JPH0880109A - トラクタの自動旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】トラクタの自動旋回制御を、ステアリングハン
ドル１３のステアリング切り速度センサ３９の検出によ
って行わせる。 【構成】ステアリングハンドル１３の操作角によってリ
フトア−ム５を上昇し操向ブレ−キ３を制動させて旋回
するトラクタにおいて、該ステアリングハンドル１３の
回転速度を検出するステアリング切り速度センサ３９を
設け、このステアリング切り速度センサ３９の検出値に
よって曲進走行と旋回走行とを判別することを特徴とす
る自動旋回制御装置。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、ステアリングハンド
ルの操向によって旋回走行するトラクタの自動旋回制御
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術、および発明が解決しようとする課題】ト
ラクタ作業の操向旋回時に、ステアリングハンドルの操
向角によって、リフトア−ムを上昇させると共に、後車
輪の操向ブレ−キを効かせる操向旋回制御があるが、ス
テアリングハンドルの操向角が大きい場合でもロ−タリ
耕耘等の作業を行うことがあり、又、逆に操向角が小さ
い場合でも旋回することがある。ステアリングハンドル
の操向角によってのみ操向旋回制御を行うのは、的確な
制御を維持することはでき難い。

【０００３】

【課題を解決するための手段】この発明は、ステアリン
グハンドル１３の操作角によってリフトア−ム５を上昇
し操向ブレ−キ３を制動させて旋回するトラクタにおい
て、該ステアリングハンドル１３の回転速度を検出する
ステアリング切り速度センサ３９を設け、このステアリ
ング切り速度センサ３９の検出値によって曲進走行と旋
回走行とを判別することを特徴とする自動旋回制御装置
の構成とする。

【０００４】

【作用、及び発明の効果】ステアリングハンドル１をほ
ぼ中立位置にした状態で、トラクタの直進状態であると
すれば、このときの作業装置はリフトア−ム５の下降に
よって接地状態として対地作業を行うことができる。操
向修正乃至曲進操向するときは、ステアリングハンドル
１３の操向を行うことにより、前車輪の操向が行われ
て、作業装置の作業条の目的方向の成形が得られる。こ
のとき、ステアリング回転センサ４がステアリングハン
ドル１３の回転速度を検出することによって、コントロ
−ラではこのステアリングハンドル１３の操向角が操向
修正乃至曲進走行であるか、又は旋回走行であるかを判
別する。

【０００５】ステアリング切り速度センサ３９による検
出回転速度が遅いときは、曲進走行であるとして、リフ
トア−ム５の上昇や、操向ブレ−キ３の制動等は行わな
いで、そのまま作業装置を接地させた作業姿勢を維持す
る。又、回転速度が所定以上に早いときは、旋回走行で
あるとして、リフトア−ム５を上昇させ、操向ブレ−キ
３を効かせて旋回を行うこととなる。

【０００６】このように、ステアリングハンドル１３の
回転速度を検出するステアリング切り速度センサ３９の
検出値にもとづいて、操向が曲進走行か旋回走行かを早
く検出判別することによって、リフトア−ム５による作
業装置の昇降や操向ブレ−キ３の制動等を的確に制御す
ることができ、操作性を良くし、作業能率を高めること
ができる。

【０００７】

【実施例】図１〜図５において、トラクタ車体は、前部
からエンジンボディ７、クラッチハウジング８、及びミ
ッションケ−ス９等を連結して一体構成とし、前車輪１
１、及び後車輪１２を伝動して走行しうる構成としてい
る。１３はステアリングポスト１４上に位置するステア
リングハンドル、１５は操縦席、１０はミッションケ−
ス９上のリフトア−ム５を昇降するための油圧シリンダ
等を収容する油圧ケ−ス、１６はミッションケ−ス９の
左右両側に位置して一体的に連結するリヤアクスルハウ
ジングであり、ミッションケ−ス９の差動装置から連動
される後車軸１７を軸装し、外側端の後車輪１２へ伝動
するように構成している。

【０００８】ステアリング軸１を支持するステアリング
ポスト１４に、このステアリングハンドル１３の操作角
を検出するステアリングセンサ−１８を設ける。このス
テアリングセンサ−１８は、リミットスイッチからな
り、ステアリングハンドル１３の中立位置を示す中立位
置スイッチ（図面省略）、操向ブレ−キ３を自動的に制
動するためのオ−トブレ−キスイッチ４、リフトア−ム
５を自動的に上昇するためのオ−トリフトスイッチ６、
及び、前車輪１１への伝動を自動的に増速変速する自動
増速四ＷＤスイッチ１９等からなる。

【０００９】ステアリング軸１には、ねじ部２０が形成
され、このねじ部２０にスイッチカム２を形成したねじ
筒２１が螺合されて、ステアリング軸１の左回転、右回
転によって、スイッチカム２が下動、上動するように構
成される。このスイッチカム２はステアリングポスト１
４の軸方に沿って形成されるカム溝２２に嵌合されてい
て、ねじ筒２１の回転を止めて上下移動を案内する。

【００１０】ステアリングポスト１４にはブラケット２
３を介して前記各オ−トブレ−キスイッチ４、オ−トリ
フトスイッチ６等が長孔２４及びこれに挿通する締付ボ
ルト２５によって、上下移動調節可能に取付けられる。
このうち、オ−トリフトスイッチ６は、自動増速四ＷＤ
スイッチ１９を兼ねる。オ−トブレ−キスイッチ４は、
左ブレ−キスイッチ４Ｌ（以下左右一対に設けられる構
成事項については、左側をＬとし右側をＲとして各符号
を付けて記載する。）が、該オ−トリフトスイッチ６よ
りも下位にあり、右ブレ−キスイッチ４Ｒがこれと対称
に上方位置にあって、前記スイッチカム２の凸部にスイ
ッチロ−ラ２７が位置するとスイッチＯＮとなり、凹部
ではＯＦＦとなる。このうちスイッチカム２途中の凹部
２６では、ステアリングセンサ−１８のスイッチロ−ラ
２７との間に適宜の間隔が形成されていて、このカム間
隔部Ｋがステアリング軸１の旋回操向の遊びとなり、こ
のカム間隔部Ｋにおける操向操作では、旋回操作域にま
で至らない。

【００１１】これら各スイッチ４Ｌ，４Ｒ，６は、同一
軸方向線上に配置するもよいが、軸回り方向に位相をず
らせて配置し各スイッチ毎のスイッチカム２を形成する
もよい。各スイッチ４Ｌ，４Ｒ，６はボルト２５を緩め
てブラケット２３に対して長孔２４の範囲内で上下に移
動することにより、スイッチのＯＮする位置や、各スイ
ッチ間のＯＮ間隔等を調節することができる。

【００１２】このような各オ−トブレ−キスイッチ４
Ｌ，４Ｒ、オ−トリフトスイッチ６は、コントロ−ラ２
８を経て油圧回路のソレノイドバルブ２９Ｌ，２９Ｒ，
３０，３１等を作動する。油圧回路のソレノイドバルブ
２９Ｌ，２９Ｒは、スプ−ルバルブを切替えて左側のブ
レ−キシリンダ３２Ｌの油圧を立てて左側の操向ブレ−
キ３Ｌを制動したり、右側のブレ−キシリンダ３２Ｒの
油圧を立てて右側の操向ブレ−キ３Ｒを制動することが
できる。３３Ｌ，３３Ｒは、これらのブレ−キシリンダ
３２Ｌ，３２Ｒを足操作するペタルである。３４はブレ
−キシリンダ３２Ｌ，３２Ｒと各対向する操向ブレ−キ
３Ｌ，３Ｒとの間を連動するブレ−キロッドである。

【００１３】前記ソレノイドバルブ３０は、油圧ケ−ス
１０内のリフトシリンダ３５の伸縮制御を行うもので、
これによって作業機を連結するリフトア−ム５が昇降さ
れる。ソレノイドバルブ３１は、ミッションケ−ス９か
らクラッチハウジング８を経て前車輪１１の差動装置３
６へ連動する伝動軸の途中に設けられた四ＷＤ切替クラ
ッチ３７の切替えを行うもので、前車輪１１の回転を後
車輪１２とほぼ同速に伝動する等速四ＷＤと、前車輪１
１の回転を後車輪１２のほぼ二倍に増速する増速四ＷＤ
とに切替えることができる。

【００１４】前記オ−トリフトスイッチ６のＯＮによっ
て、これらソレノイドバルブ３０，３１をほぼ同時に切
替えることによって、リフトア−ム５を上昇すると共
に、等速四ＷＤを増速四ＷＤに切替えて前車輪１１の伝
動を高速にする。このオ−トリフトスイッチ６のＯＮと
同時又はその後にオ−トブレ−キスイッチ４Ｌ又は４Ｒ
がＯＮされて、操向側の後車輪１２に操向ブレ−キ３
Ｌ，３Ｒが制動される。

【００１５】３８は感度調節ダイヤルで、スイッチ４，
６の検出感度を調節する。３９はステアリング切り速度
センサ−で、ステアリングハンドル１３によるステアリ
ング軸１の回転速度を検出する。このステアリング切り
速度センサ３９は、ポテンショメ−タ、その他の回転速
度計等からなりステアリング軸１からパワステ油圧回路
４６によるパワステアリングに至る間のステアリング連
動軸の回転速度を検出する位置に構成されるとよい。

【００１６】図５は、前記リフトシリンダ３５、四ＷＤ
切替クラッチ３７のクラッチシリンダ−４０、ブレ−キ
シリンダ３２Ｌ，３２Ｒ、及びロ−リングシリンダ−４
１等の制御のための油圧回路において、前記のようなス
テアリングハンドル１３の旋回操作により、これをステ
アリングセンサ−１８が検出して、作業機を上昇させ、
前車輪１１を増速し、操向ブレ−キ３Ｌ，又は３Ｒを制
動させる構成において、減圧弁４２を設けて該四ＷＤ切
替クラッチ３７のソレノイドバルブ３１を切替作動し、
この圧力補償された二次圧を操向ブレ−キシリンダ３２
Ｌ，３２Ｒ及びソレノイドバルブ２９Ｌ，２９Ｒに働か
せて、操向ブレ−キ３Ｌ，３Ｒが働くとき、四ＷＤ切替
クラッチ３７が油圧力低下によって切れたり、又、油圧
力上昇によって操向ブレ−キ３Ｌ，３Ｒと四ＷＤ切替ク
ラッチとが同時に働くような誤作動がなくなる。

【００１７】なお、前記油圧回路において、Ｐ１はメイ
ンポンプ、Ｐ２はサブポンプ、Ｔはタンクポ−トであ
る。４３はリリ−フバルブ、４４は分流弁、４５は作業
機のロ−リング制御を行うロ−リングシリンダ４１用の
ロ−リング制御弁である。４６はパワステ油圧回路で、
ステアリング軸１から作動される回動力を油圧力により
増力して前車輪１１の操向連動を行うものである。

【００１８】前記ステアリング切り速度センサ３９は、
常時ステアリング軸１の回転速度を検出していて、この
ステアリング切り速度センサ３９の切り速度が設定値よ
りも小さいときは、前記コントロ−ラ２８から各ソレノ
イドバルブ２９Ｌ，２９Ｒ，３０，３１等への出力はな
く、従って、リフトア−ム５は下降したままの姿勢で作
業状態を維持し、操向ブレ−キ３も制動されず、四ＷＤ
切替クラッチ３７の切替による前輪増速伝動も行われな
いステアリングハンドル１３の操向による曲進走行を行
うものである。

【００１９】このステアリング切り速度センサ３９の検
出値が設定値以上のときは、ソレノイドバルブ２９Ｌ，
２９Ｒ，３０，３１等が出力されて、リフトア−ム５の
上昇によって作業装置を地面から上げて非作業姿勢と
し、操向側の操向ブレ−キ３が制動され、四ＷＤ切替ク
ラッチ３７により前車輪伝動が増速伝動されて、旋回走
行となる。

【００２０】従って、曲進走行時は、ステアリングハン
ドル１３の切り角度が大きくても、切り速度が緩速であ
るため、前記ステアリングセンサ１８がＯＮされても、
出力が牽制されて、リフトア−ム５が上昇されたり、操
向ブレ−キ３の制動で急旋回が行われたり、又前輪走行
速が変速になることがない。このため曲進しながら作業
を行うことができる。又、逆に、旋回走行時は、ステア
リングハンドル１３の切り角度が小さくても、切り速度
が早いため、リフトア−ム５の上昇や操向ブレ−キ３の
制動等を速かに出力して、旋回態勢へ速かに移行するこ
とができる。

【００２１】このようにして、旋回後のリフトア−ム５
の下げ出力は、ステアリングセンサ１８の中立位置スイ
ッチのＯＮによって、一定距離の走行、又は、一定の車
輪回転数のカウントによって行わせる構成としている。
このような旋回走行の制御は、前記ステアリング切り速
度センサ３９の検出によってのみ行わせるもよいが、前
記ステアリングセンサ１８等の各種センサの検出との組
合せによって出力するもよい。従って、ステアリング切
り速度センサ３９が、設定値よりも大きい値を検出した
ときは、このまま直ちに旋回走行に入るのではなく、ス
テアリングセンサ１８のＯＮによって旋回走行を制御出
力するように構成するもよい。

【００２２】前記スイッチカム２によるオ−トブレ−キ
スイッチ４Ｌ，４Ｒ、オ−トリフトスイッチ６等のステ
アリングセンサ１８と、ステアリング切り速度センサ３
９との関係は、モ−ド切替スイッチの切替えによって、
ステアリング切り速度センサ３９の検出のみによる旋回
制御を行わせたり、ステアリング切り速度センサ３９の
検出には関係なく、ステアリングセンサ１８による旋回
制御を行わせたり、又、これら両センサ３９，１８の検
出による旋回制御を行わせるように構成するもよい。

【００２３】図６において、上例と異なる点は、ブレ−
キシリンダ３２Ｌ，３２Ｒの油圧回路に、圧力切替弁４
８を設けて、ステアリングハンドル１３を切り角を左、
右一杯にしたときは、前車輪１１操向連動のピットマン
ア−ム４９からプッシュプルワイヤ−５０を介して、こ
の圧力切替弁４８を全圧位置Ｌ，又Ｒに切替えて、左、
右ブレ−キシリンダ３２Ｌ，３２Ｒを全圧で作動する。
又、ステアリングハンドル１３の切り角を一杯にしない
ときは、圧力切替弁４８は低圧位置Ｎにあって、左、右
ブレ−キシリンダ３２Ｌ，３２Ｒには全圧よりも低い油
圧力が働き、操向ブレ−キ３の制動力を弱くすることが
できる。４７はステアリングハンドル１３の切り角を検
出するステアリング切り角センサである。この切り角に
よってソレノイドバルブ２９Ｌ，２９Ｒを切り替えて、
左右の操向ブレ−キ３を切替選択する。

【００２４】図７において、上例と異なる点は、車体の
傾斜角を検出する傾斜センサ５１が、予め設定した一定
角度を越えた角度を検出することにより、操向ブレ−キ
３のソレノイドバルブ２９Ｌ，２９Ｒの出力を停止する
ことにより、自動旋回制御を行わせないようにする。こ
れによって、傾斜地での操向ブレ−キ３を行わせないで
車体転倒をさせないように安全性を維持する。

【００２５】図８，図９において、上例と異なる点は、
副変速装置が変速位置Ｈに変速されているとき、自動旋
回制御による片側操向ブレ−キ３が効くと、危険である
から、このようなときは左右両操向ブレ−キ３が同時に
効くようにして安全を図るものである。ミッションケ−
ス９の副変速装置部に、この副変速操作が低速位置Ｌか
変速位置Ｈであるかを検出する副変速スイッチ５２Ｌ，
５２Ｈを設け、ブレ−キペタル３３Ｌ，３３Ｒには各々
ブレ−キスイッチ５３Ｌ，又は５３Ｒを設けて、いずれ
か片側のブレ−キスイッチ５３Ｌ、又は５３ＲのみがＯ
Ｎして制動されるとき、副変速スイッチ５２ＨがＯＮで
あれば、図９のように増速四ＷＤ切替クラッチ３７のソ
レノイドバルブ３１や、ブレ−キソレノイドバルブ２９
Ｌ，又は２９Ｒへの出力は行われないで、これら左右両
ブレ−キソレノイドバルブ２９Ｌ，２９Ｒの両方が同時
出力されて、左右の後車輪１２が同時制動される。

【００２６】図１０において、上例と異なる点は、左右
のブレ−キシリンダ３２Ｌ，３２Ｒに対する油圧回路５
４Ｌ，５４Ｒにリリ−フバルブ５５Ｌ，５５Ｒを設け、
これらの油圧回路５４Ｌ，５４Ｒへのポンプポ−トＰと
ニュ−トラルポ−トＮとを切替える切替弁５６を設け、
ステアリングハンドル１３の操向で回動されるステアリ
ングカム５７によって、これら左右のリリ−フバルブ５
５Ｌ，５５Ｒのプッシュピン５８Ｌ，５８Ｒを作動し、
切替弁５６のプッシュピン５９を作動して、各操向ブレ
−キシリンダ３２Ｌ，３２Ｒの圧力調整を行う構成とし
ている。ステアリングハンドル１３と一体のカム５７の
回動によって、切替弁５６が切替えられて、リリ−フバ
ルブ５５Ｌ又は５５Ｒのプッシュピン５８Ｌ又は５８Ｒ
がカム５７に押されて、リリ−フばねを圧縮してリリ−
フバルブ５５Ｌ又は５５Ｒのリリ−フ圧を強くする。こ
のため、ブレ−キシリンダ３２Ｌ又は３２Ｒの油圧力に
よって制動される操向ブレ−キ３の制動力も強くなる。

【００２７】又、前記各油圧回路５４Ｌ，５４Ｒにはタ
ンクポ−トＴとの間にパイロットチェックバルブ６０
Ｌ，６０Ｒを設け、前記切替弁５６のニュ−トラルポ−
トＮからパイロット圧を取出す構成とする。６１はチェ
ックバルブである。図１１，図１２において、上例と異
なる点は、前記ステアリング切り角センサ４７が、一定
（例えば１８０度）以上の角度を検出したことにより、
リフトア−ム５により作業装置が上昇される場合に、一
定以上の時間Ｔ１に亘って耕耘等の対地作業を行った後
でなければこの上昇を行わない構成として、作業性と安
全性を保つものである。この一定時間Ｔ１のカウント
は、前回の一定以上の切り角検出時、又は前回ブレ−キ
を踏んだり、作業装置を上昇させた時から一定時間Ｔ１
を経ていることを要するものとする。なお、このような
自動旋回制御の作動条件では、副変速が変速位置に入っ
ていないことや、ＰＴＯ軸が伝動されていること等を要
するもよい。

【００２８】圃場Ａが長辺方向Ｂと短辺方向Ｃとに区画
形成されている場合は、通常長辺方向Ｂに沿わせてトラ
クタを走行させながら、両端部で折返Ｄしながら耕耘等
の対地作業を行う。この長辺方向Ｂの行程において、適
当な作業行程時間Ｔ１を走行して後でなければ自動旋回
制御しないものとして設定する。圃場Ａの周囲には排水
口Ｅ，Ｆ等があって、畦際作業ではこの部分Ｅ，Ｆを曲
進して迂回するものとすれば、この排水口Ｅ，Ｆの前後
の作業行程が長辺方向Ｂの時間Ｔ１に相当する距離より
も短く、又この距離に要する時間Ｔ２もＴ１よりは短
く、従って、排水口Ｅ、又はＦを迂回する場合も、作業
装置は上昇しないで作業位置にあって、曲進しながら作
業できるものである。又、圃場のコ−ナ部Ｇにおいても
作業装置は上昇させないことができる。前記折返部Ｄで
は作業装置が上昇されて、旋回制御が行われる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ステアリングセンサ部の側面図

【図２】その制御ブロック図

【図３】トラクタの一部の平面図

【図４】その側面図

【図５】油圧回路図

【図６】一部別実施例を示す油圧回路図

【図７】一部別実施例を示すブロック図

【図８】一部別実施例を示すブロック図

【図９】その作動を示すブロック図

【図１０】一部別実施例を示す油圧回路図

【図１１】一部別実施例を示す作業状態を示す作業平面
図

【図１２】その制御フロ−チャ−ト

【符号の説明】

１ 操向ブレ−キ ５ リフトア−ム １３ ステアリングハンドル ３９ ステアリング切り速度センサ

フロントページの続き (72)発明者 八束 政治 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 重松 文雄 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ステアリングハンドル１３の操作角によ
   ってリフトア−ム５を上昇し操向ブレ−キ３を制動させ
   て旋回するトラクタにおいて、該ステアリングハンドル
   １３の回転速度を検出するステアリング切り速度センサ
   ３９を設け、このステアリング切り速度センサ３９の検
   出値によって曲進走行と旋回走行とを判別することを特
   徴とする自動旋回制御装置。