JP2021107691A

JP2021107691A - 作業車両

Info

Publication number: JP2021107691A
Application number: JP2019238339A
Authority: JP
Inventors: 浩史加茂田; Hiroshi Kamoda
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2019-12-27
Filing date: 2019-12-27
Publication date: 2021-07-29

Abstract

【課題】運転者の操作により確実に停止できる作業車両を提供すること。【解決手段】左右の前記制動装置３２Ｌ，３２Ｒをそれぞれ操作する左右のブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒと、左右の前記ブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒを連結するペダル連結部３３と、前記ブレーキペダル連結部３３の連結状態を解除操作する連結操作具３４と、前記連結操作具３４を解除操作不可状態にロック操作するブレーキ連結ロックレバー３７と、前記連結操作具３４がロック状態であることを検知するロックセンサ３８ａと、左右いずれかの前記ブレーキペダル１３の操作を検知するブレーキペダルセンサ５０を備え、前記ロックセンサ３８ａがロック状態を検知しているとき、前記ブレーキペダルセンサ５０が左右いずれかの前記ブレーキペダル１３の操作を検知すると前記エンジン制御部４４は前記エンジンＥの回転数を所定の回転数まで低下させる。【選択図】図１４

Description

本発明は、作業車両に関する。

油圧無段変速装置を備えた作業車両において、油圧式無段変速装置を備えた作業車両において、副変速装置の操作を検出する副変速操作検出手段を備え、左右で独立した制動装置をそれぞれ操作する左右のブレーキペダルと、左右のブレーキペダルを連結状態と非連結状態とに切り替え操作するブレーキペダル連結部を操作するブレーキ連結解除操作具を備え、ブレーキ連結解除操作具の操作をロック又はロック解除するブレーキ連結操作ロック手段を備え、ブレーキ連結解除操作具のロック状態を検知するロック状態検知手段を備え、ロック状態検知手段がロック解除状態を検出し、且つ副変速操作検出手段が高速位置に操作されていることを検出すると、制御部はトラニオン軸を中立位置に保持する走行規制モードに設定する技術が公知（例えば、特許文献１参照）である。

特開２０１７―１１５９０１号公報

しかし、作業車両はエンジンのトルクが大きいため、何らかの原因により油圧無段変速装置が中立にならなくなると、制動装置を作動させても走行を停止できない状態に陥る可能性があった。

本発明は、従来のこの様な課題に鑑み、運転者の操作により確実に停止できる作業車両を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、実施形態の一態様に係る作業車両は、エンジンと、エンジンの回転数を制御するエンジン制御部と、左右の駆動輪をそれぞれ制動する左右の制動装置と、左右の前記制動装置をそれぞれ操作する左右のブレーキペダルと、左右の前記ブレーキペダルを連結するブレーキペダル連結部と、前記ブレーキペダル連結部の連結状態を解除操作する連結操作具と、前記連結操作具を解除操作不可状態にロック操作するブレーキ連結ロックレバーと、前記連結操作具がロック状態であることを検知するロックセンサと、左右いずれかの前記ブレーキペダルの操作を検知するブレーキペダルセンサを備え、前記ロックセンサがロック状態を検知しているとき、前記ブレーキペダルセンサが左右いずれかの前記ブレーキペダルの操作を検知すると前記エンジン制御部は前記エンジンの回転数を所定の回転数まで低下させることを特徴とする。

実施形態の一態様によれば、運転者の操作により確実に停止できる。

本実施の形態のトラクタの側面図同上要部の平面図同上要部の平面図同上要部の平面図トラクタの動力伝達装置の図ＨＳＴの断面図（ａ）（ｂ）（ｃ）はＨＳＴと操作シリンダーの作用を示す側面図トラクタ運転部の要部の斜視図同上要部の斜視図同上要部の側面図ブレーキペダルの側面図（Ａ）（Ｂ）はブレーキ連結解除操作具のロック及びロック解除状態を示す側面図主変速レバーの側面図制御ブロック図ロックレバー樹脂カバーの斜視図同上要部の背面図ロックレバーの平面図同上側面図

本発明の作業車両についての実施例を図面に基づき説明する。

図１、図２及び図３は、本発明の作業車両の一例としてトラクタを示すものであり、このトラクタＴは、車体前部のボンネット１内部にエンジンＥを搭載し、このエンジンＥの回転動力を静油圧無段変速装置（ＨＳＴ）１０を介してミッションケ−ス２内の変速装置に伝え、この変速装置で減速された回転動力を前輪３及び後輪４とに伝えるようにしている。エンジンＥの後方に前輪３，３を操舵するステアリングハンドル５が装備され、更に、その後方には運転席６が設置されている。ミッションケ−ス２の後上部には油圧シリンダケース７が搭載され、このシリンダケース７の左右両側部には、油圧昇降機構の一部を構成するリフトアーム８，８が回動自在に枢支されている。シリンダケース７内に収容されている作業機昇降用油圧シリンダー９に作動油を供給するとリフトアーム８，８が上方に回動し、排出するとリフトアーム８，８は下降するようになっている。車体後部にはトップリンク、リフトロッド、ロワリンク等からなる３点リンク機構を介してロータリ耕耘装置などの作業機が装着されるようになっている。

また、ダッシュボードカバー９や操作コラム１１の左側には、クラッチペダル１２、右側には踏み込み操作によって車両の左右走行ブレーキ（左右後車輪４，４）を制動するブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒが配置され、ステップフロアから上方に突出して設けられている。ブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒは、ステップフロアの下側において左右横方向に軸架されたブレーキペダル軸１４を回動支点として踏み込み操作できるように構成されている。なお、１４Ｌは左ブレーキロッド、１４Ｒは右ブレーキロッドである。

操作コラム１１の左側に車両の前進及び後進を司る前後進レバー１５、操作コラムの右側とブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒの近くにはアクセルレバー１６ａ，アクセルペダル１６ｂが配置されている。

また、運転席６の左側には主変速レバー１７、副変速レバー１８やＰＴＯ変速レバー１９等が配置されている。

静油圧無段変速装置（ＨＳＴ）１０は、可変容量型の油圧ポンプ２０と固定容量型の油圧モータ２１によって構成され、可変ポンプ斜板２２ａと固定モータ斜板２２ｂとからなり、そして、油圧ポンプ２０の斜板２２ａの傾きを変えることで、油圧モータ２１の回転を変更するようになっている。すなわち、ポンプの斜板２２ａの角度を変えることで、ポンプの容量が変化し、モータ２１の回転数が変化する。斜板２２ａの角度が軸に対して垂直になると、モータの容量はゼロとなり、モータは回転しなく（中立状態）なるようになっている。ポンプが軸と共に回転することで、各ピストンが斜板２２ａの表面を滑り、作動油がモータへ送り出されるようになっている。

斜板２２ａを固着するトラニオン軸２３の回動角は、前記主変速レバー１７の動きを主変速センサ２９で検出して作動するアクチュエータとしての操作シリンダー２４によって変更され、油圧モータ２１の走行系出力軸２５の回転が変速され、また、副変速装置２８を介して前後輪が変速される。

油圧ポンプ２０は、エンジンから入力軸２６を介して入力され、出力軸２７からＰＴＯ軸３０に出力される。

また、図７に示す例では、トラニオン軸２３に中立カム４６を固定し、中立カムの凹部４６ａにローラ４７が落ち込むと、トラニオン軸が中立位置（Ｎ）に戻るようになっている（図７（ｂ）参照）。なお、図７（ａ）は、前進（Ｆ）状態を示し、図７（ｃ）は、後進（Ｒ）状態を示す。これは主変速レバー１７の操作で行う。

図１１はブレーキペダルの側面図である。左ブレーキペダル１３Ｌのアームに取り付けられたピン１３ｐによりブレーキペダルセンサ５０爪が回動するため、ポテンショメータであるブレーキペダルセンサ５０は左ブレーキペダル１３Ｌの踏込位置を検出できる。このブレーキペダルセンサは右ブレーキペダル１３Ｒの踏込位置を検出しても良い。

副変速装置２８は、油圧モータ２１の出力軸２５に連動し、ギヤの噛み合わせで動力伝達し、高速Ｈ・中速Ｍ・低速Ｌの３速に切り替わり、前後輪３，４を駆動するように連継してあって、副変速レバー１８により切替操作する。

副変速装置２８を操作する副変速レバー１８の位置を検出する副変速操作検出手段として副変速センサ３１が備えられている。

左右で独立した制動装置３２Ｌ，３２Ｒは、左ブレーキソレノイド３２Ｌｓｏ及び右ブレーキソレノイド３２Ｒｓｏによって制御され、この左右ブレーキをそれぞれ操作する右ブレーキペダル１３Ｒ及び左ブレーキペダル１３Ｌには、前記左右のブレーキペダルを連結又は連結解除するブレーキペダル連結部３３を連結解除ワイヤ３６を介して操作する連結操作具３４が設けられている。なお、ブレーキペダル連結部３３は、左右のブレーキペダルを連結スプリング３９により常時連結側に付勢している。

連結操作具３４の操作を、ロックロッド３５、ロックプレート４０を介してロック又はロック解除するブレーキ連結操作ロック手段としてブレーキ連結ロックレバー３７が備えられている（図８参照）。図１２（Ａ）のようにブレーキ連結ロックレバー３７を下に操作すると、ロックロッド３５を介してロックプレート４０が図示で時計回り回動し、ロックピン４１に当接する姿勢になると、連結操作具３４の第１突片４２ａがロックプレート４０に当接して踏込操作できなくするロック状態となる。図１２（Ｂ）のようにブレーキ連結ロックレバー３７を上に操作すると、連結操作具３４の第１突片４２ａがロックプレート４０から離れて踏込操作可能となるロック解除状態になる。

連結操作具３４側には第２突片４２ｂが設けられており、これが、連結センサ３８ｂに作用すると走行制御部４３が信号を検出してブレーキペダル連結部３３が連結状態であることを認識する。また、第２突片４２ｂが連結センサ３８ｂに作用していなければ、走行制御部４３はブレーキペダル連結部３３が非連結状態であると認識する。

ロックプレート４０の回動軸には第３突片４２ｃが設けられ、これが、ロックセンサ３８ａに作用すると走行制御部４３が信号を検出して連結操作具３４が踏込操作可能なロック解除状態であることを認識する。また、第３突片４２ｃがロックセンサ３８ａに作用していなければ、走行制御部４３は連結操作具３４が踏込操作できないロック状態であると認識する。

連結センサ３８ｂによりロック解除状態を検出し、かつ副変速操作検出手段である副変速センサ３１が高速位置Ｈに操作されていることを検出すると、走行制御部４３がＨＳＴのトラニオン軸２３を中立位置に戻す走行規制モードＵに設定されるようになっている。なお、このような状況のとき、警告ブザーを鳴らして、オペレータに左右ブレーキペダルの連結操作を促すようにしておくと便利である。

図１４は、実施形態に係るトラクタの制御ブロック図である。走行制御部には、ブレーキペダルセンサ５０から左ブレーキペダル１３Ｌの踏込み量の検出値、連結センサ３８ｂからブレーキペダル連結部３３が連結状態であるか非連結状態であるかの検出値、ロックセンサ３８ａから連結操作具３４が、連結解除操作が可能なロック解除状態であるか連結解除操作が不可能なロック状態であるかの検出値が入力される。

また、車速センサ５４から駆動輪である後輪４に関連する回転数の検出値、主変速センサ２９から主変速レバー１７の位置、副変速センサ３１から副主変速レバー１８の位置の検出値が入力され、ＧＰＳユニット５１から測位情報、ステアリング切れ角センサ５２からステアリング切れ角の検出値が入力される。

さらに、走行モード選択スイッチ６１の入力値により、走行制御部４３は路上走行に適した各種制御設定を適用する路上走行モードＤ、作業走行に適した各種制御設定を適用する作業走行モードＷなどの走行モードを切り替える。また、アクセルペダルセンサ６２からアクセルペダル１６ｂの操作に基づく検出値、アクセルレバーセンサ６３からアクセルレバー１６ａの操作に基づく検出値が入力される。

走行制御部４３は前進側ソレノイド４８、後進側ソレノイド４９に出力する電流値を調整し、トラニオン軸操作シリンダー２４を任意の位置に操作する。また、左右の制動装置３２Ｒ，３２Ｌを作動させる右ブレーキソレノイド３２Ｒｓｏ，左ブレーキソレノイド３２Ｌｓｏに対する出力値を調整して、任意の制動力を発生させる。

さらに、走行制御部４３はエンジン制御部４４に対してエンジン回転数指示値を送信してエンジン回転数を任意の値に調整できる。たとえば、走行モードが路上走行モードＤである場合は、アクセルペダルセンサ６２の検出値に基づくエンジン回転数の指示値とアクセルレバーセンサ６３の検出値に基づくエンジン回転数の指示値のうち、小さい方の指示値をエンジン制御部４４に送信し、走行モードが作業走行モードＷである場合は、アクセルペダルセンサ６２の検出値に基づくエンジン回転数の指示値とアクセルレバーセンサ６３の検出値に基づくエンジン回転数の指示値のうち、大きい方の指示値をエンジン制御部４４に送信する。

路上走行中にアクセルレバー１６ａを戻し忘れると、アクセルペダル１６ｂを解放してもエンジン回転数が下がらずに減速しないことが起こり得るが、上述の構成によればアクセルペダル１６ｂを解放すると必ず減速するため、安全に路上走行できる。また、作業走行中においてアクセルレバー１６ａによりエンジン回転数を一定に保って作業しているとき、一時的なトルクの不足を感じた場合、アクセルペダル１６ｂを踏み込むことでエンジン回転数を上昇させることができる。

このような制御は走行制御装置４３に組み込まれたプログラムによって作動するため、プログラムの書き換えにより、反対に路上走行モードＤのときに大きい方の指示値を採用したり、作業走行モードＷのときに小さい方の指示値を採用したり、路上走行モードＤのときにはアクセルレバー１６ａを無効化したり、作業走行モードＷのときにはアクセルペダル１６ｂを無効化したりできる。また、前述のプログラムの書き換えではなく、あらかじめプログラムを書き込んでおいて、ダイヤル型スイッチやタブレット等で設定を切り替えるように構成しても良い。

走行制御部４３は、連結センサ３８ｂが左右のブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒの連結状態を検知しているときに、ブレーキペダルセンサ５０によるブレーキペダル１３の踏込を検知すると、その踏込量に基づいてエンジン回転数を変化させる。ブレーキペダル１３の踏込量が最小（零）となる解放位置より少し踏み込まれた位置から、踏込量が最大となる少し手前の位置まで踏込量の割合に応じてエンジン回転数の指示値を割り引くように制御し、踏込量が最大となる少し手前の位置においてアイドリング回転数になる。

これにより、何らかの原因でブレーキ踏込時に動力伝達が中立にならなくても、エンジン回転数が低下するため、引きずられることなく確実に走行を停止できる。

上述の構成においては、連結センサ３８ｂが左右のブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒの連結状態を検知しているが左右のブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒの連結状態を検知していることをブレーキペダル１３の踏込に応じたエンジン回転数低減制御の条件とすることにより、片ブレーキ操作する作業走行時にはエンジン回転数を下げずに走行できるように構成したが、連結センサ３８ｂの代わりにロックセンサ３８ａの検知状態をエンジン回転数低減制御の条件としても良い。

具体的にはロックセンサ３８ａが連結操作具３４のロック状態を検知しているとき、すなわち左右のブレーキペダル１３Ｌ，１３Ｒの連結を解除できない状態であるときに、ブレーキペダルセンサ５０によるブレーキペダル１３の踏込を検知すると、その踏込量に基づいてエンジン回転数を変化させるように構成しても同様の効果を奏する。

また、ブレーキペダルセンサ５０の検出値に応じてトラニオン軸操作シリンダー２４を減速させるようにしても良い。具体的にはブレーキペダル１３の踏込量が最小（零）となる解放位置より少し踏み込まれた位置から、踏込量が最大となる少し手前の位置まで踏込量の割合に応じてトラニオン軸操作シリンダー２４に対する指示値を割り引くように制御し、踏込量が最大となる少し手前の位置において中立状態になる。

これによりブレーキペダル１３を踏込操作した時に車両が引きずられることを抑制できる。また静油圧無段変速装置１０は減速側に変速されるとブレーキ効果を生じるため、
ブレーキペダル１３の踏込量に合わせて減速させることにより、自然と停止することができる。

前記トラニオン軸２３に対する操作を検出するトラニオン軸操作検出手段、つまり、主変速レバー１７は、主変速センサ２９により該レバー１７の位置を検出して走行制御部４３に送り、走行制御部４３はその検出値に応じて前進側ソレノイド４８、後進側ソレノイド４９に流す電流を調整してトラニオン軸を操作するようになっており、そして、前記左右のブレーキペダルが走行規制モードＵに設定されている状態では、つまり、ロックセンサ３８ａが左右ブレーキペダルの連結解除操作がロックされている状態を検出していると、前記走行制御部４３は前記走行規制モードＵを解除し、前記主変速レバー１７の検出値に基づく位置までトラニオン軸２３を自動で回動させるようにしている。

走行規制モードＵの解除と同時にトラニオン軸２３を自動で回動させる場合は、その回動速度を通常作業時に回動させる場合よりも遅く回動するようにしておくと、走行時ゆっくりとした走行を開始し、急発進を防ぐことができる。

図面は省略しているが、片ブレーキ牽制機構を設けたトラクタにおいて、ソレノイドバルブによって駆動される左右のブレーキアームを押すブレーキシリンダを設け、一定のハンドル操作に応じて左右のブレーキをブレーキシリンダで自動的に操作するオートブレーキ機構を設ける。そして、片ブレーキ牽制機構の連結解除ペダルが解除位置まで踏み込まれている時のみ、オートブレーキが作動する構成とすることで、オペレータがオートブレーキを効かせたい時のみオートブレーキが効くように容易に選択することができる。従来では、オートブレーキ入り切りを作業ダイヤル等で選択する必要があり、作業中に任意にオートブレーキの入り切りを選択するのが困難であったが、本例によると、上記のようにオートブレーキの入り切り選択が容易にできる。

上記の構成において、副変速センサを設け、副変速が高速では連結解除ペダル踏み込み時にもオートブレーキが作動しない構成とすることで、走行中に誤ってオートブレーキが作動するのを防ぐことができる。

また、前記の構成において、車軸回転数検出センサを設けて、一定以上の回転数を検出した時には、連結解除ペダル踏み込み時にもオートブレーキが作動しない構成、或いは、副変速とＨＳＴトラニオン開度を検出し、計算された車速が一定以上の場合は、オートブレーキが作動しない構成とすることでも同様の効果を奏する。

図１５〜図１６に示すように、ブレーキペダルのロックレバー３７（図８参照）のガイド溝５５を樹脂カバー５６に設置し、直接樹脂カバー５６にレバー３７が当たるのを防ぐため、カバー５６の４箇所にボス５７を出し、そこに鉄板ガイドをスピードナットで固定するよう構成している。ロックレバーは、ガイド溝５５に沿って下方向に移動してロックし、逆に上方向へ移動した後、右方向に移動すればロック解除がなされるようになっている。

図１７及び図１８に示す例は、ロックレバー３７の構成で、ロックレバーに回動する支点部Ｑを設置し、その支点部にトルク・スプリング５７を設けて一方向にレバーに力がかかるように構成している。なお、５８は手動で操作した時に規制するストッパである。

本実施例においては、作業車両の一例として農業用トラクタを用いたが、これに限らずたとえば、芝草を刈る乗用芝刈機や農薬等を散布する乗用管理機、苗を植える田植機などでもよい。

Ｅエンジン
１０静油圧無段変速装置（ＨＳＴ）
１３Ｌ左ブレーキペダル
１３Ｒ右ブレーキペダル
１７主変速レバー
１８副変速レバー
２０油圧ポンプ
２１油圧モータ
２３トラニオン軸
２４操作シリンダー
２８副変速装置
２９トラニオン軸操作検出手段（主変速センサ）
３１副変速操作検出手段（副変速センサ）
３３ブレーキペダル連結部
３４連結操作具
３７ブレーキ連結操作ロック手段
３８ａロックセンサ
３８ｂ連結センサ
４３走行制御部
４４エンジン制御部
５０ブレーキペダルセンサ
Ｄ路上走行モード
Ｕ走行規制モード
Ｗ作業走行モード

Claims

エンジンと、
エンジンの回転数を制御するエンジン制御部と、
左右の駆動輪をそれぞれ制動する左右の制動装置と、
左右の前記制動装置をそれぞれ操作する左右のブレーキペダルと、
左右の前記ブレーキペダルを連結するブレーキペダル連結部と、
前記ブレーキペダル連結部の連結状態を解除操作する連結操作具と、
前記連結操作具を解除操作不可状態にロック操作するブレーキ連結ロックレバーと、
前記連結操作具がロック状態であることを検知するロックセンサと、
左右いずれかの前記ブレーキペダルの操作を検知するブレーキペダルセンサを備え、
前記ロックセンサがロック状態を検知しているとき、前記ブレーキペダルセンサが左右いずれかの前記ブレーキペダルの操作を検知すると前記エンジン制御部は前記エンジンの回転数を所定の回転数まで低下させる
ことを特徴とする作業車両。
前記ブレーキペダルセンサは前記ブレーキペダルの踏込量を検知し、
エンジン制御部は左右いずれかの前記ブレーキペダルの踏込量に基づいてエンジン回転数を変化させる
ことを特徴とする請求項１記載の作業車両。