JP4453260B2

JP4453260B2 - 作業車両

Info

Publication number: JP4453260B2
Application number: JP2003054261A
Authority: JP
Inventors: 仁志上路; 智之石田; 浩二古川; 和久田邨; 研一梶原
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2010-04-21
Anticipated expiration: 2023-02-28
Also published as: JP2004263774A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、作業車両に関する。特に、農業用トラクタ等の作業車両の走行制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、車両の左右クローラ式走行装置に、クラッチ圧を増加するに従い、出力回転を正転から逆転へ連続的に出力させる正逆転切替装置を備え、前記車両の前後進操作に応じて前記左右の正逆転切替装置の出力を同時に正逆切り替えて車両を前後進させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２４９０６５号公報（段落〔００１９〕）
【特許文献２】
特開２００２−３４９６４８号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、前記作業車両のように、正逆転切替装置の初期出力状態を正転に設定していると、車両を停止した状態から後進したい場合、油圧の作動遅れにより走行装置が一瞬前進側に駆動された後、後進するという恐れが有り、安全性、操作性に課題が有った。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
そこでこの発明は、前記課題に鑑みて作業車両の走行制御装置を以下のように構成した。即ち、請求項１の発明では、車両の左右各走行装置（１２，１２）に、左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を増加するに従い、出力回転を正転から逆転へ連続的に出力させる左右の正逆転切替装置（４，４）を備え、前記車両の前後進操作に応じて前記左右各正逆転切替装置（４，４）の出力を同時に正逆回転させて車両を前後進させる作業車両において、
前記車両の前後進操作具に前後進操作を検出する前後進検出センサ（４５）を備え、
前記車両の走行系動力伝達経路に車速を検出する車速センサ（４６）を備え、
エンジンキースイッチの入りと共に前記前後進操作具の操作位置を判定し、前進位置であれば左右のバネ圧クラッチ（３９，３９）の作用で前進可能となり、ハンドル切れ角に応じて旋回内側の油圧クラッチ（３７）のクラッチ圧を制御し、旋回内側の走行装置（１２）を連続的に前進状態から中立域を通過して逆回転可能な後進状態に変更可能に構成し、
前記前後進検出センサ（４５）により前後進操作具の後進操作を検出し、且つ前記車速センサ（４６）による車速検出値が０では前記左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を迅速に全圧近傍まで昇圧して車両を後進状態に設定する構成とし、前記前後進検出センサ（４５）により前後進操作具の後進操作を検出し、且つ前記車速センサ（４６）による車速検出値が０以外では、左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を油圧制御ライン（ａ）に沿って徐々に昇圧して車両を後進状態に移行し、この後進状態から車両を停止状態又は前進走行状態にするときは、前記油圧制御ライン（ａ）に沿って左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を下降する構成とし、
さらに、前後進操作具を後進側に操作したにもかかわらず車速センサ（４６）の検出値が前進方向の回転を検出したときは、警報器（５１）を作動させる制御手段（Ｃ）を備えたことを特徴とする作業車両とした。
（請求項１の作用）
以上のように構成した請求項１の発明では、エンジンキースイッチの入りと同時に前後進操作具の操作位置を判定し、前進位置であればハンドル切れ角に応じてクラッチ圧を制御して旋回内側の走行装置（１２）を連続的に前進状態から中立域を通過して逆回転可能な後進状態に変更する。
前後進検出センサ（４５）により後進操作を検出し、且つ前記車速センサ（４６）による車速検出値が０では左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を迅速に昇圧して車両を後進状態に設定する。一方、前記前後進検出センサ（４５）により後進操作を検出し、且つ前記車速センサ（４６）による車速検出値が０以外では、左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を油圧制御ライン（ａ）に沿って徐々に昇圧して車両を後進状態に移行する。この後進状態から車両を停止状態又は前進走行状態にするときは、油圧制御ライン（ａ）に沿って左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を下げる。
【０００６】
また、前後進操作具を後進側に操作したにもかかわらず車速センサ（４６）の検出値が前進方向の回転を検出したときは、警報器（５１）を作動する。
【０００７】
【発明の効果】
これにより、請求項１の発明では、作業車両の停車状態から後進への発進時に後進操作を選択したときには、前記左右の正逆転切替装置（４，４）は直ちに後進出力を行うため前記のような前進駆動が行なわれることがない。特に、低温時のエンジン始動直後等では、左右の油圧クラッチ（３７，３７）の油圧の立ち上がりが遅れてしまい、前後進操作具を後進位置に操作したつもりでも、油圧クラッチ（３７，３７）の接続が遅れてしまうことで左右のバネ圧クラッチ（３９，３９）の入り状態が維持されていまい、この結果、車体が一瞬前進走行してしまうことがあるが、このような不意をつかれて納屋などでの狭い場所での衝突等を防止できるようになる。
また走行中の後進操作では、目標昇圧カーブである油圧制御ライン（ａ）に沿って昇圧し、再び後進から車両の停止や前進に移行する場合も油圧制御ライン（ａ）に沿って減圧することで、次第に減速し後進又は前進走行になるので、車両の安全性、操作性を損なうことが無い。
また、前後進操作具を後進側に操作したにもかかわらず車速センサ（４６）の検出値が前進方向の回転を検出したときは、警報器（５１）を作動する構成としているので、運転者はクラッチペダルを踏んで主クラッチを切ることで、前進するのを防止できるようになる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明をクローラ型トラクタに搭載した場合について説明する。
トラクタは、図２と図３に示すように、運転席５やステアリングハンドル６を有して乗用形態としている。前側にはエンジン７を搭載し、ボンネット８で覆っている。ミッションケース９の後端下部には左右両側部にアクスルハウジング１０を有し、この内部に走行軸２を軸装して、外側端のスプロケット１１によってクローラ１２を駆動する構成としている。クローラ１２を掛け渡すクローラフレーム１３は、前記アクスルハウジング１０と車体前部との間に連結支持させている。図２中の符号１４はフロア、１５はクラッチペタル、１６はブレーキペタル、１７は前後進レバー、１８は安全フレームである。この車体後端には、リフトアーム１９によって昇降されるロータリ耕耘装置２１等の各種作業機が連結されて、ＰＴＯ軸２２により伝動される。
【０００９】
また前記クラッチペダル１５の回動基部には、この踏み込み操作を検出するクラッチペダルスイッチ４８を設け、走行系動力伝達経路の中立状態を検出する構成となっている。
また前記ミッションケース９内の走行系動力伝達経路は、エンジン７側の入力軸２３から、主クラッチ３、減速ギヤ２４、四段変速の主変速装置２５、二段変速の副変速装置２６、ブレーキ２７を有したブレーキ軸２８、走行軸２、正逆転切替装置４、スプロケット１１と順に構成されている。またＰＴＯ系動力伝達経路は、主クラッチ３から伝動されるカウンタ軸２９、ＰＴＯ変速装置３０を介して前記ＰＴＯ軸２２と順に構成されている。また、前記アクスルハウジング１０内には、前記走行軸２の両端部に、同軸芯上に沿う中軸３１と、端軸３２が配置軸装されて、この端軸３２の外端にスプロケット１１が固定されて、クローラ１２を駆動できる。また前記走行軸２の回転を逆転で出力する逆転クラッチ１は、この走行軸２の左右両端部に設けられる。この逆転クラッチ１を介して連動される二段形態の遊星ギヤ機構３３、３４がこれら走行軸２の端部と中軸３１との間に渡って設けられ、この中軸３１を正転と逆転とに切替えて伝動回転する構成としている。端軸３２上には減速用の遊星ギヤ機構３５が設けられる。
【００１０】
また、前記逆転クラッチ１の構成は、図４に示すように、油圧ピストン３６の油圧給排によって作動される湿式多板形態の油圧クラッチ３７と、バネ３８の圧力で入りにされるバネ圧クラッチ３９が、カップリング４０の仕切壁４１の両側部に設けられて、この油圧クラッチ３７とバネ圧クラッチ３９は入り切りを相互に反対方向に作動するように構成される。そして、油圧ピストン３６の油圧によって、油圧クラッチ３７切りでは、バネ圧クラッチ３９を入りとして、この走行軸２端の遊星ギヤ機構３３のサンギヤ４２とキャリヤ４３と一体回転させて正転伝動状態とし、又、この油圧クラッチ３７入りでは、バネクラッチ３９を切りとして、サンギヤ４２は走行軸２と一体回転させるが、カップリング４０の回転を固定してキャリヤ４３を固定して逆転伝動状態とする。
【００１１】
このようにして、走行軸２と一体にサンギヤ４２とキャリア４３を回転させると、二段目の遊星ギヤ機構３４が固定されて中軸３１を一体回転させ、最終の遊星ギヤ機構３５を介して端軸３２を減速伝動する。又、走行軸２と一体のサンギヤ４２の回転に対してキャリヤ４３を固定すると、二段遊星ギヤ機構３７，３９を介して中軸３１を逆回転に減速伝動し、更に最終の遊星ギヤ機構３５を介して端軸３２を減速伝動する。
【００１２】
従って、バネ圧クラッチ３９入りによって端軸３２を高速伝動比に前進回転させるのに対して、油圧クラッチ３７入りによって低速伝動比（例えば１：０．７）に後進回転させることができる。
前記逆転クラッチ１の昇圧制御を処理するコントローラＣは、図５に示すように、この入力側に、前記前後進レバー１７で操作される前後進スイッチ４５、左右の中軸３１の回転を検出することで車速を検出する回転センサ４６Ｌ，４６Ｒ、左右の油圧ピストン３６，３６内の油圧力を検出する圧力センサ４７Ｌ，４７Ｒ、主クラッチ３の入り切りを検出するクラッチペダルスイッチ４８、スピンターンの入切スイッチ４９等を有し、出力側には、左右のピストン３６の押圧力（クラッチ圧）を立てるための油圧回路の電磁比例弁５０Ｌ，５０Ｒを設けている。
【００１３】
これにより車両を前後進するときには、前後進スイッチ４５のＯＮ／ＯＦＦ操作に応じて左右の電磁比例弁５０Ｌ，５０Ｒに同時に出力が為されて、左右の各ピストン３６に同油圧力を立てて、予めコントローラＣに設定している昇圧目標カーブ（図１）に沿ってクラッチを昇圧制御する。
【００１４】
そして左右逆転クラッチ１は、初期状態においては油圧力が０ｋｇ／ｃｍ２であるので、前記油圧クラッチ３７は切り位置にあってバネ圧クラッチ３９が入り位置にあるから、車両は前進状態Ｆにある。このクラッチ圧を上昇させると油圧クラッチ３７が押圧されるが入りにはならず、尚切り位置を維持し、且つ、これによってバネ圧クラッチ３９側がバネ３８に抗して作動されて切り位置となり、走行軸２が駆動されていても中軸３１は非出力状態、即ち中立位置Ｎとなる。
【００１５】
更に、このクラッチ圧を所定圧（全圧近傍）に上昇させると油圧クラッチ３７が入り位置になり、バネ圧クラッチ３９がバネ３８に抗して作動されて切り位置になって、回転出力が逆転し、車両は後進状態Ｒに切替えられる。
このような逆転クラッチ１のクラッチ圧制御の操作は、前記前後進レバー１７の操作をコントローラＣが読み取って、電子的に電磁比例弁５０が出力されることによって行われる。油圧力は、図１に示すように、零（例えば０ｋｇ／ｃｍ２）から全圧Ｂ（例えば２６ｋｇ／ｃｍ２）域に昇降操作される。この油圧の零域を前進位置Ｆとし、全圧域を後進位置Ｒとし、これらの中間域に中立位置Ｎを設定する。ここで、一定のクラッチ予圧Ｃを立てる形態とする場合は、このクラッチ予圧Ｃでは直接油圧クラッチ３７を入りにさせないが、しかしバネ圧クラッチ３９も入りにさせない状態（中立位置Ｎ）を維持させる形態では、クラッチ予圧Ｃを中立位置Ｎ域内に設定する。又、バネ圧クラッチ３９を入りにさせた状態とする形態では、クラッチ予圧Ｃを前進位置Ｆ零域内に設定する。
【００１６】
尚、前記油圧制御ラインａは、クラッチ圧を下降するとき図１のラインと略前後対称形態として設定される。また図１中の（Ｃ）のグラフは、前記ステアリングハンドル６の回転操作に応じて旋回内だけの逆転クラッチ１を制御する場合のクラッチ目標カーブを示す。
【００１７】
ここで、この発明のような逆転クラッチ１を用いた前後進操作では、前後進レバー１７の操作でクラッチ圧を油圧制御によって零から全圧まで上昇させるため、車両停止中や、低温時の始動直後等では、この全圧を立てるために、遅いときは１〜２秒間程度にわたる長時間を要することがある。このようなとき油圧の立上りが遅れると後進位置操作のつもりでも、油圧クラッチ３７の入りが遅れてバネ圧クラッチ３９の入りが維持されて、一瞬車体が前進位置に走行され易くなる。納屋内のような狭い場所でこのようなことが起きると不意をつかれて危険であり、衝突、損傷事故等を生じ易く、操作性が悪くなる。
【００１８】
しかしながら、前記のように回転センサ４６Ｌまたは５６Ｒに車速が零と判別されたり、主クラッチセンサ４８により主クラッチ３が切りの判別がされ、且つ後進操作を検出したときは、油圧制御ラインａを経ないで、図１の（Ｂ）の作用を示すグラフのように、直ちに所定圧まで圧力上昇するものである。これによって一瞬の前進をなくすことができる。又、このような車速の零の時や、主クラッチ３の切りの時、即ち車両が停止している場合は、クラッチ圧の急激な変化によって油圧制御ラインａを無視した出力を行わせても、これによる車体へのショックは少ないものである。
【００１９】
詳しくは、図６に示すように、エンジンキースイッチのＯＮと共に、各種センサや設定器の状態がコントローラＣにより読み取られる。そして、前記前後進レバー１７の操作位置を判定し、これが前進位置であれば、通常通り図１の（Ｃ）に示すハンドル切れ角に応じてクラッチ圧を制御し、車両を操向する。また後進位置であれば、車両が停止（車速が零またはクラッチペダル踏込中）しているかどうかを判定し、停止している状態であれば、油圧制御ラインａを無視して、即時にクラッチ圧を所定圧にまで上昇させて、後進位置Ｒにする。また走行中であれば、目標昇圧カーブａに沿って徐々にクラッチを昇圧し車両を後進状態に移行する。これにより円滑な減速と、逆方向への加速を行わせることができる。
【００２０】
また、後進位置Ｒへの制御において、クラッチ圧が所定圧Ｂに達しない間に、回転センサ４６が回転を検出しないときや、この回転が操作方向とは逆方向の回転を検出したときは、後進位置への操作時に車体が前進する恐れがあるため、警報器５１を作動させる。これにより、運転者はこの警報によってクラッチペタル１５を踏んで主クラッチ３を切ることができる。
【００２１】
尚、前記走行制御装置の別形態としては、走行系の伝達経路が中立状態かどうかを検出する手段として、変速レバーの操作を検出し、これが中立位置に設定されているかどうか、或いは変速装置のシフターが中立位置に操作されているかどうかを検出する構成としても良い。
【００２２】
また前記停止状態から後進を迅速に行うには、前記クラッチのピストンに予圧Ｃを立てることによって、油圧制御の時間を更に短縮して前記後進時の一瞬の前進を無くすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】昇圧制御の目標圧力を示すグラフ。
【図２】トラクタの側面図。
【図３】トラクタの伝動機構線図。
【図４】逆転クラッチ部の断面図。
【図５】コントローラの接続状態を示すブロック図。
【図６】制御フローチャート。
【符号の説明】
ａ油圧制御ライン
Ｃ制御手段
１逆転クラッチ
２走行軸
３主クラッチ
４正逆転切替装置
１２走行装置
３３遊星ギヤ機構
３４遊星ギヤ機構
３６油圧シリンダ
３７油圧クラッチ
３９バネ圧クラッチ
４５前後進検出センサ
４６車速センサ

Claims

車両の左右各走行装置（１２，１２）に、左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を増加するに従い、出力回転を正転から逆転へ連続的に出力させる左右の正逆転切替装置（４，４）を備え、前記車両の前後進操作に応じて前記左右各正逆転切替装置（４，４）の出力を同時に正逆回転させて車両を前後進させる作業車両において、
前記車両の前後進操作具に前後進操作を検出する前後進検出センサ（４５）を備え、
前記車両の走行系動力伝達経路に車速を検出する車速センサ（４６）を備え、
エンジンキースイッチの入りと共に前記前後進操作具の操作位置を判定し、前進位置であれば左右のバネ圧クラッチ（３９，３９）の作用で前進可能となり、ハンドル切れ角に応じて旋回内側の油圧クラッチ（３７）のクラッチ圧を制御し、旋回内側の走行装置（１２）を連続的に前進状態から中立域を通過して逆回転可能な後進状態に変更可能に構成し、
前記前後進検出センサ（４５）により前後進操作具の後進操作を検出し、且つ前記車速センサ（４６）による車速検出値が０では前記左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を迅速に全圧近傍まで昇圧して車両を後進状態に設定する構成とし、前記前後進検出センサ（４５）により前後進操作具の後進操作を検出し、且つ前記車速センサ（４６）による車速検出値が０以外では、左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を油圧制御ライン（ａ）に沿って徐々に昇圧して車両を後進状態に移行し、この後進状態から車両を停止状態又は前進走行状態にするときは、前記油圧制御ライン（ａ）に沿って左右の油圧クラッチ（３７，３７）のクラッチ圧を下降する構成とし、
さらに、前後進操作具を後進側に操作したにもかかわらず車速センサ（４６）の検出値が前進方向の回転を検出したときは、警報器（５１）を作動させる制御手段（Ｃ）を備えたことを特徴とする作業車両。