JPH11254984A - 作業車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 車体の走行速度を簡便な構造で精度高く計測
して高速走行時に前車輪の増速と旋回内側の後車輪の制
動とを阻止し得る作業車構成する。 【解決手段】 レバーセンサ３９Ａ，３９Ｂで判別され
る変速装置の変速段と、エンジン回転速度センサ３８で
判別されるとエンジンの回転速度とから判別される車体
の走行速度が設定値以上である場合に、前車輪の増速
と、旋回内側の後車輪２の制動とを阻止する制御装置４
０を備えた。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、操向操作自在に構
成された駆動型の左右の前車輪と、駆動型の左右の後車
輪と、この左右の後車輪を独立して制動する制動装置と
を備え、前車輪の操向操作と連動して前車輪の周速度を
後車輪の周速度より増速させ、かつ、旋回内側の制動装
置を制動操作する制御手段を備えた作業車に関し、詳し
くは、高速走行時に小半径での旋回を阻止する技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】上記のように構成された作業車として特
開平７‐１２５５５３号公報に示されるものが存在し、
この従来例では、走行速度を検出するドップラー式の車
速センサを車体下腹部に備え、この車速センサで計測さ
れる走行速度が低速である状態で操向操作を行った場合
にのみ、前車輪の増速と旋回内側の後車輪の制動とを行
うコントローラを備えている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ここで、前述した従来
例について考えるに、この従来例では高速走行時に前車
輪の増速と、旋回内側の後車輪の制動とを阻止すること
で安定的な走行を可能にするものとなっている。しか
し、ドップラー式の車速センサを用いているので、地表
の凹凸や、車体の振動が検出精度に影響を与えることも
あり、改善の余地がある。そこで、ミッションケース内
や車軸ケース内の伝動軸の回転速度をピックアップ型等
のセンサで計測することで車体の走行速度を判別するこ
とも考えられるが、ミッションケースや、車軸ケースは
オイルが満たされ、伝動軸はミッションケースや車軸ケ
ースの壁面より更に内方に位置することから、センサの
配置構造が複雑化しやすくセンサの保守も困難なものと
なり改善の余地がある。

【０００４】本発明の目的は、車体の走行速度を簡便な
構造で精度高く計測して高速走行時に前車輪の増速と、
旋回内側の後車輪の制動とを阻止し得る作業車を合理的
に構成する点にある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴（請
求項１）は冒頭に記した通り、操向操作自在に構成され
た駆動型の左右の前車輪と、駆動型の左右の後車輪と、
この左右の後車輪を独立して制動する制動装置とを備
え、前車輪の操向操作と連動して前車輪の周速度を後車
輪の周速度より増速させ、かつ、旋回内側の制動装置を
制動操作する制御手段を備えた作業車において、車体に
備えた変速装置の変速位置とエンジンの回転速度とから
車体の走行速度を判別する速度判別手段を備えると共
に、この速度判別手段で判別される走行速度が設定値以
上である場合には前記前車輪の増速状態の現出と、制動
装置の制動状態の現出とを牽制阻止する阻止手段を備え
ている点にあり、その作用、及び、効果は次の通りであ
る。

【０００６】本発明の第２の特徴（請求項２）は請求項
１において、エンジンの回転速度を計測する回転速度セ
ンサを備えると共に、この回転速度センサで判別される
回転速度が設定値未満である場合には前記前車輪の増速
状態の現出と、制動装置の制動状態の現出とを牽制阻止
する副阻止手段を備えている点にあり、その作用、及
び、効果は次の通りである。

【０００７】〔作用〕上記第１の特徴によると、速度判
別手段が変速装置の変速位置とエンジン回転速度とに基
づいて車体の走行速度を判別するので、従来例のように
地面の凹凸や、車体の振動の影響を受けずに精度の高い
計測が可能になると共に、この速度判別手段での判別さ
れた値が設定値以上である場合には阻止手段が前車輪の
増速と旋回内側の後車輪の制動とを阻止するものとな
り、しかもこの速度判別手段が変速装置の変速レバーの
操作位置を計測するポテンショメータやリミットスイッ
チのように配設が容易で点検保守も楽に行えるセンサ類
と、エンジンのクランク軸と連動して回転する系や冷却
ファン等、露出する回転系の回転速度を近接センサのよ
うに配設が容易で点検保守も楽に行えるセンサ類とを用
いて構成できるものとなる。

【０００８】上記第２の特徴によると、エンジンの回転
速度が設定値未満である場合には、副阻止手段が前車輪
の増速も旋回内側の後車輪の制動も牽制阻止するので、
前車輪の増速と旋回内側の後車輪の制動とが行われる際
には過大な負荷が作用するものであるに拘わらず、エン
ジンに対する過負荷を回避できるものとなる。特に、路
上走行時にはエンジン回転速度を比較的低い値に設定し
て走行するものであるが、本発明によるとエンジン回転
速度から非作業状態であることを判別して路上での無用
な急旋回も阻止できるものとなる。

【０００９】〔発明の効果〕従って、車体の走行速度を
簡便な構造で精度高く計測して高速走行時には前車輪の
増速と、旋回内側の後車輪の制動とを確実に阻止し得る
作業車が合理的に構成されたのである（請求項１）。
又、急旋回に伴う過負荷によるエンジン停止を回避する
ばかりで無く、路上を走行した場合にも急旋回を回避し
て車体バランスを崩さず円滑な走行を可能にするものと
なった（請求項２）。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に基づいて説明する。図１，図２に示すように、前車輪
１及び後車輪２を備えた車体の前部にエンジン３を配置
すると共に、このエンジン３からの動力が主クラッチハ
ウジング４に内装された主クラッチを介して伝えられる
ミッションケース５を車体の後部に配置し、このミッシ
ョンケース５の後端上部位置にリフトシリンダ６で駆動
昇降される左右一対のリフトアーム７を備え、又、車体
の中央部にメータパネル８とステアリングハンドル９
と、運転座席１０とを配置し、更に、この運転座席１０
の右側部にリフトアーム７を制御するポジションレバー
１１を配置し、この運転座席１０の左側部にミッション
ケース内の変速装置を変速操作する主変速レバー１２Ａ
と副変速レバー１２Ｂとを配置して作業車の一例として
の農用トラクタを構成する。

【００１１】車体の後端位置に対して２点リンク機構１
３を介して対地作業装置としてのロータリ耕耘装置１４
を分離自在に連結してあり、この２点リンク機構１３と
前記左右のリフトアーム７との間に左右一対のリフトロ
ッド１５を介装することで、リフトシリンダ６の駆動力
でロータリ耕耘装置１４の昇降を行えるよう構成してあ
る。又、このロータリ耕耘装置１４の後端位置に横向き
姿勢の軸芯Ｐ周りで揺動自在に接地型の後カバー１４Ａ
を備え、この後カバー１４Ａの揺動姿勢から該ロータリ
耕耘装置１４の対地高さを計測するポテンショメータ型
のカバーセンサ１６を備えている。

【００１２】図２に示すように、ステップ１７の左側に
は踏み操作で前記主クラッチを切り操作する主クラッチ
ペダル１８を備えており、ステップ１７の右側には左右
の後車輪２，２に対して独立して制動力を作用させる左
右一対のサイドブレーキペダル１９，１９を備えてい
る。又、ステアリングハンドル９の操作力をパワーステ
アリング機構（図示せず）を介して左右の前車輪１，１
に伝える操向操作系が形成されている。

【００１３】図１，図３，図４に示すように、前記ミッ
ションケース５の下部位置には前輪変速装置Ａを備え、
この前輪変速装置Ａは前車輪１の周速度と後車輪２の周
速度とを等しくする等速駆動状態と、車体を小半径で旋
回させるために前車輪１の周速度を後車輪２の周速度よ
り増速させる増速駆動状態と、前車輪１に動力を伝えな
い二輪駆動状態とを現出し得るよう構成されている。つ
まり、この前輪変速装置Ａは後車輪２の差動装置２Ａに
対してミッションケース５の変速装置５Ａからの動力を
入力する入力軸２１からの動力がギヤ連動機構２２を介
して伝えられる中間軸２３と、この中間軸２２と平行姿
勢で支承された前輪駆動軸２４と、中間軸２３からの動
力を標準ギヤ機構２５を介して前輪駆動軸２４に伝える
摩擦多板式の標準クラッチ２６と、中間軸２３からの動
力を増速ギヤ機構２７を介して前輪駆動軸２４に伝える
摩擦多板式の増速クラッチ２８とを備えて成り、標準ク
ラッチ２６、増速クラッチ２８夫々は圧油の供給によっ
て入り状態に達して動力を伝えるよう構成されている。
又、この前輪駆動軸２４の前端からの動力を中間伝動軸
２９を介して前記前車輪１の差動装置１Ａに伝える伝動
系が形成されている。

【００１４】又、左右の後車輪２，２に対する車軸２
Ｂ，２Ｂに制動力を作用させる制動装置としての摩擦式
のサイドブレーキ３１，３１を備えており、このサイド
ブレーキ３１は圧油の供給により内部のピストンが作動
して摩擦板同士を圧接し、後車輪２に対して圧油の圧力
に比例した制動力を作用させ得るよう構成されている。
そして、前記標準クラッチ２６、増速クラッチ２７夫々
に対する圧油を制御する電磁操作型の切換弁３２、左右
のサイドブレーキ３１，３１に対する左右の電磁比例型
のブレーキ弁３３，３３、前記リフトシリンダ６に対す
る圧油を制御する電磁操作型の昇降弁３４夫々を備える
と共に、これらの弁３２，３３，３３，３４に対して圧
油を供給するようエンジン３で駆動される油圧ポンプ３
５が備えられている。尚、前記ブレーキ弁３３，３３は
夫々ともソレノイドに供給される電流値に比例した開度
を得る電磁比例型のものが用いられている。

【００１５】図３に示すように、この操向操作系の操向
操作量を計測するポテンショメータ型のステアリングセ
ンサ３６を備え、前記左右のサイドブレーキペダル１
９，１９の近傍位置にこれらの踏み込み操作を検出する
ブレーキセンサ３７，３７を備え、エンジン３の出力軸
３Ａに備えたギヤに近接する位置にエンジン３の回転速
度を計測するピックアップ型のエンジン回転速度センサ
３８を備え、主変速レバー１２Ａの操作位置を判別する
よう基端部にポテンショメータ型の主レバーセンサ３９
Ａを備え、副変速レバー１２Ｂの操作位置を判別するよ
う基端部にリミットスイッチ型の副レバーセンサ３９Ｂ
を備えている。

【００１６】前記メータパネル８に対して図５に示すよ
うに前車輪１の駆動モードを設定するダイヤル４１を備
えており、このダイヤル４１は後車輪２のみを駆動する
状態を維持する「２ＷＤ」位置と、前記等速駆動状態を
現出する「４ＷＤ」位置と、前車輪１が設定角度以上操
向操作された際に前記前輪変速装置Ａからの増速動力を
前車輪１に伝えて前記増速駆動状態を現出する「倍速」
位置と、前車輪１が設定角度以上操向操作された際に前
記前輪変速装置Ａからの増速動力を前車輪１に伝えると
同時に旋回内側の後車輪２のサイドブレーキ３１を制動
操作する「倍速／ＡＤ」位置とに設定自在に構成されて
いる。

【００１７】このトラクタでは図５に示すように、マイ
クロプロセッサを備えた制御手段としての制御装置４０
を備えており、この制御装置４０に対して、前記ダイヤ
ル４１の設定位置を判別するモードスイッチ４２と、前
記ステアリングセンサ３６と、前記左右のブレーキセン
サ３７，３７と、前記回転速度センサ３８と、前記主レ
バーセンサ３９Ａと、前記副レバーセンサ３９Ｂと、前
記ポジションレバー１１の操作位置を計測するポテンシ
ョメータ型のレバーセンサ４３と、前記リフトアームの
揺動量を計測するポテンショメータ型のリフトアームセ
ンサ４４と、前記ロータリ耕耘装置１４の目標耕深を設
定するポテンショメータ型の耕深設定器４５と、前記カ
バーセンサ１６とからの信号が入力する系が形成される
と共に、切換弁３２の標準クラッチ２６入り操作側の標
準ソレノイド３２Ｌと、切換弁３２の増速クラッチ２８
入り操作側の増速ソレノイド３２Ｈと、前記ブレーキ弁
３３，３３夫々のブレーキソレノイド３３Ｓ，３３Ｓ
と、前記昇降弁３４を上昇側に操作する上昇ソレノイド
３４Ｕと、昇降弁３４を下降側に操作する下降ソレノイ
ド３４Ｄ夫々に信号を出力する系が形成されている。

【００１８】又、前記カバーセンサ１６から制御装置４
０に対する入力信号系に対して分離自在なカプラー４６
を介装してロータリ耕耘装置１４の車体からの分離時に
は信号系を分離可能に構成すると共に、このカプラー４
６より制御装置４０の側の信号線にプルアップ抵抗４７
を備えることでカプラー４６を分離した場合には信号線
の電圧を電源電圧まで上昇させてカプラー４６が分離状
態にあることを電圧の状態から判別できるよう構成され
ている。

【００１９】尚、ポジションレバー１１を操作した場合
には、レバーセンサ４３で計測されるポジションレバー
１１の設定位置が対車体目標高さに設定され、この目標
高さを基準に形成される不感帯の領域内にリフトアーム
センサ４４で計測される信号値が達するまでロータリ耕
耘装置１４の昇降を行うようポジション制御の形態が設
定され、又、ポジションレバー１１を最下降位置に設定
した場合には自動耕深制御が開始されると共に、この自
動耕深制御では、耕深設定器４５で地面を基準にした目
標耕深が設定されると共に、この目標耕深を基準に形成
される不感帯の領域内にカバーセンサ１６で計測される
信号値が達するまでロータリ耕耘装置１４の昇降が行わ
れるよう制御の形態が設定されている。

【００２０】前記制御装置４０は、前述したロータリ耕
耘装置１４の昇降制御の他に前輪変速装置Ａの制御とサ
イドブレーキ３１の制御とを行うプログラムがセットさ
れている。つまり、図６のフローチャートに示すように
モードスイッチ４２からの信号を入力して前車輪１の駆
動モードを判別して「２ＷＤ」位置に操作されている場
合には切換弁３２を中立位置に操作して前車輪１に対す
る伝動を遮断した状態を維持し（＃１０１〜＃１０３ス
テップ）、次にモードスイッチ４２が「４ＷＤ」の位置
に操作されている場合には切換弁３２の標準ソレノイド
３２Ｌを駆動して４輪駆動状態を維持し（＃１０４、＃
１０５ステップ）、これ以外の場合には、切換弁３２の
標準ソレノイド３２Ｌを駆動して４輪駆動状態に設定し
た状態で、リフトアームセンサ４４からの信号に基づい
てリフトアーム７が上限にないことが判明した場合、カ
バーセンサ１６からの信号が所定の電圧域内に存在し、
ロータリ耕耘装置１４が車体に連結されていることが判
明した場合には（＃１０６〜＃１１０ステップ）、旋回
制御ルーチンの処理を行い（＃２００ステップ）、これ
らの条件が成立しない場合には、切換弁３２の標準ソレ
ノイド３２Ｌの駆動状態を維持して４輪駆動状態を維持
し、この制御をリセットされるまで継続するものとなっ
ている（＃１１１ステップ）。

【００２１】尚、リフトアーム７が上限にある際に旋回
制御ルーチンの制御を阻止する理由は、ロータリ耕耘装
置等の対地作業装置を上限に上昇させた状態での走行は
非作業状態にあるので小半径での旋回が不要だからであ
り、又、カバーセンサ１６から入力される信号が所定の
電圧域に存在しない際に旋回制御ルーチンの制御を阻止
する理由は、制御装置４０に入力される信号電圧が略電
源電圧まで上昇していると、ロータリ耕耘装置１４が車
体から分離され非作業状態にあり、このような非作業時
には小半径での旋回が不要であるからである。

【００２２】図７のフローチャートに示すように旋回制
御ルーチン（＃２００ステップ）では、エンジン回転速
度センサ３８からの信号を入力してエンジン３の回転速
度が設定値未満であることを判別した場合には、切換弁
３２の標準ソレノイド３２Ｌの駆動状態を保持して４輪
駆動状態を維持し、ブレーキ弁３３を中立位置に保持し
てサイドブレーキ３１を非制動状態に維持し（ブレーキ
センサ３７でサイドブレーキペダル１９が操作されたこ
とを検出した場合にのみ対応するサイドブレーキ３１を
制動操作する）（＃２０１〜＃２０４ステップ）、又、
エンジン３の回転速度が設定値以上であることを判別し
た場合でも、主レバーセンサ３９Ａと、副レバーセンサ
３９Ｂとからの信号に基づいて変速装置５Ａの変速段か
ら車体の走行速度を判別し、この走行速度が設定値以上
である場合にも前述と同様に切換弁３２の標準ソレノイ
ド３２Ｌの駆動状態を保持して４輪駆動状態を維持し
（＃２０５〜＃２０７ステップ）、更に、車体の走行速
度が設定値未満でも、ステアリングセンサ３６からの信
号に基づいて判別される操向操作角度が設定角度θ未満
であることを判別した場合にも、切換弁３２の標準ソレ
ノイド３２Ｌの駆動状態を保持して４輪駆動状態を維持
し、ブレーキ弁３３を中立位置に保持してサイドブレー
キ３１を非制動状態に維持するものとなっている（＃２
０８、＃２０９ステップ）。尚、変速装置５Ａの変速段
とエンジン３の回転速度とから車体の走行速度を判別す
るプログラムで速度判別手段が構成されている。

【００２３】次に、ステアリングセンサ３６からの信号
に基づいて判別される操向操作角度が設定角度θ以上で
あることが判別された場合には、モードスイッチ４２の
操作位置を判別して「倍速／ＡＤ」位置にある場合にの
み旋回内側のサイドブレーキ３１に対するブレーキ弁３
３のソレノイド３３Ｓを駆動して旋回内側のサイドブレ
ーキ３１を制動操作すると共に、ロータリ耕耘装置１４
を上限まで上昇させ、切換弁３２の増速ソレノイド３２
Ｈを駆動して前輪変速装置Ａの増速クラッチ２８を入り
操作して前車輪１の増速を行う制御を前車輪１が設定角
度θより小さい値に復元操作されるまで継続するものと
なっている（＃２１０〜＃２１４ステップ）。尚、エン
ジン３の回転が高速である場合に前車輪１の増速とサイ
ドブレーキ３１の制動とを阻止するプログラムで副阻止
手段が構成され、変速装置５Ａの変速段とエンジン３の
回転速度とから判別される走行速度に基づいて前車輪１
の増速とサイドブレーキ３１の制動とを牽制阻止するプ
ログラムによって阻止手段が構成されている。

【００２４】又、前記ブレーキ弁３３はソレノイド３３
Ｓに供給される制御電流の値に正比例した開度を得る電
磁比例型のものが用いられ、このソレノイド３３Ｓに供
給される電流によって制動力を調節できるものとなって
いる。そして、フローチャートには記載していないが、
走行速度が高速であるほどソレノイド３３Ｓに対して供
給される電流値を増大させることで、ブレーキ３１のピ
ストンを迅速に作動させて制動を開始するまでの時間を
短縮して所望の位置での旋回を行うようにも制御装置４
０の制御動作が設定されている。尚、制御装置４０はソ
レノイド３３Ｓに対して間歇信号の送るよう構成される
とともに、この間歇信号のデューティ比の設定でＰＷＭ
式にソレノイド３３Ｓに供給する電流値を調節し得るも
のとなっており、この電流値を精度良く制御するため
に、エンジン回転速度センサ３８で計測されるエンジン
３の回転速度に基づいて油圧ポンプ３５から供給される
作動油の圧力を求めてブレーキ弁３３のソレノイド３３
ｓに供給される電流値の補正を行うように制御装置４０
の制御動作が設定されている。

【００２５】このように本トラクタではモードスイッチ
４２を「倍速」位置、「倍速／ＡＤ倍速」位置の何れか
に設定した状態で作業を行った場合には、操向操作と連
動して前車輪１の増速、あるいは、前車輪１の増速と旋
回内側の後車輪２の制動とを自動的に行って小半径での
旋回を可能にすると共に、例えば、モードスイッチ４２
を「倍速」位置、あるいは、「倍速／ＡＤ倍速」位置に
設定した状態でロータリ耕耘装置１４を上限まで上昇さ
せない状態で路上走行を行った場合でも、走行速度に基
づいて小半径での旋回の必要性を判断して前車輪１の増
速、旋回内側の後車輪２の制動操作を牽制阻止するの
で、高速走行時に小半径での旋回を行って車体のバラン
スを崩したり、不必要な小半径での旋回を回避して操作
感覚に違和感のない良好な操作感覚で操向操作を行える
ものとなっている。

【００２６】又、車体に対してロータリ耕耘装置１４が
連結されていない場合、車体にロータリ耕耘装置１４が
連結されていても上限位置まで上昇された状態にある場
合にも設定角度θを越えるステアリング操作が行われて
も前車輪１の増速を行わないものとなって、作業者のス
テアリングハンドルの操作感覚を狂わせず、車体の姿勢
を安定させた走行を可能にするものとなっている。特
に、作業時にはロータリ耕耘装置１４が接地状態にあっ
て耕起作業を行っている際にはロータリ耕耘装置１４を
上昇させる操作を特別に行わずとも操向操作と連動して
ロータリ耕耘装置１４を上限まで上昇させる制御が行わ
れるので作業者の操作の手間を省いて楽な作業を可能に
するものとなっている。

【００２７】特に、エンジン３の回転速度が低い場合に
は前車輪１の増速、サイドブレーキ３１の制動を行わな
いので過負荷によるエンジン３の停止が回避されるもの
となっており、又、変速装置５の変速段とエンジン３の
回転速度とに基づいて車体の走行速度を判別し、この走
行速度が高速度である場合には前車輪１の増速、サイド
ブレーキ３１の制動を行わないので、高速走行状態での
旋回に伴う車体バランスの悪化を回避して安定的な走行
を可能にするものとなっており、この走行速度を判別す
るにも変速装置５の変速段とエンジン３の回転速度とに
基づくので簡単な構造でありながら、精度高く走行速度
を判別して確実な牽制阻止を行い得るものとなってい
る。

【００２８】〔別実施の形態〕本発明は上記実施の形態
以外に、例えば、エンジンの回転速度を判別するに冷却
ファンを駆動する系やエンジンのカム軸を駆動する系の
速度を計測するようセンサを配置することが可能であ
り、オルタネータからの信号の電圧や、出力される信号
の周期に基づいてエンジンの回転速度を計測するようオ
ルタネータをセンサに兼用することも可能である。又、
変速段を判別するに変速操作具と変速装置との間に形成
される操作系の操作量を計測するポテンショメータ等を
備えて構成することも可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図

【図２】トラクタ前部の平面図

【図３】車体の伝動系の平面図

【図４】車体の油圧回路図

【図５】制御系のブロック回路図

【図６】メインの制御動作のフローチャート

【図７】旋回制御ルーチンのフローチャート

【符号の説明】

１ 前車輪 ２ 後車輪 ５Ａ 変速装置 ３１ 制動装置 ３８ 回転速度センサ ４０ 制御手段

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 操向操作自在に構成された駆動型の左右
   の前車輪と、駆動型の左右の後車輪と、この左右の後車
   輪を独立して制動する制動装置とを備え、前車輪の操向
   操作と連動して前車輪の周速度を後車輪の周速度より増
   速させ、かつ、旋回内側の制動装置を制動操作する制御
   手段を備えた作業車であって、 車体に備えた変速装置の変速位置とエンジンの回転速度
   とから車体の走行速度を判別する速度判別手段を備える
   と共に、この速度判別手段で判別される走行速度が設定
   値以上である場合には前記前車輪の増速状態の現出と、
   制動装置の制動状態の現出とを牽制阻止する阻止手段を
   備えている作業車。
2. 【請求項２】 エンジンの回転速度を計測する回転速度
   センサを備えると共に、この回転速度センサで判別され
   る回転速度が設定値未満である場合には前記前車輪の増
   速状態の現出と、制動装置の制動状態の現出とを牽制阻
   止する副阻止手段を備えている請求項１記載の作業車。