、回行時等
で作業機を下降させる度にダッシングが検知されると走
行が停止したり、減速して停止したりするようになるた
めに、作業が進まなくなってしまうのである。そこで本
発明では、作業機を降下したときにダッシングが発生す
れば、許容範囲内で走行して作業ができる速度に減速す
るように制御して、この制御状態を記憶させておき、次
回作業機を下降させるときには車速を自動的に減速させ
てダッシングの発生を抑制して、作業を効率よくできる
ようにするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の解決しようとす
る課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するた
めの手段を説明する。

【０００８】即ち、請求項１においては、可変容量型の
油圧ポンプと固定容量型の油圧モータを有する油圧式無
段変速装置により変速して走行を行う油圧駆動式の無段
変速機構を備え、昇降機構を備えた作業機装着装置によ
って作業機を装着可能とする作業車両において、走行速
度を検知する手段と、走行速度を設定する手段と、無段
変速機構の速度変更手段と、作業機の昇降を検知する手
段と、耕深を検知する手段と、耕深設定手段とを制御手
段と接続し、走行速度と設定速度からダッシングを検知
するとともに、ダッシング発生時に耕深設定値に応じて
減速するようにしたものである。

【０００９】請求項２においては、可変容量型の油圧ポ
ンプと固定容量型の油圧モータを有する油圧式無段変速
装置により変速して走行を行う油圧駆動式の無段変速機
構を備え、昇降機構を備えた作業機装着装置によって作
業機を装着可能とする作業車両において、走行速度を検
知する手段と、走行速度を設定する手段と、無段変速機
構の速度変更手段と、作業機の昇降を検知する手段と、
耕深を検知する手段と、耕深設定手段とを制御手段と接
続し、走行速度と設定速度からダッシングを検知すると
ともに、ダッシング発生時に減速した減速幅、減速時
間、復帰過程時間を記憶し、繰り返し作業を行う時に前
記記憶値に基づいて走行制御するようにしたものであ
る。

【００１０】請求項３においては、前記ダッシングの解
消のあとで、主変速レバーと副変速レバーによって設定
された車速に復帰する際に、トラニオン軸角度の追従速
度を調整するよう制御したものである。

【００１１】請求項４においては、前記ダッシングが一
定レベル以上の時、無段変速機構を作動させて走行を停
止するよう制御したものである。

【００１２】

【発明の実施の形態】次に、発明の実施の形態を説明す
る。図１は本発明の車速制御機構を装備したトラクタの
左側面図、図２は同じく平面図、図３はミッションケー
スの側断面図、図４は駆動伝達機構を示すスケルトン図
である。図５は主変速レバー取付部の側面図、図６は副
変速レバー取付部の側面図、図７はミッションケースの
変速部側面図、図８は同じく一部拡大図、図９は油圧回
路図、図１０は制御ブロック図、図１１乃至図１３はフ
ローチャートである。

【００１３】まず、本発明に係る車速制御機構を具備し
た油圧駆動式の作業車両の一実施例であるトラクタの概
略構成について説明する。

【００１４】図１及び図２に示す如く、前記作業車両は
本機前部にエンジン２を配設し、該エンジン２をボンネ
ット３で覆っている。該ボンネット３の後部に位置する
ダッシュボード４上には、操向手段となるハンドル５を
配置し、ダッシュボード４側部にアクセルレバー１８と
前後進切換操作具となる前後進切換レバー８を突出した
状態に配置している。そして、該ダッシュボード４下方
であってステップ３９上には、本機前進方向右側にブレ
ーキペダル１７及びアクセルペダル２８を、同じく左側
にクラッチペダル４２を配設している。

【００１５】前記ハンドル５の後方に座席シート６を配
設し、該座席シート６近傍に副変速操作具となる副変速
レバー１０、ＰＴＯ変速レバー１１、作業機昇降レバー
１２、耕深設定手段となる耕深設定ダイヤル１４０を配
置し、そして、前記座席シート６の左右両側方に位置す
るフェンダー２１上に主変速操作具となる主変速レバー
７を配置している。該主変速レバー７と副変速レバー１
０が走行速度設定手段となる。前記座席シート６及びハ
ンドル５を中心として本機を操向をするためのレバー等
が集中している部分を本機の操縦部９としている。な
お、前記各レバーの配置位置は限定するものではなく、
操縦部９の近傍であればよい。

【００１６】また、本機前部両側に前輪１３・１３を支
架し、同じく後部両側に後輪１４・１４を支架してい
る。そして、前記座席シート６下部にミッションケース
１５を配置し、該ミッションケース１５の後方に本機に
各種作業機１３９を装着するための三点リンク式の作業
機装着装置１６を配設している。実施例として、作業車
両には作業機１３９としてロータリ耕耘装置を搭載した
ものを例示している。作業機１３９は前記作業機装着装
置１６によって耕耘使用範囲内で略平行昇降できるよう
本機後部に装着されている。

【００１７】前記作業機１３９へは、前記ミッションケ
ース１５の後面より突出する図示せぬＰＴＯ軸２７より
動力を取り出すようにしている。該ＰＴＯ軸２７によ
り、ドライブシャフトを介して作業機１３９（ロータリ
耕耘装置）のギヤボックスの入力軸に動力が伝達される
と、該ギヤボックス内で回動方向が変えられ、メインビ
ームによりチェンケース１３８に動力が伝達される。メ
インビーム下部には耕耘爪１４４を放射状に植設した耕
耘爪軸１４４ａが横架されており、チェンケース１３８
内においてメインビーム及び耕耘爪軸１４４ａの端に固
設されたスプロケットに巻回されたチェンにより耕耘爪
軸１４４ａに動力が伝達される。

【００１８】本実施例においては、作業車両に前記作業
機１３９を装着するための作業機装着装置１６はトップ
リンク１４２と二本のロワリンク１４１Ｌ・１４１Ｒか
らなる三点リンク式としている。作業車両の本機後方下
部に下リンク点１４１Ｌｂ・１４１Ｒｂを中心として回
動自在にロワリンク１４１Ｌ・１４１Ｒを延出し、該ロ
ワリンク１４１Ｌ・１４１Ｒの後端で作業機１３９を下
ヒッチ点１４１Ｌａ・１４１Ｒａを中心として回動自在
に支承している。また、作業車両は作業機１３９を昇降
するための油圧昇降装置を搭載しており、該油圧昇降装
置のリフトアーム１４９が作業車両後部へ突出し、該リ
フトアーム１４９の後端ではリフトロッド１４３を枢結
し、該リフトロッド１４３はロワリンク１４１Ｌ・１４
１Ｒに枢結されている。同じくリフトアーム１４９の後
端ではトップリンク１４２の前端も回動自在に枢結され
て、上リンク点１４２ａを形成しており、該トップリン
ク１４２の後端は作業機１３９のアッパーアーム１４６
に上ヒッチ点１４２ｂを中心に回動自在に枢結されてい
る。

【００１９】このような構成の作業機装着装置１６にお
いて、油圧昇降装置であるリフトアーム１４９を回動さ
せると、リフトロッド１４３を介してロワリンク１４１
Ｌ・１４１Ｒが下リンク点１４１Ｌｂ・１４１Ｌａを軸
中心として回動し、トップリンク１４２及びロワリンク
１４１Ｌ・１４１Ｒで形成されたリンク機構により、作
業機１３９が昇降する。作業機１３９の昇降状態を検知
する手段として、作業機昇降センサ１４８が油圧昇降装
置に設けられていて、作業機１３９の昇降状態を知るこ
とができるようにしている。作業機昇降センサ１４７は
制御手段となるコントローラ１１０と接続されている。

【００２０】そして、作業機１３９がロータリ耕耘装置
であるとき、該作業機１３９による耕深を前記耕深設定
ダイヤル１４０で設定し、ロータリ耕耘装置のリヤカバ
ー１４５の回動中心近傍に設けられた耕深を検知する手
段となる耕深センサ１４７によってリヤカバー１４５の
角度を検知できるようにして、耕深を操縦部９で調節で
きるようにしている。

【００２１】次に、作業車両の伝動機構について、図３
及び図４を用いて説明する。

【００２２】前記エンジン２の出力側の後部に、ダンパ
ー２０又はクラッチを介してミッションケース１５内に
配置したＨＳＴ（油圧式無段変速装置）２３の油圧ポン
プ５１の入力軸３３に動力が伝達される。該入力軸３３
は油圧ポンプ５１を貫通して後方に延出し、伝動軸４７
経てＰＴＯ駆動軸４８と連結し、油圧ポンプ５１を駆動
すると共に、ＰＴＯ変速機構２６を介してＰＴＯ軸２７
に動力を伝達している。また、前記エンジン２の出力軸
近傍には回転数センサ１１３を配置して、エンジン２の
回転数を検知するようにしている。該回転数センサ１１
３はコントローラ１１０と接続されている。

【００２３】前記ＨＳＴ２３は可変容量型の油圧ポンプ
５１と固定容量型の油圧モータ５２から構成され、油圧
ポンプ５１を構成する可動斜板５３は、後述する速度変
更手段としてのアクチュエータとなる油圧シリンダ６７
の作動により傾倒され、該油圧シリンダ６７は主変速レ
バー（ＨＳＴレバー）７等の操作で駆動されるようにし
ている。

【００２４】本実施例では主変速レバー７を、図５に示
す如く、前記操縦部９のフェンダー２１上に配置してお
り、フェンダー２１上にレバーガイド５４を設けて、ク
ランク状に構成したガイド溝に主変速レバー７を挿入し
て、該主変速レバー７の回動基部近傍に主変速レバー７
の回動位置を検知する手段となる角度センサからなるレ
バーセンサ１１１を配置している。具体的には、主変速
レバー７の回動軸５５をミッションケース１５上の油圧
ケース５６から突出して、該回動軸５５からアーム５７
を突出し、レバーセンサ１１１のセンサアーム１１１ａ
から突出したピンを該アーム５７に形成した溝に挿入し
て、回動軸５５の回動をレバーセンサ１１１伝達し、主
変速レバー７の回動位置を検知する構成としている。該
レバーセンサ１１１はコントローラ１１０と接続されて
いる。

【００２５】前記ＨＳＴ２３の後側、即ち、動力伝達経
路の下流側に副変速装置２４を配設している。ＨＳＴ２
３の油圧モータ５２の出力軸２５から副変速装置２４に
動力を伝達し、該副変速装置２４は摺動歯車３１を摺動
することによって三段の変速を可能としている。前記摺
動歯車３１は、図７に示す副変速装置軸６９と連結した
図示せぬシフタで摺動し、該副変速操作軸６９はミッシ
ョンケース１５より側方に突出して、副変速アーム５８
を固設している。該副変速アーム５８の先端には副変速
レバーリンク５９の一端を回動自在に連結して、該副変
速レバーリンク５９の他端を副変速レバー１０の端部に
連結している。こうして、副変速レバー１０は副変速ア
ーム５８及び副変速レバーリンク５９等からなるリンク
機構を介して副変速装置２４の摺動歯車３１と連結連動
している。

【００２６】前記副変速レバー１０は主変速レバー７と
反対側の油圧ケース５６側面に配置されて、該油圧ケー
ス５６の側面より突出した支点軸６０に副変速レバー１
０の下部が枢支されている。そして、副変速レバー１０
の基部、即ち、支点軸６０近傍に副変速位置センサ１１
６を配置して、該副変速位置センサ１１６のセンサアー
ム１１６ａを副変速レバー１０より突出したピンに当接
するよう配置して、副変速レバー１０の回動位置を検知
する構成としている。但し、該副変速位置センサ１１６
は支点軸６０上に配置することもできる。また、副変速
レバー１０や前記主変速レバー７はダッシュボード４等
に配置することもできて、その位置を限定するものでは
ない。

【００２７】そして、前記副変速装置２４の出力軸をド
ライブ軸３０として、前記副変速装置２４で変速された
あとの動力が、該ドライブ軸３０の後端に設けたドライ
ブピニオン３２を介して後輪デフ装置３４に動力が伝達
され、該後輪デフ装置３４より左右のデフヨーク軸３５
Ｌ・３５Ｒ、最終減速機構３６・３６を介して後輪１４
・１４が駆動される構成としている。この後輪１４の回
転数を車軸回転数センサ１１２で検知し実際の走行速度
を検知する手段としている。本実施例ではデフヨーク軸
３５Ｌの回転を検知する構成としているが、最終減速機
構３６の歯車の回転数や後輪１４を固定した車軸の回転
数やドライブ軸３０の回転数を検知する構成とすること
もできる。

【００２８】また、前記ドライブ軸３０上に前輪駆動歯
車４０を固設して、該前輪駆動歯車４０より二連のカウ
ンタ歯車４１を介して前輪変速装置２９に伝達してい
る。該前輪変速装置２９は咬合式の四輪駆動クラッチ３
７と前輪増速クラッチ３８からなり、両クラッチがＯＦ
Ｆの場合には後輪のみの二輪駆動となり、路上走行等に
作動される。四輪駆動クラッチ３７がＯＮとなると、前
輪１３・１３と後輪１４・１４が同速で駆動され、作業
時等に作動される。前輪増速クラッチ３８は作業時にお
いてハンドル５を設定角度以上に回転させるとＯＮとな
り、前輪１３・１３の駆動速度を後輪１４・１４よりも
増速して、約二倍の速度で駆動するようにしている。

【００２９】前記前輪変速装置２９によって変速された
あとの動力は、出力軸より伝動軸１９を介してフロント
アクスルケース内のフロントデフ装置４３に伝達され、
該フロントデフ装置４３より両側のデフヨーク軸４４Ｌ
・４４Ｒ、最終減速機構４５を介して前輪１３・１３を
駆動するようにしている。

【００３０】前記ＨＳＴ２３の油圧式ポンプ５１の可動
斜板５３には、図７に示す如く、トラニオン軸（変速
軸）６１が連結されて、該トラニオン軸６１はＨＳＴ収
納ケース６２より突出して、その先端にシフトアーム６
３を固定している。該シフトアーム６３の一端（６３
ａ）は角度センサ６４のセンサアーム６４ａに形成され
た係合溝６４ａｂに、シフトアーム６３に固設されたピ
ン６３ａｂが係合して、シフトアーム６３と角度センサ
６４のセンサアーム６４ａとを係合している。該角度セ
ンサ６４はトラニオン軸６１上方のＨＳＴ収納ケース６
２上に固定されて、シフトアーム６３（トラニオン軸６
１）の回動角を検知している。つまり、角度センサ６４
はＨＳＴ２３の変速位置を検知し、後述するコントロー
ラ１１０に接続されている。なお、角度センサ６４はポ
テンショメータやロータリスイッチやロータリエンコー
ダ等で構成し、限定するものではなく、また、角度セン
サ６４はトラニオン軸６１上又はその周囲に配置するこ
ともあり、取付位置も限定するものではない。

【００３１】前記シフトアーム６３の他端（６３ｂ）を
下方に延出して、連結リンク６５の一端（６５ｂ）に枢
支されている。該連結リンク６５の他端（６５ａ）は後
方へ延出して、連結アーム６６の一端（６６ａ）に枢支
され、該連結アーム６６の他端（６６ｂ）がアクチュエ
ータとなる油圧シリンダ６７のピストンロッド６７ａ先
端に枢支されている。該連結アーム６６はその中途部が
ミッションケース１５側面に固定した支点ブラケット６
８に立設したピン６６ｃに枢支されている。従って、油
圧シリンダ６７のピストンロッド６７ａが伸縮すると、
連結アーム６６がピン６６ｃを中心として回動し、連結
アーム６６の回動に連動して連結リンク６５が前後に摺
動し、シフトアーム６３をトラニオン軸６１を中心とし
て回動させる。このとき、トラニオン軸６１はシフトア
ーム６３の回動に伴って回動する。即ち、油圧シリンダ
６７のピストンロッド６７ａの伸縮によってトラニオン
軸６１を回動し、ＨＳＴ２３の油圧式ポンプ５１の可動
斜板５３を制御するる仕組みとしている。

【００３２】こうして可動斜板５３はリンク機構を介し
てアクチュエータとなる油圧シリンダ６７と連結連動し
ており、該油圧シリンダ６７を前記コントローラ１１０
の制御信号により後述する制御バルブ８６を切り換えて
伸縮させると、連結アーム６６、連結リンク６５、シフ
トアーム６３を介してトラニオン軸６１を回動して、可
動斜板５３を傾倒させることができ、図８に示す如く、
その傾倒角（現トラニオン軸角度Ｔ）を角度センサ６４
で検知して、コントローラ１１０にフィードバックする
ようにしている。

【００３３】次に、図９を用いて油圧回路を説明する。

【００３４】エンジン２の駆動により、第一ポンプ７１
と第二ポンプ７２とチャージポンプ７３と油圧ポンプ５
１が駆動され、ミッションケース１５内の作動油をフィ
ルタを介して吸い込み、該第二ポンプ７２からの圧油が
図示しない作業機１３９昇降用の油圧シリンダや作業機
１３９水平制御用の油圧シリンダへ送油されて駆動でき
るようにしている。前記第一ポンプ７１の吐出側には分
留弁７４が接続され、該分留弁７４はプライオリティバ
ルブとなっており、優先側の分留油路にＨＳＴ２３と制
御用の油圧シリンダ６７に接続され、他方はパワーステ
アリング用制御バルブ７５、及び、パワステシリンダ７
６に接続されている。

【００３５】前記分留弁７４の優先側出力油路には圧シ
リンダ６７の制御圧を設定するリリーフバルブ７７と制
御バルブ８６に接続されている。該制御バルブ８６は油
圧シリンダ６７の伸長を制御する電磁バルブ７８と縮小
を制御する電磁バルブ７９と、チャージポンプ７３へ流
れる量を制御する電磁バルブ８０から構成されている。
但し、電磁バルブ７８・７９・８０は一つの電磁バルブ
で構成することも可能である。該電磁バルブ８０はＰＷ
Ｍ制御によりデューティ比を調整して開閉制御し、流量
を制御することにより、油圧シリンダ６７への油圧を制
御するようにしている。

【００３６】前記電磁バルブ７８又は電磁バルブ７９は
後述する操作により切り換えられて、油圧シリンダ６７
が伸長又は収縮して、可動斜板５３の傾倒角を変更して
油圧ポンプ５１の吐出量及び吐出方向を変更し、油圧モ
ータ５２の出力軸２５を前進回転又は後進回転させ、本
機を前進又は後進させることができる。前記ＨＳＴ２３
は油圧ポンプ５１と油圧モータ５２の間を油路８１・８
２により接続して閉回路を構成し、該油路８１・８２の
油圧は圧力センサ１１４・１１５によって検知され、該
圧力センサ１１４・１１５はコントローラ１１０と接続
されている。前記閉回路には前記チャージポンプ７３か
らの圧油がフィルタ８３、絞り８４、チェックバルブ８
５を介して補給可能に接続している。

【００３７】次に、図１０より制御構成を説明する。走
行制御コントローラ１１０には、主変速レバー７の回動
位置（変速位置）を検知する主変速レバーセンサ１１
１、副変速レバー１０の回動位置（変速位置）を検知す
る副変速位置センサ１１６、前記トラニオン軸６１の回
動角を検知する角度センサ６４、前後進切換レバー８の
回動位置を検知する方向切換スイッチ１０２、車軸の回
転数を検知する車軸回転数センサ１１２、エンジン２の
回転数を検知するエンジン回転数センサ１１３、ＨＳＴ
２３の油路８１・８２の圧力を検知する圧力センサ１１
４・１１５、作業機１３９による耕深を設定する耕深設
定ダイヤル１４０、本機後部に作業機装着装置１６によ
って連結された作業機１３９の昇降（位置）を検知する
作業機昇降センサ１４７、後述の減速時間（Ｃ１）カウ
ンタ及び復帰過程時間（Ｃ２）カウンタ（コントローラ
でカウントすることも可能である）が接続されている。
そして、走行制御コントローラ１１０に電磁バルブ７８
・７９のソレノイド７８ａ・７９ａが接続され、コント
ローラ１１０からの制御信号により、電磁バルブ７８・
７９を切り換えて、油圧シリンダ６７を伸縮駆動してト
ラニオン軸６１（可動斜板５３）の角度を変更できるよ
うにしている。

【００３８】このような構成において、本発明に係る車
速制御機構による制御を、図１１乃至図１３に示すフロ
ーチャートを参照して説明する。

【００３９】作業車両は、通常時にはギアやミッション
の変速操作を行う副変速レバー１０と、ＨＳＴ２３のト
ラニオン軸６１の角度を決定する主変速レバー７によっ
て決定される設定速度で走行するが、作業車両に連結さ
れた作業機１３９を下降し、作業機（ロータリ耕耘装
置）１３９が接地した際、耕耘爪１４４が地面に食い込
まず地表面を走り、作業車両本機を前に押し出す現象
（ダッシング）が起こると、圃場が目標の深さで耕耘さ
れないだけでなく、土壌硬度が著しく高い場所では作業
車両が急加速して走行制御が不安定となる。また、耕耘
作業途中においても土壌硬度が急激に高くなる場所があ
る場合においても作業車両の速度が急変し同様の状態と
なることがある。本発明に係る車速制御機構では、上述
のダッシングを防止するために、制御コントローラ１１
０が車軸回転数センサ１１２から実際の走行速度を計算
し、主変速レバーセンサ１１１と副変速位置センサ１１
６の情報から設定速度と比較して、設定速度と実際の走
行速度の偏差からダッシングの発生を検知し減速を行う
よう構成している。但し、実際にはエンジン回転数も考
慮するが作業時の回転数は一定として制御している。

【００４０】まず、現在の主変速レバー７の回動位置
と、副変速レバー１０の回動位置と、トラニオン軸６１
の回動位置が夫々センサ１１１・１１６・６４によって
読み込まれ、次に、方向切換スイッチ１０２の信号がコ
ントローラ１１０に入力されて、前後進切換レバー８が
どの位置にあるかを判断したうえで、コントローラ１１
０がトラニオン軸角度Ｔの基本設定値Ｔｂを計算する
（１５１）。該基本設定値Ｔｂは主変速レバーセンサ１
１１と副変速位置センサ１１５からの情報によって設定
されたトラニオン軸角度Ｔの基本値であり、ダッシング
防止のために車速制御を行わない場合は、 この値がその
ままトラニオン軸角度Ｔの制御目標値となる。

【００４１】次に、作業機１３９の油圧昇降装置に備え
た作業機昇降センサ１４７により、作業機１３９が上昇
位置から下降位置に位置変化したかどうかを作業機昇降
センサ１４７からの情報により判断する（１５２）。

【００４２】作業機１３９が上昇位置から下降位置に位
置変化すれば、次に、ダッシング防止のために車速を減
速したときのトラニオン軸角度Ｔの目標値である減速時
目標値Ｔｄを計算する（１５３）。減速時目標値Ｔｄは
ダッシング防止制御を行う際、 作業機１３９の圃場面接
地によっておこるダッシングに備えて基本設定値Ｔｂよ
り予め減速を行うための目標値であり、基本設定値Ｔｂ
と減速時目標値Ｔｄの差、即ち、減速幅Ｈ（Ｈ＝Ｔｂ−
Ｔｄ）は作業機１３９による耕深目標量によって決定す
る。 目標とする耕深が大きくなるほど減速幅Ｈも大きく
なるように決定する。従って、減速時目標値Ｔｄは基本
設定値Ｔｂ、主変速レバーセンサ１１１・副変速位置セ
ンサ１１５・耕耘設定ダイヤル１４０から得られた値、
変数Ｚの関数としている。なお、変数Ｚは、ダッシング
量Ｓを抑えつつ、減速時間Ｃ１及び復帰過程時間Ｃ２を
できるだけ短くするために時系列的な計算補正値のテー
ブル値を最適化していくための基本設定値Ｔｂの補正値
であり、これにより作業した圃場にあわせて自動的に、
ダッシングを防止するために必要な減速幅Ｈ、減速時間
Ｃ１、復帰過程時間Ｃ２を短くしてゆく。

【００４３】そして、減速時目標値Ｔｄを計算したあ
と、次に、車速制御機構によりダッシングを予測して車
速を減速する時間（減速時間Ｃ１）を算出するカウンタ
をセットする（１５４）。該減速時間Ｃ１のカウンタ
は、セットされた後、 一定時間ごとに変数の値が減少す
る。 この変数がゼロになるまでの間、トラニオン軸角度
Ｔの制御目標値Ｔｍを減速時目標値Ｔｄとする。 減速時
間Ｃ１カウンタによって計算された減速時間Ｃ１は、主
変速レバーセンサ１１１・副変速位置センサ１１５・耕
耘設定ダイヤル１４０からの情報によって決定する。即
ち、目標とする耕深が大きくなるほど減速時間Ｃ１も大
きくなるようにしているのである。上述の如く、作業機
１３９の位置変化があるたびに減速時目標値Ｔｄを算出
し、減速時間Ｃ１のカウンタをセットする。

【００４４】そして、作業機１３９の位置変化がないと
き、或いは、作業機１３９の位置変化があって減速時間
Ｃ１カウンタをセットしたのち、ダッシング量Ｓを計算
する（１５５）。該ダッシング量Ｓは、正常な走行速度
値と実際の走行速度値の差であり、この値をゼロに近づ
けるために一連の車速制御を行う。 詳しくは、変速レバ
ーセンサ１１１・副変速位置センサ１１６・ＨＳＴ圧力
センサ１１４・１１５から得られた情報によって決定さ
れた走行速度と、車軸回転数センサ１１２からの情報に
より計算された実際の走行速度の差分をもとめること
で、ダッシング量Ｓを算出する。

【００４５】次に、上述の如く算出したダッシング量Ｓ
が制御範囲内にあるかどうかを判断する（１５７）。ダ
ッシング量Ｓが、予め設定された制御範囲を超える場合
は、著しいダッシングが発生したものとして作業車両を
停止させる（１５８）。 予め設定された制御範囲とは、
本発明に係る車速制御機構によって車速を減速させて目
標通りの走行速度で略作業ができる範囲であって、該車
速制御機構は作業機１３９が下降位置にあるときに自動
制御された無段変速機構を用いて予め走行速度を減速
し、ダッシングを防止するためのものであるので、ダッ
シングが自動制御によって防止できないほど著しいとき
は作業車両の走行が不安定になる恐れがあるため、トラ
ニオン軸角度Ｔを中立位置（Ｔ＝０）とする。即ち、著
しく大きなダッシングの発生時には目標速度をゼロにし
て作業車両の走行を停止させ、緊急的に危険を回避する
安全機構を備えているのである。

【００４６】一方、ダッシング量Ｓが制御範囲内にある
ときは、減速時間Ｃ１のカウンタから送られた情報を基
に、カウンタの値がゼロであるかどうかを判断する（１
５９）。カウンタの値がゼロであれば、ダッシング防止
のための補正値Ｔｐを計算する（１６０）。補正値Ｔｐ
は発生したダッシング量Ｓに対して作業車両を減速させ
るための補正値であり、この値だけトラニオン軸角度Ｔ
の目標値を減速側に修正する。 補正値Ｔｐは、現トラニ
オン軸角度Ｔ、基本設定値Ｔｂ、減速時目標値Ｔｄ、車
軸回転数センサ１１２・ＨＳＴ圧力センサ１１５・耕耘
設定ダイヤル１４０から得られた情報、ダッシング量
Ｓ、変数Ｇ１によって決定され、ダッシング防止減速時
と設定速度走行時とで計算式を違えて、ダッシング量Ｓ
が大きいほどダッシング防止補正値が大きくなるように
している。 なお、変数Ｇ１は、通常設定速度時にダッシング量Ｓの
変動を抑えつつ、復帰過程時間Ｃ２をできるだけ短くす
るために時系列的な計算補正値のテーブル値を最適化し
ていくため、補正値Ｔｐを最適化するパラメータであ
る。これにより、作業した圃場にあわせて自動的に、ダ
ッシングを防止するために必要な補正値Ｔｐの変動を小
さくして車速の変動を抑え、作業条件を一定に保つこと
ができる。

【００４７】そして、算出した前記補正値Ｔｐから、ト
ラニオン軸角度Ｔの制御目標値Ｔｍをセットする（１６
１）。通常時（復帰時）の目標値Ｔｍは基本設定値Ｔｂ
に前記補正値Ｔｐを加えたものであり、減速時の目標値
Ｔｍは減速時目標値Ｔｄに補正値Ｔｐを加えたものであ
る。

【００４８】そして、目標値Ｔｍを設定したあと、ダッ
シング防止減速時から通常の設定速度に復帰するまでの
時間（復帰過程時間Ｃ２）を計算するカウンタの数値を
判定する（１６２）。復帰過程時間Ｃ２を算出するカウ
ンタは、セットされた後、 一定時間ごとに変数の値は減
少する。 この変数がゼロになるまでの間をかけてトラニ
オン軸角度Ｔの制御目標値Ｔｍを減速時目標値Ｔｄから
通常の速度に徐々に復帰する。 この速度復帰にかける時
間は主変速レバーセンサ１１１・副変速位置センサ１１
６・耕耘設定ダイヤル１４０からの情報によって決定す
る。 即ち、目標とする耕深が大きくなるほどダッシング
が起こりやすいと想定して復帰の過程にかける時間も大
きくなるとしているのである。

【００４９】前記復帰過程時間Ｃ２のカウンタの値がゼ
ロでなければ、復帰モデル値Ｔｉを計算する（１６
３）。ダッシングの解消のあと、設定された通常走行速
度に復帰する際に、オペレータに加速のショックを与え
ず作業状態を急変させないためにトラニオン軸角度Ｔの
追従速度を調整するのである。前記復帰モデル値Ｔｉと
は、トラニオン軸角度Ｔの制御目標値Ｔｍが減速時目標
値Ｔｄから基本設定値Ｔｂに復帰する過程での、復帰過
程時間Ｃ２のカウンタの減少に対する理論上のトラニオ
ン軸角度Ｔの予測値であり、減速時目標値Ｔｄ・基本設
定値Ｔｂ・現トラニオン軸角度Ｔ・復帰過程時間Ｃ２に
より決定される。 復帰モデル値Ｔｉよりも実際のトラニ
オン軸角度Ｔ( トラニオン軸角センサ６４値) が増速側
へ大きな値をとるとき、トラニオン軸６１の駆動アクチ
ュエータである油圧シリンダ６７ヘの出力パラメータを
減少させ、 また、増速側へ小さな値をとるとき油圧シリ
ンダ６７ヘ出力パラメータを増大させる。

【００５０】そして、復帰モデル値Ｔｉを算出したあ
と、復帰オーバーシュート量Ｄｍを計算する（１６
４）。トラニオン軸角度Ｔの復帰オーバーシュート量Ｄ
ｍとは、油圧シリンダ６７の実際の駆動速度が理論上の
駆動速度に比べて異なる量であり、復帰モデル値Ｔｉか
ら現トラニオン軸角度Ｔを引いて算出される。

【００５１】そして、前記復帰オーバーシュート量Ｄｍ
からトラニオン軸６１の駆動アクチュエータである油圧
シリンダ６７の出力パラメータの補正値Ｈｍを算出する
（１６５）。油圧シリンダ６７を減速速度時の位置から
通常設定速度時の位置に戻すとき、復帰過程時間Ｃ２だ
け時間をかけるよう復帰オーバーシュート量Ｄｍに応じ
て油圧シリンダ６７の実際の駆動速度が早すぎる場合は
遅くするよう負の値を、 遅すぎる場合は早くなるよう正
の値を復帰モデル値Ｔｉに補正する。

【００５２】また、前記復帰過程時間Ｃ２のカウンタの
値がゼロであれば、油圧シリンダ６７の出力パラメータ
を初期化する（１６６）。即ち、出力パラメータの補正
値Ｈｍをゼロとする。このようにして、ダッシングが止
まり、車速が収束したあと、設定の車速に復帰させるよ
うＨＳＴトラニオン軸を駆動するのである。

【００５３】一方、減速時間Ｃ１を算出するカウンタの
値がゼロでなければ、補正値Ｔｐを計算して（１６
７）、トラニオン軸角度Ｔの目標値Ｔｍをセットし（１
６８）、油圧シリンダ６７の出力パラメータを初期化し
て（１６９）、復帰過程時間Ｃ２を算出するカウンタを
セットする（１７０）。このとき、完全にダッシングを
防止できるまで減速されておらず、減速時間Ｃ１を算出
するカウンタの値がゼロであるときと比べて、補正値Ｔ
ｐの値は大きく、従って、トラニオン軸角度Ｔの目標値
Ｔｍが大きくなる。

【００５４】そして、繰り返し発生するダッシングの程
度から、作業機１３９下降時の減速幅Ｈ、減速時間Ｃ
１、復帰過程時間Ｃ２を記録し、自動でパラメータの最
適化を行うために、減速時間Ｃ１、復帰過程時間Ｃ２及
びダッシング量Ｓの変化によるダッシングの特性を記録
する（１７２）。このとき、ダッシングの特性として、
変数Ｚ１・変数Ｕ１・変数Ｕ２・変数Ｇ１・変数Ｇ２を
記録する。これらの変数は車速制御を最適化させるため
の変数である。変数Ｕ１又は変数Ｕ２は、減速時間Ｃ１
又は復帰過程時間Ｃ２を最適化するためのパラメータで
あり、ダッシング量Ｓを抑えつつ、減速時間Ｃ１・復帰
過程時間Ｃ２をできるだけ短くするために時系列的な計
算補正値のテーブル値を最適化する。これにより作業す
る圃場にあわせて自動的に、ダッシングを防止するため
に必要な減速幅Ｈ・減速時間Ｃ１・復帰過程時間Ｃ２を
短縮する。

【００５５】変数Ｇ１及び変数Ｇ２は、何れも補正値Ｔ
ｐを最適化するためのパラメータであり、通常設定速度
時にダッシング量Ｓの変動を抑えつつ、復帰過程時間Ｃ
２をできるだけ短くするために時系列的な計算補正値の
テーブル値を最適化する。これにより作業した圃場にあ
わせて自動的に、ダッシングを防止するために必要な補
正値Ｔｐの変動を小さくして車速の変動を抑え、作業条
件を一定に保つようにしている。

【００５６】そして、上述の如く算出したトラニオン軸
角度Ｔの目標値Ｔｍと、現トラニオン軸角度Ｔの偏差
（Ｄ＝Ｔｍ−Ｔ）を計算する（１７３）。該偏差Ｄとト
ラニオン軸角度Ｔの不感（許容）帯幅（Ｋ）との数値関
係により、コントローラ１１０から油圧シリンダ６７へ
伝達する信号を変化させて（１７４）、ＨＳＴ２３を制
御する。

【００５７】前進側に傾倒している場合には（Ｄ＜−
Ｋ）、後進側（減速）方向出力パラメータＰｂを計算し
て（１７５）、後進側へ油圧シリンダ６７を作動し、ト
ラニオン軸６１駆動出力をする（１７８）。即ち、ダッ
シングが発生したときの耕耘設定ダイヤル１４０・主変
速レバーセンサ１１１・副変速位置センサ１１６・ＨＳ
Ｔ圧力センサ１１５・エンジン回転数センサ１１３の情
報からダッシングを止めるのに必要な減速速度を計算
し、トラニオン軸６１を減速側に動かすフィードバック
制御を行うのである。なお、後進側（減速）方向出力パ
ラメータＰｂは、油圧シリンダ６７の減速( 後進) 方向
への出力強さの基本パラメータであり、偏差Ｄによって
決定される。

【００５８】−Ｋ≦Ｄ≦Ｋであれば、トラニオン軸６１
駆動出力の停止処理を行う（１７６）。

【００５９】後進側に傾倒している場合は（Ｄ＞Ｋ）、
前進側（増速）方向出力パラメータＰｆを計算し（１７
７）、前進側へ油圧シリンダ６７を作動し、トラニオン
軸６１駆動出力をする（１７９）。前進側（増速）方向
出力パラメータＰｆは、油圧シリンダ６７の増速方向へ
の出力強さの基本パラメータであり偏差Ｄによって決定
される。

【００６０】このようにして、前進側又は後進側の電磁
バルブ７８・７９を作動させて油圧シリンダ６７を作動
し、主変速レバー７で設定した角度（目標値Ｔｍ）と一
致しているかを判断して、一致した位置で油圧シリンダ
６７の作動を停止させる。なお、車軸回転数センサ１１
２からの値によって、設定速度となった時点で油圧シリ
ンダ６７の作動を停止させることもできる。

【００６１】なお、トラニオン軸６１が中立位置（Ｔ＝
０）において、角度センサ６４が中立位置以外の信号を
出力していたり、車軸回転数センサ１１２から出力があ
ったり、圧力センサ１１４と圧力センサ１１５の値に差
があったりすると、油圧モータ５２の出力軸２５が回転
している可能性があるので、この場合は圧力センサ１１
４と圧力センサ１１５の値が同じとなるように、又は、
車軸回転数センサ１１２から出力がゼロになるように油
圧シリンダ６７を伸縮駆動する。

【００６２】上述の如くダッシングを防止するために車
速制御機構を構成したので、オペレータは特別な操作を
することなく自動的に車速が変更されてダッシングを防
止することができ、また、ダッシングが収束したときも
自動的に目的とする速度に自動的に変速されるために、
オペレータは通常通りに操縦部９で作業車両を操向だけ
で、車速の規制が従来よりも厳密となって目標とする車
速を保持することができるのである。また、作業機１３
９がロータリ耕耘装置であるときには耕耘爪１４４が圃
場の部分的な硬度の変化にも対応することができて均一
な耕耘ができるのである。また、ダッシングが著しいと
きには作業車両の車速が急変するためにオペレータが恐
慌を来してしまいがちであるが、このとき作業車両は自
動的に走行停止するので、作業車両が暴走する恐れがな
く、安全性の向上に寄与している。

【００６３】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
以下に示すような効果を奏する。

【００６４】即ち、請求項１に示す如く、可変容量型の
油圧ポンプと固定容量型の油圧モータを有する油圧式無
段変速装置により変速して走行を行う油圧駆動式の無段
変速機構を備え、昇降機構を備えた作業機装着装置によ
って作業機を装着可能とする作業車両において、走行速
度を検知する手段と、走行速度を設定する手段と、無段
変速機構の速度変更手段と、作業機の昇降を検知する手
段と、耕深を検知する手段と、耕深設定手段とを制御手
段と接続し、走行速度と設定速度からダッシングを検知
するとともに、ダッシング発生時に耕深設定値に応じて
減速するようにしたので、ダッシングを阻止することが
できる。

【００６５】請求項２に示す如く、可変容量型の油圧ポ
ンプと固定容量型の油圧モータを有する油圧式無段変速
装置により変速して走行を行う油圧駆動式の無段変速機
構を備え、昇降機構を備えた作業機装着装置によって作
業機を装着可能とする作業車両において、走行速度を検
知する手段と、走行速度を設定する手段と、無段変速機
構の速度変更手段と、作業機の昇降を検知する手段と、
耕深を検知する手段と、耕深設定手段とを制御手段と接
続し、走行速度と設定速度からダッシングを検知すると
ともに、ダッシング発生時に減速した減速幅、減速時
間、復帰過程時間を記憶し、繰り返し作業を行う時に前
記記憶値に基づいて走行制御するようにしたので、ダッ
シングを防止するための車速制御を速やかに行うことが
でき、また、作業条件を一定に保つことができる。

【００６６】請求項３に示す如く、前記ダッシングの解
消のあとで、主変速レバーと副変速レバーによって設定
された車速に復帰する際に、トラニオン軸角度の追従速
度を調整するよう制御したので、運転者に加速のショッ
クを与えず作業状態を急変させない。

【００６７】請求項４に示す如く、前記ダッシングが一
定レベル以上の時、無段変速機構を作動させて走行を停
止するよう制御したので、緊急的に危険を回避する安全
機構を備えることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の車速制御機構を装備したトラクタの左
側面図。

【図２】同じく平面図。

【図３】ミッションケースの側断面図。

【図４】駆動伝達機構を示すスケルトン図。

【図５】主変速レバー取付部の側面図。

【図６】副変速レバー取付部の側面図。

【図７】ミッションケースの変速部側面図。

【図８】同じく一部拡大図。

【図９】油圧回路図。

【図１０】制御ブロック図。

【図１１】フローチャート図。

【図１２】フローチャート図。

【図１３】フローチャート図。

【符号の説明】

Ｃ１ 減速時間 Ｃ２ 復帰過程時間 Ｈ 減速幅 ２ エンジン １６ 作業機装着装置 １７ ブレーキペダル １７Ｌ 左ペダル １７Ｒ 右ペダル ２３ ＨＳＴ ５１ 油圧ポンプ ５２ 油圧モータ ５３ 可動斜板 ６７ 油圧シリンダ ５０ ブレーキ非連結スイッチ ６１ トラニオン軸 ８８ 連結板 １１０ コントローラ １１１ 主変速レバーセンサ １１２ 車軸回転数センサ １１６ 副変速位置センサ １３９ 作業機 １４０ 耕深設定ダイヤル １４７ 作業機昇降センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩原 裕之 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内 (72)発明者 窪田 徹男 長野県松本市石芝１丁目１番１号 石川島 芝浦機械株式会社松本工場内 Ｆターム(参考） 2B033 AA07 AB01 AB11 2B304 KA16 LA02 LA06 LB05 LB15 MA02 MB02 QA05 QB13 QB16 QB17 QB28 RA02 RA27

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 可変容量型の油圧ポンプと固定容量型の
   油圧モータを有する油圧式無段変速装置により変速して
   走行を行う油圧駆動式の無段変速機構を備え、昇降機構
   を備えた作業機装着装置によって作業機を装着可能とす
   る作業車両において、走行速度を検知する手段と、走行
   速度を設定する手段と、無段変速機構の速度変更手段
   と、作業機の昇降を検知する手段と、耕深を検知する手
   段と、耕深設定手段とを制御手段と接続し、走行速度と
   設定速度からダッシングを検知するとともに、ダッシン
   グ発生時に耕深設定値に応じて減速するようにしたこと
   を特徴とする作業車両の車速制御機構。
2. 【請求項２】 可変容量型の油圧ポンプと固定容量型の
   油圧モータを有する油圧式無段変速装置により変速して
   走行を行う油圧駆動式の無段変速機構を備え、昇降機構
   を備えた作業機装着装置によって作業機を装着可能とす
   る作業車両において、走行速度を検知する手段と、走行
   速度を設定する手段と、無段変速機構の速度変更手段
   と、作業機の昇降を検知する手段と、耕深を検知する手
   段と、耕深設定手段とを制御手段と接続し、走行速度と
   設定速度からダッシングを検知するとともに、ダッシン
   グ発生時に減速した減速幅、減速時間、復帰過程時間を
   記憶し、繰り返し作業を行う時に前記記憶値に基づいて
   走行制御するようにしたことを特徴とする作業車両の車
   速制御機構。
3. 【請求項３】 前記ダッシングの解消のあとで、主変速
   レバーと副変速レバーによって設定された車速に復帰す
   る際に、トラニオン軸角度の追従速度を調整するよう制
   御したことを特徴とする請求項１または請求項２記載の
   作業車両の車速制御機構。
4. 【請求項４】 前記ダッシングが一定レベル以上の時、
   無段変速機構を作動させて走行を停止するよう制御した
   ことを特徴とする請求項１または請求項２記載の作業車
   両の車速制御機構。