JP2021116905A

JP2021116905A - 作業車両

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Publication number: JP2021116905A
Application number: JP2020012174A
Authority: JP
Inventors: 智志田村; Tomoshi Tamura
Original assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Mahindra Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2020-01-29
Filing date: 2020-01-29
Publication date: 2021-08-10
Anticipated expiration: 2040-01-29
Also published as: JP7453006B2

Abstract

【課題】走行機体が予め設定した傾斜角度以上に傾斜した場合に前記走行機体を減速する自動減速制御が実行可能な作業車両において、傾斜地を作業走行中の走行機体の安全性と作業効率とを両立させることのできる作業車両を提供する。【解決手段】走行機体の変速操作を行う操作具と、前記操作具の操作位置を検出する操作位置検出センサ２２と、前記走行機体を複数段階で変速切換可能に構成された変速装置と、前記走行機体の左右方向の傾斜角度を検出する傾斜センサ３１と、走行クラッチ３６と、ブレーキ装置と、制御部５０とを備え、前記制御部は、前記走行機体が第１傾斜角度以上となったことが検出された場合には、前記変速装置を自動的に減速方向に変速させるとともに、前記走行機体が前記第１傾斜角度よりも大きく設定された第２傾斜角度以上となったことが検出された場合には、前記走行機体を自動的に停車させる。【選択図】図５

Description

本発明は、走行機体の傾斜角度に応じて前記走行機体を減速させる制御部を備えた作業車両に関する。

無段階で走行変速する走行ＨＳＴを有する走行機体と、前記走行機体の無段階変速操作を行う主変速操作レバーと、前記走行機体の左右方向の傾斜角度を検出する傾斜センサと、制御部とを備え、前記制御部は、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が予め設定された所定角度以上となったことが検出された場合には、前記走行機体を所定の安全速度まで減速するように構成した特許文献１に記載の作業車両が従来公知である。

上記文献によれば、前記走行機体が所定以上傾斜したことが検出された場合に所定の安全速度まで減速することによって傾斜面の作業走行時の安全性を向上させることができるものであるが、走行機体が傾斜面を比較的早い速度で作業走行していた場合等には、前記走行機体が不測のタイミングで一気に減速されて操作性や安全性に影響する可能性があり得る他、必要以上に減速されることで作業効率が必要以上に低下する場合もあり得るという課題があった。

特開２００２−３４０１８２号公報

本発明は、走行機体が予め設定した傾斜角度以上に傾斜した場合に前記走行機体を減速する自動減速制御が実行可能な作業車両において、傾斜地を作業走行中の走行機体の安全性と作業効率とを両立させることのできる作業車両を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、本発明は、走行機体と、前記走行機体の変速操作を行う操作具と、前記操作具の操作位置を検出する操作位置検出センサと、該操作位置検出センサにより検出された前記操作具の操作位置に基づいて前記走行機体を複数段階で変速切換可能に構成された変速装置と、前記走行機体の左右方向の傾斜角度を検出する傾斜センサと、前記走行機体のエンジンから駆動輪に伝動される動力を断続する走行クラッチと、前記走行機体を制動するブレーキ装置と、制御部とを備え、前記制御部は、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が予め設定された第１傾斜角度以上となったことが検出された場合には、前記変速装置を自動的に減速方向に変速させるとともに、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が前記第１傾斜角度よりも傾斜が大きく設定された第２傾斜角度以上となったことが検出された場合には、前記走行機体を自動的に停車させる自動減速制御が実行されるように構成されたことを特徴としている。

第２に、前記制御部は、前記操作具の操作位置に関わらず、前記走行機体を自動的に停車させることができるように構成され、前記制御部は、前記変速装置の変速状態と、前記操作具の操作位置とが一致したことが検出された場合には、前記自動減速制御による前記走行機体の自動的な停車が解除されるように構成されたことを特徴としている。

第３に、前記制御部は、前記自動減速制御により前記走行機体が自動的に停車した後に、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が前記第２傾斜角度以上の状態から回復したことが検出された場合に、前記自動減速制御による前記変速装置の自動的な減速が再開されるように構成されたことを特徴としている。

前記制御部は、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が予め設定された前記第１傾斜角度以上となった場合には前記変速装置を減速方向に変速し、該第１傾斜角度より大きい前記第２傾斜角度以上となった場合には前記走行機体を自動的に停車させるように構成したことにより、前記走行機体の左右傾斜の大きくなるにしたがって段階的に前記変速装置の自動減速、走行機体の自動停車とが段階的に行われるため、傾斜地走行時の安全性と、作業効率とを両立させることができる。

また、前記制御部は、前記操作具の操作位置に関わらず、前記走行機体を自動的に停車させることができるように構成され、前記制御部は、前記変速装置の変速状態と、前記操作具の操作位置とが一致したことが検出された場合には、前記自動減速制御による前記走行機体の自動的な停車が解除されるように構成されたものによれば、前記走行機体が停止した状態からオペレータの意図しないタイミングで走行開始する事態を効率的に防止できる。

なお、前記制御部は、前記自動減速制御により前記走行機体が自動的に停車した後に、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が前記第２傾斜角度以上の状態から回復したことが検出された場合に、前記自動減速制御による前記変速装置の自動的な減速が再開されるように構成されたものによれば、前記走行機体が第２傾斜角度以上に傾斜した状態から脱するまでの間は、前記変速装置に制限が掛からないため、走行機体の傾斜のきつい場所から離れるための操作をスムーズに行うことができる。

本発明を適用したトラクタの側面図である。本発明を適用したトラクタの正面図である。操縦部を示した要部正面図である。操作パネルを示した図である。制御部のブロック図である。傾斜地走行制御の制御パターンを示した表図である。傾斜地走行制御を示したフロー図である。

図１及び図２は、本発明を適用したトラクタの側面図及び正面図であり、図３は、操縦部を示した要部正面図であり、図４は、操作パネルを示した図である。本トラクタは、左右一対の前輪１，１及び後輪２，２によって支持される機体フレーム３と、該機体フレーム３の前側に設置されたエンジン（図示しない）の上方側をカバーするボンネット４と、該ボンネット４の後方に設置されてオペレータが乗込んで操縦等を行う操縦部が設けられたキャビン６とを備えた走行機体７が構成されている（図１参照）。また、該走行機体７の後方には、昇降リンク５を介してロータリ耕耘機等の作業機１０が昇降可能に連結されている。

前記操縦部は、オペレータが着座する座席８と、該座席８の前方側に配置された操向操作具であるステアリングハンドル９と、該ステアリングハンドル９の前方側に配置された表示パネル１１と、前記ステアリングハンドル９の下方側に配置されたＰＴＯ変速レバー１２と、前記座席８の左右一方（図示する例では左）側に配置された副変速レバー１３と、前記座席８の左右他方（図示する例では右）側に配置された操作パネル１４と、前記座席８とステアリングハンドル９との間に設けられた床面であるフロアステップ１６と、該フロアステップ１６側に配置されて走行機体７の制動作動を操作するブレーキペダル１７とを備えている（図２参照）。

前記副変速レバー１３は、トランスミッション（変速装置）を介して、少なくとも前進走行のうち路上走行状態に適した路上走行状態と、作業走行に適した作業走行状態とに切換えることができるように構成されている。図示する例では、路上走行に適した高速（Ｈ）及び、中速（Ｍ）と、作業走行に適した低速（Ｌ）の３段階に切換えることができる。

前記操作パネル１４は、前後方向に揺動操作されることにより、主変速操作可能に構成された主変速レバー１８と、該主変速レバー１８の左右内側に並べて配置されて前記作業機を昇降操作する作業機昇降レバー１９と、前記主変速レバー１８の前側に配置された走行モード切換スイッチ２１と、ＰＴＯスイッチ２３とが設けられている。

上記主変速レバー１８は、走行機体を有段変速する変速装置を介して走行変速切換を操作できるように構成されている。このとき、該変速装置は、ＨＳＴ（油圧式無段階変速装置）を後述する制御部５０により制御することにより、複数段階で有段変速可能（言い換えると、複数の変速段Ｓに設定可能）に構成されている。

具体的に説明すると、該主変速レバー１８には、前後揺動（操作）位置を検出する検出する主変速レバーポテンショ（操作位置検出センサ）２２が設けられており、前記変速装置は、前記制御部を介して前記主変速レバー１８の操作位置（設定変速段Ｓ１）に応じて複数段階（図示する例では１速〜８速の計８段階）で有段変速（変速段Ｓを設定）することができるように構成されている。

上記作業機昇降レバー１９は、前記走行機体７の後部の昇降シリンダ（図示しない）を伸縮作動させることにより、該走行機体７後部の作業機を昇降操作することができる。該構成によれば、前記走行機体７後部に連結されたロータリ耕耘機を、非作業高さから圃場の耕耘作業を行う作業高さに操作することができるとともに、作業高さのロータリ耕耘機の昇降位置を調整することにより、用途や圃場の状況に応じて耕耘深さを変更することができる。

上記走行モード切換スイッチ２１は、後述する制御部５０による傾斜地走行制御が実行される傾斜走行モードに切換えることができるように構成されている。該傾斜値走行制御の詳細については後述する。

次に、図５乃至７に基づき、前記制御部による傾斜値走行制御について説明する。図５は、制御部のブロック図であり、図６は、傾斜地走行制御の制御パターンを示した表図である。

前記制御部５０の入力側には、図５に示されるように、前記走行モード切換スイッチ２１と、路上走行状態や作業走行状態等の制御モードの切換えを行う制御モード設定スイッチ２４と、前記走行機体７の左右方向の傾斜角度を検出する左右傾斜センサ（傾斜センサ）３１と、前記主変速レバー１８の操作位置を検出するセンサである前記主変速レバーポテンショ（操作位置検出センサ、操作位置検出ポテンショ）２２とが接続されている。

前記制御部５０の出力側には、前記ＨＳＴの斜板を制御することにより前記変速装置を有段変速させることができるように構成されたアクチュエータである主変速ソレノイド３２と、前記ＨＳＴを介して前進後進及び停止の切換作動を行うためのアクチュエータである前後進ソレノイド３３と、ブレーキを作動させるブレーキソレノイド３４と、前記走行クラッチ３６（を断続作動させるアクチュエータ）と、後述する報知手段３７とが接続されている。

前記制御部５０は、前記左右傾斜センサ３１によって前記走行機体７の左右方向の傾斜角度θが予め設定された所定の減速傾斜角度（第１傾斜角度）αより大きくなったことが検出された場合には、前記主変速ソレノイド３２を介して走行機体７（変速装置）を自動的に減速させるとともに、前記走行機体７の左右方向の傾斜角度θが減速傾斜角度αよりも大きく設定された停止傾斜角度（第２傾斜角度）βよりも大きくなったことが検出された場合には、前記走行機体７を自動的に停車させるように構成された傾斜地走行制御が実行可能に構成されている（図２等参照）。

具体的に説明すると、図６に示されるように、前記傾斜地走行制御によって、前記走行機体（変速装置）を自動的に減速切換させる場合には、前記主変速ソレノイド３２を介して前記変速装置の設定変速段Ｓ１を、前記主変速レバー１８の操作位置に応じた変速段から所定段数（図示する例では２段階）減速するように構成されている。

ちなみに、前記変速装置は、前記主変速レバー１８の操作位置にはよらず、前記主変速ソレノイド３２により主変速レバー１８の操作位置の変速段から２段階強制的に減速（シフトダウン）させるように構成されている。すなわち、前記傾斜地走行制御による走行機体７の自動的な減速切換は、前記走行機体（変速装置）の変速状態（変速段Ｓ）と、前記主変速レバー１８の操作位置が示す変速段とが不一致な状態になる（図６参照）。

該構成の傾斜地走行制御によれば、前記走行機体７が傾斜面を走行している際に、前記走行機体７の左右方向が所定角度以上に傾いた場合には、前記走行機体７を自動的（強制的）に減速させて安全性を確保しつつ、前記走行機体７が必要以上に減速されて作業効率を大きく悪化させることを防止できる。また、前記走行機体７が傾斜面走行時に一気に急減速されてオペレータの操向操作に支障をきたす事態も防止できる。

また、前記制御部５０は、前記主変速ソレノイド３２を介した減速では、前記変速装置による有段減速が所定の下限変速段Ｓｌ（図示する例では２速）以下には減速作動されないように構成されている（図５参照）。ちなみに、前記主変速ソレノイド３２による減速幅や、前記下限変速段Ｓｌは、前記ロータリ耕耘機の作業高さ、言い換えると、耕耘深さ（浅耕（高い）、標準耕（標準）、深耕（低い））に応じて設定変更することができる（図６参照）。

該構成によれば、前記走行機体７が元々十分に減速された適した状態で作業走行されている場合には、前記傾斜地走行制御による前記走行機体７の減速が実行されないため、作業効率が必要以上に悪化する事態を防止できる。

さらに、前記制御部５０は、前記走行機体７の左右傾斜が前記停止傾斜角度βよりも大きくなった場合には、前記走行クラッチ３６を切断作動させるとともに、前記前後進ソレノイド３３と、ブレーキソレノイド３４によって前記走行機体７を制動作動させることによって、該走行機体７を自動的に停車させることができる。このとき、前記制御部５０は、前記エンジンも自動的に停止させる構成にしても良い。

なお、前記制御部５０は、前記傾斜地走行制御により前記走行機体７が減速作動された場合には、前記走行機体７の左右傾斜が前記減速傾斜角度αよりも小さくなるとともに、前記主変速レバー１８が減速方向に操作されることによって、該主変速操作レバー１８の操作位置（設定変速段Ｓ１）と、前記主変速ソレノイド３２により減速切換された変速装置の変速段Ｓとが一致した場合には、前記傾斜地走行制御による強制減速が解除されるように構成されている。

該構成によれば、前記傾斜地走行制御によって走行機体が自動的に減速された場合には、オペレータの意図しないタイミングで前記走行機体の減速が解除されて急に増速する事態を確実に防止することができる。

ちなみに、前記制御部５０は、前記傾斜地走行制御によって、前記走行機体が自動的に減速したり停車したりした状態や、これらが解除された状態を前記報知手段３６によってオペレータに報知することができるように構成されている。前記報知手段３６としては、具体的には、報知ブザーや、前記表示パネル１１側に設けた報知ランプ、前記操縦部側等に別途設けたモニタ（図示しない）等が用いられるが、これらには限られない。

図７は、傾斜地走行制御を示したフロー図である。前記傾斜地走行制御の処理が開始されると、ステップＳ１に進む。ステップＳ１では、前記走行モード切換スイッチにより、前記走行機体が傾斜地モードに切換えられているか否かが確認され、傾斜地モードに切換えられていることが検出された場合には、ステップＳ２に進む。なお、ステップＳ１において、傾斜地モードに切換えられていることが検出されなかった場合には、その後、リターンする。

このとき、ステップＳ１では、前記走行モード切換スイッチ２１による傾斜地モードの切換の有無に代えて、前記副変速レバー１３の操作位置と、前記ＰＴＯレバー１２（スイッチ）の操作状況や、前記制御モード設定スイッチ２４等によって、走行機体７が傾斜地を含む圃場面を作業走行する状態であるか否かを判断するように構成しても良い。

ステップＳ２は、前記左右傾斜センサ３１により検出される前記走行機体７の左右方向の傾斜角度θが予め設定された前記停止傾斜角度β以上であるか否かが確認され、前記走行機体７の左右方向の傾斜角度が停止傾斜角度β以上であることが検出されなかった場合には、ステップＳ３に進む。

ステップＳ３では、後述の緊急停止フラグのＯＮ・ＯＦＦが確認され、緊急停止フラグのＯＦＦ状態が検出された場合には、ステップＳ４に進む。

ステップＳ４では、前記左右傾斜センサ３１により検出される前記走行機体７の左右方向の傾斜角度θが前記減速傾斜角度α以上で且つ前記停止傾斜角度βより小さいか否かが確認され、前記走行機体の傾斜角度θが前記減速傾斜角度α以上で且つ前記停止傾斜角度βより小さい範囲内であることが検出された場合には、ステップＳ５に進む。

ステップＳ５では、後述の減速制御フラグのＯＮ・ＯＦＦが確認され、減速制御フラグのＯＦＦ状態が検出された場合には、ステップＳ６に進む。ステップＳ６では、減速制御フラグがＯＮにセットされ、その後、ステップＳ７に進む。

なお、ステップＳ５において、減速制御フラグのＯＮ状態が検出された場合には、そのままステップＳ７に進む。

ステップＳ７では、前記主変速操作レバー１８の操作位置（設定変速段Ｓ１）が２速以上で且つ４速以下の範囲であるか否かが検出され、前記主変速レバー１８の設定変速段Ｓ１が２速以上で且つ４速以下の範囲ではなかった場合には、ステップＳ８に進む。

ステップＳ８では、前記主変速操作レバー１８の操作位置（設定変速段Ｓ１）が５速以上であるか否かが検出され、前記主変速レバー１８の設定変速段Ｓ１が５速以上であることが検出された場合には、ステップＳ９に進む。

ステップＳ９では、前記変速装置の変速段Ｓを、前記主変速ソレノイド３２を介して主変速レバー１８の操作位置（設定変速段Ｓ１）から２段減速方向に変速（シフトダウン）し、その後、リターンする。このとき、主変速レバー１８の操作位置は操作されないため、シフトダウンされた変速装置の変速段Ｓと、前記主変速レバー１８の操作位置（設定変速段Ｓ１）とが不一致な状態となる。

また、ステップＳ８において、前記主変速レバー１８の設定変速段Ｓ１が５速以上であることが検出されなかった場合には、その後、リターンする。

また、ステップＳ７において、前記主変速レバー１８の設定変速段Ｓ１が２速以上で且つ４速以下の範囲内であることが検出された場合には、ステップＳ１０に進む。ステップＳ１０では、前記変速装置の変速段Ｓを、前記主変速ソレノイド３２を介して２速に変速（シフト）し、その後、リターンする。

すなわち、前記傾斜地走行制御は、前記左右傾斜センサ３１により前記走行機体７の左右方向の傾斜角度θが減速傾斜角度α以上で且つ停止傾斜角度β以下であることが検出された場合には、前記変速装置の設定変速段Ｓが、前記主変速レバー１８の操作位置（設定変速段Ｓ１）から自動的に２段階シフトダウンされるが、前記変速装置の設定変速段Ｓは２速以下にはならないように構成されている。

また、ステップＳ４において、前記走行機体７の傾斜角度θが前記減速傾斜角度α以上で且つ前記停止傾斜角度βより小さい範囲内であることが検出されなかった場合には、ステップＳ１１に進む。ステップＳ１１では、減速制御フラグのＯＮ・ＯＦＦが確認され、減速制御フラグのＯＮ状態が検出された場合には、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、前記主変速レバーポテンショ２２により検出された主変速レバー１８の操作位置が示す設定変速段Ｓ１と、前記変速装置の変速段Ｓとが一致しているか否かが確認され、前記主変速レバー１８の操作位置が示す設定変速段Ｓ１と、前記変速装置の変速段Ｓとが一致していることが検出された場合には、ステップＳ１３に進む。ステップＳ１３では、減速制御フラグがＯＦＦにセットされ、その後、リターンする。

なお、ステップＳ１２において、前記主変速レバー１８の操作位置が示す設定変速段Ｓ１と、前記変速装置の変速段Ｓとが一致していなかった場合と、ステップＳ１１において、減速制御フラグのＯＦＦ状態が検出された場合には、その後、リターンする。

すなわち、前記傾斜地走行制御は、前記主変速ソレノイド３２により前記変速装置が自動的に減速切換された後は、前記走行機体７の左右傾斜角度θが減速傾斜角度αよりも小さくなるとともに、前記変速装置の変速段Ｓと、前記主変速レバー１８の操作位置Ｓ１とが一致したことが検出された場合に、該傾斜地走行制御による変速装置の自動的な減速切換が解除（減速制御フラグがＯＦＦにセット）されるように構成されている。

また、ステップＳ２において、前記走行機体７の左右方向の傾斜角度が停止傾斜角度β以上であることが検出された場合には、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１４では、緊急停止フラグのＯＮ・ＯＦＦが確認され、緊急停止フラグのＯＦＦ状態が検出された場合には、ステップＳ１５に進む。

ステップＳ１５では、前記ブレーキソレノイド３４や走行クラッチ３６等を用いて前記走行機体７を走行停止されるとともに、前記前後進ソレノイド３３によって前記変速装置（主変速レバー１８）がニュートラル状態に操作され、緊急停止フラグをＯＮにセットし、その後、リターンする。

なお、ステップＳ１４において、緊急停止フラグのＯＮ状態が検出された場合には、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、前記変速装置の変速段を、前記主変速レバー１８の操作位置に応じて変速作動させて、その後、リターンする。

すなわち、前記傾斜地走行制御は、前記左右傾斜センサ３１により前記走行機体７の左右方向の傾斜角度θが停止傾斜角度βより大きくなったことが検出された場合には、前記走行機体７が自動的に停止されるように構成されている。これにより、前記報知手段３７と合わせてオペレータに対して、走行機体の左右方向の傾斜角度が大きく傾斜していることを確実に報知することができる。

また、該走行機体が自動的に停止された場合には、前記主変速レバー１８の操作位置（設定変速段Ｓ１）がニュートラルの位置に操作されるため、該走行機体は、前記主変速レバー１８の操作位置に応じて変速操作可能な状態となる。このため、オペレータは、前記走行機体７が傾斜地走行制御によって自動停止された後に、傾斜地から脱出する操作をスムーズに再開することができる。

ちなみに、前記傾斜地走行制御は、前記主変速レバー１８の操作位置を変えずに前記走行機体７が自動停止するように構成し、前記変速装置が自動的に減速方向に変速された場合と同様、前記変速装置の変速段Ｓ１と、前記主変速レバー１８の操作位置とが一致したことを条件に、前記主変速レバー１８に基づく走行再開が可能になるように構成しても良い。

また、ステップＳ３において、緊急停止フラグがＯＮ状態であることが検出された場合には、ステップＳ１７に進む。ステップＳ１７では、緊急停止フラグをＯＦＦにセットし、その後、リターンする。

すなわち、前記傾斜地走行制御は、前記走行機体７が自動的に停車した後は、前記走行機体７の左右方向の傾斜角度θが停止傾斜角度βよりも小さくなる状態まで回復した場合に、前記変速装置が自動的に減速される制御が再開されるように構成されている。

７走行機体
１８主変速レバー（操作具）
２２主変速レバーポテンショ（操作位置検出センサ）
３１左右傾斜センサ（傾斜センサ）
３６走行クラッチ
３７ブレーキソレノイド（ブレーキ装置）
５０制御部

Claims

走行機体と、
前記走行機体の変速操作を行う操作具と、
前記操作具の操作位置を検出する操作位置検出センサと、
該操作位置検出センサにより検出された前記操作具の操作位置に基づいて前記走行機体を複数段階で変速切換可能に構成された変速装置と、
前記走行機体の左右方向の傾斜角度を検出する傾斜センサと、
前記走行機体のエンジンから駆動輪に伝動される動力を断続する走行クラッチと、
前記走行機体を制動するブレーキ装置と、
制御部とを備え、
前記制御部は、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が予め設定された第１傾斜角度以上となったことが検出された場合には、前記変速装置を自動的に減速方向に変速させるとともに、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が前記第１傾斜角度よりも傾斜が大きく設定された第２傾斜角度以上となったことが検出された場合には、前記走行機体を自動的に停車させる自動減速制御が実行されるように構成された
作業車両。
前記制御部は、前記操作具の操作位置に関わらず、前記走行機体を自動的に停車させることができるように構成され、
前記制御部は、前記変速装置の変速状態と、前記操作具の操作位置とが一致したことが検出された場合には、前記自動減速制御による前記走行機体の自動的な停車が解除されるように構成された
請求項１に記載の作業車両。
前記制御部は、前記自動減速制御により前記走行機体が自動的に停車した後に、前記走行機体の左右方向の傾斜角度が前記第２傾斜角度以上の状態から回復したことが検出された場合に、前記自動減速制御による前記変速装置の自動的な減速が再開されるように構成された
請求項１又は２の何れかに記載の作業車両。