JP2007020443A - トラクタの走行制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】不均一な耕土環境における対地作業機のアンバランスな牽引負荷による操向調整に煩わされることなく、対地作業機を安定して稼動することができるトラクタの走行制御装置を提供する。
【解決手段】トラクタの走行制御装置は、対地作業機（Ｗ）を牽引走行するために牽引側機体に設けた左右のリンクアーム（８）と、牽引側機体を走行支持する左右の走行部（３）と、これら左右の走行部（３）の走行速度を個別に制御する制御部（１５）とを備えて構成され、上記左右のリンクアーム（８）のそれぞれについての牽引負荷検出手段（８ｔ）とその両負荷について比較する比較手段（１５ｃ）とを設け、左右の走行負荷の差を小さくする方向に上記走行部（３）の少なくとも一方の回転数を上記制御部（１５）により調整するものである。
【選択図】図３

Description

本発明は、左右のリンクアームを介して対地作業機を牽引するトラクタの走行制御装置に関するものである。

特許文献１に示される牽引負荷検出装置は、昇降動作可能な左右のリンクアームを介して対地作業機の牽引負荷を検出することができる。この牽引負荷検出装置により、過大負荷が偏心して対地作業機に作用した場合を含め、不均一な耕土環境において所定値以上の過大負荷を受けた時に対地作業機を上昇させて対地作業機および牽引機体への過大負荷を回避することができ、その後のスムーズな復帰稼動が可能となる。

しかしながら、上記構成の牽引負荷検出装置による対地作業機の取扱いでは、偏心負荷が所定値になるまでの範囲においては、偏心負荷を受ける側に引っ張られて機体が旋回作用を受けることから、目的の方向に直進するためには、偏心負荷と対抗するべく負荷と反対の側にオペレータが操舵操作せざるを得ず、この作業負担の増加によって対地作業機の操作に専念することが困難となるという問題があった。
特開平６−２６１６０３号公報

解決しようとする問題点は、不均一な耕土環境における対地作業機のアンバランスな牽引負荷による操向調整に煩わされることなく、対地作業機を安定して稼動することができるトラクタの走行制御装置を提供することにある。

請求項１に係る発明は、対地作業機（Ｗ）を牽引走行するために牽引側機体に設けた左右のリンクアーム（８）と、牽引側機体を走行支持する左右の走行部（３）と、これら左右の走行部（３）の走行速度を個別に制御する制御部（１５）とを備えるトラクタの走行制御装置において、上記左右のリンクアーム（８）のそれぞれについての牽引負荷検出手段（８ｔ）とその両負荷について比較する比較手段（１５ｃ）とを設け、左右の走行負荷の差を小さくする方向に上記走行部（３）の少なくとも一方の回転数を上記制御部（１５）により調整することを特徴とする。上記制御により、左右の走行部の速度が調整されて機体の走行負荷の左右の差が抑えられる。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、左右の牽引負荷検出手段（８ｔ）による牽引負荷を対比表示するモニタ（１４）を備えることを特徴とする。上記モニタによって左右の牽引負荷が対比表示される。

請求項１の左右の走行部の速度調整、たとえば、左右の走行部の牽引負荷の小さい側を減速し、または、その反対側を増速する等によって左右間の走行負荷の差が小さくなることから、機体走行の直進性が改善される。したがって、不均一な耕土環境における対地作業機のアンバランスな牽引負荷による操向調整に煩わされることなく、対地作業機を安定して稼動することができる。

請求項２のモニタによって左右の牽引負荷が対比表示されることから、牽引対象の負荷状況を把握することができる。したがって、オペレータは、その負荷状況に応じて作業速度や作業内容を調節することにより、対地作業機を最適稼動することが可能となる。

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るトラクタの側面図である。
トラクタ（作業車両）１は、前輪２、２と後輪３、３とを備えた機体の前部を覆うボンネット４ｂ内にエンジン４を搭載し、このエンジン４の回転動力をミッションケース５ｃ内の変速装置５に伝達し、この変速装置５で適宜減速された動力を個別制動可能な走行部として機能する操舵用の左右の前輪２、２と左右の後輪３、３とに伝達するとともに後部のＰＴＯ軸６に伝達する。また、ミッションケース５ｃの後部には、シリンダ７により回動されて上下動作可能な左右のリフトアーム７ａ，７ａを設け、このリフトアーム７ａ，７ａと連結した左右のリンクアームとなるロアリンク８，８を介してプラウ等の対地作業機Ｗを昇降可能に牽引するように構成している。

また、機体に取付けたロプスフレーム１１の近傍に操縦席１２を配置し、この操縦席１２の前方に、ステアリングハンドル１３、運転状態を表示するモニタ１４、同ステアリングハンドル１３の下側に前後進切替レバー５ｒ、アクセルレバー４ｈ、床部にはブレーキペダル５ｂ、アクセルペダル４ｆ等、操縦席１２の脇に変速レバー５ｃ、５ｓ等の操作具類が配置され、さらに牽引走行制御および作業機制御を行うための制御部１５等を備えて構成される。

また、リフトアーム７ａの構成は、図８の要部平面図に示すように、シリンダケース３１の内部にメインシリンダ７の伸縮動作を受けるリフトクランク７ｃが機体中央から一定寸法Ａの位置にオフセットして配置され、このリフトクランク７ｃと一体のリフトアーム軸７ｂの両端部に左右のリフトアーム７ａ，７ａを取付け、その一方にアシストシリンダ９を設ける構成となっている。このアシストシリンダ９はリフトクランク７ｃからのスパンの長い方のリフトアーム７ａに配置する。このようにアシストシリンダ９を配置することにより、リフトアーム軸７ｂの捩れによる応力を減少させることができる。

制御部となるコントローラ１５は操縦席側方に設けられ、または、分散配置の複数のコントローラを通信回線で接続して構成され、その入出力構成図を図２に示すように、急旋回操向制御を可能とする制御装置として左右の後輪ブレーキ用制御弁ソレノイド３ｖを左右個別に制御する構成とし、これに加え、作業機昇降レバーの操作を検出するポテンショメータ７ｐ、リフトアーム角センサ７ｕ、左右のロアリンク歪センサ８ｔ、前輪切角センサ２ａ、車速センサ１ｖ等の信号を受け、制御出力としてメインシリンダ７の伸縮用制御弁ソレノイド７ｖ、サブシリンダ９の伸縮用制御弁ソレノイド９ｖ、液晶表示器等によるモニタ１４、ブザー１４ｂ等を接続し、走行制御および作業機制御によりドラフト制御可能に構成する。

ドラフト制御は、図３（ａ）のシステム構成図に示すように、左右の後輪３、３を制動するブレーキシリンダ３ｂ、３ｂは制御弁ソレノイド３ｖにより制動力を油圧制御し、左右のロアリンク８，８の連結部にそれぞれロアリンク歪センサ８ｔ、８ｔを取り付けて左右の牽引負荷検出手段を構成した上で、左右のロアリンク８，８にプラウやロータリ等の対地作業機Ｗを連結する。

ロアリンク歪センサ８ｔ、８ｔの検出負荷信号を制御部１５に受け、図３（ｂ）の表示例に示すように、左右の負荷をモニタ１４に対比して表示する。具体的なドラフト制御処理は、そのフローチャートを図４に示すように、両負荷を比較する比較手段１５ｃによって両負荷の差が所定値を超えた場合に、負荷の小さい側の後輪３、３に制動を掛ける（Ｓ１〜Ｓ４）。
また、この時、左右牽引差が所定内で平均値が所定値以上であれば、メインシリンダ７の伸長によって作業機Ｗを上昇する（Ｓ４，Ｓ５）。この作業機Ｗの上昇によって過大な牽引負荷を回避することができる。

このように、左右の牽引加重が大きく異なる場合に、そのまま作業を続けると、負荷の軽い側のグリップ力が勝り、負荷の重い側に機体が傾くので、負荷の軽い側の車輪に片ブレーキ制動を掛けることにより、牽引負荷と後輪の制動負荷が合計されて左右の負荷の差が小さくなり、機体の直進性を向上することができる。

左右の牽引負荷の表示は、図５のメーターパネル２１に構成した横長状のモニタ部１４に左右の過重を表示するモードを設け、負荷の大きさをバーグラフで表示する。その具体的な表示態様は、図６のグラデーションタイプ（ａ）や他の表示事項と同時表示させる箱積みタイプ（ｂ）等により行う。グラデーションタイプは、負荷が大きい程、長いバーを点灯していく表示方式であり、箱積みタイプは、１本のバーグラフを負荷が大きい程、伸ばしていく表示方式である。このような左右の牽引負荷のバーグラフ表示によって現在の牽引力と左右のバランスが分かり、左右の負荷の差によって車体が振られそうであること等をオペレータに視覚で報知することができる。

これを見て負荷に余裕があると判断される場合は、車速を上げたり、プラウをさらに深く突っ込んだりといった作業の対応ができる。このように、表示を見ながら作業機Ｗのサブソイラの突っ込み量を調整できるので、オペレータが最大能力を自己監視しながら牽引作業ができる。
また、上記ドラフト制御において、牽引荷重が一定値以上の範囲においてデフロックを作動させる構成とすることにより、デフロックの入切操作を要することなく、必要に応じてデフロックが自動的に働くので、操作忘れすることなく、牽引力を確保して直進性が維持される。

なお、上記牽引負荷検出手段８ｔは、歪センサの形態のほかに、別の形態として、ポテンショメータ式のセンサを用いたり、その設置場所もロアリンク基部に代えて、ロアリンクの先端部やリフトアームの基部に備える構成としてもよい。

次に、ロプスフレームについて説明する。
シリンダケース３１の両側部には、図７の要部正面図（ａ）および側面図（ｂ）に示すように、後輪の左右のアクスルケース３２，３２に下端部を取付けたロプスフレーム１１のアンダーフレーム１１ｃ，１１ｃを配置する。これらアンダーフレーム１１ｃ，１１ｃの内側には、チューブ３４，３４を溶接固定し、この両チューブ３４，３４にフランジ３４ｆ、３４ｆを設けてシリンダケース３１にマウントする。
上記ロプスフレーム１１のマウント構成により、ロプスフレーム１１の横方向荷重Ｆ１、前後方向荷重Ｆ２に対する剛性を上げることができる。

次に、ＰＴＯオイルシールについて説明する。
ＰＴＯオイルシール部の縦断面図を図９に示すように、ＰＴＯ軸６に２連のオイルシール４１，４２を設けてある場合に、外側のオイルシール４１を保持するメタル４３の孔径Ｄ１に対して、ＰＴＯ軸６のスリーブ４４の外径Ｄ２を大きく構成する。スリーブ４４は、２連のオイルシール４１，４２を受け、かつ、メタル４３の孔から突出しないように大径に構成することにより、外からの異物の侵入を抑えることができる。

次に、前記対地作業機としてロータリ作業機を備えたトラクタについて説明する。
トラクタには、ハンドルの切れ角が一定以上となると、リフトアームを上回動させて、ロータリを自動で上昇させる機能を備える一方で、作業者がレバー操作によりロータリの下降を行っている。また、作業者の後方で作業機を自動下降することは、ハンドル切れ角等の条件のみで安全性を確保することが極めて困難である。

この安全性の問題を解決するために、トラクタの本体後部には、その側面図（ａ）および背面図（ｂ）を図１０に示すように、安全枠取付け用のフレーム５１を伸ばし、このフレーム５１の先にロータリ作業機Ｗ’をとり囲む安全枠５２を備える構成となっている。これにより、作業機近傍の危険領域への誤進入を防止できる。

トラクタの側面図である。 ドラフト制御の入出力構成図である。 ドラフト制御のシステム構成図（ａ）および負荷の対比表示例（ｂ）である。 ドラフト制御のフローチャートである。 メーターパネルの構成図である。 グラデーションタイプ（ａ）および箱積みタイプ（ｂ）の表示例である。 シリンダケースの要部正面図（ａ）および側面図（ｂ）である。 リフトアームの駆動構成を示す要部平面図である。 ＰＴＯオイルシール部の縦断面図である。 トラクタの本体後部の側面図（ａ）および背面図（ｂ）である。

符号の説明

２ 前輪
３ 後輪
３ｂ ブレーキシリンダ
３ｖ ブレーキ用制御弁ソレノイド
４ エンジン
５ 変速装置
８ ロアリンク（リンクアーム）
８ｔ ロアリンク歪センサ（牽引負荷検出手段）
１４ モニタ部
１５ 制御部
１５ｃ 比較手段
２１ メーターパネル
Ｗ 対地作業機

Claims (2)

1. 対地作業機（Ｗ）を牽引走行するために牽引側機体に設けた左右のリンクアーム（８、８）と、牽引側機体を走行支持する左右の走行部（３，３）と、これら左右の走行部（３、３）の走行速度を個別に制御する制御部（１５）とを備えるトラクタの走行制御装置において、上記左右のリンクアーム（８、８）のそれぞれについての牽引負荷検出手段（８ｔ、８ｔ）とその両負荷について比較する比較手段（１５ｃ）とを設け、左右の走行負荷の差を小さくする方向に上記走行部（３、３）の少なくとも一方の回転数を上記制御部（１５）により調整することを特徴とするトラクタの走行制御装置。
2. 左右の牽引負荷検出手段（８ｔ、８ｔ）による牽引負荷を対比表示するモニタ（１４）を備えることを特徴とする請求項１記載のトラクタの走行制御装置。

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