JP2002340182A

JP2002340182A - 作業車両の車速制御機構

Info

Publication number: JP2002340182A
Application number: JP2001143720A
Authority: JP
Inventors: Masashi Ota; 真史太田; Akihiko Maezawa; 明彦前沢; Tetsuo Kubota; 徹男窪田; Hiroyuki Hagiwara; 裕之萩原
Original assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Current assignee: IHI Shibaura Machinery Corp
Priority date: 2001-05-14
Filing date: 2001-05-14
Publication date: 2002-11-27

Abstract

(57)【要約】【課題】走行時に作業車両本体の姿勢が不安定となる
ことがある傾斜地等の場所において、安全に走行する作
業車両を提供する。【解決手段】傾斜センサ１０５ａ・１０６ａより前後
及び左右方向の対地角度を検出し、作業車両の姿勢と速
度より危険度を演算して求め、この危険度より制御コン
トローラ１１０によって自動制御された無段変速機構２
３を用いて危険度に応じて走行速度を減速する。そし
て、危険度が著しく高い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、走行時や作業時に
作業車両の姿勢が不安定となることがある傾斜地等の場
所において、農用作業車両が安全に走行できるようにす
るための車速制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、農用作業車両としてトラクタが傾
斜地や不整地等で作業を行ったり、走行したりする場
合、機体の姿勢が不安定となり操縦者が慌てて操作を誤
り、機体が転倒する等のおそれがあった。また、トラク
タ等の作業車両において、作業時に圃場端で旋回する場
合、圃場が荒らされないように、４輪駆動状態から前輪
増速に切り換え、前輪の回転速度を速くしていた。この
場合、トラクタの旋回径は小さくなり、旋回遠心力が高
い状態でトラクタが走行することになるため、転倒の危
険性が高まることがあった。そこで、トラクタ本機の姿
勢が不安定なった場合は操縦者に警報等によって危険を
知らせるようにした技術が公知となっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、傾斜地等で作
業したり走行している場合に、作業車両の姿勢が不安定
になった時、恐慌のために操作できなかったり、また、
操縦者が危険性を認識しても、安全となるような適切な
操作が咄嗟にわからない場合あったり、また、安全に作
業ができる速度もわからなかった。また、操縦者が安全
に十分な注意を払わずに警報を無視して作業を行う場合
や、ランプの表示だけでは警報に気づかない場合もあっ
た。

【０００４】

【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。

【０００５】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
変速機構を備えた作業車両において、走行速度を検知す
る手段と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度を検
知する手段と、無段変速機構の速度変更手段とを制御手
段と接続し、機体の傾斜角度と走行速度より危険度を演
算し、該危険度が設定範囲を超えると、安全最高速度に
減速するようにしたものである。

【０００６】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
構を備えた作業車両において、走行速度を検知する手段
と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度を検知する
手段と、無段変速機構の速度変更手段と、前輪ステアリ
ング切れ角を検出する手段とを制御手段と接続し、機体
の傾斜角度とステアリング切れ角より危険度を演算し、
該危険度が設定範囲を超えると、安全最高速度に減速す
るようにしたものである。

【０００７】請求項３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、作業機を昇降可能に装備した作業車両におい
て、走行速度を検知する手段と、前後方向及び左右方向
の機体の傾斜角度を検知する手段と、無段変速機構の速
度変更手段と、作業機の昇降リフト角を検出する手段と
を制御手段と接続し、走行速度と機体の傾斜角度と作業
機の高さから危険度を演算し、該危険度が設定範囲を超
えると、安全最高速度に減速するようにしたものであ
る。

【０００８】請求項４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
構を備えた作業車両において、走行速度を検知する手段
と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度、及び、角
速度を検知する手段と、無段変速機構の速度変更手段と
を制御手段と接続し、走行速度と機体の傾斜角度と機体
の姿勢変化とから危険度を演算し、該危険度が設定範囲
を超えると、安全最高速度に減速するようにしたもので
ある。

【０００９】請求項５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
構を備えた作業車両において、走行速度を検知する手段
と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度、及び、作
業車両にかかる上下方向の衝撃を検知する手段と、無段
変速機構の速度変更手段とを制御手段と接続し、走行速
度と機体の傾斜角度と機体の姿勢変化とから危険度を演
算し、該危険度が設定範囲を超えると、安全最高速度に
減速するようにしたものである。

【００１０】請求項６においては、前記危険度が設定値
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。

【００１１】

【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は昇降装置の側面図、図１１はシリンダケ
ースの平面図、図１２はピットマンアームの側面図、図
１３は同じく一部拡大断面図、図１４は同じく平面図、
図１５は制御ブロック図、図１６はフローチャート図、
図１７はフローチャート図である。

【００１２】まず、本発明に係る車速制御機構を具備し
た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。

【００１３】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、操向手段となるステアリング
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。

【００１４】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１０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。

【００１５】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。

【００１６】本実施例においては、作業車両に作業機を
装着するための作業機装着装置１６はトップリンク１４
２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１
４１Ｌ・１４１Ｒの後端で作業機を下ヒッチ点１４１Ｌ
ａ・１４１Ｒａを中心として回動自在に支承できるよう
にしている。また、作業車両は作業機を昇降するための
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・１４１Ｒに枢結
されている。トップリンク１４２の前端はミッションケ
ース１５後部に回動自在に枢結されて、上リンク点１４
２ａを形成しており、該トップリンク１４２の後端は作
業機のアッパーアームに上ヒッチ点１４２ｂを中心に回
動自在に枢結される。

【００１７】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
業機が昇降する。

【００１８】図１０に示す如く、作業機の昇降リフト角
度を検知する手段として、リフト角センサ１４８が油圧
昇降装置に設けられていて、本実施例ではリフトアーム
１４９の回動基部に配置され、作業機のリフト角度を検
出できるようにしている。該リフト角センサ１４８はポ
テンショメータやロータリエンコーダ等の角度センサよ
りなり、制御手段となる作業機制御コントローラ１０９
と接続され、後述する前後及び左右方向の傾斜センサ１
０５ａ・１０６ａの値による信号からは危険度が低いと
判断された場合でも、該作業機のリフト角度から重心の
高さを予測して、傾斜センサ１０５ａ・１０６ａの値か
ら予測される危険度を補正し、危険度に応じて最高車速
を制限し、車速が最高車速を越えた速度の場合、制限さ
れた車速まで減速するように制御されている。

【００１９】そして、図１１に示す如く、油圧昇降装置
であるリフトアーム１４９の前方に配置されるシリンダ
ケース１５０上に本機の前後方向の対地角度を検出する
傾斜センサ１０５ａと、本機姿勢の前後方向の変化速度
を検出する手段として角速度を検知する角速度センサ１
０５ｂとを一体的に構成したセンサ１０５が配設されて
いる。さらに、該センサ１０５の前方に本機の左右方向
の対地角度を検出する傾斜センサ１０６ａと、本機姿勢
の左右方向の変化速度を検出する手段として角速度を検
知する角速度センサ１０６ｂとを一体的に構成したセン
サ１０６が配設され、該傾斜センサ１０５ａ・１０６ａ
によって本機の前後及び左右の対地角度を検出できるよ
うにし、また角速度センサ１０５ｂ・１０６ｂによって
本機姿勢の前後及び左右の角速度を検出できるようにし
ている。なお、角速度センサ１０５ｂ・１０６ｂの代わ
りに走行地の凹凸により不整度を検知する手段として、
単数又は複数箇所に上下に配置された加速度センサ又は
衝撃センサ等を用いても良く、また角速度センサ１０５
ｂ・１０６ｂ、加速度センサ、衝撃センサ等の設置場所
についても機体の姿勢変化を検知し得る箇所であれば、
どのような場所でも良い。そして、傾斜センサ１０５ａ
・１０６ａと角速度センサ１０５ｂ・１０６ｂとを一体
化したセンサ１０５・１０６は制御手段となる作業機制
御コントローラ１０９と接続されている。但し、傾斜セ
ンサ１０５ａ・１０６ａの値を作業機制御コントローラ
１０９に入力して角速度と角加速度を演算するように構
成することもできる。

【００２０】これによって、該傾斜センサ１０５ａ・１
０６ａの値から本機姿勢を検知し、危険角度と比較して
最高速度を制限するように制御している。つまり、予め
危険角度に対する最高走行速度との関係をマップ等で表
したデータをメモリに読み込んでおき、前後及び左右方
向の傾斜センサ１０５ａ・１０６ａの値とメモリの値と
を比較して、最高速度に近くなるほど危険度が高くな
り、逆に、最高速度より離れるほど安全度が増すように
危険度または安全度を設定して、更に、前記リフト角セ
ンサ１４８で検知した作業機の角度からも危険度を演算
して、これらを総合してた危険度に応じて車速を制御し
ようとするものである。そして、車速が最高車速を越え
た場合には、一旦停止するように制御されている。ま
た、前記傾斜センサ１０５ａ・１０６ａの値による信号
からは危険度が低いと判断された場合でも、角速度から
走行地の不整状態の程度を予測し、傾斜センサ１０５ａ
・１０６ａの値から予測される危険度を補正できるよう
にして、危険度に応じて車速を制限するように制御され
ている。

【００２１】また、図１２乃至図１４に示すごとく、前
記ステアリングハンドル５に連結されたハンドル軸５ａ
の他端はユニバーサルジョイントを介してステアリング
ギヤボックス９０に入力され、該ステアリングギヤボッ
クス９０から突出されて出力軸となる回動軸９１に左右
揺動操作されるピットマンアーム９２が固設され、該ピ
ットマンアーム９２の他端に連結ロッド等を介してナッ
クルアームと連結されて前輪１３を操向回動できくよう
にしている。そして、前記ピットマンアーム９２には切
れ角センサ９３が設けられ、該切れ角センサ９３によっ
て前輪１３（またはステアリングハンドル５）の切れ角
を検出できるようにしている。

【００２２】具体的には、ピットマンアーム９２からア
ーム９４を突出し、該アーム９４から突出したピン９５
を切れ角センサ９３のセンサアーム９３ａに形成した溝
に挿入して、回動軸９１の回動を切れ角センサ９３に伝
達し、ピットマンアーム９２の回動位置を検知する構成
としている。該切れ角センサ９３は走行制御コントロー
ラ１１０と接続されている。そして、前記傾斜センサ１
０５ａ・１０６ａの値による信号からは危険度が低いと
判断された場合でも、前輪の切れ角と走行速度から機体
旋回遠心力を予測し、傾斜センサ１０５ａ・１０６ａの
値から予測される危険度を補正できるようにして、危険
度に応じて車速を制限するように制御されている。

【００２３】次に、作業車両の動力伝動機構について、
図３及び図４を用いて説明する。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を経て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１１３はコントローラ１１０と接続
されている。

【００２４】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。

【００２５】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上のシリ
ンダケース１５０から突出して、該回動軸５５からアー
ム５７を突出し、該アーム５７から突出したピンをレバ
ーセンサ１１１のセンサアーム１１１ａ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に伝
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。

【００２６】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６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。

【００２７】前記副変速レバー１０は主変速レバー７と
反対側のシリンダケース１５０側面に配置されて、該シ
リンダケース１５０の側面より突出した支点軸６０に副
変速レバー１０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１１６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。

【００２８】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。そして、前記傾斜センサ１
０５ａ・１０６ａの値による信号からは危険度が低いと
判断された場合でも、走行速度によって傾斜センサ１０
５ａ・１０６ａの値から予測される危険度を補正できる
ようにして、危険度に応じて車速を制限するように制御
されている。尚、走行速度は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。

【００２９】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。

【００３０】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。

【００３１】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。

【００３２】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を制御する仕組みとしている。

【００３３】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を前記走行制御コントロー
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６
５、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、走行制御コントローラ１１０にフ
ィードバックするようにしている。

【００３４】次に、図９を用いて油圧回路を説明する。

【００３５】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
前記作業機昇降用のシリンダケース１５０内の作業機昇
降シリンダ１３１や作業機水平制御用の作業機傾斜シリ
ンダ１３２（図１５）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の吐出側には分流弁７４が
接続され、該分流弁７４はプライオリティバルブとなっ
ており、優先側の分流油路に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７６に接続さ
れている。

【００３６】前記分流弁７４の優先側出力油路には油圧
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
ＰＷＭ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。

【００３７】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。

【００３８】次に、図１５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、ブレーキ非連結スイッチ１２０、ステアリ
ングの切れ角を検知するステアリング切れ角センサ９
３、ステアリング切角スイッチ１２１が接続されてい
る。

【００３９】作業機制御コントローラ１０９には、ステ
アリング切角スイッチ１２２、作業機上下レバーの回動
位置（変速位置）を検知する作業機上下レバーセンサ１
２３、作業機昇降スイッチ１２４、作業機の昇降リフト
角度を検知するリフト角センサ１４８、作業機角度セン
サ１２４、本機の左右方向の対地角度を検出する本機左
右角度センサ１０６、本機の前後方向の対地角度を検出
する本機前後角度センサ１０５、本機姿勢の前後及び左
右方向の変化速度を検出する角速度センサ１０５・１０
６、作業機の上昇位置を設定する上昇位置設定ダイアル
１２６、作業機の傾きを設定する作業機傾き設定ダイア
ル１４０、作業機による耕深を設定する耕深設定ダイア
ル１４０、作業切替スイッチ１２７、制御入／切スイッ
チ１２８、制御内容選択スイッチ１２９が接続されてい
る。そして、作業機制御コントローラ１０９と走行制御
コントローラ１１０とが制御信号を入出力できるように
して、走行制御コントローラ１１０からトラニオン軸駆
動アクチュエータへ制御信号を出力し、油圧シリンダ６
７を伸縮駆動してＨＳＴ２３のトラニオン軸６１（可動
斜板５３）の角度を変更して、出力軸の回転数を増減で
きるようにし、作業機制御コントローラ１０９から作業
機昇降シリンダ１３１、作業機傾斜シリンダ１３２へ制
御信号を出力して、作業機の昇降及び角度を制御できる
ようにしている。

【００４０】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１６に示すフローチャート
を参照して説明する。

【００４１】作業車両は、通常時にはアクセルレバーに
よるエンジン回転数と、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によって走行速度を決定
し、トラニオン軸角度を変更して走行速度を制御してい
る。

【００４２】まず、走行制御コントローラ１１０が車軸
回転数センサ１１２から実際の走行速度Ｓｈを計算し
（１４７）、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１１０がトラ
ニオン軸角度Ｔの基本設定値Ｔｂを計算する（１５
１）。該基本設定値Ｔｂは主変速レバーセンサ１１１と
副変速位置センサ１１６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、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。

【００４３】次に、本機姿勢危険度Ｑｃを計算する（１
５７）。即ち、図１７に示す如く、作業車両のシリンダ
ケース１５０上に備えた傾斜センサ１０５ａ・１０６ａ
からの信号により基本傾斜危険度Ｑｄを計算する（１５
２）。これは前述のようにマップまたは危険度演算式か
ら得られ、傾斜角が大きいほど危険度が大きく、水平な
ほど小さくなる。次に、車軸回転数センサ１１２からの
値により実際の走行速度Ｓｈを計算して、この車速と前
記傾斜センサ１０５ａ・１０６ａとに対応する車速によ
る危険度補正値Ｑｃ１を計算する（１５３）。つまり、
走行速度が速いほど危険度が大きく、走行速度が遅いほ
ど小さいことになる。更に、切れ角センサ９３からの値
と、傾斜センサ１０５ａ・１０６ａと、実際の走行速度
Ｓｈとからステアリング角による危険度補正値Ｑｃ２を
計算する（１５４）。つまり、ステアリング角が大きい
ほど急旋回することになるので危険度が大きく、直進ほ
ど小さいことになる。

【００４４】そして、角速度センサ１０５ｂ・１０６ｂ
からの値によりにより走行地不整度による危険度補正値
Ｑｃ３を計算する（１５５）。つまり、角速度が大きい
ということは、機体が傾く速度が大きいことなので、地
面の傾斜の変化が大きい、または、凹凸が大きい所を走
行していることであり、不整地を走行していることにな
る。よって、角速度が大きい、つまり、凹凸が大きいほ
ど危険度が大きく、平坦なほど小さいことになる。な
お、角速度センサ１０５ｂ・１０６ｂの代わりに加速度
センサ又は衝撃センサ等からの値により走行地不整度に
よる危険度補正値Ｑｃ３を計算することもできる。そし
て、リフト角センサ１４８の値から本機重心高さによる
危険度補正値Ｑｃ４を計算する（１５６）。つまり、作
業機を上昇させるほど作業機の重心が上昇するので、本
機の重心も上がり危険度も大きく、作業機を下降させた
ほど小さくなるのである。

【００４５】そして、このようにして得られた基本傾斜
危険度Ｑｄと危険度補正値Ｑｃ１・Ｑｃ２・Ｑｃ３・Ｑ
ｃ４を加算して総合の本機姿勢危険度Ｑｃを計算する
（１５７）。なお、総合の本機姿勢危険度Ｑｃは、基本
傾斜危険度Ｑｄと危険度補正値Ｑｃ１、または、基本傾
斜危険度Ｑｄと危険度補正値Ｑｃ１とＱｃ２、または、
基本傾斜危険度Ｑｄと危険度補正値Ｑｃ１とＱｃ３、ま
たは、基本傾斜危険度Ｑｄと危険度補正値Ｑｃ１とＱｃ
４、または、基本傾斜危険度Ｑｄと危険度補正値Ｑｃ１
とＱｃ２とＱｃ３、または、基本傾斜危険度Ｑｄと危険
度補正値Ｑｃ１とＱｃ２とＱｃ４、または、基本傾斜危
険度Ｑｄと危険度補正値Ｑｃ１とＱｃ３とＱｃ４等の組
み合わせが可能であり、限定するものではない。

【００４６】そして、このようにして得られた本機姿勢
危険度Ｑｃが規定値内かどうかを判断する（１５８）
（図１６）。本機姿勢危険度Ｑｃが、予め設定された規
定値を超える場合は、本機姿勢危険度Ｑｃが制御範囲内
かどうかを判断する（１５９）。本機姿勢危険度Ｑｃ
が、予め設定された制御範囲を超える場合は、目標トラ
ニオン角度Ｔｔｇを中立停止時トラニオン角度Ｔｔｎに
設定し（Ｔｔｇ＝Ｔｔｎ）（１６０）、油圧シリンダ６
７を作動してトラニオン軸６１を中立位置となるように
回動する。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略作業ができる
走行範囲、または、路上走行範囲であって、該車速制御
機構は本機姿勢が不安定なときに無段変速機構を用いて
走行速度を減速し、転倒を防止するためのものである。
よって、自動制御によって防止できないほど著しく危険
度Ｑｃが高く転倒する恐れがあるときは、目標トラニオ
ン角度Ｔｔｇを中立停止位置とする。即ち、著しく危険
度が高い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。停止した後、ステアリングハンドル５を直
進に戻し、作業機を下降して、主変速レバー７を微速走
行に動作させることによって作業車両を走行できるよう
にして緊急的に危険を回避するのである。

【００４７】一方、本機姿勢危険度Ｑｃが制御範囲内に
あるときは、走行制御コントローラ１１０から危険度Ｑ
ｃと実際の走行速度から安全最高速度Ｓｓを計算し（１
６１）、安全速度のトラニオン角度Ｔｓを計算する（１
６２）。該安全速度のトラニオン角度Ｔｓは副変速レバ
ー１０の位置を検出している副変速位置センサ１１５か
ら伝えられる情報から設定されるトラニオン軸角度であ
り、危険度Ｑｃが大きいほど安全最高速度Ｓｓは減少す
る。該安全速度のトラニオン軸角度Ｔｓが通常設定速度
の基本トラニオン軸角度値Ｔｂより小さい場合には（Ｔ
ｓ≦Ｔｂ）、目標トラニオン角度Ｔｔｇを安全速度のト
ラニオン角度Ｔｓに設定する（Ｔｔｇ＝Ｔｓ）（１６
４）。

【００４８】また、安全速度のトラニオン軸角度Ｔｓが
通常設定速度の基本トラニオン軸角度値Ｔｂより大きい
場合（Ｔｓ＞Ｔｂ）、或いは、本機姿勢危険度Ｑｃが規
定値内にある場合、目標トラニオン角度Ｔｔｇを通常設
定速度の基本トラニオン軸角度値Ｔｂに設定する（Ｔｔ
ｇ＝Ｔｂ）（１６５）。つまり、主変速レバー７の位置
と副変速レバー１０の位置から得られる目標速度が、安
全に走行できる最高速度よりも速い場合には安全最高速
度Ｓｓで走行できるようにし、目標速度が安全速度より
も遅い場合には主変速レバー７と副変速レバー１０で設
定した速度で走行できるようにするために、安全速度の
トラニオン軸角度Ｔｓを副変速の変速位置に当てはめて
いるのである。そして、目標トラニオン角度Ｔｔｇの設
定された数値に応じて、走行制御コントローラ１１０か
ら油圧シリンダ６７へ伝達する信号を変化させて、ＨＳ
Ｔ２３を制御する。

【００４９】上述の如く車速制御機構を構成したので、
運転者は特別な操作をすることなく自動的に車速が変更
されて傾斜地の危険性の程度を正確に認識していなくて
も、安全な適正走行速度で走行することができる。ま
た、突然に作業車両の姿勢が変化した場合に運転者が操
作することなく安全速度で走行するようになる。また、
静的な作業車両の姿勢のみでなく、作業状態を総合して
危険を検知するために確実に安全を確保することができ
る。

【００５０】

【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。

【００５１】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
変速機構を備えた作業車両において、走行速度を検知す
る手段と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度を検
知する手段と、無段変速機構の速度変更手段とを制御手
段と接続し、機体の傾斜角度と走行速度より危険度を演
算し、該危険度が設定範囲を超えると、安全最高速度に
減速するようにしたので、傾斜地等の転倒のおそれがあ
る場所での作業や走行時に、危険性の程度を正確に認識
していなくても、運転者は特別な操作をすることなく自
動的に車速が安全な適正走行速度に変更されるのであ
る。

【００５２】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
構を備えた作業車両において、走行速度を検知する手段
と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度を検知する
手段と、無段変速機構の速度変更手段と、前輪ステアリ
ング切れ角を検出する手段とを制御手段と接続し、機体
の傾斜角度とステアリング切れ角より危険度を演算し、
該危険度が設定範囲を超えると、安全最高速度に減速す
るようにしたので、傾斜地等の作業や走行等にステアリ
ングハンドルを回動して機体の傾斜が大きくなり転倒す
るような事態となったときに、自動的に安全な速度に減
速されて、運転者は特別な操作をすることなく、確実に
安全を確保することができる。

【００５３】請求項３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、作業機を昇降可能に装備した作業車両におい
て、走行速度を検知する手段と、前後方向及び左右方向
の機体の傾斜角度を検知する手段と、無段変速機構の速
度変更手段と、作業機の昇降リフト角を検出する手段と
を制御手段と接続し、走行速度と機体の傾斜角度と作業
機の高さから危険度を演算し、該危険度が設定範囲を超
えると、安全最高速度に減速するようにしたので、傾斜
地等の転倒のおそれがある場所での作業や走行時に、危
険性の程度を正確に認識していなくても、運転者は特別
な操作をすることなく自動的に車速が安全な適正走行速
度に変更されるのである。

【００５４】請求項４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
構を備えた作業車両において、走行速度を検知する手段
と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度、及び、角
速度を検知する手段と、無段変速機構の速度変更手段と
を制御手段と接続し、走行速度と機体の傾斜角度と機体
の姿勢変化とから危険度を演算し、該危険度が設定範囲
を超えると、安全最高速度に減速するようにしたので、
凹凸の多い圃場の作業時等、傾斜の変化が大きい所での
作業や走行時に、静的な作業車両の姿勢のみでなく、機
体の傾斜変化を検知して減速して確実に安全を確保する
ことができる。

【００５５】請求項５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
構を備えた作業車両において、走行速度を検知する手段
と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度、及び、作
業車両にかかる上下方向の衝撃を検知する手段と、無段
変速機構の速度変更手段とを制御手段と接続し、走行速
度と機体の傾斜角度と機体の姿勢変化とから危険度を演
算し、該危険度が設定範囲を超えると、安全最高速度に
減速するようにしたので、凹凸の多い圃場の作業時等、
傾斜の変化が大きい所での作業や走行時に、危険性の程
度を正確に認識していなくても、運転者は特別な操作を
することなく自動的に車速が安全な適正走行速度に変更
されるのである。

【００５６】請求項６に示す如く、前記危険度が設定値
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】昇降装置の側面図。

【図１１】シリンダケースの平面図。

【図１２】ピットマンアームの側面図。

【図１３】同じく一部拡大断面図。

【図１４】同じく平面図。

【図１５】制御ブロック図。

【図１６】フローチャート図。

【図１７】フローチャート図。

【符号の説明】

２エンジン１６作業機装着装置２３ＨＳＴ５１油圧ポンプ５２油圧モータ５３可動斜板６７油圧シリンダ６１トラニオン軸９３切れ角センサ１０９作業機制御コントロ−ラ１１０走行制御コントローラ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１０５ａ傾斜センサ１０５ｂ角速度センサ１０６ａ傾斜センサ１０６ｂ角速度センサ１４８リフト角センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (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 (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Ｆターム(参考） 3D052 AA11 AA13 BB08 BB20 DD03 EE03 FF01 GG03 HH01 HH02 HH03 JJ08 JJ17 JJ21 JJ22 JJ25 JJ26 JJ31 JJ37 3J053 AA01 AB02 AB32 AB44 DA06 DA22 DA26 DA27 EA01

Claims

【特許請求の範囲】

【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た作業車両
において、走行速度を検知する手段と、前後方向及び左
右方向の機体の傾斜角度を検知する手段と、無段変速機
構の速度変更手段とを制御手段と接続し、機体の傾斜角
度と走行速度より危険度を演算し、該危険度が設定範囲
を超えると、安全最高速度に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。
【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た作業車両
において、走行速度を検知する手段と、前後方向及び左
右方向の機体の傾斜角度を検知する手段と、無段変速機
構の速度変更手段と、前輪ステアリング切れ角を検出す
る手段とを制御手段と接続し、機体の傾斜角度とステア
リング切れ角より危険度を演算し、該危険度が設定範囲
を超えると、安全最高速度に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。
【請求項３】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、作業機を
昇降可能に装備した作業車両において、走行速度を検知
する手段と、前後方向及び左右方向の機体の傾斜角度を
検知する手段と、無段変速機構の速度変更手段と、作業
機の昇降リフト角を検出する手段とを制御手段と接続
し、走行速度と機体の傾斜角度と作業機の高さから危険
度を演算し、該危険度が設定範囲を超えると、安全最高
速度に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。
【請求項４】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た作業車両
において、走行速度を検知する手段と、前後方向及び左
右方向の機体の傾斜角度、及び、角速度を検知する手段
と、無段変速機構の速度変更手段とを制御手段と接続
し、走行速度と機体の傾斜角度と機体の姿勢変化とから
危険度を演算し、該危険度が設定範囲を超えると、安全
最高速度に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。
【請求項５】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た作業車両
において、走行速度を検知する手段と、前後方向及び左
右方向の機体の傾斜角度、及び、作業車両にかかる上下
方向の衝撃を検知する手段と、無段変速機構の速度変更
手段とを制御手段と接続し、走行速度と機体の傾斜角度
と機体の姿勢変化とから危険度を演算し、該危険度が設
定範囲を超えると、安全最高速度に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。
【請求項６】前記危険度が設定値以上の時、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・２・３・４・５いずれかに記載の作
業車両の車速制御機構。