JP2013052771A

JP2013052771A - Agricultural tractor

Info

Publication number: JP2013052771A
Application number: JP2011192652A
Authority: JP
Inventors: Takeshi Miyazaki; 武志宮崎; Akimichi Iwata; 明道岩田; Hiroshi Matsui; 浩松井; Daisuke Miyamoto; 大輔宮本
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2011-09-05
Filing date: 2011-09-05
Publication date: 2013-03-21
Anticipated expiration: 2031-09-05
Also published as: JP5797499B2

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To continue steering power auxiliary control reliably even if a steering torque sensor fails, in an agricultural tractor.SOLUTION: The agricultural tractor has a moving body including an engine mounted thereon and supported by four front and rear wheels, a control handle which is disposed in the moving body, an electric steering mechanism which has an electric motor 84, and a steering torque sensor 85 which detects steering torque of the control handle. Both right and left front wheels are steered through the electric steering mechanism by changing the output of the electric motor 84, on the basis of the detection result of the steering torque sensor 85. A pitching sensor 104 is provided which detects an inclination angle in a longitudinal direction of the moving body. On the basis of the detection result of the pitching sensor 104, the output of the electric motor 84 is adjusted.

Description

本願発明は農業用トラクタに関するものである。 The present invention relates to an agricultural tractor.

従来から、農業用トラクタにおける電動操舵機構の技術はよく知られている（例えば特許文献１等参照）。電動操舵機構は、操縦ハンドルに付与される操舵トルクに基づき電動モータの出力を増減させ、左右両前車輪の操舵力を電動モータによって補助するものである。電動操舵機構の作用によって、オペレータは操縦ハンドルを軽い力で操作できる。また、電動モータはエンジンの動力を直接利用しないため、ロータリ耕耘機といった対地作業機への動力供給にロスが生じないという利点もある。 Conventionally, the technique of the electric steering mechanism in an agricultural tractor is well known (see, for example, Patent Document 1). The electric steering mechanism increases or decreases the output of the electric motor based on the steering torque applied to the steering handle, and assists the steering force of the left and right front wheels by the electric motor. By the action of the electric steering mechanism, the operator can operate the steering handle with a light force. Moreover, since the electric motor does not directly use the power of the engine, there is an advantage that no loss occurs in the power supply to the ground working machine such as the rotary tiller.

特開平５−８７４１号公報JP-A-5-8741

ところで、オペレータが操縦ハンドルに付与する操舵トルクは、操縦ハンドルのハンドル軸といった操舵系に設けられたトルクセンサによって検出される。しかし、当該トルクセンサが故障した場合、電動操舵機構に対する制御装置が操縦ハンドルの操舵状態を正確に認識できなくなるため、適切な操舵補助をできなくなるというおそれがあった。 Incidentally, the steering torque applied to the steering handle by the operator is detected by a torque sensor provided in a steering system such as a steering shaft of the steering handle. However, when the torque sensor fails, the control device for the electric steering mechanism cannot accurately recognize the steering state of the steering handle, and there is a risk that appropriate steering assistance cannot be performed.

この点、トルクセンサについて安全性確保のために冗長性を持つ二重系に構成しておけば、一方のトルクセンサが故障しても確実に操舵力補助制御を継続できる。しかし、トルクセンサの制御系を二系統設けることは、コストアップを招来することになる。 In this regard, if the torque sensor is configured in a redundant dual system for ensuring safety, the steering force assist control can be reliably continued even if one of the torque sensors fails. However, providing two torque sensor control systems leads to an increase in cost.

そこで、本願発明は、上記のような問題の改善を図った農業用トラクタを提供することを技術的課題とするものである。 Therefore, the present invention has a technical problem to provide an agricultural tractor in which the above problems are improved.

請求項１の発明は、エンジンが搭載され且つ前後四輪にて支持された走行機体と、前記走行機体に設けられた操縦ハンドルと、電動モータを有する電動操舵機構と、前記操縦ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサとを備えており、前記操舵トルクセンサの検出結果に基づき前記電動モータの出力を増減させ、前記電動操舵機構を介して前記左右両前車輪を操舵する農業用トラクタであって、前記走行機体の前後方向の傾斜角を検出するピッチングセンサを更に備えており、前記ピッチングセンサの検出結果に基づき前記電動モータの出力を調節可能に構成されているというものである。 According to the first aspect of the present invention, there is provided a traveling machine body on which an engine is mounted and supported by four front and rear wheels, a steering handle provided on the traveling machine body, an electric steering mechanism having an electric motor, and a steering torque of the steering handle. An agricultural tractor that increases and decreases the output of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor and steers the left and right front wheels via the electric steering mechanism. In addition, a pitching sensor for detecting an inclination angle in the front-rear direction of the traveling machine body is further provided, and the output of the electric motor can be adjusted based on the detection result of the pitching sensor.

請求項２の発明は、請求項１に記載の農業用トラクタにおいて、前記操舵トルクセンサの検出結果に基づく前記電動モータの出力増減は、前記ピッチングセンサの検出結果に基づく前記電動モータの出力調節に優先して実行されるというものである。 According to a second aspect of the present invention, in the agricultural tractor according to the first aspect, the increase / decrease in the output of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor is an adjustment of the output of the electric motor based on the detection result of the pitching sensor. It is executed with priority.

請求項３の発明は、エンジンが搭載され且つ前後四輪にて支持された走行機体と、前記走行機体に設けられた操縦ハンドルと、電動モータを有する電動操舵機構と、前記操縦ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサとを備えており、前記操舵トルクセンサの検出結果に基づき前記電動モータの出力を増減させ、前記電動操舵機構を介して前記左右両前車輪を操舵する農業用トラクタであって、前記エンジンからの回転動力を多段変速する副変速機構と、前記副変速機構の変速段を検出する副変速センサとを更に備えており、前記副変速センサの検出結果に基づき前記電動モータの出力を調節可能に構成されているというものである。 According to a third aspect of the present invention, there is provided a traveling machine body on which an engine is mounted and supported by four front and rear wheels, a steering handle provided on the traveling machine body, an electric steering mechanism having an electric motor, and a steering torque of the steering handle. An agricultural tractor that increases and decreases the output of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor and steers the left and right front wheels via the electric steering mechanism. A sub-transmission mechanism that multi-shifts the rotational power from the engine, and a sub-transmission sensor that detects a gear stage of the sub-transmission mechanism, and based on the detection result of the sub-transmission sensor, The output can be adjusted.

請求項４の発明は、請求項３に記載の農業用トラクタにおいて、前記操舵トルクセンサの検出結果に基づく前記電動モータの出力増減は、前記副変速センサの検出結果に基づく前記電動モータの出力調節に優先して実行されるというものである。 According to a fourth aspect of the present invention, in the agricultural tractor according to the third aspect, the output increase / decrease of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor is an output adjustment of the electric motor based on the detection result of the auxiliary transmission sensor. It is executed in preference to.

請求項５の発明は、請求項１〜４のうちいずれかに記載の農業用トラクタにおいて、両端部に前車輪を回転可能に支持する前車軸ケースが前記走行機体の下面前部に設けられており、前記前車軸ケースの下面より高い高さ位置に、前記電動操舵機構が配置されているというものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the agricultural tractor according to any one of the first to fourth aspects, a front axle case that rotatably supports a front wheel at both ends is provided at a lower front portion of the traveling machine body. The electric steering mechanism is arranged at a height position higher than the lower surface of the front axle case.

請求項１の発明によると、エンジンが搭載され且つ前後四輪にて支持された走行機体と、前記走行機体に設けられた操縦ハンドルと、電動モータを有する電動操舵機構と、前記操縦ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサとを備えており、前記操舵トルクセンサの検出結果に基づき前記電動モータの出力を増減させ、前記電動操舵機構を介して前記左右両前車輪を操舵する農業用トラクタであって、前記走行機体の前後方向の傾斜角を検出するピッチングセンサを更に備えており、前記ピッチングセンサの検出結果に基づき前記電動モータの出力を調節可能に構成されているから、前記農業用トラクタに元々設けられている前記ピッチングセンサを有効利用して、前記操舵トルクセンサの代替機能を担わせることになる。従って、前記操舵トルクセンサについて冗長性を持つ二重系に構成しなくても、コストの抑制を図りつつ前記二重系を構成した場合と同等に近い機能を発揮できるという効果を奏する。 According to the first aspect of the present invention, a traveling machine body on which an engine is mounted and supported by four front and rear wheels, a steering handle provided on the traveling machine body, an electric steering mechanism having an electric motor, and steering of the steering handle. An agricultural tractor that includes a steering torque sensor that detects torque, increases or decreases an output of the electric motor based on a detection result of the steering torque sensor, and steers the left and right front wheels via the electric steering mechanism. The agricultural tractor further includes a pitching sensor that detects an inclination angle of the traveling body in the front-rear direction, and is configured to be able to adjust an output of the electric motor based on a detection result of the pitching sensor. The pitching sensor originally provided in the vehicle is effectively used to carry out an alternative function of the steering torque sensor. Therefore, even if the steering torque sensor is not configured as a redundant dual system, it is possible to exhibit a function similar to that achieved when the dual system is configured while reducing costs.

請求項２の発明によると、前記操舵トルクセンサの検出結果に基づく前記電動モータの出力増減は、前記ピッチングセンサの検出結果に基づく前記電動モータの出力調節に優先して実行されるから、通常は前記操舵トルクセンサを用いた操舵力補助制御が行われ、例えば前記操舵トルクセンサに故障等の障害が生じた場合に、前記ピッチングセンサを用いた操舵力補助制御が行われることになる。従って、前記二重系を採用せずに構成簡素化およびコスト抑制を図ったものでありながら、操舵力補助制御の信頼性を向上できるという効果を奏する。 According to the invention of claim 2, since the output increase / decrease of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor is executed in preference to the output adjustment of the electric motor based on the detection result of the pitching sensor, Steering force assist control using the steering torque sensor is performed. For example, when a failure such as a failure occurs in the steering torque sensor, the steering force assist control using the pitching sensor is performed. Therefore, it is possible to improve the reliability of the steering force assist control while simplifying the configuration and reducing the cost without adopting the dual system.

請求項３の発明によると、エンジンが搭載され且つ前後四輪にて支持された走行機体と、前記走行機体に設けられた操縦ハンドルと、電動モータを有する電動操舵機構と、前記操縦ハンドルの操舵トルクを検出する操舵トルクセンサとを備えており、前記操舵トルクセンサの検出結果に基づき前記電動モータの出力を増減させ、前記電動操舵機構を介して前記左右両前車輪を操舵する農業用トラクタであって、前記エンジンからの回転動力を多段変速する副変速機構と、前記副変速機構の変速段を検出する副変速センサとを更に備えており、前記副変速センサの検出結果に基づき前記電動モータの出力を調節可能に構成されているから、前記農業用トラクタに元々設けられている前記副変速センサを有効利用して、前記操舵トルクセンサの代替機能を担わせることになる。従って、前記請求項１の発明の場合と同様に、前記操舵トルクセンサについて冗長性を持つ二重系に構成しなくても、コストの抑制を図りつつ前記二重系を構成した場合と同等に近い機能を発揮できるという効果を奏する。 According to the invention of claim 3, a traveling machine body on which an engine is mounted and supported by four front and rear wheels, a steering handle provided on the traveling machine body, an electric steering mechanism having an electric motor, and steering of the steering handle An agricultural tractor that includes a steering torque sensor that detects torque, increases or decreases an output of the electric motor based on a detection result of the steering torque sensor, and steers the left and right front wheels via the electric steering mechanism. The electric motor further includes a sub-transmission mechanism that multi-shifts the rotational power from the engine and a sub-transmission sensor that detects a gear stage of the sub-transmission mechanism, and the electric motor based on the detection result of the sub-transmission sensor. The output of the steering torque sensor can be adjusted by effectively using the auxiliary transmission sensor originally provided in the agricultural tractor. It would be to play a function. Therefore, as in the case of the invention of claim 1, even if the steering torque sensor is not configured as a redundant dual system, it is equivalent to the case where the dual system is configured while reducing costs. The effect of being able to demonstrate a close function is produced.

請求項４の発明によると、前記操舵トルクセンサの検出結果に基づく前記電動モータの出力増減は、前記副変速センサの検出結果に基づく前記電動モータの出力調節に優先して実行されるから、通常は前記操舵トルクセンサを用いた操舵力補助制御が行われ、例えば前記操舵トルクセンサに故障等の障害が生じた場合に、前記副変速センサを用いた操舵力補助制御が行われることになる。従って、この場合も前記請求項２の発明と同様に、前記二重系を採用せずに構成簡素化およびコスト抑制を図ったものでありながら、操舵力補助制御の信頼性を向上できるという効果を奏する。 According to the fourth aspect of the present invention, the output increase / decrease of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor is executed in preference to the output adjustment of the electric motor based on the detection result of the auxiliary transmission sensor. The steering force assisting control using the auxiliary transmission sensor is performed when the steering torque assisting control using the steering torque sensor is performed, for example, when a failure such as a failure occurs in the steering torque sensor. Accordingly, in this case as well, as in the invention of the second aspect, the reliability of the steering force assisting control can be improved while simplifying the configuration and reducing the cost without adopting the dual system. Play.

請求項５の発明によると、両端部に前車輪を回転可能に支持する前車軸ケースが前記走行機体の下面前部に設けられており、前記前車軸ケースの下面より高い高さ位置に、前記電動操舵機構が配置されているから、前記電動操舵機構は、正面からの障害物に対して前記前車軸ケースにて保護されることになる。また、前記電動操舵機構は、地上からの高さを確保して配置されることになり、前記電動操舵機構が障害物や地上と接触して故障及び破損するおそれを少なくできるという効果を奏する。 According to invention of Claim 5, the front axle case which supports a front wheel rotatably at both ends is provided in the lower part front part of the above-mentioned traveling body, and the height position higher than the lower surface of the front axle case, Since the electric steering mechanism is arranged, the electric steering mechanism is protected by the front axle case against obstacles from the front. In addition, the electric steering mechanism is arranged while ensuring a height from the ground, and there is an effect that the possibility that the electric steering mechanism contacts with an obstacle or the ground and breaks down and is damaged can be reduced.

トラクタの全体側面図である。It is the whole tractor side view. トラクタの全体平面図である。It is a whole top view of a tractor. トラクタの動力伝達系統を示すスケルトン図である。It is a skeleton figure which shows the power transmission system of a tractor. 電動操舵機構を説明する側面図である。It is a side view explaining an electric steering mechanism. 電動操舵機構を説明する平面図である。It is a top view explaining an electric steering mechanism. 電動操舵機構の模式的な説明図であり、（ａ）は側面図、（ｂ）は平面図である。It is typical explanatory drawing of an electric steering mechanism, (a) is a side view, (b) is a top view. 制御装置の機能ブロック図である。It is a functional block diagram of a control device. トルク−電流マップの説明図であり、（ａ）は操舵トルクの増大に応じて出力電流が二次曲線的に増加する場合、（ｂ）は操舵トルクの増大に応じて出力電流が直線的に増加する場合の図である。It is explanatory drawing of a torque-current map, (a) is when an output current increases in a quadratic curve according to the increase in steering torque, (b) is an output current linearly according to the increase in steering torque. It is a figure in the case of increasing. 操舵力補助制御の第１例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 1st example of steering force assistance control. 操舵力補助制御の第２例を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the 2nd example of steering force assistance control.

以下に、本願発明を具体化した実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

まず、図１及び図２を参照しながら、農業用のトラクタ１の概略構造について説明する。図１及び図２に示すように、トラクタ１の走行機体２は、左右一対の前車輪３と左右一対の後車輪４とで支持されている。走行機体２の前部に搭載されたエンジン５にて後車輪４及び前車輪３を駆動することにより、トラクタ１は前後進走行するように構成される。走行機体２は、前バンパ６及び前車軸ケース７を有するエンジンフレーム８と、エンジン５からの動力を継断する主クラッチ９（図３参照）を内蔵したクラッチハウジング１０と、エンジン５からの動力を適宜変速して両後車輪４及び両前車輪３に伝達するためのミッションケース１１と、クラッチハウジング１０の外側面に外向き突設された左右一対のステップフレーム１３とにより構成されている。エンジンフレーム８の後端側はエンジン５の左右外側面に連結されている。エンジン５の後面側にはクラッチハウジング１０の前面側が連結されている。クラッチハウジング１０の後面側には、ミッションケース１１の前面側が連結されている。 First, a schematic structure of an agricultural tractor 1 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIGS. 1 and 2, the traveling machine body 2 of the tractor 1 is supported by a pair of left and right front wheels 3 and a pair of left and right rear wheels 4. The tractor 1 is configured to travel forward and backward by driving the rear wheels 4 and the front wheels 3 with the engine 5 mounted on the front portion of the traveling machine body 2. The traveling machine body 2 includes an engine frame 8 having a front bumper 6 and a front axle case 7, a clutch housing 10 incorporating a main clutch 9 (see FIG. 3) that interrupts power from the engine 5, and power from the engine 5. Is suitably constituted by a transmission case 11 for transmitting to the both rear wheels 4 and both front wheels 3 and a pair of left and right step frames 13 projecting outward from the outer surface of the clutch housing 10. The rear end side of the engine frame 8 is connected to the left and right outer surfaces of the engine 5. The front side of the clutch housing 10 is connected to the rear side of the engine 5. The front side of the transmission case 11 is connected to the rear side of the clutch housing 10.

エンジン５はボンネット１４にて覆われている。また、クラッチハウジング１０の上面には操縦コラム１５が立設されている。操縦コラム１５の上面側には、左右両前車輪３の舵取り角を変更操作するための操縦ハンドル１６が配置されている。ミッションケース１１の上面には操縦座席１７が配置されている。左右ステップフレーム１３の上面には、これらに跨る平坦なステップ床板１８が配置されている。前車輪３は前車軸ケース７を介してエンジンフレーム８に取り付けられている。後車輪４は、ミッションケース１１の外側面に外向き突設された後車軸ケース１９を介して取り付けられている。なお、左右両後車輪４の上面側は左右一対のリヤカウル２０にて覆われている。操縦座席１７の後方には、エンジン５に供給される燃料を貯留する燃料タンク２１と、走行機体２の転倒時にオペレータを保護するためのロプスフレーム２２とが設けられている。 The engine 5 is covered with a hood 14. A steering column 15 is erected on the upper surface of the clutch housing 10. A steering handle 16 for changing the steering angle of the left and right front wheels 3 is disposed on the upper surface side of the steering column 15. A control seat 17 is arranged on the upper surface of the mission case 11. On the upper surface of the left and right step frames 13, a flat step floor plate 18 is disposed so as to straddle them. The front wheel 3 is attached to the engine frame 8 via a front axle case 7. The rear wheel 4 is attached via a rear axle case 19 projecting outward from the outer surface of the mission case 11. The upper surface side of the left and right rear wheels 4 is covered with a pair of left and right rear cowls 20. Behind the control seat 17 are provided a fuel tank 21 for storing fuel supplied to the engine 5 and a lops frame 22 for protecting the operator when the traveling machine body 2 falls.

ミッションケース１１の上面後部には、走行機体２の後部に連結されるロータリ耕耘機等の対地作業機（図示省略）を昇降動させる油圧式の対地作業機昇降機構２３が着脱可能に取り付けられている。この場合、対地作業機は、一対の左右ロワーリンク２５及びトップリンク２６からなる３点リンク機構２４を介して、ミッションケース１１の後部に連結される。対地作業機昇降機構２３における左右のリフトアーム２７がリフトリンク２８を介して左右のロワーリンク２５に連結される。対地作業機昇降機構２３による左右のリフトアーム２７の上下回動によって、対地作業機が昇降動するように構成されている。ミッションケース１１の後側面には、対地作業機にＰＴＯ駆動力を伝達するためのＰＴＯ軸２９が後ろ向きに突設されている。 At the rear upper surface of the mission case 11, a hydraulic ground work machine lifting mechanism 23 that lifts and lowers a ground work machine (not shown) such as a rotary tiller connected to the rear part of the traveling machine body 2 is detachably attached. Yes. In this case, the ground work machine is connected to the rear portion of the transmission case 11 via a three-point link mechanism 24 including a pair of left and right lower links 25 and a top link 26. The left and right lift arms 27 in the ground work machine lifting mechanism 23 are connected to the left and right lower links 25 via lift links 28. The ground work machine is configured to move up and down by the vertical rotation of the left and right lift arms 27 by the ground work machine lifting mechanism 23. On the rear side surface of the mission case 11, a PTO shaft 29 for transmitting a PTO driving force to the ground work machine is provided to project rearward.

次に、図１及び図２を参照しながら、操縦座席１７周辺における各種操作部材の配置構造について説明する。図１及び図２に示すように、操縦座席１７の前方に操縦コラム１５が配置されており、操縦コラム１５の上面側に操向操作用の操縦ハンドル１６が配置されている。操縦コラム１５の上面側には操作表示盤３１が設けられている。操縦コラム１５の一側方には、走行機体２の進行方向を前進と後進とに切換操作するための前後進切換レバー３２と、主クラッチ９を切り作動させるためのクラッチペダル３３とが配置されている。操縦コラム１５の他側方には、エンジン５の回転速度を調節するアクセルレバー３４と、走行機体２を制動操作する左右一対のブレーキペダル３５とが設けられている。操縦コラム１５側から見てブレーキペダル３５より更に外側には、アクセルペダル３６が配置されている。アクセルペダル３６は、アクセルレバー３４にて設定されたエンジン５の回転速度を下限として、これ以上の範囲にて回転速度を増減速させるものである。なお、図示は省略するが、操縦コラム１５の背面側には、ブレーキペダル３３を踏み込み位置に保持する駐車ブレーキレバーが設けられている。 Next, an arrangement structure of various operation members around the control seat 17 will be described with reference to FIGS. 1 and 2. As shown in FIGS. 1 and 2, a steering column 15 is disposed in front of the steering seat 17, and a steering handle 16 for steering operation is disposed on the upper surface side of the steering column 15. An operation display panel 31 is provided on the upper surface side of the steering column 15. On one side of the control column 15, a forward / reverse switching lever 32 for switching the traveling direction of the traveling machine body 2 between forward and reverse, and a clutch pedal 33 for disengaging the main clutch 9 are arranged. ing. On the other side of the steering column 15, an accelerator lever 34 that adjusts the rotational speed of the engine 5 and a pair of left and right brake pedals 35 that perform a braking operation on the traveling machine body 2 are provided. An accelerator pedal 36 is disposed on the outer side of the brake pedal 35 when viewed from the steering column 15 side. The accelerator pedal 36 increases and decreases the rotational speed in a range beyond this, with the rotational speed of the engine 5 set by the accelerator lever 34 as a lower limit. Although not shown, a parking brake lever that holds the brake pedal 33 in the depressed position is provided on the back side of the steering column 15.

操縦座席１７の左右前部にはサイドコラム３７が設けられている。一方のサイドコラム３７上には、ミッションケース１１内にある副変速機構５３（図３参照）の変速出力を所定範囲に設定保持する副変速レバー３８と、走行機体２の駆動方式を二駆と四駆とに切換操作するための駆動切換レバー３９と、対地作業機へのＰＴＯ駆動力を変速操作するためのＰＴＯ変速レバー４０とが配置されている。図２から明らかなように、駆動切換レバー３９及びＰＴＯ変速レバー４０は、操縦座席１７の下方で且つ操縦座席１７より左右外側に、前向きに突出する姿勢で配置されている。 Side columns 37 are provided at the left and right front portions of the control seat 17. On one side column 37, the sub-transmission lever 38 that sets and holds the shift output of the sub-transmission mechanism 53 (see FIG. 3) in the mission case 11 within a predetermined range, and the drive system of the traveling machine body 2 are driven in two ways. A drive switching lever 39 for switching between the four-wheel drive and a PTO shift lever 40 for shifting the PTO driving force to the ground work machine are disposed. As is clear from FIG. 2, the drive switching lever 39 and the PTO speed change lever 40 are arranged in a posture protruding forward below the control seat 17 and on the left and right outside of the control seat 17.

他方のサイドコラム３７上には、走行機体２の車速を変更操作するための主変速レバー４１と、対地作業機の高さ位置を手動で変更調節するポジションレバー４２と、対地作業機昇降制御のオンオフ切換や制御感度設定を行うドラフトレバー４３とが配置されている。他方のサイドコラム３７寄りにあるリヤカウル２０には、ミッションケース１７の上部後部に設けられた油圧外部取出バルブ（図示省略）を切換操作するための複数の油圧操作レバー４４が配置されている。油圧外部取出バルブは、トラクタ１に後付けされるフロントローダといった別の作業機に作動油を供給制御するものである。他方のサイドコラム３７の前方には、左右両後車輪４の差動駆動をオンオフするためのデフロックペダル４５が配置されている。なお、実施形態の左右サイドコラム３７は、それぞれ対応するリヤカウル２０と一体形成されている。 On the other side column 37, a main speed change lever 41 for changing the vehicle speed of the traveling machine body 2, a position lever 42 for manually changing and adjusting the height position of the ground work machine, and a ground work machine lift control A draft lever 43 for performing on / off switching and control sensitivity setting is disposed. The rear cowl 20 near the other side column 37 is provided with a plurality of hydraulic operation levers 44 for switching operation of a hydraulic external take-off valve (not shown) provided at the upper rear portion of the mission case 17. The hydraulic external take-off valve controls supply of hydraulic oil to another work machine such as a front loader that is retrofitted to the tractor 1. A differential lock pedal 45 for turning on / off differential driving of the left and right rear wheels 4 is disposed in front of the other side column 37. Note that the left and right side columns 37 of the embodiment are integrally formed with the corresponding rear cowl 20.

次に、図３を参照しながら、トラクタ１の動力伝達系統について説明する。前述の通り、クラッチハウジング１０には動力継断用のメインクラッチ９が内蔵されている。ミッションケース１１内は、エンジン５の動力を正転又は逆転方向に切り換える前後進切換機構５１と、前後進切換機構５１を経由した回転動力を変速する機械式の主変速機構５２及び副変速機構５３と、エンジン５の動力を適宜変速してＰＴＯ軸２９に伝達するＰＴＯ変速機構５４と、副変速機構５３を経由した回転動力を左右の後車輪４に伝達する差動ギヤ機構５５とが配置されている。ミッションケース１１の下面側に設けられたカバーケース５６内には、走行機体２の駆動方式を二駆と四駆とに切り換える二駆四駆切換機構５７が配置されている。 Next, the power transmission system of the tractor 1 will be described with reference to FIG. As described above, the main clutch 9 for power disconnection is built in the clutch housing 10. In the transmission case 11, a forward / reverse switching mechanism 51 that switches the power of the engine 5 in the forward or reverse direction, and a mechanical main transmission mechanism 52 and a sub-transmission mechanism 53 that change the rotational power via the forward / reverse switching mechanism 51. A PTO transmission mechanism 54 for appropriately shifting the power of the engine 5 and transmitting it to the PTO shaft 29, and a differential gear mechanism 55 for transmitting the rotational power via the auxiliary transmission mechanism 53 to the left and right rear wheels 4. ing. In the cover case 56 provided on the lower surface side of the mission case 11, a two-wheel drive and four-wheel drive switching mechanism 57 for switching the drive system of the traveling machine body 2 between the two-wheel drive and the four-wheel drive is disposed.

エンジン５から後ろ向きに突出したエンジン出力軸５８には、フライホイル５９が直結するように取り付けられている。フライホイル５９とこれから後ろ向きに延びる主動軸６０は、クラッチハウジング１０内の主クラッチ９を介して連結される。また、フライホイル５９と主動軸６０に回転可能に被嵌された入力筒軸６１とに関しても、同様に主クラッチ９を介して連結される。 A flywheel 59 is attached to an engine output shaft 58 protruding rearward from the engine 5 so as to be directly connected. The flywheel 59 and the main driving shaft 60 extending rearward from the flywheel 59 are connected via a main clutch 9 in the clutch housing 10. Similarly, the flywheel 59 and the input cylinder shaft 61 that is rotatably fitted to the main driving shaft 60 are also connected via the main clutch 9.

エンジン５の動力は、エンジン出力軸５８から主動軸６０を経由したＰＴＯ駆動系統と、エンジン出力軸５８から入力筒軸６１を経由した走行系統との２系統に分岐して伝達される。主動軸６０に伝達された回転動力はＰＴＯ変速機構５４に伝達され、ＰＴＯ変速機構５４にて適宜変速されたＰＴＯ駆動力がＰＴＯ軸２９に伝達される。また、入力筒軸６１に伝達された回転動力は、前後進切換機構５１を経由したのち、主変速機構５２及び副変速機構５３にて適宜変速される。該変速動力が差動ギヤ機構５５を介して左右の後車輪４に伝達される。主変速機構５２及び副変速機構５３による変速動力は、二駆四駆切換機構５７及び前車軸ケース７内の差動ギヤ機構６２を介して左右の前車輪３にも伝達される。 The power of the engine 5 is branched and transmitted from the engine output shaft 58 to the two systems of the PTO drive system via the main drive shaft 60 and the traveling system from the engine output shaft 58 via the input cylinder shaft 61. The rotational power transmitted to the main shaft 60 is transmitted to the PTO transmission mechanism 54, and the PTO driving force that is appropriately changed by the PTO transmission mechanism 54 is transmitted to the PTO shaft 29. Further, the rotational power transmitted to the input cylinder shaft 61 passes through the forward / reverse switching mechanism 51 and is appropriately shifted by the main transmission mechanism 52 and the auxiliary transmission mechanism 53. The transmission power is transmitted to the left and right rear wheels 4 via the differential gear mechanism 55. Shift power by the main transmission mechanism 52 and the subtransmission mechanism 53 is also transmitted to the left and right front wheels 3 via the two-wheel drive / four-wheel drive switching mechanism 57 and the differential gear mechanism 62 in the front axle case 7.

前後進切換レバー３２の操作にて前後進切換クラッチ６３を入力筒軸６１に沿ってスライド移動させることにより、エンジン５から主変速機構５２に向かう回転動力を正転方向に伝達するか逆転方向に伝達するかが選択される。主変速機構５２は主変速レバー４１の操作によって複数段（実施形態では４段）に切換変速するように構成されている。副変速機構５３は副変速レバー３８の操作によって高低２段に切換変速するように構成されている。駆動切換レバー３９の操作によって、二駆四駆切換機構５７を構成する前車輪推進軸６４に沿って駆動切換クラッチ６５をスライド移動させることにより、副変速機構５３を経由した回転動力を前車輪３に伝達するか否かが選択される。更に、ＰＴＯ変速レバー４０の操作によって、ＰＴＯ軸２９に沿ってＰＴＯ変速クラッチ６６をスライド移動させることにより、ＰＴＯ駆動力が高低２段に切換変速される。 By operating the forward / reverse switching lever 32 to slide the forward / reverse switching clutch 63 along the input cylinder shaft 61, the rotational power from the engine 5 toward the main transmission mechanism 52 is transmitted in the forward direction or in the reverse direction. Whether to transmit is selected. The main speed change mechanism 52 is configured to change over a plurality of speeds (four speeds in the embodiment) by operating the main speed change lever 41. The sub-transmission mechanism 53 is configured to change gears in two steps of high and low by operating the sub-transmission lever 38. By operating the drive switching lever 39, the drive switching clutch 65 is slid along the front wheel propulsion shaft 64 that constitutes the two-wheel-drive / four-wheel-drive switching mechanism 57, so that the rotational power passing through the auxiliary transmission mechanism 53 is transferred to the front wheel 3 Whether or not to transmit to is selected. Further, by operating the PTO speed change lever 40, the PTO speed change clutch 66 is slid along the PTO shaft 29, whereby the PTO driving force is switched between two levels.

次に、図４〜図６を参照しながら、左右両前車輪３の操舵構造について説明する。図４及び図５に示すように、エンジンフレーム８の前側には支持板体７１が溶接にて固着されている。支持板体７１には、センターピン７２を介して前車軸ケース７の左右中間部が上下回動可能に取り付けられている。従って、前車軸ケース７は、左右中間部のセンターピン７２回りに上下回動可能な状態で、走行機体２の下面前部に位置している。左右両前車輪３の接地圧に差が生じた場合は、前車軸ケース７がセンターピン７２回りに上下回動して、左右前車輪３が互いに反対方向に昇降する。その結果、左右両前車輪３の接地圧が略等しく維持されることになる。 Next, the steering structure of the left and right front wheels 3 will be described with reference to FIGS. As shown in FIGS. 4 and 5, a support plate 71 is fixed to the front side of the engine frame 8 by welding. A left and right intermediate portion of the front axle case 7 is attached to the support plate 71 via a center pin 72 so as to be vertically rotatable. Therefore, the front axle case 7 is positioned at the front portion of the lower surface of the traveling machine body 2 in a state in which the front axle case 7 can be vertically rotated around the center pin 72 in the middle portion of the left and right. When a difference occurs in the ground contact pressure between the left and right front wheels 3, the front axle case 7 rotates up and down around the center pin 72, and the left and right front wheels 3 move up and down in opposite directions. As a result, the ground contact pressure of the left and right front wheels 3 is maintained substantially equal.

前車軸ケース７は左右横長で中空状の形態になっている。前車軸ケース７の内部には前車輪用の差動ギヤ機構６２（図３参照）が設けられている。前車軸ケース７の左右両端側にはそれぞれギヤケース７３が固定されている。ギヤケース７３には、内部のキングピン７４（図３参照）回りに回動可能に支持されたギヤボックス７５が連結されている。ギヤボックス７５の上部にはナックルアーム７６が固定されている。ギヤボックス７５には車軸ケース７７が固定されている。車軸ケース７７には前車輪３を回転させる前車軸７８（図３参照）が左右外向きに突設されている。前車輪３は、車軸ケース７７から突出した前車軸７８に取り外し可能に取り付けられる。 The front axle case 7 is horizontally long and hollow. Inside the front axle case 7 is provided a differential gear mechanism 62 (see FIG. 3) for the front wheels. Gear cases 73 are fixed to the left and right ends of the front axle case 7 respectively. The gear case 73 is connected to a gear box 75 that is rotatably supported around an internal kingpin 74 (see FIG. 3). A knuckle arm 76 is fixed to the upper portion of the gear box 75. An axle case 77 is fixed to the gear box 75. A front axle 78 (see FIG. 3) for rotating the front wheel 3 is provided on the axle case 77 so as to protrude leftward and rightward. The front wheel 3 is detachably attached to the front axle 78 protruding from the axle case 77.

前車軸ケース７内にある差動ギヤ機構６２は、キングピン７４の上端側に動力伝達可能に連結されている。キングピン７４の下端側は車軸ケース７７内の前車軸７８に動力伝達可能に連結されている。キングピン７４の上部は軸受を介してギヤケース７３に軸支され、下部は軸受を介してギヤボックス７５に軸支されている。左ナックルアーム７６の前端側と右ナックルアーム７６の前端側とは、左右横長の伝達ロッド７９を介して連動連結されている。左ナックルアーム７６の回動によって左ギヤボックス７５、左車軸ケース７７及び左前車輪７８が回動する。伝達ロッド７９の存在によって左ナックルアーム７６の回動に連動して、右ナックルアーム７６も回動して右ギヤボックス７５、右車軸ケース７７及び右前車輪７８を回動させる。その結果、左右両前車輪３が左右に操舵される。 The differential gear mechanism 62 in the front axle case 7 is connected to the upper end side of the king pin 74 so that power can be transmitted. The lower end side of the king pin 74 is connected to a front axle 78 in the axle case 77 so that power can be transmitted. The upper portion of the king pin 74 is pivotally supported by the gear case 73 via a bearing, and the lower portion is pivotally supported by the gear box 75 via the bearing. The front end side of the left knuckle arm 76 and the front end side of the right knuckle arm 76 are interlocked and connected via a laterally long transmission rod 79. As the left knuckle arm 76 rotates, the left gear box 75, the left axle case 77, and the left front wheel 78 rotate. The presence of the transmission rod 79 causes the right knuckle arm 76 to rotate in conjunction with the rotation of the left knuckle arm 76 to rotate the right gear box 75, the right axle case 77, and the right front wheel 78. As a result, the left and right front wheels 3 are steered left and right.

前車軸ケース７のナックルアーム７６（実施形態では左側）は、電動モータ８４を有する電動操舵機構８０を介して、操縦コラム１５上面側の操縦ハンドル１６に連動連結されている。この場合、操縦ハンドル１６の下部に、縦長のハンドル支軸８１の上端側が固定されている。ハンドル支軸８１の下端側は、自在継手を介して連結軸８２の上端側に連結されている。そして、連結軸８２の下端側が電動操舵機構８０に連結されている。 The knuckle arm 76 (left side in the embodiment) of the front axle case 7 is interlocked and connected to the steering handle 16 on the upper surface side of the steering column 15 via an electric steering mechanism 80 having an electric motor 84. In this case, the upper end side of the vertically long handle support shaft 81 is fixed to the lower portion of the steering handle 16. The lower end side of the handle support shaft 81 is connected to the upper end side of the connecting shaft 82 through a universal joint. The lower end side of the connecting shaft 82 is connected to the electric steering mechanism 80.

電動操舵機構８０は、操縦ハンドル１６の回動操作を左右両前車輪３の左右操舵運動（後述するラック８８の前後往復動）に変換するものであり、前後長手の操舵ギヤケース８３と、左右両前車輪３の操舵力を補助する電動モータ８４と、操縦ハンドル１６の操舵トルクを検出する操舵トルクセンサ８５とを有している。操舵ギヤケース８３から上向きに突出したステアリング軸８６の上端側が自在継手を介して連結軸８２の下端側に連結されている。図６（ａ）（ｂ）に示すように、ステアリング軸８６のうち操舵ギヤケース８３内の部分にはピニオンギヤ８７が固着されている。ピニオンギヤ８７は、操舵ギヤケース８３内に前後往復動可能に配置されたラック８８と噛み合っている。 The electric steering mechanism 80 converts the turning operation of the steering handle 16 into the left and right steering motions of the left and right front wheels 3 (reciprocating motion of a rack 88, which will be described later). An electric motor 84 that assists the steering force of the front wheel 3 and a steering torque sensor 85 that detects the steering torque of the steering handle 16 are provided. The upper end side of the steering shaft 86 protruding upward from the steering gear case 83 is connected to the lower end side of the connecting shaft 82 via a universal joint. As shown in FIGS. 6A and 6B, a pinion gear 87 is fixed to a portion of the steering shaft 86 in the steering gear case 83. The pinion gear 87 meshes with a rack 88 disposed in the steering gear case 83 so as to be capable of reciprocating back and forth.

操舵ギヤケース８３の長手中途部に、電動モータ８４と操舵トルクセンサ８５とが設けられている。図６（ａ）（ｂ）に示すように、電動モータ８４の出力軸に固着されたモータ出力ギヤ９０は、操舵ギヤケース８３内において、ステアリング軸８６のうちピニオンギヤ８７よりも下方に固着された補助ギヤ８９と噛み合っている。電動モータ８４及び操舵トルクセンサ８５は、後述する制御装置１００に電気的に接続されている。制御装置１００は、操舵トルクセンサ８５にて検出された操舵トルク、すなわち、操縦ハンドル１６の回動操作にてステアリング軸８６に加わる操舵トルクに基づき、電動モータ８４の出力を増減させる。電動モータ８４の出力増減によって、左右両前車輪３の操舵力が補助される。 An electric motor 84 and a steering torque sensor 85 are provided in the middle of the longitudinal direction of the steering gear case 83. As shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), the motor output gear 90 fixed to the output shaft of the electric motor 84 is the auxiliary fixed to the steering shaft 86 below the pinion gear 87 in the steering gear case 83. It meshes with the gear 89. The electric motor 84 and the steering torque sensor 85 are electrically connected to a control device 100 described later. The control device 100 increases or decreases the output of the electric motor 84 based on the steering torque detected by the steering torque sensor 85, that is, the steering torque applied to the steering shaft 86 by the turning operation of the steering handle 16. By increasing or decreasing the output of the electric motor 84, the steering force of the left and right front wheels 3 is assisted.

図６（ａ）に示すように、操舵ギヤケース８３内において、ステアリング軸８６の下端には制動ディスク９６が固定されている。制動ディスク９６には、制動アクチュエータ９８（図７参照）の作動によって制動パッド９７を押圧するように構成されている。制動ディスク９６への制動パッド９７の押圧によって、ステアリング軸８６の回転にブレーキがかかることになる。 As shown in FIG. 6A, a brake disc 96 is fixed to the lower end of the steering shaft 86 in the steering gear case 83. The brake disk 96 is configured to press the brake pad 97 by the operation of the brake actuator 98 (see FIG. 7). The brake is applied to the rotation of the steering shaft 86 by the pressing of the brake pad 97 against the brake disk 96.

図４〜図６に示すように、ラック８８の前端側は、ラックリンク９１を介して、前車軸ケース７と操舵ギヤケース８３との間に配置されたベルクランク９２の一方の先端部に連結されている。ベルクランク９２は平面視で略Ｌ字状に形成されている。ベルクランク９２のＬ字コーナ部が、エンジンフレーム８の前側のうち支持板体７１の後方に固定されたクランク支持板９３に、縦向きの回動軸９４を介して回動可能に軸支されている。前述の通り、ベルクランク９２の一方の先端部が、ラックリンク９１を介してラック８８の前端側に連結されている。ベルクランク９２の他方の先端部は、連動杆９５を介して左ナックルアーム７６の後端部に連結されている。 As shown in FIGS. 4 to 6, the front end side of the rack 88 is connected to one end portion of a bell crank 92 disposed between the front axle case 7 and the steering gear case 83 via a rack link 91. ing. The bell crank 92 is formed in a substantially L shape in plan view. An L-shaped corner portion of the bell crank 92 is pivotally supported on a crank support plate 93 fixed to the rear side of the support plate 71 on the front side of the engine frame 8 through a vertical rotation shaft 94. ing. As described above, one end portion of the bell crank 92 is connected to the front end side of the rack 88 via the rack link 91. The other front end portion of the bell crank 92 is connected to the rear end portion of the left knuckle arm 76 via an interlocking rod 95.

操縦座席１７に着座したオペレータが操縦ハンドル１６を回動操作すると、操縦ハンドル９の操舵角（回動操作量）に応じて、ハンドル支軸８１、連結軸８２、ステアリング軸８６ひいてはピニオンギヤ８７が回転する。このとき、操舵トルクセンサ８５がステアリング軸８６に加わる操舵トルクを検出して制御装置１００に伝達する。制御装置１００は操舵トルクに基づき、補助ギヤ８９経由でピニオンギヤ８７の回転を補助するように、電動モータ８４を回転駆動させる。このため、オペレータは軽い力で操縦ハンドル１６を操作できる。また、電動モータ８４はエンジン５の動力を直接利用しないため、対地作業機への動力供給にロスが生じないという利点もある。 When the operator seated on the control seat 17 rotates the control handle 16, the handle support shaft 81, the connecting shaft 82, the steering shaft 86, and thus the pinion gear 87 rotate according to the steering angle (rotation operation amount) of the control handle 9. To do. At this time, the steering torque sensor 85 detects the steering torque applied to the steering shaft 86 and transmits it to the control device 100. The control device 100 drives the electric motor 84 to rotate based on the steering torque so as to assist the rotation of the pinion gear 87 via the auxiliary gear 89. For this reason, the operator can operate the steering handle 16 with a light force. Further, since the electric motor 84 does not directly use the power of the engine 5, there is an advantage that no loss occurs in the power supply to the ground work machine.

ピニオンギヤ８７が回転すると、ピニオンギヤ４２と噛み合ったラック８８が前後方向に移動する。当該ラック８８の前後移動によって、ラックリンク９１、ベルクランク９２及び連動杆９５を介して左ナックルアーム７６が回動して、左ギヤボックス７５、左車軸ケース７７及び左前車輪７８を回動させる。そして、伝達ロッド７９の存在によって左ナックルアーム７６の回動に連動して、右ナックルアーム７６も回動して右ギヤボックス７５、右車軸ケース７７及び右前車輪７８を回動させる。その結果、左右両前車輪３が左右に操舵され、トラクタ１が操向操作される。 When the pinion gear 87 rotates, the rack 88 that meshes with the pinion gear 42 moves in the front-rear direction. As the rack 88 moves back and forth, the left knuckle arm 76 rotates through the rack link 91, bell crank 92 and interlocking rod 95, and the left gear box 75, left axle case 77 and left front wheel 78 are rotated. The presence of the transmission rod 79 causes the right knuckle arm 76 to rotate in conjunction with the rotation of the left knuckle arm 76 to rotate the right gear box 75, the right axle case 77, and the right front wheel 78. As a result, the left and right front wheels 3 are steered left and right, and the tractor 1 is steered.

図４に示すように実施形態では、走行機体２の下面前部に設けられた前車軸ケース７の下面より高い高さ位置に、電動操舵機構８０が配置されている。換言すると、電動操舵機構８０の構成要素、例えば操舵ギヤケース８３、電動モータ８４、操舵トルクセンサ８５、ラックリンク９１、ベルクランク９２及び連動杆９５等の取付高さ位置は、前車軸ケース７の下面より高い高さ位置に設定されている。このため、電動操舵機構８０の構成要素は、正面からの障害物に対して前車軸ケース７にて保護される。また、電動操舵機構８０の構成要素は、地上からの高さを確保して配置される。従って、電動操舵機構８０が障害物や地上と接触して故障及び破損するおそれを少なくできる。 As shown in FIG. 4, in the embodiment, the electric steering mechanism 80 is arranged at a height position higher than the lower surface of the front axle case 7 provided in the lower surface front portion of the traveling machine body 2. In other words, the mounting height positions of the components of the electric steering mechanism 80, such as the steering gear case 83, the electric motor 84, the steering torque sensor 85, the rack link 91, the bell crank 92, and the interlocking rod 95, are the bottom surface of the front axle case 7. It is set to a higher height position. For this reason, the components of the electric steering mechanism 80 are protected by the front axle case 7 against obstacles from the front. In addition, the components of the electric steering mechanism 80 are arranged while ensuring a height from the ground. Therefore, it is possible to reduce the possibility that the electric steering mechanism 80 is in contact with an obstacle or the ground and breaks down and is damaged.

次に、図７及び図８を参照しながら、電動操舵機構８０の操舵力補助制御を実行する構成について説明する。トラクタ１の走行機体２には、操舵力補助制御を実行する制御装置１００が搭載されている。操舵力補助制御は、操縦ハンドル１６に付与される操舵トルクに基づき電動モータ８４の出力を増減させて、左右両前車輪３の操舵力を補助するというものである。 Next, a configuration for executing the steering force assist control of the electric steering mechanism 80 will be described with reference to FIGS. 7 and 8. The traveling machine body 2 of the tractor 1 is equipped with a control device 100 that executes steering force assist control. The steering force assist control is to increase or decrease the output of the electric motor 84 based on the steering torque applied to the steering handle 16 to assist the steering force of the left and right front wheels 3.

実施形態の制御装置１００は、各種演算処理を実行するＣＰＵ１０１のほか、制御プログラムやデータを記憶させるＲＯＭ１０２、制御プログラムやデータを一時的に記憶するＲＡＭ１０３、タイマー機能としてのクロック、センサやアクチュエータ等との間でデータのやり取りをする入出力インターフェイス等を有している。制御装置１００の入出力インターフェイスには、前述した操舵トルクセンサ８５、走行機体２の前後方向の傾斜角（以下、前後傾斜角θという）を検出するピッチングセンサ１０４、副変速機構５３の変速段を検出する副変速センサ１０５、電動モータ８４に対するモータ制御部１０６、並びに、制動パッド９７に対する制動アクチュエータ９８等が電気的に接続されている。 The control device 100 according to the embodiment includes a CPU 101 that executes various arithmetic processes, a ROM 102 that stores control programs and data, a RAM 103 that temporarily stores control programs and data, a clock as a timer function, a sensor, an actuator, and the like. And an input / output interface for exchanging data between them. The input / output interface of the control device 100 includes the steering torque sensor 85 described above, the pitching sensor 104 for detecting the front-rear direction tilt angle (hereinafter referred to as the front-rear tilt angle θ) of the traveling machine body 2, and the shift stages of the auxiliary transmission mechanism 53. The sub-shift sensor 105 to be detected, the motor control unit 106 for the electric motor 84, the brake actuator 98 for the brake pad 97, and the like are electrically connected.

詳細な説明は省略するが、ピッチングセンサ１０４は、対地作業機の一例であるロータリ耕耘機の耕耘深さを調節する従来公知の耕耘深さ自動制御に用いられる振り子式のものである。実施形態のピッチングセンサ１０４は、例えば作業機用昇降機構２３の上面で且つ操縦座席１７の後方の箇所に配置される。実施形態の副変速センサ１０５は、副変速レバー３８の操作位置から副変速機構５３の変速段を検出するように構成されている。 Although detailed description is omitted, the pitching sensor 104 is a pendulum type sensor that is used for conventionally known automatic tiller depth control that adjusts the tiller depth of a rotary tiller that is an example of a ground working machine. The pitching sensor 104 according to the embodiment is disposed, for example, on the upper surface of the working machine lifting mechanism 23 and at a location behind the control seat 17. The sub transmission sensor 105 of the embodiment is configured to detect the gear position of the sub transmission mechanism 53 from the operation position of the sub transmission lever 38.

制御装置１００のＲＯＭ１０２には、操縦ハンドル１６（より詳しくはステアリング軸８６）に加わる操舵トルクＴと電動モータ８４の出力電流ｉとの関係を示すトルク−電流マップＭ（図８参照）が予め記憶されている。当該マップＭは実験等にて求められる。図８（ａ）（ｂ）では、操舵トルクＴを横軸に、出力電流ｉを縦軸に採っている。図８（ａ）に示すトルク−電流マップＭでは、操舵トルクＴの増大に応じて出力電流ｉを二次曲線的に増加させる。図８（ｂ）に示すトルク−電流マップＭでは、操舵トルクＴの増大に応じて出力電流ｉを直線的に増加させる。図８（ａ）（ｂ）のいずれのマップＭを採用してもよい。 In the ROM 102 of the control device 100, a torque-current map M (see FIG. 8) indicating the relationship between the steering torque T applied to the steering handle 16 (more specifically, the steering shaft 86) and the output current i of the electric motor 84 is stored in advance. Has been. The map M is obtained by experiments or the like. 8A and 8B, the steering torque T is taken on the horizontal axis and the output current i is taken on the vertical axis. In the torque-current map M shown in FIG. 8A, the output current i is increased in a quadratic curve as the steering torque T increases. In the torque-current map M shown in FIG. 8B, the output current i is linearly increased as the steering torque T increases. Any of the maps M shown in FIGS. 8A and 8B may be adopted.

例えば操縦ハンドル１６の回動操作量が大きい旋回時は、左右両前車輪３ひいては操縦ハンドル１６を軽い力で操作できるように、電動モータ８４から大きい補助トルクを出力する。回動操作量が小さい直進時は、重めの回動操作フィーリングをオペレータに与えて直進安定性を得られるように、電動モータ８４から小さい補助トルクを出力するか、電動モータ８４からの出力をなくす。すなわち、トラクタ１の走行状態に適した補助トルクを電動モータ８４から発生させる。 For example, when the turning of the steering handle 16 is large, a large auxiliary torque is output from the electric motor 84 so that the left and right front wheels 3 and thus the steering handle 16 can be operated with a light force. At the time of straight traveling with a small amount of rotational operation, a small auxiliary torque is output from the electric motor 84 or output from the electric motor 84 so that a straight rotational stability can be obtained by giving a heavy rotational operation feeling to the operator. Is lost. That is, auxiliary torque suitable for the traveling state of the tractor 1 is generated from the electric motor 84.

なお、操縦ハンドル１６を回動操作していないのに、ノイズや外乱等を操舵トルクセンサ８５が操舵トルクＴとして検出して電動モータ８４の出力を増減させるのを防止するため、０（零）前後の操舵トルクＴに対して不感帯を設けてもよい。 In order to prevent the steering torque sensor 85 from detecting the noise or disturbance as the steering torque T and increasing or decreasing the output of the electric motor 84 even though the steering handle 16 is not rotated, 0 (zero) is used. A dead zone may be provided for the front and rear steering torque T.

次に、図９のフローチャートを参照しながら、操舵力補助制御の第１例について説明する。なお、以下の説明においてフローチャートで示されるアルゴリズムは、制御装置１００のＲＯＭ１０２にプログラムとして記憶されており、ＲＡＭ１０３に読み出されてからＣＰＵ１０１にて実行される。実施形態の制御装置１００は、操舵力補助制御の一環として、操舵トルクＴに基づく電動モータ８４の出力増減だけでなく、操舵トルクセンサ８５の故障時であっても、ピッチングセンサ１０４の検出結果に基づき、左右両前車輪３の操舵力を補助するように構成されている。 Next, a first example of steering force assist control will be described with reference to the flowchart of FIG. Note that the algorithm shown in the flowchart in the following description is stored as a program in the ROM 102 of the control device 100 and is read by the RAM 103 and then executed by the CPU 101. As part of the steering force assist control, the control device 100 of the embodiment not only increases or decreases the output of the electric motor 84 based on the steering torque T but also detects the detection result of the pitching sensor 104 even when the steering torque sensor 85 fails. Based on this, the steering force of the left and right front wheels 3 is assisted.

この場合、制御装置１００は、操舵力補助制御のスタートに続き、所定時間内に操舵トルクセンサ８５から信号入力があるか否かを判別し（Ｓ０１）、信号入力があれば（Ｓ０１：ＹＥＳ）、当該操舵トルクセンサ８５の検出値である操舵トルクＴを読み込み（Ｓ０２）、操舵トルクＴ及びトルク−電流マップＭを用いて、電動モータ８４に出力すべき出力電流ｉを演算する（Ｓ０３）。そして、ステップＳ０３で求めた出力電流ｉに基づき電動モータ８４を回転駆動させ（Ｓ０４）、左右両前車輪３の操舵力補助のための補助トルクをピニオンギヤ８７の回転に付与する。 In this case, following the start of the steering force assist control, the control device 100 determines whether or not there is a signal input from the steering torque sensor 85 within a predetermined time (S01), and if there is a signal input (S01: YES). Then, the steering torque T detected by the steering torque sensor 85 is read (S02), and the output current i to be output to the electric motor 84 is calculated using the steering torque T and the torque-current map M (S03). Then, the electric motor 84 is rotationally driven based on the output current i obtained in step S03 (S04), and an assist torque for assisting the steering force of the left and right front wheels 3 is applied to the rotation of the pinion gear 87.

ステップＳ０１において信号入力がない場合は（Ｓ０１：ＮＯ）、操舵トルクセンサ８５に故障等の障害が発生したことを意味するので、次いで、ピッチングセンサ１０４の検出値である前後傾斜角θを読み込み（Ｓ０５）、前後傾斜角θに基づき電動モータ８４の出力を調節する（Ｓ０６）。 If there is no signal input in step S01 (S01: NO), it means that a failure such as a failure has occurred in the steering torque sensor 85, and then the longitudinal inclination angle θ detected by the pitching sensor 104 is read ( (S05), the output of the electric motor 84 is adjusted based on the front / rear inclination angle θ (S06).

ここで、前後傾斜角θから走行機体２が降坂状態と判断された場合は、出力電流ｉを増大させて電動モータ８４を回転駆動させ、補助トルクをピニオンギヤ８７の回転に付与する。その結果、操縦ハンドル１６の重い回動操作フィーリングが改善され、軽い力で操縦ハンドル１６を操舵できることになる。 Here, when it is determined that the traveling machine body 2 is in the downhill state from the front / rear inclination angle θ, the output current i is increased to drive the electric motor 84 to rotate, and the auxiliary torque is applied to the rotation of the pinion gear 87. As a result, the feeling of heavy turning operation of the steering handle 16 is improved, and the steering handle 16 can be steered with a light force.

逆に、前後傾斜角θから走行機体２が登坂状態と判断されれば、電動モータ８４の出力を減少させるか０（零）にして（出力電流ｉを減少させるか０（零）にして）、更には制動ディスク９６に制動パッド９７を押圧することによって、ピニオンギヤ８７の回転に抵抗を付与する。その結果、操縦ハンドル１６の軽い回動操作フィーリングが改善され、操縦ハンドル１６が重めの感触で操舵されることになる。操縦ハンドル１６の切り過ぎによる急激な方向転換を防止できる。 On the other hand, if the traveling machine body 2 is determined to be in an uphill state based on the forward / backward inclination angle θ, the output of the electric motor 84 is reduced or 0 (zero) (the output current i is reduced or 0 (zero)). Further, by pressing the brake pad 97 against the brake disk 96, resistance is imparted to the rotation of the pinion gear 87. As a result, the feeling of light turning operation of the steering handle 16 is improved, and the steering handle 16 is steered with a heavy feel. A sudden change of direction due to excessive turning of the steering handle 16 can be prevented.

なお、前後傾斜角θに基づき設定される電動モータ８４への出力電流ｉは、固定値でもよいし、前後傾斜角θに比例して変動する値でもよい。 The output current i to the electric motor 84 set based on the front / rear inclination angle θ may be a fixed value or a value that varies in proportion to the front / rear inclination angle θ.

上記の説明並びに図７〜図９から明らかなように、エンジン５が搭載され且つ前後四輪３，４にて支持された走行機体２と、前記走行機体２に設けられた操縦ハンドル１６と、電動モータ８４を有する電動操舵機構８０と、前記操縦ハンドル１６の操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ８５とを備えており、前記操舵トルクセンサ８５の検出結果に基づき前記電動モータ８４の出力を増減させ、前記電動操舵機構８０を介して前記左右両前車輪３を操舵する農業用トラクタ１であって、前記走行機体２の前後方向の傾斜角θを検出するピッチングセンサ１０４を更に備えており、前記ピッチングセンサ１０４の検出結果に基づき前記電動モータ８４の出力を調節可能に構成されているから、前記農業用トラクタ１に元々設けられている前記ピッチングセンサ１０４を有効利用して、前記操舵トルクセンサ８５の代替機能を担わせることになる。従って、前記操舵トルクセンサ８５について冗長性を持つ二重系に構成しなくても、コストの抑制を図りつつ前記二重系を構成した場合と同等に近い機能を発揮できる。 As is clear from the above description and FIGS. 7 to 9, the traveling machine body 2 on which the engine 5 is mounted and supported by the front and rear four wheels 3, 4, the steering handle 16 provided on the traveling machine body 2, An electric steering mechanism 80 having an electric motor 84 and a steering torque sensor 85 for detecting the steering torque T of the steering handle 16 are provided, and the output of the electric motor 84 is increased or decreased based on the detection result of the steering torque sensor 85. An agricultural tractor 1 that steers the left and right front wheels 3 via the electric steering mechanism 80, and further includes a pitching sensor 104 that detects an inclination angle θ in the front-rear direction of the traveling machine body 2; Since the output of the electric motor 84 can be adjusted based on the detection result of the pitching sensor 104, the output of the agricultural tractor 1 can be adjusted. Pitching sensor 104 is effectively used, it would cause borne alternative function of the steering torque sensor 85. Therefore, even if the steering torque sensor 85 is not configured as a redundant dual system, a function close to that of the dual system can be achieved while reducing costs.

特に図９のフローチャートから明らかなように、前記操舵トルクセンサ８５の検出結果に基づく前記電動モータ８４の出力増減は、前記ピッチングセンサ１０４の検出結果に基づく前記電動モータ８４の出力調節に優先して実行されるから、通常は前記操舵トルクセンサ８５を用いた操舵力補助制御が行われ、例えば前記操舵トルクセンサ８５に故障等の障害が生じた場合に、前記ピッチングセンサ１０４を用いた操舵力補助制御が行われることになる。従って、前記二重系を採用せずに構成簡素化およびコスト抑制を図ったものでありながら、操舵力補助制御の信頼性を向上できるのである。 In particular, as is apparent from the flowchart of FIG. 9, the output increase / decrease of the electric motor 84 based on the detection result of the steering torque sensor 85 has priority over the output adjustment of the electric motor 84 based on the detection result of the pitching sensor 104. Therefore, the steering force assisting control using the steering torque sensor 85 is normally performed. For example, when a failure such as a failure occurs in the steering torque sensor 85, the steering force assisting using the pitching sensor 104 is performed. Control will be performed. Accordingly, the reliability of the steering force assist control can be improved while simplifying the configuration and reducing the cost without adopting the dual system.

次に、図１０のフローチャートを参照しながら、操舵力補助制御の第２例について説明する。この場合の制御装置１００は、操舵力補助制御の一環として、操舵トルクＴに基づく電動モータ８４の出力増減だけでなく、操舵トルクセンサ８５の故障時であっても、副変速センサ１０５の検出結果に基づき、左右両前車輪３の操舵力を補助するように構成されている。 Next, a second example of steering force assist control will be described with reference to the flowchart of FIG. In this case, the control device 100 detects not only the increase / decrease of the output of the electric motor 84 based on the steering torque T but also the detection result of the auxiliary transmission sensor 105 even when the steering torque sensor 85 is out of order. Based on the above, the steering force of the left and right front wheels 3 is assisted.

この場合、制御装置１００は、操舵力補助制御のスタートに続き、所定時間内に操舵トルクセンサ８５から信号入力があるか否かを判別し（Ｓ１１）、信号入力があれば（Ｓ１１：ＹＥＳ）、当該操舵トルクセンサ８５の検出値である操舵トルクＴを読み込み（Ｓ１２）、操舵トルクＴ及びトルク−電流マップＭを用いて、電動モータ８４に出力すべき出力電流ｉを演算する（Ｓ１３）。そして、ステップＳ１３で求めた出力電流ｉに基づき電動モータ８４を回転駆動させ（Ｓ１４）、左右両前車輪３の操舵力補助のための補助トルクをピニオンギヤ８７の回転に付与する。 In this case, following the start of the steering force assist control, the control device 100 determines whether or not there is a signal input from the steering torque sensor 85 within a predetermined time (S11), and if there is a signal input (S11: YES). Then, the steering torque T detected by the steering torque sensor 85 is read (S12), and the output current i to be output to the electric motor 84 is calculated using the steering torque T and the torque-current map M (S13). Then, the electric motor 84 is driven to rotate based on the output current i obtained in step S13 (S14), and an assist torque for assisting the steering force of the left and right front wheels 3 is applied to the rotation of the pinion gear 87.

ステップＳ１１において信号入力がない場合は（Ｓ１１：ＮＯ）、操舵トルクセンサ８５に故障等の障害が発生したことを意味するので、次いで、副変速センサ１０５の検出値、すなわち副変速機構５３が高速段側か低速段側かを読み込み（Ｓ１５）、副変速センサ１０５の検出値に基づき電動モータ８４の出力を調節する（Ｓ１６）。 If there is no signal input in step S11 (S11: NO), it means that a failure such as a failure has occurred in the steering torque sensor 85. Next, the detected value of the auxiliary transmission sensor 105, that is, the auxiliary transmission mechanism 53 is at high speed. Whether the speed side is the speed side or the low speed side is read (S15), and the output of the electric motor 84 is adjusted based on the detection value of the auxiliary transmission sensor 105 (S16).

ここで、副変速機構５３が低速段側であると判断された場合は、圃場での農作業時のように比較的低速で走行していると解されるので、出力電流ｉを増大させて電動モータ８４を回転駆動させ、補助トルクをピニオンギヤ８７の回転に付与する。その結果、操縦ハンドル１６の重い回動操作フィーリングが改善され、軽い力で操縦ハンドル１６を操舵できることになる。 Here, when it is determined that the subtransmission mechanism 53 is on the low speed stage side, it is understood that the vehicle is traveling at a relatively low speed as in farm work on the field, so that the output current i is increased and the electric power is increased. The motor 84 is driven to rotate, and an auxiliary torque is applied to the rotation of the pinion gear 87. As a result, the feeling of heavy turning operation of the steering handle 16 is improved, and the steering handle 16 can be steered with a light force.

逆に、副変速機構５３が高速段側であると判断された場合は、電動モータ８４の出力を減少させるか０（零）にして（出力電流ｉを減少させるか０（零）にして）、更には制動ディスク９６に制動パッド９７を押圧することによって、ピニオンギヤ８７の回転に抵抗を付与する。その結果、操縦ハンドル１６の軽い回動操作フィーリングが改善され、操縦ハンドル１６が重めの感触で操舵されることになる。操縦ハンドル１６の切り過ぎによる急激な方向転換を防止できる。 Conversely, if it is determined that the auxiliary transmission mechanism 53 is on the high speed stage side, the output of the electric motor 84 is reduced or set to 0 (zero) (the output current i is reduced or set to 0 (zero)). Further, by pressing the brake pad 97 against the brake disk 96, resistance is imparted to the rotation of the pinion gear 87. As a result, the feeling of light turning operation of the steering handle 16 is improved, and the steering handle 16 is steered with a heavy feel. A sudden change of direction due to excessive turning of the steering handle 16 can be prevented.

なお、この場合も副変速センサ１０５の検出値に基づき設定される電動モータ８４への出力電流ｉは、固定値でもよいし、例えば走行機体２の車速に比例して変動する値でもよい。 In this case as well, the output current i to the electric motor 84 set based on the detection value of the auxiliary transmission sensor 105 may be a fixed value, or may be a value that varies in proportion to the vehicle speed of the traveling machine body 2, for example.

上記の説明並びに図７、図８及び図１０から明らかなように、エンジン５が搭載され且つ前後四輪３，４にて支持された走行機体２と、前記走行機体２に設けられた操縦ハンドル１６と、電動モータ８４を有する電動操舵機構８０と、前記操縦ハンドル１６の操舵トルクＴを検出する操舵トルクセンサ８５とを備えており、前記操舵トルクセンサ８５の検出結果に基づき前記電動モータ８４の出力を増減させ、前記電動操舵機構８０を介して前記左右両前車輪３を操舵する農業用トラクタ１であって、前記エンジン５からの回転動力を多段変速する副変速機構５３と、前記副変速機構５３の変速段を検出する副変速センサ１０５とを更に備えており、前記副変速センサ１０５の検出結果に基づき前記電動モータ８４の出力を調節可能に構成されているから、前記農業用トラクタ１に元々設けられている前記副変速センサ１０５を有効利用して、前記操舵トルクセンサ８５の代替機能を担わせることになる。従って、前記第１例の場合と同様に、前記操舵トルクセンサ８５について冗長性を持つ二重系に構成しなくても、コストの抑制を図りつつ前記二重系を構成した場合と同等に近い機能を発揮できる。 As is apparent from the above description and FIGS. 7, 8, and 10, the traveling machine body 2 on which the engine 5 is mounted and supported by the front and rear four wheels 3, 4, and the steering handle provided on the traveling machine body 2 16, an electric steering mechanism 80 having an electric motor 84, and a steering torque sensor 85 that detects the steering torque T of the steering handle 16, and based on the detection result of the steering torque sensor 85, An agricultural tractor 1 that increases or decreases an output and steers the left and right front wheels 3 via the electric steering mechanism 80, a sub-transmission mechanism 53 that multi-shifts the rotational power from the engine 5, and the sub-transmission A sub-shift sensor 105 for detecting the gear position of the mechanism 53, and the output of the electric motor 84 can be adjusted based on the detection result of the sub-shift sensor 105. Since it is, by effectively utilizing the auxiliary transmission sensor 105 that is originally provided in the agricultural tractor 1, it will be borne alternative function of the steering torque sensor 85. Therefore, as in the case of the first example, even if the steering torque sensor 85 is not configured as a redundant dual system, it is almost the same as the case where the dual system is configured while reducing costs. The function can be demonstrated.

特に図１０のフローチャートから明らかなように、前記操舵トルクセンサ８５の検出結果に基づく前記電動モータ８４の出力増減は、前記副変速センサ１０５の検出結果に基づく前記電動モータ８４の出力調節に優先して実行されるから、通常は前記操舵トルクセンサ８５を用いた操舵力補助制御が行われ、例えば前記操舵トルクセンサ８５に故障等の障害が生じた場合に、前記副変速センサ１０５を用いた操舵力補助制御が行われることになる。従って、この場合も前記第１例と同様に、前記二重系を採用せずに構成簡素化およびコスト抑制を図ったものでありながら、操舵力補助制御の信頼性を向上できるのである。 In particular, as apparent from the flowchart of FIG. 10, the output increase / decrease of the electric motor 84 based on the detection result of the steering torque sensor 85 has priority over the output adjustment of the electric motor 84 based on the detection result of the auxiliary transmission sensor 105. Therefore, the steering force assisting control using the steering torque sensor 85 is normally performed. For example, when a failure such as a failure occurs in the steering torque sensor 85, the steering using the auxiliary transmission sensor 105 is performed. Force assist control will be performed. Therefore, in this case as well as the first example, the reliability of the steering force assist control can be improved while simplifying the configuration and reducing the cost without adopting the dual system.

本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。ピッチングセンサ１０４や副変速センサ１０５を用いての操舵力補助制御は、操舵トルクセンサ８５の障害発生時に実行するに限らず、例えば操舵トルクセンサ８５とピッチングセンサ１０４、操舵トルクセンサ８５と副変速センサ１０５、又は、操舵トルクセンサ８５とピッチングセンサ１０４と副変速センサ１０５というように、各センサ８５，１０４，１０５を組み合わせて操舵力補助制御を行うようにしてもよい。その他各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本願発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be embodied in various forms. The steering force assist control using the pitching sensor 104 and the auxiliary transmission sensor 105 is not limited to execution when a failure occurs in the steering torque sensor 85. For example, the steering torque sensor 85, the pitching sensor 104, the steering torque sensor 85, and the auxiliary transmission sensor. Alternatively, the steering force assist control may be performed by combining the sensors 85, 104, and 105, such as the steering torque sensor 85, the pitching sensor 104, and the auxiliary transmission sensor 105. The configuration of each other part is not limited to the illustrated embodiment, and various modifications can be made without departing from the spirit of the present invention.

１農業用トラクタ
２走行機体
３前車輪
４後車輪
５エンジン
７前車軸ケース
１６操縦ハンドル
３８副変速レバー
５３副変速機構
６２前車輪用の差動ギヤ機構
８０電動操舵機構
８３操舵ギヤケース
８４電動モータ
８５操舵トルクセンサ
９１ラックリンク
９２ベルクランク
９５連動杆
９６制動ディスク
９７制動パッド
１００制御装置
１０４ピッチングセンサ
１０５副変速センサ DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Agricultural tractor 2 Traveling machine body 3 Front wheel 4 Rear wheel 5 Engine 7 Front axle case 16 Steering handle 38 Sub-transmission lever 53 Sub-transmission mechanism 62 Differential gear mechanism 80 for front wheels Electric steering mechanism 83 Steering gear case 84 Electric motor 85 Steering torque sensor 91 Rack link 92 Bell crank 95 Interlocking rod 96 Braking disc 97 Braking pad 100 Control device 104 Pitching sensor 105 Sub shift sensor

Claims

A traveling machine body mounted with an engine and supported by four front and rear wheels, a steering handle provided in the traveling machine body, an electric steering mechanism having an electric motor, and a steering torque sensor for detecting a steering torque of the steering handle; An agricultural tractor that increases and decreases the output of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor, and steers the left and right front wheels via the electric steering mechanism,
It further includes a pitching sensor that detects an inclination angle in the front-rear direction of the traveling machine body, and is configured to be capable of adjusting the output of the electric motor based on the detection result of the pitching sensor.
Agricultural tractor.

The output increase / decrease of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor is executed in preference to the output adjustment of the electric motor based on the detection result of the pitching sensor,
The agricultural tractor according to claim 1.

A traveling machine body mounted with an engine and supported by four front and rear wheels, a steering handle provided in the traveling machine body, an electric steering mechanism having an electric motor, and a steering torque sensor for detecting a steering torque of the steering handle; An agricultural tractor that increases and decreases the output of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor, and steers the left and right front wheels via the electric steering mechanism,
A sub-transmission mechanism that multi-shifts the rotational power from the engine; and a sub-transmission sensor that detects a gear stage of the sub-transmission mechanism. Configured to be adjustable,
Agricultural tractor.

The output increase / decrease of the electric motor based on the detection result of the steering torque sensor is executed in preference to the output adjustment of the electric motor based on the detection result of the auxiliary transmission sensor
The agricultural tractor according to claim 3.

A front axle case that rotatably supports a front wheel at both ends is provided at a front portion of the lower surface of the traveling vehicle body, and the electric steering mechanism is disposed at a height position higher than the lower surface of the front axle case. ,
The agricultural tractor according to any one of claims 1 to 4.