JP2009166560A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】手動によるパーキング操作を行うことなく、確実に車両を停止させることができる作業車両の提供。
【解決手段】駐車スイッチがオンされた場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、走行速度検出センサにより検出された走行速度に基づき、車両が停車状態であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。駐車スイッチがオンされた場合であって、車両が停車状態であると判断した場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、走行コントローラは、左右のブレーキ電磁弁を作動させることによりブレーキ装置を作動させ、左右の後輪を制動する。
【選択図】図５

Description

本発明は、従来のように手動でパーキング操作を行う手間なく、駐車状態とすることができる作業車両に関する。

従来、前後進を切り替える操作具（リバーサレバー）を中立位置（ニュートラル）にして走行停止を行う作業車両が知られている。このような作業車両では、動力伝達経路に配置されるメインクラッチを切断することにより、エンジンからの動力伝達を遮断して車両の停止状態を作り出していた。
特開平１０−１３８８９３号公報

しかしながら、従来のように、動力伝達を遮断して車両の停止状態を作り出す構成では、例えば傾斜地にて車両を停止させた場合、傾斜下り方向に動いてしまうという問題点を有している。また、フットブレーキやパーキングレバーを搭載した作業車両も知られているが（例えば、特許文献１を参照）、傾斜地で停車状態を維持するためにはフットブレーキを踏み続ける必要がある。更に、確実に車両を停止させるためには、操作者自身が車両の停車状態を確認した上でパーキングレバーを操作する必要があり、操作者に操作負担を強いるという問題点を有する。

本発明は斯かる事情に鑑みてなされたものであり、ブレーキペダルの踏み込みやパーキングレバーの操作に依らずに、確実に車両を停止させることができる作業車両を提供することを目的とする。

本発明に係る作業車両は、エンジンと、該エンジンにより駆動される走行車輪と、該走行車輪に制動力を加えるブレーキ装置とを備える作業車両において、停車状態を検出する検出手段と、車両を停止させる際に操作者によりオンされるスイッチと、該スイッチがオンされた場合であって、前記検出手段が停車状態を検出したとき、前記走行車輪に制動力を加えるべく前記ブレーキ装置の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

本発明にあっては、車両を停止させるためにスイッチがオンされた後、走行速度が所定速度（例えば、０．５ｋｍ／ｈ）以下となり、車両の停車状態が検出された場合、ブレーキ装置が自動的に動作して車両が停止する。

本発明による場合は、ブレーキペダルの踏み込みやパーキングレバーの操作に依らずに、スイッチをオンした後に自動的に作業車両を停止させることができる。また、傾斜地に停車する場合であっても、ブレーキペダルを踏み続ける必要がなくなり、パーキングレバーの操作も不要であるため、例えば事前にスイッチをオンとしておくことにより、自動的かつ確実に車両を停止させることができる。

以下、本発明をその実施の形態を示す図面に基づいて具体的に説明する。
図１は本実施の形態に係る作業車両の側面図、図２はその平面図である。本実施の形態に係る作業車両は具体的にはトラクタであり、このトラクタの走行機体２は、左右一対の前輪３Ｌ，３Ｒ及び後輪４Ｌ，４Ｒにより支持されている。走行機体２の前部にはディーゼル式のエンジン２０がボンネット６に覆われた状態で搭載されており、エンジン２０にて後輪４Ｌ，４Ｒ（又は前輪３Ｌ，３Ｒ及び後輪４Ｌ，４Ｒの双方）を駆動することにより、トラクタは前進又は後進するように構成されている。

走行機体２は、前バンパ１２及び前車軸ケース１３を有するエンジンフレーム１４と、エンジンフレーム１４の後部に着脱自在に設置される左右の機体フレーム１６とを有する。走行機体２の中央部にはエンジン２０に燃料を供給する燃料タンク１１が設けられている。機体フレーム１６の後部には、エンジン２０からの回転動力を適宜変速して前輪３Ｌ，３Ｒ及び後輪４Ｌ，４Ｒに伝達するための走行変速機構を有するミッションケース１７が搭載されている。後輪４Ｌ，４Ｒは、ミッションケース１７の外側面から外向きに突出するように装着された後車軸ケース１８を介して取り付けられている。

また、走行機体２の上面には運転部７が設置されており、運転部７には操縦座席８が設置されている。操縦座席８の前方には操縦コラム９０が設けられており、操縦コラム９０の左右方向の略中央部分には前輪３Ｌ，３Ｒの走行方向を左右に動かすステアリングホイール９が設置されている。操縦コラム９０の右側には、左右の後輪４Ｌ，４Ｒに対して制動を掛けるブレーキ装置７５Ｌ，７５Ｒ（図４を参照）を作動させるための左右のブレーキペダル９１Ｌ，９１Ｒが配設されている。また、操縦コラム９０の左側にはエンジン２０の駆動力を遮断するためのクラッチペダル９２が配設されている。

操縦座席８の右側にはサイドコラム８０が設けられており、このサイドコラム８０上にブレーキ装置７５Ｌ，７５Ｒを自動的に作動させる駐車スイッチ１０１、作業機昇降レバー８１、ＰＴＯ変速レバー８２が配設されている。また、トラクタには、走行機体２の前後方向の傾きを検出するための傾斜センサ１０２、及び走行速度を検出する走行速度検出センサ１０５（図３を参照）が設けられている。操縦座席８の左側には、トラクタの前後進を切り替えるためのリバーサレバー８３、クリープ走行を含む走行速度を切り替える副変速レバー８４が設けられている。

ミッションケース１７の後部上面には、ロータリ耕耘機などの作業機を昇降移動させる油圧式の作業機用昇降機構２００が着脱可能に取り付けられる。図１及び図２ではロータリ耕耘機２１０を取り付けた例を示している。ロータリ耕耘機２１０は、一対の左右ロワーリンク２０１，２０１及びトップリンク２０２からなる３点リンク機構を介して連結される。ミッションケース１７には、エンジン２０からの回転動力の一部をＰＴＯ軸２０３に伝達するためのＰＴＯ変速機構が内蔵されており、このＰＴＯ変速機構により回転動力の大きさが無段階又は段階的に調節されて、上記ロータリ耕耘機２１０などの作業機に伝達される。

図３はエンジン駆動力の伝動機構を示すスケルトン図である。本実施の形態に係るトラクタは、エンジン２０の動力を伝達する経路として、駆動輪に伝達する走行系伝動経路（すなわち、主駆動輪として作用する後輪４Ｌ，４Ｒへ動力を伝達する走行系主伝動経路と、副駆動輪として作用する前輪３Ｌ，３Ｒへ動力伝達する走行系副伝動経路とを含む）及びロータリ耕耘機２１０などの作業機に伝達するＰＴＯ系伝動経路とを有する。

駆動源であるエンジン２０には、フライホイールユニット２１及び伝動ユニット２２が連結されており、これらのユニット２１，２２を通じて入力されたエンジン２０からの動力は、伝動軸２３を介してトランスミッション１０に入力されるように構成されている。

トランスミッション１０は、前述したミッションケース１７と、このミッションケース１７に支持される油圧式無段変速機構３０（以下、ＨＳＴ３０という）と、エンジン２０からの定速動力及びＨＳＴ３０からの変速動力を入力するようにミッションケース１７に収容された遊星ギヤユニット４０と、遊星ギヤユニット４０に作動連結された状態でミッションケース１７内に収容された走行系油圧式切換ユニット６０と、走行系油圧式切換ユニット６０からの回転動力を一対の主駆動車軸へ差動的に伝達するようにミッションケース１７内に収容された主ディファレンシャルギヤユニット７０と、エンジン２０からの定速動力が入力され得る状態でミッションケース１７内に収容された油圧式ＰＴＯクラッチユニット５０と、油圧式ＰＴＯクラッチユニットの従動側に差動連結された状態でミッションケース１７に収容されたＰＴＯ多段変速ユニット（不図示）と、このＰＴＯ多段変速ユニットに差動連結されたＰＴＯ軸２０３とを備える。ＨＳＴ３０、遊星ギヤユニット４０及び主ディファレンシャルギヤユニット７０が前述した走行系主伝動経路を形成し、油圧式ＰＴＯクラッチユニット５０及びＰＴＯ多段変速ユニットがＰＴＯ系伝動経路を形成する。

なお、図には示していないが、トランスミッション１０は、副駆動輪としての前輪３Ｌ，３Ｒに対して回転駆動力を出力する走行系副出力軸と、前述した走行系油圧式切換ユニット６０から走行系副出力軸への伝動経路に介挿されるようにミッションケース１７に収容された油圧式副駆動輪用切換ユニットとを備える。

ＨＳＴ３０は、エンジン２０に作動連結されるＨＳＴ入力軸３１と、ＨＳＴ入力軸３１に相対回転不能に支持される油圧ポンプ３２と、油圧ポンプ３２に流体接続される油圧モータ３３と、油圧モータ３３を相対回転不能に支持するＨＳＴ出力軸３４と、油圧ポンプ３２及び油圧モータ３３を収容すると共に、ＨＳＴ入力軸３１及びＨＳＴ出力軸３４を軸線回りに回転自在に支持するＨＳＴケース３５とを備える。

油圧ポンプ３２及び油圧モータ３３の少なくとも一方は可変容量型に構成される。図３に示した例では、油圧ポンプ３２が可変容量型に構成され、油圧モータ３３は固定容量型に構成されている。そのため、ＨＳＴ３０は、上記の構成に加えて、油圧ポンプ３２の給排油量を変更する可動斜板及びこの可動斜板を傾転させる制御軸を含む出力調整部材３６を備える。この制御軸は、主変速レバー（不図示）等の操作具の操作に応じて作動する油圧サーボ機構（不図示）によって軸線回りに回転するように構成されている。

遊星ギヤユニット４０には、ＨＳＴ入力軸３１又はＨＳＴ入力軸３１と同軸上で軸線回りに相対回転不能に連結された定速出力軸３７及びこの定速出力軸３７に回転不能に支持された定速ギヤ３８を介して定速動力が入力され、ＨＳＴ出力軸３４又はＨＳＴ出力軸３４と同軸上で軸線回りに相対回転不能に連結された変速出力軸３９を介して変速動力が入力される。

遊星ギヤユニット４０は、変速出力軸３９の軸線回りに対して相対回転不能に支持され、ＨＳＴ３０による変速動力を入力する変速動力入力部材として作用するサンギヤ４１と、外周面に定速ギヤ３８と噛合するギヤが設けられ、エンジン２０からの定速動力を入力する定速動力入力部材として作用するインターナルギヤ４２と、サンギヤ４１及びインターナルギヤ４２の内歯に噛合する遊星ギヤ４３と、遊星ギヤ４３及びサンギヤ４１の公転成分を取り出し、変速動力及び定速動力の合成回転を出力する合成出力部材４４とを備える。

合成出力部材４４は、ＨＳＴ出力軸３４（又は変速出力軸３９）より下方に配置された走行系伝動軸４５に作動連結されている。すなわち、本実施の形態では、トランスミッション１０が遊星ギヤユニット４０からの合成出力を後続する走行系油圧式切換ユニット６０に伝達する走行系伝動軸４５を有する。

走行系油圧式切換ユニット６０は、走行系伝動軸４５から主ディファレンシャルギヤユニット７０への伝動状態の切り換えのために設けられている。トランスミッション１０は、走行系油圧式切換ユニット６０として、駆動輪への伝達方向を切り換える油圧式Ｆ／Ｒ切換ユニット６０ａを備える。

油圧式Ｆ／Ｒ切換ユニット６０ａは、走行系伝動軸４５に相対回転不能に支持されたＦ／Ｒハウジング６１と、Ｆ／Ｒハウジング６１の隔壁６１ａを挟んで車両前後方向に振り分け配置された状態で走行系伝動軸４５に相対回転自在に支持された後進側駆動部材６２Ｒ及び前進側駆動部材６２Ｆと、油圧の作用によってＦ／Ｒハウジング６１から後進側駆動部材６２Ｒへの動力伝達を選択的に係合又は解除させる後進側摩擦板群（不図示）と、油圧の作用によってＦ／Ｒハウジング６１から前進側駆動部材６２Ｆへの動力伝達を選択的に係合又は解除させる前進側摩擦板群（不図示）と、前進側駆動部材６２Ｆに相対回転不能に支持された前進側駆動ギヤ６３Ｆ，６３Ｆと、後進側駆動部材６２Ｒに相対回転不能に支持された後進側駆動ギヤ６３Ｒとを備える。

前進側駆動部材６２Ｆ及び後進側駆動部材６２Ｒは、主ディファレンシャルギヤユニット７０に作動的に連結される。すなわち、トランスミッション１０は、走行系伝動軸４５より上方において走行系伝動軸４５と略平行になるように配置された主駆動輪出力軸６５を有しており、前進側駆動部材６２Ｆ及び後進側駆動部材６２Ｒは、主駆動輪出力軸６５を介して主ディファレンシャルギヤユニット７０に作動連結されている。なお、主駆動輪出力軸６５には、前進側駆動ギヤ６３Ｆ，６３Ｆ及び後進側駆動ギヤ６３Ｒとそれぞれ作動的に噛合する前進側従動ギヤ６４Ｆ，６４Ｆ及び後進側従動ギヤ６４Ｒがそれぞれ相対回転不能に支持されている。

２つの前進側駆動ギヤ６３Ｆ，６３Ｆの間には走行系変速シフタ６６が設けられており、この走行系変速シフタ６６が、副変速レバー８４の操作に応じて、２つの前進側従動ギヤ６４Ｆ，６４Ｆの何れか一方を選択的に主駆動輪出力軸６５に係合させ、前進側駆動部材６２Ｆ及び主駆動輪出力軸６５の間において２段の変速が行えるように構成されている。本実施の形態では、２段変速のうち一方は、クリープ段となるように構成されている。
なお、本実施の形態では、前進側駆動部材６２Ｆ及び主駆動輪出力軸６５の間において２段の変速が行えるように構成されているが、当然ながら、３段以上の変速が行えるように構成することも可能である。

主駆動輪出力軸６５の後端にはベベルギヤ６９が固設されており、ベベルギヤ６９を介して主ディファレンシャルギヤユニット７０に動力が伝達される。主ディファレンシャルギヤユニット７０の両側よりデフヨーク軸７１Ｌ，７１Ｒが側方に突出されており、このデフヨーク軸７１Ｌ，７１Ｒがファイナルギヤ７２Ｌ，７２Ｒ等を介して後車軸７３Ｌ，７３Ｒに連結され、後車軸７３Ｌ，７３Ｒに設ける後輪４Ｌ，４Ｒを駆動するように構成されている。また、主駆動輪出力軸６５の回転から車体の速度を検出する走行速度検出センサ１０５を備える（図４を参照）。

また、デフヨーク軸７１Ｌ，７１Ｒ上にそれぞれブレーキ装置７５Ｌ，７５Ｒが配設されている。ブレーキ装置７５Ｌ，７５Ｒは、例えば、デフヨーク軸７１Ｌ，７１Ｒ上にそれぞれ外嵌された複数の摩擦板、及びこれら複数の摩擦板間にミッションケース１７に嵌合した摩擦板を備える。ブレーキ装置７５Ｌ，７５Ｒは、左右のブレーキペダル９１Ｌ，９１Ｒの踏み込み操作により動作するように構成されていると共に、後述する所定の条件下で自動的に動作するようにブレーキ電磁弁７６Ｌ，７６Ｒ及びブレーキシリンダ７７Ｌ，７７Ｒを備える。

ブレーキペダル９１Ｌ，９１Ｒがそれぞれ踏み込まれた場合、例えば圃場における旋回時においては、次のように制御される。すなわち、ブレーキペダル９１Ｌが踏み込まれたことを走行コントローラ１００（図４を参照）が検出した場合、ブレーキ電磁弁７６Ｌに電気信号が出力され、ブレーキシリンダ７７Ｌが作動し、左後輪４Ｌが制動される。同様に、ブレーキペダル９１Ｒが踏み込まれた場合、ブレーキ電磁弁７６Ｒに電気信号が出力され、ブレーキシリンダ７７Ｒが作動し、右後輪４Ｒが制動される。

ブレーキペダル９１Ｌ，９１Ｒが同時に踏み込まれた場合、例えば路上走行時の減速においては、次のように制御される。すなわち、ブレーキペダル９１Ｌ，９１Ｒが同時に踏み込まれたことを走行コントローラ１００が検出した場合、ＨＳＴ可動斜板の傾転を制御する出力調整部材３６に電気信号が出力され、走行速度が徐々に減速されるようにＨＳＴ可動斜板を制御し、走行速度がゼロとなるように制御を行う。ブレーキペダル９１Ｌ，９１Ｒが同時に踏み込まれた場合、ブレーキシリンダ７７Ｌ，７７Ｒは作動しない。走行速度がゼロになる前にブレーキペダル９１Ｌ，９１Ｒの踏み込みが解除された場合、副変速レバー８４及び主変速レバーの位置により指定される速度に戻る。

以下、本実施の形態に係るトラクタの制御系の構成について説明する。図４は本実施の形態に係るトラクタの電気制御系の構成を示す模式図である。トラクタは、走行系の動作を制御するための走行コントローラ１００を備える。この走行コントローラ１００には、車体を停止させる際にオンされる駐車スイッチ１０１、走行機体２の前後方向の傾きを検出する傾斜センサ１０２、前後進を切り替える操作具（リバーサレバー８３）の操作位置を検出する操作位置検出スイッチ１０３、副変速レバー８４による変速段を検出するためのポテンショメータなどの副変速出力部回転センサ１０４、走行機体２の走行速度を検出する走行速度検出センサ１０５が接続されている。また、これらのスイッチ及びセンサの出力に基づいて左右のブレーキ電磁弁７６Ｌ，７６Ｒが接続されている。

次に、本実施の形態に係るブレーキ制御について説明する。図５は本実施の形態に係るブレーキ制御の制御手順を示すフローチャートである。トラクタの走行コントローラ１００は、まず、駐車スイッチ１０１がオンされたか否かを判断する（ステップＳ１１）。駐車スイッチ１０１がオフの状態であると判断した場合（Ｓ１１：ＮＯ）、走行コントローラ１００は駐車スイッチ１０１がオンされるまで待機する。

駐車スイッチ１０１がオンされたと判断した場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、走行コントローラ１００は、走行速度検出センサ１０５により検出された走行速度に基づき、車両が停車状態であるか否かを判断する（ステップＳ１２）。具体的には、走行速度が所定速度（例えば、０．５ｋｍ／ｈ）以下となった場合、停車状態であると判断する。車両が停車状態でない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、走行コントローラ１００は、走行速度が所定速度以下となるまで待機する。

車両が停車状態となった場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、走行コントローラ１００は、後輪４Ｌ，４Ｒを制動するために左右のブレーキ電磁弁７６Ｌ，７６Ｒを作動させる（ステップＳ１３）。ブレーキ電磁弁７６Ｌ，７６Ｒが作動させることによりブレーキシリンダ７７Ｌ，７７Ｒが駆動され、その結果、左右のブレーキ装置７５Ｌ，７５Ｒが作動し、後輪４Ｌ，４Ｒを制動する。

本実施の形態では、ブレーキペダル９１Ｌ，９１Ｒの踏み込みに依らずに、駐車スイッチ１０１をオンすることによってトラクタの停止状態を作り出すことができるため、例えば、傾斜地に停車する場合であっても操作者にブレーキペダルを踏み続けさせるような負担を強いることがなくなり、確実の車体を停止させることができる。また、ブレーキレバーの操作により停止させるトラクタと比較した場合、操作者自身が車両の停止状態を確認した上でブレーキレバーを操作するという手順を踏む必要がなくなるため、操作負担が軽減される。

本実施の形態に係る作業車両の側面図である。 本実施の形態に係る作業車両の平面図である。 エンジン駆動力の伝動機構を示すスケルトン図である。 本実施の形態に係るトラクタの電気制御系の構成を示す模式図である。 本実施の形態に係るブレーキ制御の制御手順を示すフローチャートである。

符号の説明

２ 走行機体
７６Ｌ，７６Ｒ ブレーキ電磁弁
１００ 走行コントローラ
１０１ 駐車スイッチ
１０５ 走行速度検出センサ

Claims (1)

1. エンジンと、該エンジンにより駆動される走行車輪と、該走行車輪に制動力を加えるブレーキ装置とを備える作業車両において、
   停車状態を検出する検出手段と、車両を停止させる際に操作者によりオンされるスイッチと、該スイッチがオンされた場合であって、前記検出手段が停車状態を検出したとき、前記走行車輪に制動力を加えるべく前記ブレーキ装置の動作を制御する制御手段とを備えることを特徴とする作業車両。

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