JP2006281869A - 作業車両のデフロック制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作業機を昇降自在に備える農業用トラクタ等、作業車両に搭載するデフロック装置の操作性を向上する。
【解決手段】トラクタに、前後輪のデフロック装置を入切操作する油圧シリンダを備える。コントローラでは、作業機を下降した状態でデフロック入切スイッチを入操作とすると、作業機の上昇操作に連動して前記デフロック装置を切りに連動操作し、前記作業機を上昇した状態で同スイッチを入とすると、前記作業機の下降操作及びその後の上昇操作が有ってもこれに連動して前記デフロック装置を入切連動させない構成とする。
【選択図】図１０

Description

この発明は、車体に対し昇降自在に作業機を備える作業車両のデフロック制御装置に関するものである。

従来、トラクタ等の作業車両には、前輪または後輪の伝動系にデフ作用をロックするデフロック装置を設け、このデフロック装置をコントローラの通電出力により、入切操作するものが知られている。例えば、特開平１０−１８１３７４号公報では、湿田圃場での旋回時に前輪のデフロックを作動させて、旋回を円滑にする制御が示されている（特許文献１）。
特開平10-181374号

前記公報の制御装置は、代掻き作業など超湿田での旋回性能を向上させる制御であるが、一般的な乾田圃場での作業では、旋回時にデフロック装置を作動させると、前輪の旋回跡が残って圃場を荒らしてしまうという課題が有る。また同一圃場であっても、湿田地が点在する場合、前記デフロック装置をその都度入切操作する構成では、手間がかかり、操作性が悪いという課題が有った。また作業中には、作業機の昇降、ローリング操作や旋回操作等、種々の操作が必要であるが前記デフロック装置の作動を切り忘れてしまうと、路上走行時に操向操作性を損なうという課題が有った。

前記問題点を解決するために、この発明は次のような技術的手段を講じた。
即ち、エンジン（６）の回転動力をデフロック装置を備えたデフ装置（５０Ｆ，５０Ｒ）を介して左右の走行装置（２，３）へ伝達すると共に、車体に対し作業機（１２）を昇降自在に備えた作業車両において、
前記デフロック装置を入切操作するアクチュエータ（３７Ａ，３７Ｂ）を備え、
前記作業機（１２）を下降した状態で操作スイッチ（６７）を入操作とすると、前記作業機（１２）の上昇操作に連動して前記デフロック装置を切りに連動操作し、前記作業機（１２）を上昇した状態で操作スイッチ（６７）を入とすると、前記作業機（１２）の下降操作及びその後の上昇操作が有ってもこれに連動して前記デフロック装置を入切連動させない制御部（Ｃ）を備えたことを特徴とする作業車両のデフロック制御装置とした。
（請求項１の作用）
前記構成によると、エンジン（６）の回転動力はデフ装置（５０Ｆ，５０Ｒ）を介して左右の走行装置（２，３）へ伝達され、デフロック装置を入切する操作スイッチ（６７）を入りにするとアクチュエータ（３７Ａ，３７Ｂ）によりデフロック装置が作動する。この際、車体に備えた作業機（１２）が下降位置、即ち作業位置であると、同作業機（１２）の昇降操作に連動して前記デフロックが入切連動操作され、同作業機（１２）が上昇位置、即ち非作業位置であると、作業機（１２）の昇降操作に関わらず、デフロック装置が常時入り状態に維持される。

これにより、作業機（１２）を下降させた作業状態で、デフロック装置を入とした場合は、作業状態であるため負荷が係り、直進走行ができない状態と想定し、前記作業機（１２）の上昇操作に連動して、即ち負荷が係らない状態ではデフロック装置を切りに連動して、オペレータの操作を軽減して操作性を向上することができる。またデフロック装置の切り忘れを防止して操向操作性を損うことが無い。

また作業機（１２）を上昇させた状態で、デフロック装置を入とした場合は、走行面が軟弱で通常走行時にも走行装置（２，３）がスリップする状態と想定し、前記作業機（１２）の昇降操作に関わらず、必要に応じて前記操作スイッチ（６７）を操作しデフロック装置を作動させることで、操作性を維持することができる。

以下、この発明を図面に基づいて説明する。
トラクタ１は、図１に示すように、ホイール式走行装置を備えた四輪駆動車両であって、車体前部のエンジン取付フレーム４の中央上部にエンジン６を搭載し、このエンジン６の回転動力をミッションケース１３内の伝動機構を介して、機体前部左右の前輪２，２と、機体後部左右の後輪３，３に伝達して走行する構成となっている。またハンドル７を左右に回転操作すると、パワーステアリング装置を介して前記左右前輪２，２が操舵される構成となっている。

また機体の後部には、昇降シリンダ４３により上下回動させるリフトアーム８，８が設けられている。このリフトアーム８，８の先端部と作業機装着用のロワーリンク９，９の中間部とがリフトロッド１１，１１により連結され、また、上部リンク１０及びロワーリンク９，９の後端部に対地作業機（図例ではロータリ作業機１２）が連結されていて、前記リフトアーム８，８を上下回動しロータリ作業機１２を昇降させる構成となっている。

エンジン６の回転動力は、図３に示すように、主クラッチ５ａを経てミッションケース１３に入力され、主クラッチ５ａを経た動力は、前輪２，２及び後輪３，３を駆動する走行系動力と作業機系動力の二系統に分岐伝動される。前記走行系動力は前後進変速部５ｂ、８段式の主変速部５ｃ、高中低の３段式の副変速部５ｄからなる走行変速装置５ｅを経て後輪デフ装置５０Ｒに伝動され、左右の後輪３，３を駆動する。また走行変速装置５ｅで変速された動力は、４ＷＤ切替装置５ｇを経由し、ミッションケース１３の前側に取り出され、前輪伝動軸５ｈを経て前車軸ケース内の前輪デフ装置５０Ｆに伝動され、左右の前輪２，２に伝達される。そして前記前後のデフ装置５０Ｆ，５０Ｒのデフ軸と出力軸間には、デフ作用をロックするデフロック装置３７Ａ，３７Ｂを備え、このデフロック装置３７Ａ，３７Ｂをデフロックシリンダ３７ａ，３７ｂにより入切操作する構成となっている。

また作業機系動力は、前記前後進変速部５ｂからＰＴＯ正逆切替装置５ｊ及びＰＴＯ変速装置５ｋを経由して、ミッションケース１３の後面部から後方に突出するＰＴＯ軸１４に取り出されロータリ作業機１２に伝達される。

また前記主変速部５ｃは、図２に示すように、変速レバー１５グリップに備えた、変速アップスイッチ４７及び変速ダウンスイッチ４８の押込み操作で一段ずつ増減速操作し、副変速部５ｄは、同レバー１５のシフト操作で高低に変速する構成となっている。

次に、図４〜図６に基づきトラクタ１の油圧構成について説明する。
油圧ポンプ１６から吐出した油圧は、レディースバルブ１７を介して、まず回路上手側で、ブレーキバルブ１８を経由した左右のブレーキシリンダ１９，１９に分岐される。前記ブレーキバルブ１８は、ブレーキ力を調整する流量制御弁１８ａとブレーキをかける後輪３を選択する切替替制御弁１８ｂを一体構成されている。

また、同様に回路上手側から順に、前後のクラッチ制御弁２１ａ，２１ｂを経て前後進変速部５ｂの前後進切替用のクラッチシリンダ２２に分岐され、前記主変速部５ｃの１−２速切替用の第一変速制御弁２３を経て第一変速シリンダ２４に分岐される。また前記主変速部５ｃの３−４速切替用の第二変速制御弁２６を経て第二変速シリンダ２７に分岐され、前記副変速部５ｄの高低切替用の副変速制御弁２８を経て副変速シリンダ２９に分岐され、前記四ＷＤ切替装置５ｇの二駆四駆切替用の二駆四駆切替制御弁３１を経て二駆四駆切替シリンダ３２に分岐される。

更に、前記ＰＴＯ変速装置５ｋの高低切替用のＰＴＯ変速制御弁３３を経てＰＴＯ変速シリンダ３４に分岐され、そして、デフロック制御弁３６を経て前輪デフ装置５ｉ用の前輪デフロックシリンダ３７ａ、及び、後輪デフ装置５ｆ用の後輪デフロックシリンダ３７ｂに分岐される構成である。

また前記油圧ポンプ１６からの油圧は、外部油圧取出装置３８を経て作業機制御用の油圧が取り出され、作業機水平制御用の水平制御弁３９を経て水平シリンダ４１に送られ、また、水平制御弁３９を経由した油圧が作業機昇降制御弁４２，４２を経て左右の昇降シリンダ４３に送られる構成である。

次に、図７と図８に基づいて、通信回線で接続された各コントローラ４６，４８から成る制御部Ｃの構成について説明する。
図７に示すように、走行用コントローラ４６の入力側には、次のように各種スイッチ及びセンサが接続されている。即ち、前記主変速部５ｃを高速側に一段ずつ変速する変速アップスイッチ４７、前記主変速部５ｃ変速装置を低速側に一段ずつ変速する変速ダウンスイッチ４８、前記副変速レバー１５の変速位置を検出する変速レバー位置センサ４９、前記主変速部５ｃの変速位置を検出する変速位置センサ５１、エンジン回転数センサ５２、主クラッチ５ａ用のクラッチぺダル踏込スイッチ５３、車速センサ５４がそれぞれ接続されている。

また走行用コントローラ４６の出力側には、前記主変速部５ｃの変速用制御弁作動用のソレノイド５６、前記前後進変速部５ｂの前後進切替用制御弁作動用のソレノイド５７、メータパネル用コントローラ５８がそれぞれ接続されている。

また図８に示すように、作業機用コントローラ６１の入力側には、作業機昇降レバー４４のレバー位置を検出するレバー位置センサ６２、ハンドル切れ角センサ６３、ブレーキ踏込検出スイッチ（左）６４、ブレーキ踏込検出スイッチ（右）６６、前後輪のデフロック装置を同時に入切するデフロック制御入切スイッチ６７、畔際の旋回時にロータリ耕耘装置１２の昇降及びＰＴＯクラッチの入切制御をする旋回制御入切スイッチ６８が、それぞれ接続されている。

また、作業機用コントローラ６１の出力側には、作業機上昇制御弁用のソレノイド６９、作業機下降制御弁用のソレノイド７１、ブレーキバルブ１８内の流量制御弁１８ａと切替制御弁１８ｂ作動用の各ソレノイド７２ｓ、７２ｌ、７２ｒ…、デフロック作動用制御弁のソレノイド７３、前輪増速用制御弁のソレノイド７４、前輪等速用制御弁のソレノイド７６がそれぞれ接続されている。

以上のように構成したトラクタ１の制御部Ｃでは、図９と図１０に示す制御プログラムの概要を示すフローチャートのように、各種制御が実行される。
トラクタ１の電源系が入とされると、まず各種センサや設定スイッチ類の検出値が読み込まれ（ステップＳ１）、続いてトラクタ１の変速制御（ステップＳ２）、前後輪のデフロック制御（ステップＳ３）、旋回制御（ステップＳ４）が実行される。

前記トラクタ１の変速制御（ステップＳ２）の詳細について説明する。
前記主変速部５ｃ及び副変速部５ｄからなる走行変速装置５ｅは１段から８段までの多段変速ができる構成で、変速レバー１５により副変速部５ｃを高速あるいは低速に切り替え、変速レバー１５の握り部に設けられている変速アップスイッチ４７あるいは変速ダウンスイッチ４８を１回ＯＮすると、一段ずつ増減速される。

また、走行変速装置５ｅが最高速、即ち８段に変速されている状態で、変速アップスイッチ４７をＯＮすると１段目に変速され、また、最低速、即ち１段に変速されている状態で、変速ダウンスイッチ４８をＯＮすると、８段目に変速されるようにし、変速操作の簡素化を図っている。

また、前記変速アップスイッチ４７及び変速ダウンスイッチ４８を同時にＯＮすると、１段〜８段までの何れの変速位置にあっても予め設定された中間位置、ここでは第４速に一挙に変速される。しかして、構成の簡素化及び操作の簡素化を図りながら、オペレータの意図した変速位置に迅速に移動することができる。

前記デフロック制御（ステップＳ３）の詳細について説明する。
デフロック制御では、図１０に示すように、デフロック制御入切スイッチ６７の入切の判定をし（ステップＳ１１）、スイッチ入りの操作があると、続けて前記作業機昇降レバー４４のレバー位置センサ６２の検出値より、前記スイッチ６７の入時点で作業機１２が上昇位置、即ち非作業位置に設定されているか否かの判定を行なう（ステップＳ１２）。そして、作業機１２が上昇位置で前記スイッチ６７がＯＮされた場合には、前記デフロック作動用制御弁のソレノイド７３へ通電を行ないデフロックシリンダ３７ａ，３７ｂを作動させて前後輪２，３のデフロック装置を入とし、その後、同入切スイッチ６７の入切操作に応じてその作動を入切する。

一方、作業機１２が下降位置でスイッチ６７がＯＮされた場合には、前記レバー位置センサ６２により作業機１２の上昇に連動してデフロック作動用制御弁のソレノイド７３へ通電を行ない、前後輪２，３のデフロック装置が切り操作し、また再度作業機１２を下降操作したときに前記デフロック装置を入に作動させる（ステップＳ１４）。

また前記コントローラ６１では、ハンドル切角センサ６３により前輪２，２が旋回操作を想定した所定角以上に操舵されている状態、前記変速レバー位置センサ４９により副変速段が路上走行を想定した位置、ここでは「高」段を検出している状態、前記ブレーキ踏込検出スイッチによりブレーキの踏込みが検出されている状態の内、いずれか一つでも検出されている場合には、前記作業機１２が下降されていても優先してデフロックを切りに操作する構成となっている。

しかして、圃場での旋回時、作業機を上昇させるとデフロックの解除操作を容易にして直進走行の安定を図り、路上走行時にはハンドル操作が容易となり安全を確保できる。また路上走行時では、作業機１２を上昇操作しているので、デフロック装置の切り忘れを防止して操向操作性を損うことが無い。

尚、前記デフロック制御装置の別形態としては、路上走行状態を検出する手段として、車速センサ５４の検出速度が所定値を越えた場合としても良い。またクラッチペダル踏込スイッチ５３によりクラッチペダルの踏込みを検出した時に、デフロック装置を切り作動しても良い。更に作業機１２の昇降位置を検出する手段としては、リフトアーム８基部に備えたリフトアーム角センサにより検出する構成としても良い。

また前記図９のステップＳ４に記載した旋回制御とは、前記旋回制御入切スイッチ６８の入時に行なわれる制御であり、前記ハンドル切角センサ６３の検出値により前輪２，２の操舵角が旋回操作と想定される程度に操舵されたと検知した場合に、前記作業機上昇用制御弁のソレノイド６９に通電を行なって作業機１２を作業位置から上昇させ、前記前輪増速用制御弁のソレノイド７４に通電を行なって前輪２を増速駆動させ、更に前記ブレーキバルブ１８の流量制御弁１８ａと切替制御弁１８ｂの各ソレノイド７２に通電を行なって旋回内側の後輪３に所定圧でブレーキをかけるものである。

尚、前記ブレーキバルブ１８は、図１１に示すように、前記レデュースバルブ１７の外側面に当接して両バルブ１７，１８をボルトにてトラクタ１のミッションケース１３側部に固定し、前記レデュースバルブ１７側のスプール１７ｓを経由した油圧が油路８１及び前記接合面８６を経てブレーキ制御用バルブ１８側の油路８２に送られる構成となっている。また前記レディースバルブ１７側の接合面８６には、凹部８４を構成し、この凹部８４にコイン状のフィルタ８３を介装する構成となっている。これにより、油の浄化が図られ油の汚れによる故障を少なくすることができる。

トラクタの側面図。 変速レバー近傍の斜視図。 トラクタの伝動構成図。 トラクタの油圧回路を示す図。 トラクタの油圧回路を示す図。 トラクタの油圧回路を示す図。 作業機用コントローラの接続状態を示すブロック図。 走行用コントローラの接続状態を示すブロック図。 制御フローチャート。 制御フローチャート。 （Ａ）レディースバルブとブレーキバルブの正面図。（Ｂ）レディースバルブの側面図。（Ｃ）レディースバルブの側面図。

符号の説明

Ｃ 制御部（コントローラ）
１ トラクタ
２ 前輪
３ 後輪
５ｃ 主変速部
５ｄ 副変速部
６ エンジン
７ ハンドル
１５ 変速レバー
３６ デフロック作動手段（デフロック制御弁、ソレノイド）
６７ デフロック制御入切スイッチ

Claims (2)

1. エンジン（６）から主変速部（５ｃ）及び副変速部（５ｄ）を経由して左右の前輪（２，２）及び後輪（３，３）に多段の変速動力を伝達する作業車両において、前記副変速部（５ｄ）を変速する副変速レバー（１５）には前記主変速部（５ｃ）の変速位置を高速側あるいは低速側に一段づつ変速する変速アップスイッチ（４７）及び変速ダウンスイッチ（４８）を設け、該変速アップスイッチ４７及び変速ダウンスイッチ４８を同時にＯＮすると、前記主変速部（５ｃ）が何れの変速位置にあっても中間変速位置に一挙に変速されるように構成したことを特徴とする作業車両の走行制御装置。
2. エンジン（６）から主変速部（５ｃ）及び副変速部（５ｄ）を経由して左右の前輪（２，２）及び後輪（３，３）に多段の変速動力を伝達する作業車両において、作業機１２の昇降に関連して前輪（２，２）及び後輪（３，３）を同時にデフロックするデフロック自動制御手段（６１）と、前記前輪（２，２）を操舵するハンドル（７）と、前記副変速部（５ｄ）を高低に変速する副変速レバー（１５）と、前記デフロック自動制御手段（６１）のＯＮ／ＯＦＦを設定するデフロック制御入切スイッチ（６７）とを設け、前記デフロック制御入切スイッチ（６７）の入り状態において、前記副変速レバー（１５）の高速変速状態で、且つ、後輪（３，３）ブレーキの制動状態、あるいは、ハンドル（７）の所定角以上の操舵状態では、前記デフロック自動制御手段（６１）の作動を停止するように構成したことを特徴とする作業車両の走行制御装置。
   

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