JP2009063027A - Work vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、原動機からの動力を左右の減速装置を介して左右の駆動輪に伝達する作業車両であって、スリップ抑制制御機構を備えた作業車両の技術に関する。 The present invention relates to a work vehicle that transmits power from a prime mover to left and right drive wheels via left and right speed reducers, and relates to a technique of a work vehicle including a slip suppression control mechanism.
従来、作業車両の車輪のスリップを検知し、スリップを検知した場合はスリップを抑制するように制御する作業車両は知られている。スリップを抑制する制御(以下、「スリップ制御」と呼ぶ。)の方法としては、変速装置を自動的に低速側に変速して車軸の回転数を減少させることにより駆動力を低下させる方法や、作業車両に作業機を装着し耕耘等の作業を行っている場合に、作業機を自動的に設定高さ上昇させてスリップを抑制する方法がある(特許文献1参照。)。
上述のようにスリップを抑制することで、スリップによる駆動力の浪費や、作業車両が不安定な状態になることを防止することが可能となる。
By suppressing the slip as described above, it is possible to prevent waste of driving force due to the slip and an unstable state of the work vehicle.
しかし、前述の特許文献1のような変速装置を低速側に変速してスリップを抑制する制御方法では、特に変速装置がマニュアルトランスミッションなどの有段変速装置である場合、変速時に急な速度変化によるショックが発生することがある。さらに、スリップした車輪に合わせて変速装置を低速側に変速するため、全車輪の回転数が低下する。つまり、スリップした車輪だけでなく、それ以外の全車輪の回転数も低下し、作業車両自体の速度が低下し、例えば均平作業などでは減速した時に圃場の表面に凹凸等の大きな変化が生じてしまう。
また、作業機を自動的に設定高さ上昇させてスリップを抑制する制御方法では、耕深が安定しないなどの作業精度の悪化を伴う場合がある。
そこで本発明は、変速装置の種類に係わらず滑らかで必要以上に駆動力を低下させる事のないスリップ制御を行う作業車両を提供することを目的とする。
However, in the control method for suppressing slip by shifting the transmission to the low speed side as in Patent Document 1 described above, particularly when the transmission is a stepped transmission such as a manual transmission, it is caused by a sudden speed change at the time of shifting. Shock may occur. Furthermore, since the transmission is shifted to the low speed side in accordance with the slipped wheels, the rotational speeds of all the wheels are reduced. In other words, not only the slipping wheel, but also the rotation speed of all other wheels is reduced, and the speed of the work vehicle itself is reduced. End up.
Further, in the control method that automatically raises the working machine to the set height and suppresses the slip, the working accuracy may be deteriorated such that the working depth is not stable.
Accordingly, an object of the present invention is to provide a work vehicle that performs slip control that is smooth and does not reduce driving force more than necessary regardless of the type of transmission.
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。 The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems will be described.
即ち、請求項1においては、原動機からの動力を変速する変速装置と、前記変速装置により変速した動力を左右に分配する分配部と、を具備し、前記分配部により分配された動力を左右の減速装置及び駆動車軸を介して左右の駆動輪に伝達する作業車両であって、前記減速装置を構成する遊星歯車機構と、前記遊星歯車機構を構成するリングギヤの回動を制御するモータと、前記駆動輪のスリップの発生を検出するスリップ検出手段と、前記モータ及び前記スリップ検出手段が接続された制御手段と、を具備し、前記制御手段により前記駆動輪にスリップが発生したと判断された時に、前記制御手段がスリップ発生側の前記モータを操作するものである。 That is, according to the first aspect of the present invention, the apparatus includes a transmission that shifts the power from the prime mover, and a distribution unit that distributes the power shifted by the transmission to the left and right. A work vehicle that transmits to the left and right drive wheels via a reduction gear and a drive axle, the planetary gear mechanism that constitutes the reduction gear, the motor that controls the rotation of the ring gear that constitutes the planetary gear mechanism, and A slip detection means for detecting the occurrence of slip of the drive wheel; and a control means to which the motor and the slip detection means are connected, and when the control means determines that a slip has occurred in the drive wheel. The control means operates the motor on the slip generation side.
請求項2においては、前記モータをモータ設置可能位置に設置し、前記リングギヤの外周に歯車を介して伝動軸の一端を連動連結し、前記伝動軸の他端を前記モータ設置可能位置まで延設し、前記伝動軸の他端に歯車を介して前記モータの出力軸を連動連結したものである。
3. The motor according to
請求項3においては、前記制御手段は、左右の前記駆動輪を互いに逆方向に回転させる旋回モードを具備し、前記制御手段を前記旋回モードに切り換えるための信号を送信するモード指令手段を具備し、前記モード指令手段を前記制御手段に接続したものである。 According to a third aspect of the present invention, the control means includes a turning mode for rotating the left and right drive wheels in opposite directions, and mode command means for transmitting a signal for switching the control means to the turning mode. The mode command means is connected to the control means.
本発明の効果として、以下に示すような効果を奏する。 As effects of the present invention, the following effects can be obtained.
請求項1の如く構成することで、スリップした車輪に対してスリップ制御を行うことが可能である。
変速装置の種類に係わらず滑らかなスリップ制御を行うことが可能である。
減速装置を遊星歯車機構で構成することにより、コンパクトに構成することが可能である。
差動装置を設ける必要が無く、前記差動装置を設けない場合、デフロック操作が不要であり、かつ、左右の駆動輪に適切なトルクを伝達することが可能である。
By configuring as in claim 1, it is possible to perform slip control on the slipped wheel.
Smooth slip control can be performed regardless of the type of transmission.
By configuring the reduction gear with a planetary gear mechanism, a compact configuration can be achieved.
When there is no need to provide a differential device, and when the differential device is not provided, a differential lock operation is not necessary, and it is possible to transmit an appropriate torque to the left and right drive wheels.
請求項2の如く構成することで、モータを前記遊星歯車機構から一定距離離れたモータが設置可能な位置に設置することができる。
By configuring as in
請求項3の如く構成することで、制御手段を自動的に旋回モードに切り換え、作業車両の旋回半径を小さくすることができる。
By configuring as in
以下に、本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.
まず、本発明に係る作業車両の実施の一形態であるトラクタの全体構成について図1を用いて説明する。
なお、本発明に係る作業車両は本実施例で説明するトラクタに限らず、コンバイン等の農業用車両や、ローダやバックホー等の建設機械等の作業車両に利用可能である。
また、以下の説明では図中の矢印A方向及び矢印B方向を、それぞれトラクタ1の前方向及び右方向として説明する。
First, the whole structure of the tractor which is one Embodiment of the working vehicle which concerns on this invention is demonstrated using FIG.
Note that the work vehicle according to the present invention is not limited to the tractor described in the present embodiment, and can be used for agricultural vehicles such as a combine and work vehicles such as a construction machine such as a loader and a backhoe.
Further, in the following description, the arrow A direction and the arrow B direction in the figure will be described as the forward direction and the right direction of the tractor 1, respectively.
図1に示すように、トラクタ1は、機体フレーム2の前後部にそれぞれ前輪3・3及び駆動輪4・4を備え、トラクタ1前部のボンネット5内には原動機であるエンジン6が機体フレーム2に固設されている。ボンネット5の後方にはステアリングハンドル7が配設され、ステアリングハンドル7の後方には運転座席8が配置されている。運転座席8の左右両側方には、駆動輪4・4の上方を覆うフェンダ9・9が固設されている。
エンジン6の後部にはクラッチ10が配置され、クラッチ10の後部にミッションケース11が配置されている。ミッションケース11の左右両側面からは、左右両方向へ凸設された駆動車軸12・12を介して駆動輪4・4が取り付けられており、エンジン6からの動力を駆動輪4・4に伝達可能としている。
ミッションケース11の後方左右両側面には、ロプス(転倒時防護フレーム)13を支持するためのロプス支持フレーム14・14が固設されている。
As shown in FIG. 1, the tractor 1 includes
A
次に、トラクタ1の動力伝達に係る構成について図2乃至図4を用いて説明する。
図2に示すように、エンジン6の動力は、クラッチ10及びミッションケース11内に具備された油圧式無段変速装置(HST:Hydraulic Static Transmission。以下、単に「HST」という。)15を介して、ベベルギヤにより構成された分配部16へ伝達される。分配部16は動力を左右方向へ分配する。分配部16により分配された動力は左右のギヤ17・17、ギヤ18・18及びサンギヤ軸19・19を介して遊星歯車機構20・20へ伝達される。遊星歯車機構20は減速装置である。また、ギヤ17、ギヤ18、サンギヤ軸19、遊星歯車機構20、駆動車軸12、及び駆動輪4の構成は機体の左右で対称であるため、以下ではトラクタ1の機体左側について説明する。
遊星歯車機構20において減速された動力は、駆動車軸12を介してホイール式の車輪である駆動輪4へ伝達される。駆動車軸12は、駆動輪4を支持する車軸である。また、分配部16の左右には、分配部16により分配された動力を制動する制動装置21が具備されている。
Next, a configuration relating to power transmission of the tractor 1 will be described with reference to FIGS.
As shown in FIG. 2, the power of the
The power decelerated in the
本実施例において駆動輪4はホイール式の駆動輪としたが、本発明はこれに限るものではなく、駆動輪と従動輪との間に履帯が巻回されたクローラ式走行装置における駆動輪であってもよい。また、本実施例においてトラクタ1の駆動輪は左右各一輪ずつとしたが、本発明はこれに限るものではなく、前後輪全てが駆動輪である四輪駆動の作業車両でもよい。四輪駆動の作業車両には、例えば、HST15より取り出した前輪駆動動力を機体前方へ伝達し、差動装置を介して左右の前輪に伝達するようなものがある。この場合には、左右の前輪にも減速装置である遊星歯車機構を具備する。
In this embodiment, the
HST15は、主に可変容量型の油圧ポンプ22、固定容量型の油圧モータ23、可動斜板24等により構成されている。
可変容量型の油圧ポンプ22と固定容量型の油圧モータ23とは、閉回路油路25により流体的に接続されている。
可動斜板24は、油圧ポンプ22に設けられており、運転部に設けられた変速操作手段(図示せず)と連係されている。オペレータが前記変速操作手段を操作することにより、可動斜板24の傾斜角を調節することができる。この操作により油圧ポンプ22の容積を変更して、圧油の吐出量及び吐出方向を変更することができる。
The HST 15 is mainly composed of a variable displacement
The variable displacement
The
上記のような構成により、エンジン6からの動力を油圧ポンプ22に入力し、前記変速操作手段により油圧ポンプ22の可動斜板24を中立位置から任意の角度だけ傾動させることによって、油圧ポンプ22は圧油を吐出する。油圧ポンプ22により吐出された圧油は、閉回路油路25を介して油圧モータ23へ圧送され、前記圧油によって油圧モータ23は回転し、動力が下流へと伝達される。
With the configuration as described above, the power from the
また、図3及び図4に示すように、フェンダ9の後方であって駆動輪4よりも上側にはモータ31が配設されている。モータ31の下方には出力軸32が突設されている。出力軸32の端部には出力ギヤ33が設けられ、伝動ギヤ34と歯合している(図2参照。)。出力ギヤ33及び伝動ギヤ34は出力ギヤケース35内に内設されている。モータ31は出力ギヤケース35の上面に固設され、出力ギヤケース35はステー36によりロプス支持フレーム14の後方に固設されている。こうして、モータ31が駆動輪4や図示せぬリアアクスルケース等と干渉することなく配置でき、メンテナンスを容易にできるようになり、また、駆動輪4による泥跳ね等によりモータ31に泥等が付着し難くできる。
Further, as shown in FIGS. 3 and 4, a
図2に示すように、伝動ギヤ34の中心には、伝動軸37の一端が軸装されている。伝動軸37の他端にはベベルギヤ38が設けられ、ベベルギヤ38を介して伝動軸37とベベルギヤ軸39が連動連結されている。ベベルギヤ軸39はギヤ40及びギヤ41を介して制動ギヤ軸42と連動連結されている。制動ギヤ軸42の一端はギヤ41の中心に軸装され、他端は制動ギヤ43の中心に軸装されている。制動ギヤ43は、遊星歯車機構20を構成するリングギヤ54の外周に歯合されている。
As shown in FIG. 2, one end of a
上記の通り、モータ31を駆動輪4の外周よりも外側(上側)のモータ設置可能位置に設置し、リングギヤ54の外周に歯車である制動ギヤ43等を介して伝動軸37の一端を連動連結し、伝動軸37の他端を前記モータ設置可能位置まで延設し、伝動軸37の他端に歯車である伝動ギヤ34等を介してモータ31の出力軸32を連動連結している。
As described above, the
モータ設置可能位置とは、トラクタ1においてモータ31を設置し、モータ31の出力軸32を、歯車等を介してリングギヤ54と連動連結することが可能な位置である。また本実施例においては、モータ31をフェンダ9の後方に配設したが、本発明はこれに限るものではない。つまり、駆動輪4やリアアクスルケースや作業機装着装置等の本機と干渉しない位置であり、フェンダ9の上方や前方や運転座席8の後部等である。
The position where the motor can be installed is a position where the
上記のような構成において、モータ31からの動力は、出力軸32、出力ギヤ33及び伝動ギヤ34を介して伝動軸37に伝達され、さらにベベルギヤ38、ベベルギヤ軸39、ギヤ40、ギヤ41、制動ギヤ軸42及び制動ギヤ43を介してリングギヤ54へ伝達される。
In the configuration as described above, the power from the
ここで、図2及び図4を用いて遊星歯車機構20の構成について説明する。遊星歯車機構20は主にサンギヤ50、三個のプラネタリギヤ51・51・51、キャリア53、リングギヤ54等から構成される。本実施例における遊星歯車機構20はプラネタリギヤ51を三個具備するものとしたが、本発明におけるプラネタリギヤの個数はこれに限るものではない。
Here, the configuration of the
サンギヤ軸19はサンギヤ50の中心に軸装されている。サンギヤ50の周縁にはプラネタリギヤ51・51・51が歯合されている。プラネタリギヤ51・51・51はリングギヤ54の内周に設けられた歯と歯合されている。また、プラネタリギヤ51・51・51の中心にはそれぞれプラネタリギヤ軸52・52・52の一端が軸装されている。プラネタリギヤ軸52・52・52の他端はキャリア53に軸支されている。キャリア53の中心には駆動車軸12が軸装されている。
遊星歯車機構20、制動ギヤ43、制動ギヤ軸42、ギヤ41、ギヤ40、ベベルギヤ軸39、ベベルギヤ38は、ミッションケース11の左右に設けられた図示せぬリアアクスルケース内に内設されている。
The
The
上述したように構成された遊星歯車機構20の動力伝達について説明する。
エンジン6のみが作動し、モータ31が停止している場合、サンギヤ軸19より入力された動力は、サンギヤ50を介してプラネタリギヤ51・51・51に伝達する。プラネタリギヤ51・51・51は自転しながらサンギヤ50の周縁を公転する。プラネタリギヤ51・51・51の公転運動はプラネタリギヤ軸52・52・52を介してキャリア53に伝達し、キャリア53は回転する。つまりは駆動車軸12及び駆動輪4が回転する。
エンジン6とモータ31とが同時に作動している場合、モータ31の動力(以下、「補助動力」という。)は、伝動軸37等を介してリングギヤ54へ伝達し、リングギヤ54を回転させる。この回転とエンジンからの動力によるサンギヤ50の回転がプラネタリギヤ51・51・51において合成され、プラネタリギヤ51・51・51の公転運動となる。プラネタリギヤ51・51・51の公転運動はプラネタリギヤ軸52・52・52を介してキャリア53に伝達し、キャリア53は回転する。つまりは駆動車軸12及び駆動輪4が回転する。
上記の減速装置である遊星歯車機構20によって、サンギヤ軸19より入力された動力は減速され、駆動車軸12より出力される。
The power transmission of the
When only the
When the
The power input from the
次に、図2に示すような本発明の一実施例における、スリップ制御に関する構成について説明する。スリップ制御に関する構成についても機体の左右で対称である。 Next, a configuration related to slip control in one embodiment of the present invention as shown in FIG. 2 will be described. The configuration related to slip control is also symmetrical on the left and right sides of the aircraft.
左右の駆動車軸12の中途部には回転センサ101が具備されている。回転センサ101は駆動車軸12の回転数、つまりは駆動輪4の回転数を検出する回転数検出手段である。回転センサ101は、制御手段であるコントローラ100に接続されている。回転センサ101は、それぞれ駆動車軸12の回転数を常時検出し、検出した回転数をそれぞれ検出信号RR及びRLとしてコントローラ100へ送信する。
A
また、閉回路油路25の中途部には圧力センサ102が具備されている。圧力センサ102は閉回路油路25内の圧力を検出する圧力検出手段である。圧力センサ102はコントローラ100に接続されている。圧力センサ102は、閉回路油路25内の圧力を常時検出し、検出した圧力を検出信号Pとしてコントローラ100へ送信する。
A
回転センサ101により検出された回転数と、圧力センサ102により検出された圧力と、によりスリップの発生を検出する。つまり、回転センサ101及び圧力センサ102はトラクタ1のスリップの発生を検出するスリップ検出手段である。
The occurrence of slip is detected based on the number of rotations detected by the
また、モータ31はコントローラ100に接続されている。左右のモータ31は、それぞれコントローラ100からの制御信号CR及びCLによる指令に従い作動する。
The
上記のような構成におけるスリップ制御の制御態様について図2及び図5を用いて説明する。 A control mode of slip control in the above configuration will be described with reference to FIGS.
モータ31は制御信号CR及びCLに従って正転又は逆転する。モータ31の正転又は逆転により発生する補助動力は、伝動軸37等を介して制動ギヤ43に伝達する。
ここでモータ31における「正転」とは、トラクタ1を進行方向へ増速駆動させるよう回転することをいう。また、「逆転」とは、「正転」と逆方向へ回転し、トラクタ1を減速駆動させるよう回転することをいう。
The
Here, “forward rotation” in the
図2に示すように、走行時や作業時においてスリップが発生していない場合、コントローラ100はモータ31の回転を停止させる制御信号CR及びCLをモータ31に送信する。つまり、モータ31はブレーキ付きモータで構成して、駆動信号を送信しない場合は出力軸32が回転しないようにしている。
As shown in FIG. 2, when slip does not occur during running or work, the
スリップが発生していない場合、図5(a)に示すように、モータ31に具備されるブレーキにより制動ギヤ43の回動は制動されており、それによって制動ギヤ43と歯合するリングギヤ54の回動も制動される。サンギヤ50等を介してプラネタリギヤ51・51・51に伝達されたエンジン6の動力によって、キャリア53を介して駆動車軸12及び駆動輪4が回転する。
When slip does not occur, as shown in FIG. 5A, the rotation of the
図2に示すように、左右の回転センサ101は、それぞれ駆動輪4の回転数を常時検出し、検出した回転数をそれぞれ検出信号RR及びRLとしてコントローラ100へ送信する。
また、圧力センサ102は、閉回路油路25内の圧力を常時検出し、検出した圧力を検出信号Pとしてコントローラ100へ送信する。
コントローラ100は受信した検出信号RR、RL及びPから駆動輪4・4のスリップの有無を判断する。
As shown in FIG. 2, the left and
The
The
コントローラ100により駆動輪4・4にスリップが発生したと判断された時に、コントローラ100がスリップ発生側のモータ31を操作する。つまり、コントローラ100はスリップ発生側のモータ31を逆転させる制御信号を送信する。
When the
図2に示すように、モータ31の逆転により発生する補助動力は伝動軸37等を介して制動ギヤ43に伝達する。
図5(b)に示すように、モータ31の逆転により制動ギヤ43に伝達された補助動力によってリングギヤ54が回転され、補助動力はプラネタリギヤ51・51・51に伝達される。ここでエンジン6の動力と補助動力とが合成され、キャリア53を介して駆動車軸12及び駆動輪4が回転する。この場合、補助動力によってスリップ発生側の駆動車軸12及び駆動輪4の回転が減速されることになる。
As shown in FIG. 2, the auxiliary power generated by the reverse rotation of the
As shown in FIG. 5B, the
このようにコントローラ100によってモータ31を操作することで、スリップ発生側の駆動輪4の回転速度を減速し、グリップ力を増加させ、スリップを抑制する。
By operating the
本実施例において、スリップが発生していない場合、コントローラ100はモータ31を停止させるものとした。しかし、本発明においてはこれに限るものではない。例えば、スリップが発生していない場合は、所望の減速比を得るためにモータ31を正転または逆転させていても良い。
また、本実施例において、コントローラ100によりスリップが発生したと判断された場合、コントローラ100はスリップ発生側のモータ31を逆転させるものとした。しかし、本発明においてはこれに限るものではない。例えば、モータ31の正転を徐々に減速させたり、若しくは停止させたりすることで駆動輪4の回転を減速することも可能である。つまり、駆動輪4の回転を減速させることにより、駆動輪4のグリップ力を増加させ、スリップを抑制することができれば良い。
また、本実施例においては、モータ31の駆動のみによってリングギヤ54の回動を制御するものとした。しかし、モータ31からリングギヤ54までモータ31の補助動力を伝える伝動軸37等に制動装置を設け、コントローラ100により前記制動装置の作動を制御することで、さらに迅速なスリップ制御を行うことも可能である。例えば伝動ギヤ34に制動装置を設けることで、前記制動装置の作動によりモータ31からリングギヤ54へ伝達される補助動力を素早く減少させることができる。
In this embodiment, the
In this embodiment, when the
In this embodiment, the rotation of the
本実施例の如く構成することで、スリップした駆動輪に対してスリップ制御を行うことが可能となる。これによって、トラクタ1自体の速度を低下させることがなく、スリップ制御が必要な駆動輪の回転数のみを低下させるだけでスリップ制御が可能となる。 By configuring as in the present embodiment, slip control can be performed on the slipping drive wheels. As a result, the slip control can be performed only by reducing the rotational speed of the drive wheel that requires the slip control without reducing the speed of the tractor 1 itself.
また、スリップ制御時には遊星歯車機構20によりエンジン6からの動力とモータ31からの補助動力を合成し、駆動輪の回転数を減少させるため、変速装置の種類に係わらず滑らかなスリップ制御を行うことが可能となる。つまり、本実施例においては、スリップ制御時に変速装置を変速することがないため、急激な速度変化のない滑らかなスリップ制御を行うことができる。
Also, during slip control, the
また、左右の減速装置として遊星歯車機構20を用いることにより、同じ減速比の平行軸上に配置した歯車減速機構を用いる場合よりも減速比が大きく前記減速装置をコンパクトに構成することができる。
Further, by using the
また、左右の遊星歯車機構20を構成するリングギヤ54の回動を制御するモータ31を左右別個に設けたことで、トラクタ1の分配部16に差動装置を設ける必要がない。
つまり、トラクタ1の左右へ分配する動力に差をつけるという差動装置の働きを、リングギヤ54の回動を制御するモータ31及びコントローラ100によって置き換えることもできる。
Further, since the
That is, the function of the differential device that makes a difference in the power distributed to the left and right of the tractor 1 can be replaced by the
ここで、検出信号RR、RL及びPから駆動輪4・4のスリップの有無を判断する方法について説明する。
Here, a method for determining the presence / absence of slippage of the
圧力センサ102は、閉回路油路25内の圧力を常時検出し、検出した圧力を検出信号Pとしてコントローラ100へ送信する。コントローラ100は、検出信号Pに基づいて駆動車軸12の理想回転数Rを算出する。
理想回転数Rとは、トラクタ1がスリップすることなく走行している場合における駆動輪4の回転数である。実験や数値計算等により予め理想回転数Rと検出信号Pとの関連性を求め、コントローラ100に記憶させておくことにより、コントローラ100は検出信号Pに基づいて駆動車軸12の理想回転数Rを算出することができる。
The
The ideal rotational speed R is the rotational speed of the
同時に、左右の回転センサ101は、それぞれ駆動輪4の回転数を検出し、駆動輪4・4の実際の回転数をそれぞれ検出信号RR及びRLとしてコントローラ100へ送信する。
コントローラ100は、理想回転数Rと実回転数である検出信号RR及びRLとの差を常時算出し、その差が予め設定されたある一定値以上になった場合は、駆動輪4がスリップしたと判断する。
At the same time, the left and
The
回転センサ101及び圧力センサ102を用いて駆動輪4をスリップ制御する方法は、本実施例において説明したものに限らない。例えば、理想回転数Rと実回転数である検出信号RR及びRLとの差が一定値以上になった場合だけでなく、常時その差が小さくなるようにスリップ制御を行うことも可能である。
The method of slip-controlling the
本実施例においては、実回転数である検出信号RR及びRLを用いてスリップ発生の有無を判断したが、本発明はこれに限るものではなく、検出信号RR又はRLの何れか一方のみによってスリップ発生の有無を判断することも可能である。 In this embodiment, the presence / absence of slip occurrence is determined using the detection signals RR and RL that are the actual rotational speed, but the present invention is not limited to this, and the slip is detected only by one of the detection signals RR or RL. It is also possible to determine whether or not it has occurred.
本実施例においては、閉回路油路25内の圧力を圧力センサ102により検出し、その検出信号Pにより駆動車軸12の理想回転数Rを算出するものとしたが、本発明はこれに限るものではない。例えば可動斜板24の傾斜角及びエンジン6の回転数を検出し、それらを基に理想回転数Rを算出すること等もでき、本発明において理想回転数Rを算出する方法を限るものではない。
In the present embodiment, the pressure in the closed
次に、図6に示すような本発明の他の実施例における、スリップ制御に関する構成及び制御態様について説明する。 Next, a configuration and control mode relating to slip control in another embodiment of the present invention as shown in FIG. 6 will be described.
図6に示すように、左右の駆動車軸12の中途部にはトルクセンサ103が具備されている。トルクセンサ103は駆動車軸12に加わるトルクを検出する。この検出されたトルクによりスリップの発生を検出する。つまり、トルクセンサ103はトラクタ1のスリップの発生を検出するスリップ検出手段である。
As shown in FIG. 6, a
トルクセンサ103は制御手段であるコントローラ100に接続されている。左右のトルクセンサ103は、それぞれ駆動車軸12に加わるトルクを常時検出し、検出したトルクをそれぞれ検出信号TR及びTLとしてコントローラ100へ送信する。
コントローラ100は受信した検出信号TR及びTL各々の変化から駆動輪4・4のスリップの有無を判断する。
The
The
走行時や作業時においてスリップが発生していない場合、コントローラ100はモータ31の回転を停止させる制御信号CR及びCLをモータ31に送信する。つまり、モータ31はブレーキ付きモータで構成して、駆動信号を送信しない場合は出力軸32が回転しないようにしている。
When slip does not occur during running or work, the
コントローラ100により駆動輪4・4にスリップが発生したと判断された時に、コントローラ100がスリップ発生側のモータ31を操作する。つまり、コントローラ100はスリップ発生側のモータ31を逆転させる制御信号を送信する。
When the
このようにコントローラ100によってモータ31を操作することで、スリップ発生側の駆動輪4の回転速度を減速し、グリップ力を増加させ、スリップを抑制する。
By operating the
ここで、検出信号TR及びTLから駆動輪4・4のスリップの有無を判断する方法について説明する。
Here, a method for determining the presence / absence of slippage of the
トラクタ1が走行している場合、駆動車軸12にはトルクが加わる。前記トルクとは、遊星歯車機構20より伝達される動力と、駆動輪4・4が路面から受ける摩擦力とに起因するものである。
When the tractor 1 is traveling, torque is applied to the
トラクタ1がスリップすることなく走行している場合、駆動車軸12にはある一定のトルクが加わる。このトルクはエンジンの回転数や路面状態により変化する。また、スリップしている場合に駆動車軸12に加わるトルクは、スリップすることなく走行している場合に比べて小さい。よって、スリップすることなく走行している場合に駆動車軸12に加わるトルクを実験等により測定し、スリップしている場合のトルクとの間に閾値TTを設定する。閾値TTはスリップの発生の有無を判断するための値である。つまり、検出信号TR又はTLが閾値TTよりも小さい場合は、その検出信号が検出された側の駆動輪はスリップしていると判断できる。
When the tractor 1 is traveling without slipping, a certain torque is applied to the
つまり、閾値TTを予めコントローラ100に記憶させておく。コントローラ100は受信した検出信号TR及びTLと閾値TTとを常時比較する。検出信号TR又はTLが閾値TTを下回った場合は、その検出信号が検出された側の駆動輪がスリップしたと判断する。
That is, the threshold value TT is stored in the
本発明において、検出信号TR及びTLからスリップの発生の有無を判断する方法は、前述のような閾値を用いる方法に限るものではない。例えば、検出信号の単位時間あたりの変化量を測定し、単位時間あたりに急速にトルクが低下した場合にスリップが発生したと判断する変化量による方法や、閾値を用いる方法と変化量による方法を併用する方法等が考えられる。 In the present invention, the method for determining the presence / absence of slip from the detection signals TR and TL is not limited to the method using the threshold as described above. For example, the amount of change in the detection signal per unit time is measured, and a method based on the amount of change that determines that slip has occurred when the torque decreases rapidly per unit time, or a method using a threshold and a method based on the amount of change. The method of using together can be considered.
本実施例においてトラクタ1はHST15を具備するものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、例えばマニュアルトランスミッションなどの有段変速装置を具備するものであってもよい。
In the present embodiment, the tractor 1 is provided with the
また本発明において、スリップの発生を検出するスリップ検出手段は、上述した回転センサ101及び圧力センサ102や、トルクセンサ103に限るものではない。例えば、エンジンの回転数から算出された理論車速と、対地速度センサ等により測定した実車速とを比較し、理論車速に対して実車速がある一定値以上減少した場合にスリップが発生したと判断するものでも良い。つまり本発明におけるスリップ検出手段は、本実施例において説明したスリップ検出手段に限らず、トラクタにスリップが発生したことを検出できるものであれば良い。
In the present invention, the slip detection means for detecting the occurrence of slip is not limited to the
また、制御手段であるコントローラ100に左右の駆動輪4・4の一方を増速・他方を減速、または、互いに逆方向に回転させる旋回モードを具備し、トラクタ1にはコントローラ100を前記旋回モードに切り換えるための信号を送信するモード指令手段を具備し、前記モード指令手段をコントローラ100に接続することで、コントローラ100を自動的に旋回モードに切り換え、前記旋回モード時におけるトラクタ1の旋回半径を小さくすることができる。
Further, the
「旋回モード」とは、旋回時に左右の駆動輪の一方を増速・他方を減速、または、互いに逆方向に回転させることで、小さい旋回半径で旋回することができる状態のことをいう。つまり、旋回時に旋回半径方向外側の駆動輪を増速させ、旋回半径方向内側の駆動輪を減速させる。または、旋回半径方向外側の駆動輪を正転(進行方向へ進むよう回転)させ、旋回半径方向内側の駆動輪を逆転(進行方向と逆方向へ進むよう回転)させるものである。 The “turning mode” refers to a state in which turning can be performed with a small turning radius by increasing one of the left and right drive wheels and decelerating the other or rotating them in opposite directions during turning. That is, when turning, the driving wheel on the outer side in the turning radius direction is accelerated, and the driving wheel on the inner side in the turning radius direction is decelerated. Alternatively, the driving wheel on the outer side in the turning radius direction is rotated forward (rotates so as to advance in the traveling direction), and the driving wheel on the inner side in the turning radius direction is reversed (rotated so as to advance in the direction opposite to the traveling direction).
具体的には、図7に示す如く構成する。
モード指令手段110はスイッチ等により構成してコントローラ100と接続されている。モード指令手段110は、コントローラ100を旋回モードに切り換えるための信号Dをコントローラ100へ送信するものである。また、角度検知手段111はステアリングハンドル7の回転角度を検知する角度検知手段である。角度検知手段111はモード指令手段110と接続され、検知した角度を信号Eによりモード指令手段110へ送信する。
Specifically, it is configured as shown in FIG.
The mode command means 110 is constituted by a switch or the like and is connected to the
図7に示すような構成において、モード指令手段110によりコントローラ100を旋回モードに切り換える信号Dがコントローラ100に送信される。信号Dを受信したコントローラ100は旋回モードに切り換わり、角度検知手段111により検知されたステアリングハンドル7の回転角度に応じて旋回半径方向外側の駆動輪4を増速回転させ、旋回半径方向内側の駆動輪4を減速回転させるよう、制御信号CR及びCLを左右のモータ31・31へそれぞれ送信する。更にステアリングハンドル7を回転して、ステアリングハンドル7の回転角度が設定角度以上となると、旋回半径方向外側の駆動輪4を正転させ、旋回半径方向内側の駆動輪4を逆転させるよう、制御信号CR及びCLを左右のモータ31・31へそれぞれ送信する。これにより、トラクタ1は小さい旋回半径で旋回することが可能となる。
In the configuration shown in FIG. 7, a signal D for switching the
ここで、モード指令手段110について説明する。
トラクタ1は通常路上走行時や直進作業時においては、旋回半径を小さくする必要はない。そこで、コントローラ100は低速で旋回する場合にのみ旋回モードに切り換える必要がある。そのためモード指令手段110は、トラクタ1の走行速度が設定速度以下であって、角度検知手段111からの信号Eにより旋回することを検知し、トラクタ1が旋回する場合はコントローラ100を旋回モードに切り換えるための信号Dをコントローラ100に送信する。
Here, the mode command means 110 will be described.
The tractor 1 does not need to have a small turning radius when traveling on a normal road or when traveling straight. Therefore, the
具体的には、モード指令手段110の旋回モードは、通常の旋回(モータ31を作動させない)モードと、小旋回モードと、その場旋回モードを備える。
小旋回モードの場合、コントローラ100は、ステアリングハンドル7の切れ角に応じて旋回半径方向外側の駆動輪4を増速回転させ、旋回半径方向内側の駆動輪4を減速回転させる制御信号CR及びCLを左右のモータ31へそれぞれ送信する。
Specifically, the turning mode of the
In the small turning mode, the
その場旋回モードの場合には、前記旋回に加えて、コントローラ100は、ステアリングハンドル7の切れ角が予め記憶された設定値を超えた場合、旋回半径方向外側の駆動輪4を正転させ、旋回半径方向内側の駆動輪4を逆転させるよう、制御信号CR及びCLを左右のモータ31へそれぞれ送信する。
In the case of the in-situ turning mode, in addition to the turning, when the turning angle of the steering handle 7 exceeds a preset stored value, the
例えば、ステアリングハンドル7を左へ切っていくと、ステアリングハンドル7の切れ角が前記設定値を超えた時点で、旋回半径方向外側である機体右側の遊星歯車機構20に連動連結されたモータ31に、機体右側の駆動輪4を正転するよう制御信号CRを送信する。また、旋回半径方向内側である機体左側の遊星歯車機構20に連動連結されたモータ31には、機体左側の駆動輪4を逆転するよう制御信号CLを送信する。
モータ31によって、機体右側の駆動輪4は正転し、機体左側の駆動輪4は逆転する。これにより、トラクタ1は左右の駆動輪4が共に正転している場合と比べて小さい旋回半径で旋回することができる。そして、旋回時に旋回内側の駆動輪4も回転しているため、駆動輪が埋まる(スタックする)ことがなく、圃場を荒らすこともない。
また、コントローラ100がその場旋回モードの状態において、ステアリングハンドル7を中央へ戻していく(ステアリングハンドル7の切れ角を小さくしていく)と、ステアリングハンドル7の切れ角が前記設定値以下になった時点で小旋回モードに移行する。
For example, when the steering handle 7 is turned to the left, when the turning angle of the steering handle 7 exceeds the set value, the
The
Further, when the
本実施例の如く構成することで、トラクタ1の旋回半径を小さくすることができる。これによりトラクタ1の機動性及び作業能率を向上させることができる。 By configuring as in the present embodiment, the turning radius of the tractor 1 can be reduced. Thereby, the mobility and work efficiency of the tractor 1 can be improved.
本実施例において角度検知手段111はステアリングハンドル7の回転角度を検知するものとしたが、本発明においてはこれに限るものではない。例えば、角度検知手段111は前輪3の切れ角を検知するものであっても良い。
また、本実施例において旋回モードの移行は角度検知手段111により検知されたステアリングハンドル7の回転角度により自動的に行うものとしたが、本発明においてはこれに限るものではない。例えば、オペレータが手動でモード指令手段のスイッチを切り換えることで旋回モードを移行するものであっても良く、また、予め旋回モードへの移行を禁止しておくことで、ステアリングハンドル7の回転角度により自動的に旋回モードへ移行することを防止することも可能である。
In this embodiment, the angle detection means 111 detects the rotation angle of the steering handle 7, but the present invention is not limited to this. For example, the
Further, in this embodiment, the transition to the turning mode is automatically performed based on the rotation angle of the steering handle 7 detected by the angle detection means 111. However, the present invention is not limited to this. For example, the turning mode may be changed by manually switching the mode command means by the operator, or by changing the turning angle of the steering handle 7 by prohibiting the change to the turning mode in advance. It is also possible to prevent the transition to the turning mode automatically.
上述した実施例においては、分配部16に差動装置を設けないものとしたが、本発明はこれに限るものではなく、トラクタ1には差動装置を設けるものとしてもよい。
In the above-described embodiment, the
上述した通り、本実施例に係るトラクタ1は、エンジン6からの動力を変速する変速装置と、前記変速装置により変速した動力を左右に分配する分配部16と、を具備し、分配部16により分配された動力を左右の減速装置及び駆動車軸12・12を介して左右の駆動輪4・4に伝達するトラクタ1であって、前記減速装置を構成する遊星歯車機構20と、遊星歯車機構20を構成するリングギヤ54の回動を制御するモータ31と、駆動輪4・4のスリップの発生を検出するスリップ検出手段と、モータ31及び前記スリップ検出手段が接続されたコントローラ100と、を具備し、コントローラ100により駆動輪4・4にスリップが発生したと判断された時に、コントローラ100がスリップ発生側のモータ31を操作するものである。
これにより、スリップした車輪に対してスリップ制御を行うことが可能である。変速装置の種類に係わらず滑らかなスリップ制御を行うことが可能である。減速装置を遊星歯車機構20で構成することにより、コンパクトに構成することが可能である。差動装置を設ける必要が無く、前記差動装置を設けない場合、デフロック操作が不要であり、かつ、左右の駆動輪4・4に適切なトルクを伝達することが可能である。
As described above, the tractor 1 according to the present embodiment includes the transmission that shifts the power from the
Thereby, it is possible to perform slip control with respect to the slipped wheel. Smooth slip control can be performed regardless of the type of transmission. By configuring the reduction gear with the
また、モータ31をモータ設置可能位置に設置し、リングギヤ54の外周に歯車を介して伝動軸37の一端を連動連結し、伝動軸37の他端を前記モータ設置可能位置まで延設し、伝動軸37の他端に歯車を介してモータ31の出力軸32を連動連結したものである。
これにより、モータ31を遊星歯車機構20から一定距離離れたモータ31が設置可能な位置に設置することができる。
Further, the
Thereby, the
また、コントローラ100は、左右の駆動輪4・4を互いに逆方向に回転させる旋回モードを具備し、コントローラ100を前記旋回モードに切り換えるための信号を送信するモード指令手段110を具備し、モード指令手段110をコントローラ100に接続したものである。
これにより、コントローラ100を自動的に旋回モードに切り換え、トラクタ1の旋回半径を小さくすることができる。
The
Thereby, the
1 トラクタ(作業車両)
4 駆動輪
6 エンジン(原動機)
12 駆動車軸
16 分配部
20 遊星歯車機構(減速装置)
31 モータ
37 伝動軸
38 ベベルギヤ
50 サンギヤ
51 プラネタリギヤ
53 キャリア
54 リングギヤ
100 コントローラ(制御手段)
101 回転センサ
102 圧力センサ
1 Tractor (work vehicle)
4 Drive
12
31
101
Claims (3)
前記変速装置により変速した動力を左右に分配する分配部と、
を具備し、
前記分配部により分配された動力を左右の減速装置及び駆動車軸を介して左右の駆動輪に伝達する作業車両であって、
前記減速装置を構成する遊星歯車機構と、
前記遊星歯車機構を構成するリングギヤの回動を制御するモータと、
前記駆動輪のスリップの発生を検出するスリップ検出手段と、
前記モータ及び前記スリップ検出手段が接続された制御手段と、
を具備し、
前記制御手段により前記駆動輪にスリップが発生したと判断された時に、前記制御手段がスリップ発生側の前記モータを操作する作業車両。 A transmission for shifting the power from the prime mover;
A distribution unit that distributes power shifted by the transmission device to the left and right;
Comprising
A work vehicle that transmits power distributed by the distributor to left and right drive wheels via left and right speed reducers and drive axles;
A planetary gear mechanism constituting the speed reducer;
A motor for controlling the rotation of the ring gear constituting the planetary gear mechanism;
Slip detecting means for detecting occurrence of slip of the drive wheel;
Control means to which the motor and the slip detection means are connected;
Comprising
A work vehicle in which the control means operates the motor on the slip generation side when the control means determines that slip has occurred in the drive wheel.
前記リングギヤの外周に歯車を介して伝動軸の一端を連動連結し、
前記伝動軸の他端を前記モータ設置可能位置まで延設し、
前記伝動軸の他端に歯車を介して前記モータの出力軸を連動連結した
請求項1に記載の作業車両。 The motor is installed at a position where the motor can be installed,
One end of the transmission shaft is interlocked and connected to the outer periphery of the ring gear via a gear,
Extend the other end of the transmission shaft to the position where the motor can be installed,
The work vehicle according to claim 1, wherein the output shaft of the motor is interlocked and connected to the other end of the transmission shaft via a gear.
前記制御手段を前記旋回モードに切り換えるための信号を送信するモード指令手段を具備し、
前記モード指令手段を前記制御手段に接続した
請求項1又は請求項2に記載の作業車両。 The control means comprises a turning mode for rotating the left and right drive wheels in opposite directions,
Comprising mode command means for transmitting a signal for switching the control means to the turning mode;
The work vehicle according to claim 1, wherein the mode command unit is connected to the control unit.
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