JP2020050163A - 作業車両およびブレーキ液圧制御装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】作業車両の操作性を向上させる。【解決手段】作業車両TRは、左右の各車輪に対応して設けられたブレーキRL,RRと、左右の各ブレーキRL,RRに対応した2系統の出力を有するマスタシリンダ5A,5Bと、ブレーキ液圧制御装置10と、操作することにより前記左右の各ブレーキを同時に作動させることが可能な単一のブレーキペダルBPとを備える。ブレーキ液圧制御装置10は、各ブレーキRL,RRとマスタシリンダ5A,5Bとの間の液圧路を構成する基体と、基体に設けられた、液圧路中のブレーキ液の流れを制御する複数の制御弁と、複数の制御弁を制御して、左右の各ブレーキの液圧を個別に減圧することが可能な制御部と、を備える。【選択図】図1

Description

本発明は、農耕用車両などの作業車両および作業車両に用いるブレーキ液圧制御装置に関する。
農耕用車両などの作業車両においては、小さい旋回半径で旋回する(以下、「小回り」ともいう。)場合に、左右の車輪のブレーキのうち片方のみにブレーキ(以下、「片ブレーキ」ともいう。)を掛ける。このため、作業車両には、左右の各ブレーキに対応した2つのブレーキペダルが設けられている。作業車両において片ブレーキを使って小回りをするのは、多くの場合、農作業をする圃場においてである。一般の舗装道路上を走行する場合には、車両を安定させるために左右両方のブレーキを同時に掛けることが求められる。このため、作業車両には、左右のブレーキペダルを機械的に連結させる機構が設けられ、運転者がこの機構を操作している。
作業車両の運転に不慣れな者にとってはこのような操作は煩雑である。小回りの運転を容易にするために、特許文献1のように、小回り操作をする場合に、電動アクチュエータを作動させて旋回内側の車輪に対応するブレーキを制動状態にする発明が知られている。
特開2018−52164号公報
しかしながら、特許文献1の発明においては、小回り操作時に、片ブレーキを補助してくれるものの、左右独立のブレーキペダルが設けられ、依然として圃場を出た場合に、ブレーキペダルを連結させる操作が必要であり、操作が煩雑である。
そこで、本発明は、操作性を向上させた作業車両と、作業車両の操作性を向上させるためブレーキ液圧制御装置を提供することを目的とする。
前記した課題を解決する本発明の作業車両は、左右の各車輪に対応して設けられたブレーキと、左右の各ブレーキに対応した2系統の出力を有するマスタシリンダと、ブレーキ液圧制御装置と、操作することにより左右の各ブレーキを同時に作動させることが可能な単一のブレーキペダルとを備える。ブレーキ液圧制御装置は、各ブレーキとマスタシリンダとの間の液圧路を構成する基体と、基体に設けられた、液圧路中のブレーキ液の流れを制御する複数の制御弁と、複数の制御弁を制御して、左右の各ブレーキの液圧を個別に減圧することが可能な制御部と、を備える。
このような作業車両によれば、作業者は、単一のブレーキペダルを踏むことにより、左右の各ブレーキを同時に作動させることができるとともに、必要に応じて、制御部により複数の制御弁を制御して、左右の各ブレーキの液圧を個別に減圧して、小回りをすることが可能である。したがって、作業車両の操作性を向上させることができる。
前記した作業車両において、制御部は、操舵角および車体速度を取得し、車体速度が第1速度閾値以下であり、かつ、操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であることを条件として、作業車両の旋回外輪に対応するブレーキの液圧を減圧するように複数の制御弁を制御する旋回制御を実行することができる。
このような構成によれば、制御部は、車体速度が第1速度閾値以下であり、かつ、操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であることという条件を満たした場合に旋回制御を実行するので、作業者の意図に沿ったタイミングで小回りをすることができる。
前記した作業車両において、制御部は、さらに、ブレーキペダルが第1ペダル閾値より踏み込まれていると判定したことを条件として、旋回制御を実行することができる。
このような構成によれば、ブレーキペダルをある程度踏み込んだことを旋回制御の条件とすることで、より適切なタイミングで小回りをすることができる。
ブレーキ液圧制御装置は、基体に設けられた、制御部により液圧を減圧したときに発生する余剰のブレーキ液を貯留するリザーバと、基体に設けられた、リザーバに貯留したブレーキ液をマスタシリンダへ向けて吐出するポンプと、をさらに備えることができる。
また、前記した作業車両において、ポンプは、ポンプのリザーバ側からマスタシリンダおよびブレーキ側へ向けてブレーキ液を吐出する構成とすることができる。そして、ブレーキ液圧制御装置は、ポンプからマスタシリンダまでの液圧路に設けられた、ブレーキの液圧を調圧するための常開型電磁弁からなる調圧弁と、調圧弁とマスタシリンダを接続する液圧路とポンプの吸入側の液圧路とを接続する液圧路に設けられた吸入弁と、をさらに備えることができる。
このような構成によれば、制御部による制御により、ポンプを駆動させてブレーキを増圧させることも可能となる。
例えば、制御部が旋回制御を実行する場合に、ポンプを駆動させることで、ブレーキ液圧を発生させることができ、作業者のブレーキ操作を不要にし、もしくは、補助することができる。
前記した課題を解決するブレーキ液圧制御装置は、左右の各車輪に対応して設けられたブレーキと、左右の各ブレーキに対応した2系統の出力を有するマスタシリンダと、を備える作業車両のブレーキ液圧制御装置であって、各ブレーキとマスタシリンダとの間の液圧路を構成する基体と、基体に設けられた、液圧路中のブレーキ液の流れを制御する複数の制御弁と、複数の制御弁を制御して、左右の各ブレーキの液圧を個別に減圧することが可能な制御部と、を備える。
制御部は、作業車両の操舵角および車体速度を取得し、車体速度が第1速度閾値以下であり、かつ、操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であることを条件として、作業車両の旋回外輪に対応するブレーキの液圧を減圧するように複数の制御弁を制御する旋回制御を実行する。
このような構成のブレーキ液圧制御装置によれば、制御部は、車体速度が第1速度閾値以下であり、かつ、操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であることという条件を満たした場合に旋回制御を実行するので、作業者の意図に沿ったタイミングで小回りをすることができる。
制御部は、さらに、ブレーキペダルが第1ペダル閾値より踏み込まれていると判定したことを条件として、旋回制御を実行することができる。
このような構成によれば、ブレーキペダルをある程度踏み込んだことを旋回制御の条件とすることで、より適切なタイミングで小回りをすることができる。
制御部は、ブレーキペダルが第2ペダル閾値より踏み込まれていない場合、旋回制御を終了することができる。
このような構成によれば、適切なタイミングで旋回制御を終了し、不必要に制御弁を作動させることがなくなる。
前記したブレーキ液圧制御装置は、基体に設けられた、制御部により液圧を減圧したときに発生する余剰のブレーキ液を貯留するリザーバと、基体に設けられた、リザーバに貯留したブレーキ液をマスタシリンダへ向けて吐出するポンプであって、当該ポンプのリザーバ側からマスタシリンダおよびブレーキ側へ向けてブレーキ液を吐出するポンプと、ポンプからマスタシリンダまでの液圧路に設けられた、ブレーキの液圧を調圧するための常開型電磁弁からなる調圧弁と、調圧弁とマスタシリンダを接続する液圧路とポンプの吸入側の液圧路とを接続する液圧路に設けられた吸入弁と、をさらに備えることができる。
そして、制御部は、旋回制御を実行する場合に、ポンプを駆動させることができる。
このような構成によれば、制御部が旋回制御を実行する場合に、ポンプを駆動させることで、ブレーキ液圧を発生させることができ、作業者のブレーキ操作を不要にし、もしくは、補助することができる。
制御部は、車体速度が第2速度閾値より大きくなった場合、旋回制御を終了することができる。
このような構成によれば、車体速度が大きくなった場合に旋回制御を終了することで、不必要に制御弁等を作動させることがなくなる。また、作業車両が不安定になるのを抑制することができる。
制御部は、操舵角の大きさが第2操舵角閾値未満になった場合、操舵角の大きさが第2操舵角閾値未満になったときから所定時間経過後に旋回制御を終了することができる。
このような構成によれば、ステアリングホイールを戻すことで旋回制御を終了する場合に、所定時間の間、片ブレーキを維持することができるので、スムーズな小回りをすることができる。
本発明の作業車両またはブレーキ液圧制御装置によれば、作業車両の操作性を向上させることができる。
第1実施形態に係る作業車両およびブレーキ液圧制御装置の全体構成を示す図である。 ブレーキ液圧制御装置の構成図である。 制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 作業車両が小回りするときの各部の動作を示すタイムチャートである。 作業車両が小回りするときの前半の動作を示す図である。 作業車両が小回りするときの後半の動作を示す図である。 第2実施形態に係る作業車両のブレーキ液圧制御装置の構成図である。 制御部の処理の一例を示すフローチャートである。 作業車両が小回りするときの各部の動作を示すタイムチャートである。
[第1実施形態]
次に、本発明の第1実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、実施形態に係る作業車両TRは、一例として、農耕用車両として用いられるトラクターである。作業車両TRは、右前輪WF、左前輪WF、右後輪WR、左後輪WRを有している。作業車両TRは、左右の各車輪に対応してブレーキRL,RRが設けられている。具体的には、右後輪WRに対応してブレーキRRが設けられ、左後輪WRに対応してブレーキRLが設けられている。
作業車両TRは、操作することにより前輪WFを操舵するためのステアリングホイールSTと、操作することにより左右の各ブレーキRL,RRを同時に作動させることが可能な単一のブレーキペダルBPと、左右の各ブレーキRL,RRに対応した2系統の出力を有するマスタシリンダ5A,5Bと、ブレーキ液圧制御装置10と、を備える。また、作業車両TRは、車体速度を取得するための車輪速センサ91と、ステアリングホイールの操舵角θを検出する操舵角センサ92と、ブレーキペダルBPのペダルストロークを検出するペダルストロークセンサ93とを備えている。ブレーキ液圧制御装置10は、制御部100を備えている。図示は省略するが、車輪速センサ91は、各車輪に対応して設けられている。制御部100は、各センサ91〜93の検出値を取得可能となるように、各センサ91〜93と接続されている。
図2に示すように、ブレーキ液圧制御装置10は、各ブレーキRL,RRとマスタシリンダ5A,5Bとの間の液圧路を構成する基体11と、基体11に設けられた、液圧路中のブレーキ液の流れを制御する複数の制御弁(入口弁13,出口弁14)とを備えている。
マスタシリンダ5A、5Bは、それぞれ、1つのシリンダに1つのピストンが設けられて1系統の出力を有するシングルタイプである。ブレーキペダルBPは、各ピストンと機械的に接続されている。
基体11には、左のブレーキ系統に対応した入力ポート11Aおよび出力ポート11Pと、右のブレーキ系統に対応した入力ポート11Bおよび出力ポート11Qとを備えている。入力ポート11Aは、マスタシリンダ5Aの出力ポートと配管により接続され、入力ポート11Bは、マスタシリンダ5Bの出力ポートと配管により接続されている。
また、出力ポート11Pは、左のブレーキRLのホイールシリンダと配管により接続され、出力ポート11Qは、右のブレーキRRのホイールシリンダと配管により接続されている。
そして、通常時は基体11内の入力ポート11Aから出力ポート11Pまでと、入力ポート11Bから出力ポート11Qまでとが連通した液圧路となっていることで、ブレーキペダルBPの踏力が各後輪WRのブレーキRL,RRに伝達されるようになっている。右のブレーキ系統と左のブレーキ系統とは、略同様の構成を有しているので、以下、右のブレーキ系統を代表させて説明する。
基体11には、入力ポート11Bから出力ポート11Qにブレーキ液を送る導入液圧路19Aと、出力ポート11Qから入力ポート11Bにブレーキ液を戻すための還流液圧路19Bが設けられている。
導入液圧路19Aには、常開型電磁弁からなる入口弁13が設けられている。
還流液圧路19Bは、導入液圧路19Aの、入口弁13と出力ポート11Qの間の部分と、入口弁13と入力ポート11Bの間の部分とを繋いでいる。
基体11には、還流液圧路19Bに、出力ポート11Qから入力ポート11Bに向けて、順に、常閉型電磁弁からなる出口弁14と、ポンプ17とが設けられている。還流液圧路19Bの、出口弁14とポンプ17の間の部分には、制御部100により液圧を減圧したときに発生する余剰のブレーキ液を貯留するリザーバ16が接続されている。リザーバ16は、シリンダ内にピストン16Bが設けられた、容積が可変な小室である。ピストンは、スプリング16Cによりリザーバ16の容積を小さくする方向に付勢されている。
ポンプ17は、リザーバ16に貯留したブレーキ液をマスタシリンダ5A,5Bへ向けて吐出するように配置されている。また、基体11には、左右のブレーキ系統に設けられた各ポンプ17を駆動する1つのモータ18が設けられている。
このような基体11において、通常時には、各電磁弁に通電がなされず、入力ポート11A,11Bから導入されたブレーキ液圧は、入口弁13を通って出力ポート11P,11Qに出力され、各ブレーキRL,RRのホイールシリンダにそのまま付与される。そして、後述するように、所定の条件を満たすことで減圧をする場合には、制御部100が、入口弁13および出口弁14に通電することで、入口弁13が閉じ、出口弁14が開くことで、ホイールシリンダのブレーキ液が出口弁14を通ってリザーバ16に吸収される。そして、減圧を終了する場合には、入口弁13および出口弁14への通電を停止するとともにモータ18を駆動することで、ポンプ17が駆動し、リザーバ16内に貯留したブレーキ液をマスタシリンダ5A,5Bに戻すことができる。
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)、ROM(Read Only Memory)、RAM(Random Access Memory)などを有し、予め記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各部の制御を実行することができるように構成されている。
本実施形態において、制御部100は、基体11に設けられた複数の制御弁を制御して、左右の各ブレーキの液圧を個別に減圧することが可能である。具体的に、制御部100は、操舵角θおよび車体速度Vを取得し、車体速度Vが第1速度閾値Vth以下であり、かつ、操舵角θの大きさ(絶対値)が第1操舵角閾値θth以上であることを条件として、作業車両TRの旋回外輪に対応するブレーキRL,RRの液圧を減圧するように複数の制御弁を制御する旋回制御を実行する。なお、本実施形態において、操舵角θは、左向きを正、右向きを負とし、第1操舵角閾値θthは、右と左に対応して、−θthとθth(θthを正とする)が設定されているものとする。
車体速度Vは、車輪速センサ91から取得した車輪速に基づいて算出することができる。例えば、各車輪の車輪速センサ91が検出した複数の車輪速度の最大値を車体速度Vとすることができる。なお、車体速度Vは、車輪速センサによらずとも、駆動源(エンジンまたはモータ)の回転速度と、駆動源と後輪WRの変速比とから算出してもよい。
また、本実施形態において、制御部100は、ブレーキペダルBPが第1ペダル閾値より踏み込まれていると判定したことを条件として、旋回制御を実行する。ブレーキペダルが第1ペダル閾値よりも踏み込まれているか否かの判定は、本実施形態においては、ペダルストロークセンサ93で検出したペダルストロークPDが、第1ペダル閾値PDth1より大きいか否かにより判定することとする。もっとも、この判定は、必ずしもペダルストロークPDを用いる必要はなく、ブレーキペダルBPの踏み込みの程度を表す他の値により行うこともできる。例えば、マスタシリンダ5A,5Bの液圧(マスタシリンダ圧)は、通常は、ブレーキペダルBPの踏み込みの程度と同様の変化を示すので、マスタシリンダ圧を測定して、マスタシリンダ圧が所定の閾値(第1ペダル閾値)より大きいか否かにより判定してもよい。
本実施形態において、第1ペダル閾値PDth1は、作業者が小回りをするのに十分なブレーキ操作をしていると考えられる大きさであり、想定される圃場において、後輪WRの旋回内輪をロックさせるのに十分な大きさの踏み込み量である。
また、制御部100は、旋回制御を実行中において、車体速度が第2速度閾値より大きくなった場合、または、ペダルストロークPDが第2ペダル閾値PDth2よりも小さくなった場合に旋回制御を終了する。
本実施形態においては、第2速度閾値は、第1速度閾値と同じVthとする。第2速度閾値は、第1速度閾値よりも大きくても構わない。
また、第2ペダル閾値PDth2は、本実施形態において、第1ペダル閾値PDth1より小さい値であり、特に、ブレーキペダルBPを略離したといえる程度の小さい値である。なお、第2ペダル閾値PDth2は、第1ペダル閾値PDth1と同じであってもよい。
また、制御部100は、操舵角θの大きさが第2操舵角閾値未満になった場合にも旋回制御を終了するが、そのタイミングは、操舵角θの大きさが第2操舵角閾値未満になったときから所定時間経過後である。作業者は、小回りを終了して直進し始める少し前に、ステアリングホイールSTを戻し始めるが、ステアリングホイールSTを戻し始めてからしばらくは、片ブレーキを維持して小回りさせる必要があるからである。本実施形態においては、第2操舵角閾値は、第1操舵角閾値と同じθth(−θth)とする。第2操舵角閾値は、第1操舵角閾値よりも絶対値が小さな(0に近い)値であってもよい。
以上のような制御部100の処理の一例について、図3のフローチャートを参照して説明する。
制御部100は、図3のフローチャートの処理を、所定の制御サイクル毎に繰り返し実行する。制御部100は、まず、車体速度V、ペダルストロークPDおよび操舵角θを取得する(S10)。そして、制御部100は、車体速度Vが第1速度閾値Vth以下か否かを判定する(S11)。
制御部100は、ステップS11において、車体速度Vが第1速度閾値Vth以下であると判定した場合(S11,Yes)、ペダルストロークPDが第1ペダル閾値PDth1より大きいか否かを判定する(S20)。
ペダルストロークPDが第1ペダル閾値PDthよりも大きい場合(S20,Yes)、制御部100は、操舵角θが右の操舵角閾値−θth以下であるか否かを判定する(S30)。操舵角θが右の操舵角閾値−θth以下である場合(S30,Yes)、右の小回りの条件を満たすので、制御部100は、旋回外輪に対応する左のブレーキRLを減圧する(S41)。つまり、左のブレーキ系統の入口弁13と出口弁14に通電する。
ステップS30において、操舵角θが右の操舵角閾値−θth以下でなかった場合(S30,No)、制御部100は、操舵角θが左の第1操舵角閾値θth以上であるか否かを判定する(S31)。操舵角θが左の第1操舵角閾値θth以上である場合(S31,Yes)、左の小回りの条件を満たすので、制御部100は、旋回外輪に対応する右のブレーキRRを減圧する(S42)。つまり、右のブレーキ系統の入口弁13と出口弁14に通電する。
ステップS41またはS42の後、制御部100は、タイマTMの値を所定値TM0にセットして処理を終了する(S43)。
ステップS11において、車体速度Vが第1速度閾値(第2速度閾値)Vth以下ではない(車体速度Vが第2速度閾値より大きい)場合(S11,No)、旋回制御を実行中でない場合には、旋回制御を実行しないままとし、旋回制御を実行中である場合には、旋回制御を終了する。そのため、タイマTMをリセットし(S52)、減圧を終了して(S53)、処理を終了する。ここでの減圧の終了とは、入口弁13と出口弁14に通電しないことである。そして、図示は省略するが、旋回制御を実行していて、減圧を終了する場合には、入口弁13と出口弁14への通電を終了した後、モータ18を所定時間駆動させてポンプ17を駆動し、リザーバ16からマスタシリンダ5A,5Bにブレーキ液を汲み上げる。旋回制御を実行していない場合には、もともと入口弁13と出口弁14に通電していない(モータ18も駆動させない)。
ステップS20において、ペダルストロークPDが第1ペダル閾値PDth1よりも大きくない場合(S20,No)、制御部100は、ペダルストロークPDが第2ペダル閾値PDth2よりも小さいか否かを判定する(S21)。ペダルストロークPDが第2ペダル閾値PDth2よりも小さくない場合(S21,No)、制御部100は、特に何もせずに処理を終了する。すなわち、旋回制御中であれば、入口弁13と出口弁14に通電したままとし、旋回制御中でなければ、入口弁13と出口弁14に通電しないままとする。一方、ペダルストロークPDが第2ペダル閾値PDth2よりも小さい場合(S21,Yes)、旋回制御を実行中でない場合には、旋回制御を実行しないままとし、旋回制御を実行中である場合には、旋回制御を終了する。そのため、タイマTMをリセットし(S52)、減圧を終了して(S53)、処理を終了する。
ステップS31において、操舵角θが左の第1操舵角閾値θth以上でない場合(S31,No)、制御部100は、ステアリングホイールSTを戻したことによる旋回制御の終了をする。すなわち、タイマTMの値が0であれば(S50,Yes)、ステップS53に移行して減圧を終了し、タイマTMの値が0でなければ(S50,No)、タイマTMの値を所定値減算して処理を終了する(S51)。タイマTMの減算中は、入口弁13および出口弁14は通電したままとする。
以上のような処理による作業車両TRの動作の一例について、図4〜図6を参照して説明する。
図4に示すように、作業車両TRが駆動源を低速回転させている状態では、車体速度Vは、第1速度閾値Vth以下である。この状態で、例えば、作業者は、左に小回りするため、ブレーキペダルBPを踏んで(t1)、ステアリングホイールSTを左に回転させ始める(t2)。ペダルストロークPDが第1ペダル閾値PDth1より大きくなり(t3)、操舵角θが左の第1操舵角閾値θth以上となる(t4)と、旋回制御を実行(開始)するための条件が揃うので、旋回外輪に対応する右のブレーキ系統の入口弁13および出口弁14に通電を開始する。また、タイマTMを所定値TM0にセットする。そして、旋回制御の終了条件が満たされるまでは、旋回制御を続ける。
これにより、図5に示すように、作業車両TRは、ブレーキペダルBPを踏み始めた状態TR0の後、旋回制御の開始条件が満たされることで、状態TR1のように右後輪WRのブレーキRRが減圧され、左後輪WRを旋回中心C1として、二点鎖線で示した状態TR2のように小回りし始める。なお、図5、図6においては、後輪WRのうち、ブレーキ液圧が高い車輪にドットハッチを付してある。
図4に戻り、時刻t5において、操舵角θが第1操舵角閾値θth未満になると、操舵角θが第2操舵角閾値未満になったことによる終了の準備をする。このため、タイマTMは、時刻t5の後、徐々に減算されて小さくなる。図4の例では、タイマTMが0になる前に、時刻t6において、ペダルストロークPDが略0になることで第2ペダル閾値PDth2よりも小さくなり、旋回制御を終了する。すなわち、入口弁13および出口弁14への通電を終了する。この場合には、ブレーキペダルBPを略離しているので、減圧する必要が無いからである。そして、制御部100は、ポンプ17を所定時間、駆動させる。
これにより、図6に示すように、作業車両TRは、小回りしている状態TR3から状態TR4に向きを変えた頃に前輪WFの操舵角θが0(直進)に近づき始め、タイマTMの減算が始まる。そして、状態TR5のように、直進になるまでの間、入口弁13および出口弁14に通電が続けられる。状態TR5のように直進し始めた後、作業者がブレーキペダルBPを戻してペダルストロークPDが第2ペダル閾値PDth2より小さくなったときには(t6)、入口弁13および出口弁14への通電が終了する。
図4において、タイマTMの所定値TM0は、作業者がステアリングホイールSTを戻し始めた後、小回りが終了するまでに掛かる時間よりも大きめの十分な値(時間に対応する値)であるが、仮に、圃場の状態が悪く、小回り旋回が遅い場合などは、タイマTM、入口弁13、出口弁14およびポンプ17のチャートにおいて二点鎖線で示したように、タイマTMが0になったときに旋回制御を終了する場合もある。
また、仮に、作業者が車体速度Vを上げて車体速度Vが第1速度閾値(第2速度閾値)Vthより大きくなった場合には、小回りをする意思がなくなったと考えられるので、旋回制御は終了する。
以上のように、本実施形態の作業車両TRおよびブレーキ液圧制御装置10によれば、次のような効果を奏することができる。
作業車両TRは、左右独立したブレーキペダルではなく、単一のブレーキペダルBPを備えているので、作業者は、ブレーキペダルBPを踏むことにより、左右の各ブレーキを同時に作動させることができるとともに、小回りしようとする操作をした場合には、制御部100により旋回外輪が減圧されることで小回りをすることができる。
そして、圃場から出た場合には、小回りの条件を満たすことは稀である(もし、条件を満たした場合には、作業者の意図に沿っている)ため、不必要に片ブレーキになることを抑制することができる。
制御部100は、車体速度Vが第1速度閾値Vth以下であり、かつ、操舵角θの大きさが第1操舵角閾値θth以上であることという条件を満たした場合に旋回制御を実行するので、作業者の意図に沿ったタイミングで小回りをすることができる。
特に、本実施形態では、ブレーキペダルBPをある程度踏み込んだこと(PD>PDth1)を旋回制御の条件としているので、より適切なタイミングで小回りをすることができる。
また、本実施形態では、制御部100は、ブレーキペダルBPが第2ペダル閾値PDth2より踏み込まれていない場合、旋回制御を終了するので、適切なタイミングで旋回制御を終了し、不必要に制御弁を作動させることがない。
さらに、本実施形態では、ステアリングホイールSTを戻し始めることで旋回制御を終了する場合に、所定時間の間、片ブレーキを維持することができるので、スムーズな小回りをすることができる。
[第2実施形態]
次に、第2実施形態について説明する。第2実施形態においては、第1実施形態と異なる部分についてのみ説明し、同様の部分については同じ符号を用いて適宜説明を省略する。
図7に示すように、第2実施形態の作業車両TRのブレーキ液圧制御装置110は、第1実施形態に対し、マスタシリンダ105と、基体11内の液圧路および制御弁の構成が若干異なる。
マスタシリンダ105は、1つのシリンダに、2つのピストンが往復動可能に設けられて、2系統のブレーキ液圧の出力を有する、いわゆるタンデムタイプのマスタシリンダである。
基体11において、導入液圧路19Aには、入口弁13よりもマスタシリンダ105側(上流側)に、調圧弁12が設けられている。調圧弁12は、供給する電流に応じてその上下流の液圧の差を調整可能な常開型比例電磁弁である。調圧弁12には、並列して、出力ポート11P,11Q側へのみの流れを許容するチェック弁12aが設けられている。
ポンプ17は、出力側の液圧路(還流液圧路19B)が、入口弁13と調圧弁12の間に接続されている。このため、ポンプ17は、ポンプ17のリザーバ16側からマスタシリンダ105およびブレーキRL,RR側へ向けてブレーキ液を吐出する構成となっている。
このため、前記した調圧弁12は、ポンプ17からマスタシリンダ105までの液圧路に設けられた形になっており、ポンプ17を駆動させてブレーキRL,RRにおける液圧を増圧させる場合に、ポンプ17から吐出されたブレーキ液がそのままマスタシリンダ105に還流するのを押さえ込むことで液圧を調圧することが可能となっっている。
各入口弁13には、並列して、調圧弁12側へのみの流れを許容するチェック弁13aが設けられている
還流液圧路19Bには、リザーバ16よりもポンプ17側に、リザーバ16からポンプ17側への流れのみを許容するチェック弁16aが設けられている。また、還流液圧路19Bにおけるポンプ17の下流側には、オリフィス17aが設けられている。オリフィス17aは、ポンプ17から吐出されたブレーキ液の圧力の脈動および調圧弁12が作動することにより発生する脈動を減衰させている。
導入液圧路(特に、調圧弁12とマスタシリンダ105を接続する液圧路)19Aと、還流液圧路19Bにおけるチェック弁16aとポンプ17の間の部分(ポンプ17の吸入側の液圧路)とは、吸入液圧路19Cにより接続されている。吸入液圧路19Cには、常閉型電磁弁からなる吸入弁15が設けられている。
また、右のブレーキRRの系統の導入液圧路19Aにおける調圧弁12よりもマスタシリンダ105側には、圧力センサ94が設けられている。圧力センサ94は、マスタシリンダ105の液圧を測定するセンサであり、測定値は、制御部100Bに出力されている。
制御部100Bは、モータ18を駆動してポンプ17を駆動させるとともに、吸入弁15および調圧弁12に通電することにより、マスタシリンダ105から入口弁13側へブレーキ液を吐出することができる。すなわち、ブレーキRL,RRの増圧をすることが可能である。なお、増圧をする場合、入口弁13および出口弁14には通電しない。
本実施形態のブレーキ液圧制御装置110においては、モータ18は、右のブレーキRRの系統と左のブレーキRLの系統の両方のポンプ17を駆動させるように機械的に繋がっている。そのため、左右一方の増圧をする場合、他方のポンプ17も駆動する。
旋回制御をする場合には、一方の系統のブレーキは増圧し、他方の系統のブレーキは減圧する。この場合、他方のブレーキの系統では、吸入弁15に通電せず、閉じたままとし、入口弁13と出口弁14に通電してブレーキ液をリザーバ16に逃がす。調圧弁12は、通電して閉じた状態とするが、通電しなくてもよい。
制御部100Bは、作業者が小回りをすると推定される操作をして、旋回制御を実行する場合に、ポンプ17を駆動させて増圧するとともに、旋回外輪を減圧する。
本実施形態においては、制御部100Bが、旋回制御を開始する条件は、車体速度Vが第1速度閾値Vth以下であり、かつ、操舵角θの大きさが第1操舵角閾値θth以上であることである。本実施形態は、第1実施形態と異なり、ブレーキペダルBPが第1ペダル閾値より踏み込まれていることは、旋回制御の条件としない。ブレーキ液圧の増圧は、ポンプ17により可能だからである。このため、作業者は、ブレーキペダルBPを踏むことなく、小回りをすることが可能となる。
以上のような制御部100Bの処理の一例について、図8のフローチャートを参照して説明する。
制御部100Bは、図8のフローチャートの処理を、所定の制御サイクル毎に繰り返し実行する。制御部100Bは、まず、車体速度Vおよび操舵角θを取得する(S110)。そして、制御部100Bは、車体速度Vが第1速度閾値Vth以下か否かを判定する(S11)。
制御部100Bは、ステップS11において、車体速度Vが第1速度閾値Vth以下であると判定した場合(S11,Yes)、操舵角θが右の操舵角閾値−θth以下であるか否かを判定する(S30)。操舵角θが右の操舵角閾値−θth以下である場合(S30,Yes)、右の小回りの条件を満たすので、制御部100Bは、モータ18を駆動してポンプ17を駆動させる(S141)。そして、右のブレーキRRを増圧させるとともに、左のブレーキRLを減圧させる(S142)。具体的には、右のブレーキRRの系統においては、調圧弁12および吸入弁15に通電し、左のブレーキRLの系統においては、入口弁13、出口弁14および調圧弁12に通電する。
ステップS30において、操舵角θが右の操舵角閾値−θth以下でなかった場合(S30,No)、制御部100Bは、操舵角θが左の第1操舵角閾値θth以上であるか否かを判定する(S31)。操舵角θが左の第1操舵角閾値θth以上である場合(S31,Yes)、左の小回りの条件を満たすので、制御部100Bは、モータ18を駆動してポンプ17を駆動させる(S146)。そして、左のブレーキRLを増圧させるとともに、右のブレーキRRを減圧させる(S147)。具体的には、左のブレーキRLの系統においては、調圧弁12および吸入弁15に通電し、右のブレーキRRの系統においては、入口弁13、出口弁14および調圧弁12に通電する。
ステップS142またはS147の後、制御部100Bは、タイマTMの値を所定値TM0にセットして処理を終了する(S43)。
ステップS11において、車体速度Vが第1速度閾値(第2速度閾値)Vth以下ではない(車体速度Vが第2速度閾値より大きい)場合(S11,No)、旋回制御を実行中でない場合には、旋回制御を実行しないままとし、旋回制御を実行中である場合には、旋回制御を終了する。そのため、タイマTMをリセットし(S52)、各弁の通電を停止し(S153)、ポンプ17を停止し(S154)、処理を終了する。
ステップS31において、操舵角θが左の第1操舵角閾値θth以上でない場合(S31,No)、制御部100Bは、ステアリングホイールSTを戻したことによる旋回制御の終了の準備をする。すなわち、まず、ポンプ17を停止し(S148)、タイマTMの値が0であれば(S50,Yes)、ステップS153に移行して各弁の通電を停止し、タイマTMの値が0でなければ(S50,No)、増圧中のブレーキについて、調圧弁12への通電量を徐々に小さくして徐々に減圧し(S151)、タイマTMの値を所定値減算して処理を終了する(S51)。
以上のような処理による作業車両TRの動作の一例について、図9を参照して説明する。
作業車両TRが駆動源を低速回転させている状態では、車体速度Vは、第1速度閾値Vth以下である。この状態で、作業者が左に小回りするため、ステアリングホイールSTを左に回転させ始める(t2)。なお、作業者は、ブレーキペダルBPを踏んでも構わないが、ここでは踏んでいないものとする。
操舵角θが左の第1操舵角閾値θth以上となる(t4)と、旋回制御を実行(開始)するための条件が揃うので、ポンプ17を駆動し始める。
そして、旋回内輪に対応する左のブレーキ系統については、調圧弁12と吸入弁15に通電を開始する。これにより、左のブレーキRLのブレーキ液圧が上昇する。一方、右のブレーキ系統については、旋回外輪に対応する右のブレーキ系統の入口弁13、出口弁14および調圧弁12に通電を開始する。これにより、右のブレーキRRのブレーキ液圧は上昇しない。また、制御部100は、タイマTMを所定値TM0にセットする。そして、旋回制御の終了条件が満たされるまでは、旋回制御を続ける。
時刻t5において、操舵角θが第1操舵角閾値θth未満になると、操舵角θが第2操舵角閾値未満になったことによる終了を準備する。
まず、ポンプ17を停止し、旋回内輪に対応する左のブレーキ系統の調圧弁12の電流を徐々に小さくする。これにより、左のブレーキRLのブレーキ液圧が徐々に小さくなる。また、制御部100は、時刻t5の後、タイマTMを徐々に減算する。
そして、左のブレーキ系統の調圧弁12の電流が0になった後(t7)、制御部100は、適宜なタイミング(図9では、調圧弁12の電流が0になったのと同時)で左のブレーキ系統の吸入弁15をOFFにする。そして、タイマTMが0になったときに右のブレーキ系統の入口弁13、出口弁14および調圧弁12の通電を終了する(t8)。これと同時に、制御部100は、ポンプ17を所定時間駆動させて、リザーバ16内のブレーキ液をマスタシリンダ105に汲み上げる。
以上のような構成によれば、ブレーキ液圧制御装置110は、作業者がブレーキペダルBPを踏んでブレーキ液圧を発生させるのに代えて、ポンプ17を駆動させてブレーキ液圧を発生させることができる。このため、作業者のブレーキ操作を不要にし、もしくは、補助することができ、作業者の小回り操作をより簡単にすることができる。
以上に本発明の一実施形態について説明したが、本発明は前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。
例えば、第1実施形態においては、シングルタイプのマスタシリンダ5A,5Bを採用していたが、第1実施形態において、第2実施形態のようなタンデムタイプのマスタシリンダを採用してもよい。逆に、第2実施形態において、第1実施形態のようなシングルタイプのマスタシリンダを採用してもよい。
前記実施形態においては、車体速度を車輪速度から取得していたが、車両が有するECU(電子制御装置)において、車体速度の情報を有している場合には、ECUから車体速度の情報を取得してもよい。
前記実施形態において、吸入弁は常開型電磁弁であったが、電磁弁ではなく、ポンプに向かう方向にのみ流れることが可能な一方向弁であってもよい。
前記実施形態においては、タイマTMは、所定値から減算していったが、0から加算していって、所定値になったときに旋回制御を終了させてもよい。
また、前記した各実施形態および各変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施することも可能である。
5A,5B マスタシリンダ
10 ブレーキ液圧制御装置
11 基体
12 調圧弁
13 入口弁
14 出口弁
15 吸入弁
16 リザーバ
17 ポンプ
91 車輪速センサ
92 操舵角センサ
93 ペダルストロークセンサ
100 制御部
100B 制御部
105 マスタシリンダ
110 ブレーキ液圧制御装置
BP ブレーキペダル
RL,RR ブレーキ
ST ステアリングホイール
TR 作業車両
WR 左後輪
WR 右後輪

Claims (12)

  1. 左右の各車輪に対応して設けられたブレーキと、左右の各ブレーキに対応した2系統の出力を有するマスタシリンダと、ブレーキ液圧制御装置と、操作することにより前記左右の各ブレーキを同時に作動させることが可能な単一のブレーキペダルとを備え、
    前記ブレーキ液圧制御装置は、
    前記各ブレーキと前記マスタシリンダとの間の液圧路を構成する基体と、
    前記基体に設けられた、前記液圧路中のブレーキ液の流れを制御する複数の制御弁と、
    前記複数の制御弁を制御して、前記左右の各ブレーキの液圧を個別に減圧することが可能な制御部と、を備えることを特徴とする作業車両。
  2. 前記制御部は、
    操舵角および車体速度を取得し、
    前記車体速度が第1速度閾値以下であり、かつ、前記操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であることを条件として、前記作業車両の旋回外輪に対応するブレーキの液圧を減圧するように前記複数の制御弁を制御する旋回制御を実行することを特徴とする請求項1に記載の作業車両。
  3. 前記制御部は、さらに、ブレーキペダルが第1ペダル閾値より踏み込まれていると判定したことを条件として、前記旋回制御を実行することを特徴とする請求項2に記載の作業車両。
  4. 前記ブレーキ液圧制御装置は、
    前記基体に設けられた、前記制御部により液圧を減圧したときに発生する余剰のブレーキ液を貯留するリザーバと、
    前記基体に設けられた、前記リザーバに貯留したブレーキ液を前記マスタシリンダへ向けて吐出するポンプと、をさらに備えたことを特徴とする請求項2または請求項3に記載の作業車両。
  5. 前記ポンプは、前記ポンプの前記リザーバ側から前記マスタシリンダおよび前記ブレーキ側へ向けてブレーキ液を吐出し、
    前記ブレーキ液圧制御装置は、
    前記ポンプから前記マスタシリンダまでの液圧路に設けられた、前記ブレーキの液圧を調圧するための常開型電磁弁からなる調圧弁と、
    前記調圧弁と前記マスタシリンダを接続する液圧路と前記ポンプの吸入側の液圧路とを接続する液圧路に設けられた吸入弁と、をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の作業車両。
  6. 前記制御部は、前記旋回制御を実行する場合に、前記ポンプを駆動させることを特徴とすることを特徴とする請求項5に記載の作業車両。
  7. 左右の各車輪に対応して設けられたブレーキと、左右の各ブレーキに対応した2系統の出力を有するマスタシリンダと、を備える作業車両のブレーキ液圧制御装置であって、
    各前記ブレーキと前記マスタシリンダとの間の液圧路を構成する基体と、
    前記基体に設けられた、前記液圧路中のブレーキ液の流れを制御する複数の制御弁と、
    前記複数の制御弁を制御して、前記左右の各ブレーキの液圧を個別に減圧することが可能な制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記作業車両の操舵角および車体速度を取得し、
    前記車体速度が第1速度閾値以下であり、かつ、前記操舵角の大きさが第1操舵角閾値以上であることを条件として、前記作業車両の旋回外輪に対応するブレーキの液圧を減圧するように前記複数の制御弁を制御する旋回制御を実行することを特徴とする作業車両のブレーキ液圧制御装置。
  8. 前記制御部は、さらに、ブレーキペダルが第1ペダル閾値より踏み込まれていると判定したことを条件として、前記旋回制御を実行することを特徴とする請求項7に記載のブレーキ液圧制御装置。
  9. 前記制御部は、前記ブレーキペダルが第2ペダル閾値より踏み込まれていない場合、前記旋回制御を終了することを特徴とする請求項8に記載のブレーキ液圧制御装置。
  10. 前記基体に設けられた、前記制御部により液圧を減圧したときに発生する余剰のブレーキ液を貯留するリザーバと、
    前記基体に設けられた、前記リザーバに貯留したブレーキ液を前記マスタシリンダへ向けて吐出するポンプであって、当該ポンプの前記リザーバ側から前記マスタシリンダおよび前記ブレーキ側へ向けてブレーキ液を吐出するポンプと、
    前記ポンプから前記マスタシリンダまでの液圧路に設けられた、前記ブレーキの液圧を調圧するための常開型電磁弁からなる調圧弁と、
    前記調圧弁と前記マスタシリンダを接続する液圧路と前記ポンプの吸入側の液圧路とを接続する液圧路に設けられた吸入弁と、をさらに備え、
    前記制御部は、前記旋回制御を実行する場合に、前記ポンプを駆動させることを特徴とする請求項7に記載のブレーキ液圧制御装置。
  11. 前記制御部は、前記車体速度が第2速度閾値より大きくなった場合、前記旋回制御を終了することを特徴とする請求項7から請求項10のいずれか1項に記載のブレーキ液圧制御装置。
  12. 前記制御部は、前記操舵角の大きさが第2操舵角閾値未満になった場合、前記操舵角の大きさが第2操舵角閾値未満になったときから所定時間経過後に前記旋回制御を終了することを特徴とする請求項7から請求項11のいずれか1項に記載のブレーキ液圧制御装置。
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