JPH0889019A - トラクタ−の旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、トラクタ−の旋回制御装置に関
し、枕地等の荒れた場所でステアリングハンドルが不測
に回されて、作業機を昇降させるオ−トリフト制御や、
後輪片側ブレ−キ装置を制動させるオ−トブレ−キ制御
が誤って作動しないようにしたものである。 【構成】オ−トリフト機構、あるいはオ−トブレ−キ機
構付のトラクタ−において、機体に傾斜センサを搭載し
て設け、この傾斜センサの検出結果に基づいて、オ−ト
リフト、あるいはオ−トブレ−キの連動の有無、タイミ
ングを変更する制御手段を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トラクタ−の旋回制
御装置に関し、畦際等での機体の旋回操作を容易にして
作業者に掛かる精神的及び肉体的負担を軽減させようと
するものである。

【０００２】

【従来技術】従来、ステアリングハンドルを回して、こ
れが所定角度以上に操作されると自動的にリフトア−ム
が回動され、あるいは後輪内側のブレ−キが効くように
連動構成されたもの、あるいはこれらが同時に作動する
ように連動構成されたものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、係る従来装
置にあっては、ステアリングハンドルとリフトア−ムを
上昇させる制御バルブとが機械的に連動されていたり、
あるいはステアリングハンドルと後輪片側ブレ−キ装置
とが機械的に連動された構成であったから、ステアリン
グハンドルを所定角度回動操作すると、リフトア−ムを
上昇させたくないときでも作業機が自動的に上昇し、あ
るいはブレ−キを掛けたくないときでも旋回内側のブレ
−キが掛かってしまい、後輪で圃場を荒らしてしまうと
いった不具合を有していた。

【０００４】特に、畦際や枕地では、作業機の上げ下げ
に伴う凹凸が多く発生することから車輪が凹部に落ち込
んだり、反対に凸部に乗り上げたりすることが多く、機
体を直進させようとステアリングハンドルをしっかり握
っていても、これらの凹凸によってステアリングハンド
ルを大きく取られることがあり、トラクタ−の直進性を
維持することが困難であった。

【０００５】このようなとき、ステアリングハンドルの
操舵角が大きいと、ステアリングハンドル操作と連動し
て作業機が上昇する「オ−トリフト制御」やステアリン
グハンドル操作と連動して後輪片側ブレ−キが効く「オ
−トブレ−キ制御」が不測に作動することがあった。

【０００６】

【課題を解決するための技術手段】この発明は前記した
問題点に鑑みて提案するものであって、このため、次の
ような技術的手段を講じた。即ち、ステアリングハンド
ル２０操作と連動してリフトア−ム９が昇降回動するオ
−トリフト機構あるいはステアリングハンドル２０操作
と連動して旋回内側の後輪ブレ−キ装置１３が作動する
オ−トブレ−キ機構とを備えたトラクタ−において、前
記トラクタ−車体に機体の左右傾斜を検知する傾斜セン
サ３２を設け、この傾斜センサ３２の検出結果に基づい
て、その連動の有無あるいはタイミングを変更させる制
御手段１５を設けたことを特徴とするトラクタ−の旋回
制御装置の構成とする。

【０００７】

【実施例】以下、図面に基づきこの発明の実施例を説明
する。まず、構成から説明すると、１はトラクタ−で前
輪２と後輪３を備え、機体前部に搭載したエンジン５の
回転動力をミッションケ−ス６内の変速装置を介して適
宜減速し、これを前輪２と後輪３とに伝えるように構成
している。

【０００８】ミッションケ−ス６の上部には油圧シリン
ダケ−ス８が搭載され、その左右両側部には作業機昇降
用のリフトア−ム９、９が回動自由に枢着されている。
油圧シリンダケ−ス８内の単動式油圧シリンダ−１０に
作動油が供給あるいは排出されるとリフトア−ム９、９
が上昇しあるいは下降する。図２に示す符号１２は上
げ、中立、下げの３位置を有する油圧制御弁である。１
３、１３は左右後輪３、３の後車軸上に設置されたブレ
−キ装置であって油圧で作動し、後述するようにマイコ
ンからなるコントロ−ラ１５からの指令により、あるい
はブレ−キペダル１６、１６をオペレ−タが直接踏み込
むことにより、作動油がブレ−キ装置１３、１３のシリ
ンダ−１７、１７内に流入してブレ−キ装置１３、１３
が作動する。１８ａ、１８ｂは前記油圧制御弁１２の上
昇用と下降用のソレノイドである。

【０００９】２０はステアリングハンドルであり、その
回動基部には操舵角センサ２２が設けられ、ステアリン
グハンドル２０の操舵量と単位時間当たりの操作速度を
検出すべく構成している。この実施例では、操舵角セン
サ２２はアナログセンサを利用したが、操舵角度に比例
してパルス信号を出力させる方式のものを用いても良
い。

【００１０】２３は前記ブレ−キ装置１３を作動させる
ための切替弁であって、左旋回用と右旋回用のソレノイ
ド２３ａ、２３ｂが択一的に励磁されることによってブ
レ−キ用シリンダ−１７、１７に至る油路が切り替えら
れ、右側若しくは左側のブレ−キ装置１３が作動する。
図２において符号２４は分流弁、２５は油圧ポンプであ
る。

【００１１】なお、この実施例では、ステアリングハン
ドル２０を所定角度以上に回動操作するか、所定の操作
速度以上でステアリングハンドル２０を操作した場合に
は作業機が上昇するように連動された「オ−トリフト制
御」と、ステアリングハンドル２０を所定角度以上回動
操作したときに後輪３の片側ブレ−キ装置１３が作動す
る「オ−トブレ−キ制御」が共に作動するように構成さ
れている。

【００１２】作業機が上昇するタイミングとブレ−キが
効くタイミングは略同時でも良いが、ブレ−キが効くタ
イミングが、作業機の上昇するタイミングよりやや遅い
方が圃場の荒れが少なくて望ましい。なお、このトラク
タ−１は機体後部に連結した作業機を左右方向にロ−リ
ング制御することもできるものであって、そのための機
構を説明すると、リフトア−ム９とロワ−リンク２７と
を接続するリフトロッド２８のうち、片側のリフトロッ
ドが油圧シリンダ−２８ｒで構成されており、この油圧
シリンダ−２８ｒを伸縮させて作業機であるロ−タリ耕
耘装置２９の左右傾斜姿勢をコントロ−ルできるように
している。

【００１３】油圧シリンダ−２８ｒの横側部には、油圧
シリンダ−２８ｒの長さを検出するストロ−クセンサ３
０が設けられ、トラクタ−１の油圧シリンダケ−ス８の
横側部には機体の左右傾斜を検出する傾斜センサ３２が
設けられている。操縦席の近傍に設けた傾斜設定器３３
によってロ−タリ耕耘装置２９の傾斜角度を設定する
と、傾斜センサ３２、ストロ−クセンサ３０の検出値及
び傾斜設定器３３の設定値から油圧シリンダ−２８ｒの
目標位置を演算し、コントロ−ラ１５からの指令によっ
て伸長用ソレノイド３５あるいは短縮用ソレノイド３６
が励磁され、油圧シリンダ−２８ｒが設定長さに伸縮制
御される。

【００１４】次に、トラクタ−１の後部に連結されてい
るロ−タリ耕耘装置２９について概略の構成を説明する
と、このロ−タリ耕耘装置２９は、耕耘部３８と、耕耘
部３８の上方を覆う主カバ−４０と、主カバ−４０の後
部に枢着されたリヤカバ−４２等からなり、主カバ−４
０の後上部にはリヤカバ−４２の前後揺動角度から耕深
を検出するデプスセンサ４４が設けられている。デプス
センサ４４と耕深設定器４５は共に前記コントロ−ラ１
５に接続されており、耕深設定器４５で設定した深さに
耕深が維持されるように前記上昇用ソレノイド１８ａ又
は下降用ソレノイド１８ｂが励磁される。

【００１５】なお、図１に記載されたトラクタ−の他の
構成について簡単に説明を加えると、４７はポジション
レバ−、４８はポジションレバ−４７の回動基部に取り
付けられたポジション設定器、４９はリフトア−ム９の
基部に取り付けられたリフトア−ム角センサ、５０はロ
ワ−リンク、５１はトップリンク、５２は自在継手であ
る。

【００１６】図３はコントロ−ラ１５に接続される各種
スイッチ類や設定器、検出器類、及び同コントロ−ラ１
５の出力側に接続される各種ソレノイド等の関係につい
て説明したブロック図であって、このコントロ−ラ１５
の入力ポ−ト側には、操舵角センサ２２、ポジション設
定器４８、リフトア−ム角センサ４９、耕深設定器４
５、デプスセンサ４４、傾斜設定器３３、ストロ−クセ
ンサ３０、傾斜センサ３２が接続され、コントロ−ラ１
５の出力ポ−ト側には、上昇用ソレノイド１８ａ、下降
用ソレノイド１８ｂ、伸長用ソレノイド３５、短縮用ソ
レノイド３６、左旋回ブレ−キ用ソレノイド２３ａ、右
旋回ブレ−キ用ソレノイド２３ｂが接続されている。

【００１７】次に図４のフロ−チャ−トに基づいて作用
を説明する。このフロ−チャ−トで説明される制御プロ
グラムはコントロ−ラ１５の記憶装置内に組み込まれて
いるものであって、傾斜センサ３２の変化率によってオ
−トリフト制御を作動させるか、停止させるように構成
されている。まず、最初にコントロ−ラ１５にセンサや
設定器の状態が読み込まれ（ステップＳ１）、更に、操
舵角センサ２２の単位時間当たりの変化速度が算出され
る（ステップＳ２）。このとき、操舵角センサ２２の操
舵角が大きい場合、例えば旋回操作に伴ってステアリン
グハンドル２０を２回転（７２０度）以上回すような場
合には、ステアリングハンドル２０の操作速度が小さく
てもオ−トリフト制御を作動させる（ステップＳ３、Ｓ
８）。

【００１８】そして、それ以外の場合には、操舵角セン
サ２２の角度に関する検出値と操作速度に関する検出値
とをオ−トリフト制御判定のための演算式に代入し（ス
テップＳ４）、オ−トリフト制御に移行する場合には、
更に傾斜センサ３２の変化率を算出する（ステップＳ
５、Ｓ６）。そして、傾斜センサ３２が検出する傾斜信
号の変化する割合（率）が小さい場合には、凹凸変化が
少ないものであるから、この場合は、オ−トリフト制御
を行わせる（ステップＳ８）。

【００１９】反対に、変化率が大きい場合には、畦際や
枕地のように凹凸の多い荒れ地を直進走行しているとき
と判断されるので、このような場所ではオ−トリフト制
御を停止させる（ステップＳ９）。このように、上記の
例によれば、圃場が荒れた枕地のような所でステアリン
グハンドル２０を頻繁に左右に回動操作しても、傾斜セ
ンサ３２がその機体の激しい揺れを検出することになっ
て、コントロ−ラ１５から上昇用ソレノイド１８ａに対
する上昇指令がカットされ、このため、軌道修正のため
にハンドル２０を回す度に作業機が上昇するようなこと
がなく、耕耘作業等を良好に行うことができるものであ
る。

【００２０】以上がオ−トリフト制御に関する作用の説
明であり、次に図５乃至図１０に基づいてオ−トブレ−
キ制御について説明する。図５は傾斜センサ３２の出力
信号の変化の様子を示し、図６はステアリングハンドル
２０操舵角と不感帯幅との関係について説明したもので
ある。図７のフロ−チャ−トについて説明すると、最初
に初期設定がなされた後、傾斜センサ３２の検出値が読
み込まれ（ステップ♯２）、サンプリングした傾斜セン
サ３２の検出値の分散値Ｖが算出される（ステップ♯
３）。そして、操舵角センサ２２の検出値θｈが入力さ
れ（ステップ♯４）、同時に求めた分散値Ｖと予め設定
されている許容分散値Ｖｍａｘとの比較がなされる（ス
テップ♯５）。分散値が許容値Ｖｍａｘ以下の場合に
は、不感帯幅θを狭いものθｍｉｎにセットし（ステッ
プ♯６）、分散値が許容値Ｖｍａｘを越えるときには、
不感帯幅を大きなものθｍａｘにセットする（ステップ
♯９）。なお、この実施例では、不感帯幅をステアリン
グ操舵角で表すようにしており、狭いときの不感帯幅は
直進位置から±１８０度の範囲、広いときの不感帯幅は
直進位置から±２７０度の範囲としている。

【００２１】そして、ステップ♯７において、検出した
ステアリング操舵角θｈの絶対値と不感帯幅θとの大小
関係を比較し、その絶対値が設定した不感帯幅を越える
ときには後輪片側のブレ−キ装置１３を効かせ（ステッ
プ♯１０）、越えないときにはブレ−キ出力をカットす
る（ステップ♯８）ようにしている。この結果、不感帯
幅θが狭いときには、ステアリングハンドル２０を±１
８０度の範囲内で回動操作しても旋回内側のブレ−キ装
置１３が作動することがなく、それを越えたときのみブ
レ−キ装置１３が作動するものである。

【００２２】また、不感帯幅が広いときには、±２７０
度の範囲までステアリングハンドル２０を回動操作して
もブレ−キ装置１３が効くことはなく、それ以上になっ
たときにブレ−キ装置１３が作動する。この実施例では
圃場内での通常の耕耘作業は不感帯幅を狭くし、枕地の
ように荒れた場所では不感帯幅を拡げて作業を行わせる
ようにしているのである。しかも、この不感帯幅の切替
は、手動操作によらず、傾斜センサ３２の信号を拾って
コントロ−ラ１５からの指令で自動的に切り替えられる
ものであるから、作業者には何ら負担が掛からず、操作
が楽であり、また、作業中にオ−トブレ−キが作動して
しまうような不具合は全く生じないのである。

【００２３】図８乃至図１０に示す実施例は前記の不感
帯幅調節に代えて、ブレ−キ制動力自体を変えるように
したものである。この場合、図９に示すように、枕地で
は圃場内の耕耘作業に比べて制動力を弱めに設定するよ
うにしている。次に図１０のフロ−チャ−トについて説
明する。ステップＴ５において分散値Ｖと許容分散値Ｖ
ｍａｘとの比較がなされ、求めた分散値Ｖが許容分散値
Ｖｍａｘを越えたときには、ブレ−キ制動力を弱め（ス
テップＴ７）、逆に分散値Ｖが許容分散値Ｖｍａｘ以下
であるときには、ブレ−キ制動力を強める（ステップＴ
６）ようにしている。

【００２４】なお、この実施例ではブレ−キ制動力の切
り替えを２段切替方式としたが、それ以上に切り替えら
れるように構成しても良い。更に、その制動力のカ−ブ
は１次関数でなく、２次関数的に変化するようなものを
用いても良い。

【００２５】

【発明の効果】この発明は前記の如く、ステアリングハ
ンドル操作と連動してリフトア−ムが昇降回動するオ−
トリフト機構あるいはステアリングハンドル操作と連動
して旋回内側の後輪ブレ−キ装置が作動するオ−トブレ
−キ機構とを備えたトラクタ−において、前記トラクタ
−車体に機体の左右傾斜を検知する傾斜センサを設け、
この傾斜センサの検出結果に基づいて、その連動の有無
あるいはタイミングを変更させる制御手段を設けたもの
であるから、枕地のように圃場が荒れた場所で直進性を
維持するためにステアリングハンドルを頻繁に回動操作
しても、オ−トリフト制御やオ−トブレ−キ制御が誤っ
て作動することがなく、旋回時に作業者に掛かる負担も
大幅に軽減され、操作性、作業性が著しく改善される特
徴を有する。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタ−全体の側面図である。

【図２】油圧回路図である。

【図３】制御ブロック図である。

【図４】オ−トリフト制御のフロ−チャ−トである。

【図５】傾斜センサの出力信号の変化を図示したグラフ
である。

【図６】ステアリング操舵角と不感帯幅との関係を示し
たグラフである。

【図７】オ−トブレ−キ制御に関するフロ−チャ−トで
ある。

【図８】傾斜センサの出力信号の変化を図示したグラフ
である。

【図９】ステアリング操舵角とブレ−キ制動力との関係
を図示したグラフである。

【図１０】オ−トブレ−キ制御に関するフロ−チャ−ト
である。

【符号の説明】

１ トラクタ− ２ 前輪 ３ 後輪 ５ エンジン ６ ミッションケ−ス ８ 油圧シリンダケ−ス ９ リフトア−ム １３ ブレ−キ装置 １５ コントロ−ラ ２０ ステアリングハンドル ２２ 操舵角センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ステアリングハンドル操作と連動してリフ
   トア−ムが昇降回動するオ−トリフト機構あるいはステ
   アリングハンドル操作と連動して旋回内側の後輪ブレ−
   キ装置が作動するオ−トブレ−キ機構とを備えたトラク
   タ−において、前記トラクタ−車体に機体の左右傾斜を
   検知する傾斜センサを設け、この傾斜センサの検出結果
   に基づいて、その連動の有無あるいはタイミングを変更
   させる制御手段を設けたことを特徴とするトラクタ−の
   旋回制御装置。