JP5266072B2

JP5266072B2 - トラクタの旋回制御装置

Info

Publication number: JP5266072B2
Application number: JP2009008860A
Authority: JP
Inventors: 武二田中; 弘章山崎; 重治木村
Original assignee: MITSUBISHI NOUKI KABUSHIKI KAISHA
Current assignee: MITSUBISHI NOUKI KABUSHIKI KAISHA
Priority date: 2009-01-19
Filing date: 2009-01-19
Publication date: 2013-08-21
Anticipated expiration: 2029-01-19
Also published as: JP2010163129A

Description

本発明は、前輪の操舵に応じて、作業機の上昇や前輪倍速装置の作動を自動的に行うトラクタの旋回制御装置に関する。

圃場端に至って機体を旋回する際に、作業機を予め上昇させた後、前輪倍速装置を作動させて小回り旋回を行うトラクタが知られている。例えば、特許文献１に示されるトラクタでは、作業機の上昇制御と前輪倍速装置の作動制御との間に時間差を設けることによって、枕地における斜め方向への耕耘土の跳ね飛ばしを少なくし、耕耘面の仕上がりの低下を防止しようとすることに優位性が認められる。

特開２００７−１３１２１９号公報

しかしながら、特許文献１に示されるトラクタは、前輪倍速装置を一定の遅延時間をもって作動させるものであるため、旋回時の車速の大小によって前輪倍速装置が作動するまでに機体が走行する距離が異なることとなって、枕地耕耘回数を減らして作業効率を向上させようとするオペレータにとっては、最適な旋回タイミングを見つけ出すことが困難になるという問題があった。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、前輪が操舵されると、作業機を上昇させると共に、前輪倍速装置を作動させて機体の旋回を行うトラクタの旋回制御装置において、前輪が所定の操舵角以上に操舵されたことを検出するのに伴い、旋回アップ制御の入り／切り状態を判断し、この判断結果が入りである場合には作業機を上昇させる制御を実行し、その後は、前輪倍速制御の入り／切り状態を判断し、この判断結果が入りである場合には走行距離の演算を行いつつ、機体が設定距離以上に走行したことを検出するのに伴って前輪倍速装置の作動を開始するように構成してあることを特徴とするトラクタの旋回制御装置である。
請求項２の発明は、前記前輪倍速装置の作動が開始された後、オートブレーキ制御の入り／切り状態を判断し、この判断結果が入りである場合には機体が設定距離以上に走行したことを検出するのに伴って旋回内側の後輪に制動をかけるように構成してあることを特徴とする請求項１記載のトラクタの旋回制御装置である。

請求項１の発明とすることにより、前輪が所定の操舵角以上に操舵されたことを検出するのに伴って作業機を上昇させる制御を開始すると共に、この上昇制御が開始された後、機体が設定距離以上に走行したことを検出するのに伴って前輪倍速装置の作動を開始するので、枕地における斜め方向への耕耘土の跳ね飛ばしを少なくして、耕耘面の仕上がりを良好に保持することができると共に、旋回時の車速の大小に拘わらず前輪倍速装置が作動するまでに機体が走行する距離が一定となって、圃場端との間の目視による距離感覚にもとづいて最適な旋回タイミングを見つけ出し易くなり、結果として枕地耕耘回数を減らして作業効率を向上させることができる。
また、請求項２の発明とすることにより、前輪倍速装置の作動が開始された後、機体が設定した距離以上に走行したことを検出するのに伴って旋回内側の後輪に制動をかけるので、前輪倍速装置と後輪制動との同時作動による急激な機械的ショックが防止され、円滑に機体の小回り旋回を行うことができる。

トラクタの側面図である。トランスミッションケースの全体断面図である。トラクタの油圧構成を示す油圧回路図である。オートブレーキシリンダを示す斜視図である。制御装置の入出力を示すブロック図である。旋回制御の作用説明図である。旋回制御のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、Ｔは農用のトラクタであって、該トラクタＴには、トランスミッションケース１が搭載されている。図２に示すように、トランスミッションケース１は、主クラッチ機構２を介してエンジンＥの動力を入力すると共に、入力した動力を走行動力伝動経路３とＰＴＯ動力伝動経路４とに分岐させる。

走行動力伝動経路３には、摩擦多板式の油圧クラッチＣ１〜Ｃ４を用いて構成され、４段の変速を行う第一主変速装置５と、摩擦多板式の油圧クラッチＣＦ、ＣＲを用いて構成され、走行動力の正逆転変速を行う前後進切換装置６と、常時噛合式の歯車変速装置を用いて構成され、３段の変速を行う副変速装置７と、摩擦多板式の油圧クラッチＣＬ、ＣＨを用いて構成され、高低２段の変速を行う第二主変速装置８とが設けられている。

上記の構成によれば、前後進切換装置６による変速によって前進と後進の切り換えができると共に、第一主変速装置５と第二主変速装置８による変速の組み合せによって８段の走行変速が可能であり、さらに、副変速装置７による変速を組み合せることによって２４段の走行変速が可能になる。

第一主変速装置５、前後進切換装置６、副変速装置７及び第二主変速装置８で変速された走行動力は、前車軸及び後車軸に伝動される。前車軸への動力伝動経路には、前車軸に伝達する動力を高低に変速又は切断する前輪倍速装置９が設けられており、該前輪倍速装置９による動力の変速又は切断によって、旋回時における前輪倍速駆動や４駆、２駆の切換えが行われるようになっている。そして、前輪倍速装置９は、摩擦多板式の油圧クラッチを用いて構成されることにより、円滑な変速や切断が可能となっている。

ＰＴＯ動力伝動経路４には、摩擦多板式の油圧クラッチを用いて構成されるＰＴＯクラッチ１０と、常時噛合式の歯車変速装置を用いて構成されるＰＴＯ変速装置１１とが設けられており、走行状態に影響されない独立したＰＴＯ動力伝動系、すなわち、インディペンデントＰＴＯ仕様のＰＴＯ動力伝動経路４を構成している。

本実施形態のトラクタＴには、図３に示すような油圧回路が構成されている。この油圧回路は、２つの油圧ポンプＰ１、Ｐ２を備え、一方の油圧ポンプＰ１から供給される油圧で、前輪倍速装置９、リフトシリンダ１２及びリフトロッドシリンダ１３を動作させ、他方の油圧ポンプＰ２から供給される油圧で、ステアリングユニット１４、第一主変速装置５、前後進切換装置６、第二主変速装置８、ＰＴＯクラッチ１０及び自動ブレーキ旋回装置１５を作動させるように構成されている。

自動ブレーキ旋回装置１５は、機体の旋回に応じて、旋回内側の後輪Ｋに自動的に制動をかける自動ブレーキ旋回機能を実現するためのものであって、左右一対の自動ブレーキシリンダ１６Ｌ、１６Ｒを備えて構成されている。図４に示すように、自動ブレーキシリンダ１６Ｌ、１６Ｒは、機体底部に左右振り分け状に配置され、左右のブレーキロッド１７Ｌ、１７Ｒに連繋されている。そして、左側の自動ブレーキシリンダ１６Ｌが作動すると、左側のブレーキロッド１７Ｌを介して、リヤアクスルケース１８に設けられる左側のサイドブレーキレバー１９Ｌが引かれるのに伴い、リヤアクスルケース１８内の左側サイドブレーキ（図示せず）が作動し、左側の後輪Ｋに制動がかかる。また、右側の自動ブレーキシリンダ１６Ｒが作動すると、右側のブレーキロッド１７Ｒを介して、リヤアクスルケース１８に設けられる右側のサイドブレーキレバー１９Ｒが引かれるのに伴い、リヤアクスルケース１８内の右側サイドブレーキ（図示せず）が作動し、右側の後輪Ｋに制動がかかる。

図１に示すように、トラクタＴの機体後部には、昇降リンク機構２０を介して作業機２１が連結されている。トラクタＴに連結可能な作業機２１は多種多様であるが、本実施形態では、ロータリなどの耕耘作業機を想定している。そして、トラクタＴに連結された作業機２１は、前述したリフトシリンダ１２の油圧作動に応じて昇降すると共に、リフトロッドシリンダ１３の油圧作動に応じて左右傾斜することが可能になる。

図５に示すように、トラクタＴには、本発明の旋回制御装置として作動する制御装置２２が設けられている。本実施形態の制御装置２２は、互いに接続された３つのマイコン２２ａ〜２２ｃを用いて構成されており、マイコン２２ａの入力側には、図示しないポジションレバー（作業機高さ設定レバー）の設定位置を検出するポジションセンサ２３、後述する上昇制御時の作業機上昇高さを設定する上げ高さ設定器２４、作業機２１の高さを検出するリフトアームセンサ２５、機体の後進を検出するバックスイッチ２６、前輪Ｚの右操舵（右旋回操作）を検出する右操舵用前輪切れ角検出スイッチ２７、前輪Ｚの左操舵（左旋回操作）を検出する左操舵用前輪切れ角検出スイッチ２８、作業機２１の上昇操作具である上昇用リフトアームスイッチ２９、作業機２１の下降操作具である下降用リフトアームスイッチ３０などが接続される一方、マイコン２２ａの出力側には、リフトシリンダ１２を上昇側に作動させるための上昇用比例制御バルブ３１、リフトシリンダ１２を下降側に作動させるための下降用比例制御バルブ３２、２駆・４駆切換えを行うための４駆切換バルブ３３、前輪Ｚの等速駆動と倍速駆動を切換えるための倍速切換バルブ３４、左側自動ブレーキシリンダ１６Ｌを作動させるための左用オートブレーキバルブ３５、右側自動ブレーキシリンダ１６Ｒを作動させるための右用オートブレーキバルブ３６などが接続されている。

また、マイコン２２ｂの入力側には、車速を検出するピックアップセンサ３７、作業機２１を簡易に昇降操作するためのクイックアップレバー３８、２駆・４駆の切換操作具である４駆スイッチ３９、前輪倍速制御及びオートブレーキ制御を入り／切り操作する倍速・オートブレーキスイッチ４０、バックアップ制御を入り／切り操作するバックアップスイッチ４１、旋回アップ制御を入り／切り操作する旋回アップスイッチ４２などが接続される一方、マイコン２２ｂの出力側には、各種の状態表示を行うランプ類が接続されている。尚、マイコン２２ｃは、主に液晶画面の表示制御を行うためのものである。

上記のように構成される制御装置２２は、ＲＯＭに書き込まれたプログラムにしたがって、図７に示すような旋回制御を行う。旋回制御は、機体の旋回に応じて作業機２１を自動的に上昇させる旋回アップ制御、機体の旋回に応じて前輪Ｚを自動的に倍速駆動させる前輪倍速制御、機体の旋回に応じて旋回内側の後輪Ｋを自動的に制動するオートブレーキ制御、機体の後進に応じて作業機２１を自動的に上昇させるバックアップ制御などを複合的に実行するように構成されており、旋回時におけるオペレータの操作負担を軽減しつつ、機体の小回り旋回を実現させる。以下、本発明の旋回制御について、図６及び図７を参照して説明する。

まず、本発明の旋回制御が有する特徴及び効果について、図６を参照して説明する。図６に示すように、本発明の旋回制御では、前輪Ｚが操舵されると、作業機２１を上昇させると共に、前輪Ｚを倍速駆動させて機体の旋回を行うにあたり、前輪Ｚが所定の操舵角以上に操舵されたことを検出するのに伴って作業機２１を上昇させる制御を開始すると共に、この上昇制御が開始された後、機体が設定距離以上（例えば、３０ｃｍ以上）に走行したことを検出するのに伴って前輪Ｚの倍速駆動を開始するようにしてある。このようにすると、枕地における斜め方向への耕耘土の跳ね飛ばしを少なくして、耕耘面の仕上がりを良好に保持することができると共に、旋回時の車速の大小に拘わらず前輪Ｚが倍速駆動するまでに機体が走行する距離が一定となって、圃場端との間の目視による距離感覚にもとづいて最適な旋回タイミングを見つけ出し易くなり、結果として枕地耕耘回数を減らして作業効率を向上させることができる。

また、本発明の旋回制御では、前輪Ｚの倍速駆動が開始された後、機体が設定距離以上（例えば、１０ｃｍ以上）に走行したことを検出するのに伴って旋回内側の後輪Ｋに制動をかけるようにしてある。このようにすると、前輪Ｚの倍速駆動と後輪Ｋの制動が同時に開始されることによる急激な機械的ショックの発生を防止し、円滑に機体の小回り旋回を行うことができる。

次に、本発明の実施形態に係る旋回制御の具体的な制御手順について、図７を参照して説明する。図７に示すように、旋回制御では、まず、必要なデータの読み込みを行った後（Ｓ１）、機体後進を検出するバックスイッチ２６のＯＮ／ＯＦＦを判断する（Ｓ２）。この判断結果がＯＮの場合は、ＯＦＦからＯＮへの切換りであるか否かを判断し（Ｓ３）、この判断結果がＹＥＳの場合は、バックアップ制御の入り／切り状態を判断する（Ｓ４）。そして、この判断結果が入りである場合は、サブルーチンの上昇制御を実行し、作業機２１を上昇させる（Ｓ５）。

一方、バックアップスイッチ２６がＯＦＦの場合は、切れ角検出スイッチ２７、２８のＯＮ／ＯＦＦを判断し（Ｓ６）、この判断結果がＯＮの場合は、ＯＦＦからＯＮへの切換りであるか否かを判断する（Ｓ７）。この判断結果がＹＥＳの場合は、旋回開始であると判断し、走行距離（変数）に「０」をセットすると共に（Ｓ８）、旋回アップ制御の入り／切り状態を判断し（Ｓ９）、この判断結果が入りである場合は、サブルーチンの上昇制御を実行し、作業機２１を上昇させる（Ｓ１０）。

そして、旋回に応じて作業機２１を自動上昇させる処理の後は、前輪倍速制御（倍速・オートブレーキ制御）の入り／切り状態を判断し（Ｓ１１）、この判断結果が入りである場合は、走行距離の演算を行いつつ（Ｓ１２）、作業機上昇からの走行距離が設定距離Ｌ１以上となったか否かを判断する（Ｓ１３）。例えば、車速に経過時間を乗じて走行距離を求め、この走行距離が３０ｃｍ以上になったか否かを判断する。そして、作業機上昇からの走行距離が設定距離以上となったら、サブルーチンである倍速制御を実行し（Ｓ１４）、前輪Ｚの倍速駆動を開始する。

また、倍速制御の実行中は、オートブレーキ制御（倍速・オートブレーキ制御）の入り／切り状態を判断し（Ｓ１５）、この判断結果が入りである場合は、作業機上昇からの走行距離が設定距離Ｌ２（Ｌ２＞Ｌ１）以上となったか否かを判断する（Ｓ１６）。例えば、作業機上昇からの走行距離が４０ｃｍ以上になったか否かを判断する。そして、作業機上昇からの走行距離が設定距離以上となったら、サブルーチンである制動制御を実行し（Ｓ１７）、旋回内側の後輪Ｋに制動をかける。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、前輪Ｚが操舵されると、作業機２１を上昇させると共に、前輪Ｚを倍速駆動させて機体の旋回を行うトラクタＴの制御装置２２において、前輪Ｚが所定の操舵角以上に操舵されたことを検出するのに伴って作業機２１を上昇させる制御を開始すると共に、この上昇制御が開始された後、機体が設定距離以上に走行したことを検出するのに伴って前輪Ｚの倍速駆動を開始するようにしたので、枕地における斜め方向への耕耘土の跳ね飛ばしを少なくして、耕耘面の仕上がりを良好に保持することができると共に、旋回時の車速の大小に拘わらず前輪Ｚが倍速駆動するまでに機体が走行する距離が一定となって、圃場端との間の目視による距離感覚にもとづいて最適な旋回タイミングを見つけ出し易くなり、結果として枕地耕耘回数を減らして作業効率を向上させることができる。

また、前輪Ｚの倍速駆動が開始された後、機体が設定距離以上に走行したことを検出するのに伴って旋回内側の後輪Ｋに制動をかけるようにしたので、前輪Ｚの倍速駆動と後輪Ｋの制動が同時に開始されることによる急激な機械的ショックの発生が防止され、円滑に機体の小回り旋回を行うことができる。

尚、本発明は、前記実施形態に限定されないことは勿論であって、特許請求の範囲を逸脱しない限り、任意の変更を加えることができる。

１トランスミッションケース
９前輪倍速装置
１６自動ブレーキシリンダ
２１作業機
２２制御装置
Ｔトラクタ
Ｚ前輪
Ｋ後輪

Claims

前輪が操舵されると、作業機を上昇させると共に、前輪倍速装置を作動させて機体の旋回を行うトラクタの旋回制御装置において、
前輪が所定の操舵角以上に操舵されたことを検出するのに伴い、旋回アップ制御の入り／切り状態を判断し、この判断結果が入りである場合には作業機を上昇させる制御を実行し、その後は、前輪倍速制御の入り／切り状態を判断し、この判断結果が入りである場合には走行距離の演算を行いつつ、機体が設定距離以上に走行したことを検出するのに伴って前輪倍速装置の作動を開始するように構成してあることを特徴とするトラクタの旋回制御装置。
前記前輪倍速装置の作動が開始された後、オートブレーキ制御の入り／切り状態を判断し、この判断結果が入りである場合には機体が設定距離以上に走行したことを検出するのに伴って旋回内側の後輪に制動をかけるように構成してあることを特徴とする請求項１記載のトラクタの旋回制御装置。