JP7193435B2

JP7193435B2 - 作業車

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Publication number: JP7193435B2
Application number: JP2019173044A
Authority: JP
Inventors: 亮池田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2019-09-24
Filing date: 2019-09-24
Publication date: 2022-12-20
Anticipated expiration: 2039-09-24
Also published as: US20210086831A1; EP3797573B1; EP3797573A1; US11702135B2; JP2021049828A

Description

本発明は、走行操作を行うと共にブレーキを制動状態にする操縦レバーを備える作業車に関する。

作業車は、ブレーキが制動状態に操作されることにより、機体が確実に停止状態で維持される。作業車のブレーキを制動状態にする操作は、操作を簡便に行うようにするため、操縦レバーによる機体の操縦と連動して行われる構成とされる場合がある。

例えば、特許文献１に開示された作業車（特許文献１ではコンバイン）では、操縦レバー（特許文献１では変速レバー）がニュートラル位置（特許文献１では中立位置）で一定時間維持されることにより、ブレーキが制動状態に操作される。

他にも、特許文献２に開示された作業車では、操縦レバーを前後方向に操作してニュートラル位置に操作した後、操縦レバーを左右方向に開くことにより、ブレーキが制動状態に操作される。

特開平９－１１２５８４号公報米国特許第６４３４９１７号明細書

操縦レバーの操作位置は位置センサーにより検出される。そのため、位置センサーに不具合が生じていると、運転者の意図に反してブレーキが解除状態になったり、制動状態を解除したとたんに機体が急発進したりする場合がある。例えば、特許文献１に開示の作業車では、操縦レバーがニュートラル位置に操作されているとしても、位置センサーに不具合があると、操縦レバーがニュートラル位置から移動されたと判断されて、ブレーキが解除状態になる場合がある。また、特許文献２に開示の作業車では、操縦レバーを左右方向に操作してブレーキを解除状態に操作した際に、位置センサーが操縦レバーの前後方向の位置を誤検知した場合、ブレーキが解除された瞬間に機体が走行してしまう場合がある。

本発明は、操縦レバーにより機体の走行の操作とブレーキの操作とを行う場合であっても、適切にブレーキの制動を解除することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の一実施形態に係る作業車は、走行装置と、前記走行装置を制動するブレーキと、前記走行装置による走行を操作する操舵レバーと、前記操舵レバーの操作可能範囲であって、前記走行装置の走行速度に対応する走行用操作経路および、前記ブレーキを制動状態にする停車位置と前記走行用操作経路とに亘る停止用操作経路を有する操作経路と、前記走行用操作経路における前記操舵レバーの操作位置を検出する走行用位置センサーと、前記停止用操作経路における前記操舵レバーの操作位置を検出する制動用位置センサーと、前記走行装置を駆動する駆動部と、前記走行用位置センサーの検出値に応じて前記駆動部を制御する走行制御部と、前記操舵レバーが前記停車位置に操作されたことを前記制動用位置センサーが検知することにより前記ブレーキを前記制動状態に制御し、前記操舵レバーが前記停車位置から前記走行用操作経路に操作されていることを前記制動用位置センサーが検知すると共に、走行が停止する操作位置に対応するニュートラル位置に前記操舵レバーが位置することを前記走行用位置センサーが検知することを条件として前記ブレーキを解除状態に制御する制動制御部とを備える。

このような構成により、操縦レバーが停車位置から離れ、かつ、ニュートラル位置に操作されていることを走行用位置センサーが検出した場合にのみ、ブレーキが制動状態から解除状態に移行されるため、走行用位置センサーに不具合があったとしても、作業車が誤発進することが抑制され、適切にブレーキの制動を解除することができる。

また、前記走行装置は前進と後進を行い、前記停止用操作経路と前記走行用操作経路とは前記ニュートラル位置で接し、前記停車位置は前記走行用操作経路と離間する位置にあり、前記走行用操作経路は、前記ニュートラル位置を挟んで、前進用操作経路と後進用操作経路とに分かれることが好ましい。

このような構成により、ブレーキの制御を含めた、操縦レバーによる走行の制御が円滑に行われ、適切にブレーキの制動を解除することができる。

また、前記ニュートラル位置は、前記走行用操作経路内において所定の範囲の位置であっても良い。

操舵レバーは、ニュートラル位置について一定の不感帯を有す。そのため、走行用位置センサーがニュートラル位置であると検出する範囲に一定の幅を持たせることにより、ブレーキの解除に係る構成が、実際の走行態様と合致し、操作性が向上する。

また、前記走行装置は左右に一対に設けられ、前記操舵レバーは、左右の前記走行装置それぞれに対応して一対に設けられ、前記制動制御部は、両方の前記操舵レバーが前記ニュートラル位置に位置することを前記走行用位置センサーが検知した場合にのみ前記ブレーキを前記解除状態にしても良い。

一方の走行装置が駆動されただけで、作業車は走行を行う。上記構成により、両方の操舵レバーに対してブレーキが解除される操作が行われて初めてブレーキが解除状態にされるため、作業車が誤発進することが確実に抑制され、適切にブレーキの制動を解除することができる。

また、警報装置を備え、前記操舵レバーが前記停車位置に操作されたことを前記制動用位置センサーが検知している際に、前記ニュートラル位置以外に前記操舵レバーが位置することを前記走行用位置センサーが検出すると、前記制動制御部は前記警報装置を作動させても良い。

このような構成により、走行用位置センサーが誤動作している可能性を早期に認識することができ、早期に対応することが可能となる。

電動草刈機の左側面図である。電動草刈機の平面図である。操舵レバーの位置検出構成を例示する概念図である。操舵レバーによる操作を制御する構成を例示するブロック図である。

〔電動草刈機の基本構成〕
本発明による作業車の実施形態の一例を説明する。本明細書では、特に断りがない限り、「前」は車体前後方向（走行方向）に関して前方を意味し、「後」は車体前後方向（走行方向）に関して後方を意味する。また、左右方向または横方向は、車体前後方向に直交する車体横断方向（車体幅方向）を意味する。「上」または「下」は、車体の鉛直方向（垂直方向）での位置関係であり、地上高さにおける関係を示す。

図１および図２に、作業車の一例として電動草刈機が示される。電動草刈機は、車体１と、左右一対の前輪１１，１１と、左右一対の後輪１２，１２と、モーアユニット２と、バッテリ収納部３とを備える。左右一対の前輪１１，１１は車体１の前部に設けられ、左右一対の後輪１２，１２は車体１の後部に設けられる。モーアユニット２は、車体１の下部で、前後方向および左右方向において、左右一対の前輪１１，１１と、左右一対の後輪１２，１２と、の間に支持される。バッテリ収納部３は、車体１の後部において、左右一対の後輪１２，１２の間に支持される。

車体１はフレーム１０を備え、車体１の上部に作業車が搭乗する運転座席１３やロプスフレーム１４等が設けられる。運転座席１３はフレーム１０に支持され、ロプスフレーム１４の下部はフレーム１０に連結される。

フレーム１０の後部に左右一対の走行モータ１６，１６と、左右一対の減速機構１７，１７とが配置される。機体（車体１）右側の走行モータ１６の動力が機体右側の減速機構１７を介して機体右側の後輪１２に伝達される。また、機体左側の走行モータ１６の動力が機体左側の減速機構１７を介して機体左側の後輪１２に伝達される。

運転座席１３よりも左右両側に、左右一対の操舵レバー１８，１８が配置されている。それぞれの操舵レバー１８は所定の操作経路１９の範囲内で操作される。操作経路１９は走行用操作経路１９ａと停止用操作経路１９ｂとからなる。走行用操作経路１９ａは、中立位置を挟んで、前進時の速度を操作する経路と、後進時の速度を操作する経路とが機体前後方向に並ぶ構成である。停止用操作経路１９ｂは、中立位置で走行用操作経路１９ａと接し、機体左右方向に向けて設けられる。停止用操作経路１９ｂにおいて、機体右側の操舵レバー１８は、中立位置から右側に延びる停止用操作経路１９ｂに沿って操作可能である。機体左側の操舵レバー１８は、中立位置から左側に延びる停止用操作経路１９ｂに沿って操作可能である。作業車が機体右側の操舵レバー１８を中立位置に操作すると、機体右側の走行モータ１６が停止する。作業車が機体右側の操舵レバー１８を前進側に操作すると、機体右側の走行モータ１６が前進側に回転する。作業車が機体右側の操舵レバー１８を後進側に操作すると、機体右側の走行モータ１６が後進側に回転する。作業者が機体右側の操舵レバー１８を中立位置から右側に開き、停止用操作経路１９ｂの端部に操作すると、機体右側の後輪１２の駐車ブレーキ（「ブレーキ」に相当）が制動状態になる。また、作業車が機体左側の操舵レバー１８を中立位置、前進側、後進側、および停止用操作経路１９ｂの左端部側に操作すると、機体左側の走行モータ１６が前述と同様に動作する。これにより、走行モータ１６は走行車輪としての後輪１２を駆動可能に構成されている。つまり、作業者が左右夫々の操舵レバー１８，１８を独立的に操作することによって、左右夫々の後輪１２，１２が独立的に駆動される。この結果、電動草刈機は走行および旋回を可能である。

モーアユニット２は、ハウジングユニット２０と、刈刃２１と、刈刃モータ２２と、リンク機構２３とを備える。ハウジングユニット２０の下部は下方に向かって開放され、刈刃２１および刈刃モータ２２はハウジングユニット２０に収納される。このため、刈刃２１の前後左右の側方と刈刃２１の上方とは、ハウジングユニット２０によって覆われる。刈刃２１は、刈刃モータ２２の動力によって、ハウジングユニット２０の内部で縦軸芯回りに回転可能に構成される。ハウジングユニット２０は、リンク機構２３によって昇降自在にフレーム１０から吊り下げられる。

上述したようにバッテリ収納部３が車体１の後部に設けられ、バッテリ収納部３はバッテリユニット４を収納可能に構成される。バッテリユニット４は走行モータ１６や刈刃モータ２２に対して電力を供給可能に構成される。

〔操舵レバー〕
図３，図４を用いて、操舵レバー１８の位置検出構成と、操舵レバー１８による走行制御構成について説明する。

上述のように、操舵レバー１８は、操作可能範囲である操作経路１９の範囲内で操作される。また、操舵レバー１８の操作位置に応じて、電動草刈機の前進・後進走行が制御されると共に、駐車ブレーキ３６（「ブレーキ」に相当）が制動状態および解除状態に制御される。そのため、操舵レバー１８には、操作経路１９内の操作位置を検出するための、走行用位置センサー３０および制動用位置センサー３２が設けられる。

走行用位置センサー３０は、操作経路１９の走行用操作経路１９ａにおける操舵レバー１８の操作位置を検出する。具体的には、走行用位置センサー３０は、操舵レバー１８が走行用操作経路１９ａにおいて、ニュートラル位置に操作されているか、前進側または後進側のどの位置に操作されているかを検出する。走行用位置センサー３０は、走行用操作経路１９ａにおける操舵レバー１８の操作位置を検出し、電動草刈機の走行を制御すべく、走行制御部３４および制動制御部３５に検出値を送信する。

走行制御部３４は、走行用位置センサー３０の検出値に応じて電動草刈機の走行を制御する。電動草刈機の走行は後輪１２（「走行装置」に相当）の回転方向と回転数によって決まる。後輪１２は、上述のように、走行モータ１６（「駆動部」に相当）により駆動される。走行制御部３４は、走行用位置センサー３０の検出値に応じて走行モータ１６を制御する。その結果、走行制御部３４は、後輪１２の回転を制御して電動草刈機の走行を制御する。なお、上述のように、左右一対の後輪１２に対応して、一対の操舵レバー１８が設けられる。一対の操舵レバー１８が個別に操作されることにより左右の後輪１２が個別に操作され、左右の後輪１２の回転数差等により旋回の制御も行われる。

制動用位置センサー３２は、停止用操作経路１９ｂの走行用操作経路１９ａから離れる側の端部の近傍に設けられる。制動用位置センサー３２は、操舵レバー１８が制動用位置センサー３２と接触するか否かにより、操舵レバー１８が停止用操作経路１９ｂの走行用操作経路１９ａから離れる側の端部である停車位置に操作されているか否かを検知する。制動用位置センサー３２は、検知結果を制動制御部３５に送信する。制動制御部３５は、制動用位置センサー３２の検知結果に応じて、駐車ブレーキ３６を制動状態または解除状態に制御する。

走行中に両方の操舵レバー１８が走行用操作経路１９ａをニュートラル位置に操作されると電動草刈機は停車する。その後、操舵レバー１８が機体外側に向けて操作され、停止用操作経路１９ｂの停車位置まで操舵レバー１８が開かれると、制動用位置センサー３２が操舵レバー１８を検知する。制動用位置センサー３２は、操舵レバー１８を検知すると、検知した旨の信号である制動信号を制動制御部３５に送信する。制動制御部３５は、制動信号を受信すると、駐車ブレーキ３６を制動状態にして後輪１２の回転を規制する。この時、左右の操舵レバー１８の一方が停車位置まで開かれた際には、対応する後輪１２の駐車ブレーキ３６のみを制動状態にしても良いし、両方の操舵レバー１８が停車位置まで開かれて初めて両方の駐車ブレーキ３６を同時に制動状態にしても良い。

操舵レバー１８が停車位置から離れると、制動用位置センサー３２は操舵レバー１８を非検知状態となり、操舵レバー１８を検知していない旨の信号である解除信号を制動制御部３５に送信する。さらに操舵レバー１８が停止用操作経路１９ｂ内を操作され、ニュートラル位置に到達すると、走行用位置センサー３０は、操舵レバー１８がニュートラル位置に操作されたことを検出する。走行用位置センサー３０は、操舵レバー１８がニュートラル位置に操作されたか否かを含む、操舵レバー１８の操作位置対応する検出値を制動制御部３５に送信する。

駐車ブレーキ３６が制動状態である場合において、制動制御部３５は、制動用位置センサー３２から、操舵レバー１８が停止用操作経路１９ｂの停車位置から離れたことを意味する解除信号を受信していても、走行用位置センサー３０から受信した検出値がニュートラル位置に対応する検出値でない場合は制動状態を維持する。駐車ブレーキ３６が制動状態である場合において、制動制御部３５は、制動用位置センサー３２から解除信号を受信しており、かつ、走行用位置センサー３０から受信した検出値がニュートラル位置に対応する検出値である場合、駐車ブレーキ３６を解除状態に移行させる制御を行う。

このように、駐車ブレーキ３６を制動状態から解除状態に移行させる際に、操舵レバー１８が停車位置から離れたことを制動用位置センサー３２が検知したとしても、操舵レバー１８がニュートラル位置にあることを走行用位置センサー３０が検出しない限り、制動制御部３５は駐車ブレーキ３６を解除状態に移行させない。そして、操舵レバー１８が停車位置から離れていることを制動用位置センサー３２が検知すると共に、操舵レバー１８がニュートラル位置にあることも走行用位置センサー３０が検出して初めて、制動制御部３５は駐車ブレーキ３６を解除状態に移行させる。

駐車ブレーキ３６の制動状態から解除状態への移行を、制動用位置センサー３２の検出値のみを判断基準として行うこともできるが、その際、走行用位置センサー３０に不具合があり、実際には操舵レバー１８がニュートラル位置にあるにもかかわらず、走行中に対応する位置にあると誤認識すると、運転者の意図に反して電動草刈機が急発進してしまう場合がある。上記のような構成により、駐車ブレーキ３６が制動状態から解除状態に移行される際に、操舵レバー１８が停車位置から離れたことを制動用位置センサー３２が検知することのみならず、走行用位置センサー３０がニュートラル位置を検出していることを条件とする。その結果、走行用位置センサー３０がニュートラル位置を検出していると電動草刈機は停車状態が維持され、走行モータ１６が駆動されないので、駐車ブレーキ３６が解除状態となったとしても、電動草刈機が急発進することを抑制して、適切にブレーキの制動を解除することができる。

〔別実施形態〕
（１）電動草刈機は、さらに警報装置３７を備えても良い。操舵レバー１８が停車位置に操作されたことを制動用位置センサーが３２検知している際に、ニュートラル位置以外に操舵レバー１８が位置することを走行用位置センサー３０が検出すると、制動制御部３５は警報装置３７を作動させ、警報を発して警告を行う。

操舵レバー１８が停車位置にある場合、操舵レバー１８が前進または後進に対応する位置にあると走行用位置センサー３０が検出することは、走行用位置センサー３０が誤認識していることを意味する。また、これに伴い、走行制御部３４は、電動草刈機を走行させようとし、これは運転者の意図に反する。警報装置３７を設けることにより、このような状態になっていることを運転者に知らせることが可能となる。そして、このような警告を受けた運転者は、適切な対処を早期に行うことが可能となる。

なお、警報装置３７は、ランプやスピーカー、表示装置等、任意の構成とすることができる。

（２）上記各実施形態において、走行用操作経路１９ａにおけるニュートラル位置、前進側の操作位置および後進側の操作位置は、直線上に並ぶ場合に限らず、任意の構成で配置されても良い。また、走行用操作経路１９ａと停止用操作経路１９ｂとの位置関係も任意である。

（３）上記各実施形態において、操舵レバー１８はニュートラル位置について一定の不感帯を有し、不感帯の範囲に操舵レバー１８が操作されても電動草刈機は走行しない。そのため、走行用位置センサー３０がニュートラル位置であると検出する範囲に一定の幅を持たせても差し障りがなく、実際の走行態様と合致して適切である。

（４）駐車ブレーキ３６を解除状態に移行させる条件となる操舵レバー１８がニュートラル位置であることの検知は、走行用位置センサー３０が行う場合に限らず、制動用位置センサー３２と連動した他の位置センサーが行っても良い。

本発明は、電動草刈機に限らず、走行操作が行われるあらゆる作業車に適用することができる。

１２後輪（走行装置）
１６走行モータ（駆動部）
１８操舵レバー
１９操作経路
１９ａ走行用操作経路
１９ｂ停止用操作経路
３０走行用位置センサー
３２制動用位置センサー
３４走行制御部
３５制動制御部
３６駐車ブレーキ（ブレーキ）

Claims

走行装置と、
前記走行装置を制動するブレーキと、
前記走行装置による走行を操作する操舵レバーと、
前記操舵レバーの操作可能範囲であって、前記走行装置の走行速度に対応する走行用操作経路および、前記ブレーキを制動状態にする停車位置と前記走行用操作経路とに亘る停止用操作経路を有する操作経路と、
前記走行用操作経路における前記操舵レバーの操作位置を検出する走行用位置センサーと、
前記停止用操作経路における前記操舵レバーの操作位置を検出する制動用位置センサーと、
前記走行装置を駆動する駆動部と、
前記走行用位置センサーの検出値に応じて前記駆動部を制御する走行制御部と、
前記操舵レバーが前記停車位置に操作されたことを前記制動用位置センサーが検知することにより前記ブレーキを前記制動状態に制御し、前記操舵レバーが前記停車位置から前記走行用操作経路に操作されていることを前記制動用位置センサーが検知すると共に、走行が停止する操作位置に対応するニュートラル位置に前記操舵レバーが位置することを前記走行用位置センサーが検知することを条件として前記ブレーキを解除状態に制御する制動制御部とを備える作業車。
前記走行装置は前進と後進を行い、
前記停止用操作経路と前記走行用操作経路とは前記ニュートラル位置で接し、
前記停車位置は前記走行用操作経路と離間する位置にあり、
前記走行用操作経路は、前記ニュートラル位置を挟んで、前進用操作経路と後進用操作経路とに分かれる請求項１に記載の作業車。
前記ニュートラル位置は、前記走行用操作経路内において所定の範囲の位置である請求項１または２に記載の作業車。
前記走行装置は左右に一対に設けられ、
前記操舵レバーは、左右の前記走行装置それぞれに対応して一対に設けられ、
前記制動制御部は、両方の前記操舵レバーが前記ニュートラル位置に位置することを前記走行用位置センサーが検知した場合にのみ前記ブレーキを前記解除状態にする請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車。
警報装置を備え、
前記操舵レバーが前記停車位置に操作されたことを前記制動用位置センサーが検知している際に、前記ニュートラル位置以外に前記操舵レバーが位置することを前記走行用位置センサーが検出すると、前記制動制御部は前記警報装置を作動させる請求項１から４のいずれか一項に記載の作業車。