JPH11113313A - 作業車両の旋回制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタ等には、ステアリング切れ角が一定
以上となると、作業機を自動的に上昇させる作業機昇降
制御装置や、略直進時よりもステアリングハンドルの操
向切角に対し前輪の切角を大きく変更する操向制御装置
を備えたものが知られている。しかしながら、このよう
な旋回制御装置を備えた場合、各種制御装置を自由に、
或いは同時に制御を作動開始すると作業面を荒らした
り、作業機を破損するという課題があった。 【解決手段】 作業機２を上昇する作業機昇降制御装置
と、ステアリングハンドル２１の操作に対し前輪１の操
向量を大きく変更する操向制御装置とを備えたトラクタ
では、前記ハンドル２１に操作角度を検出するステアリ
ング（角度）センサを設け、この検出値により順に作業
機昇降制御装置、操向制御装置と作動開始する構成とし
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラクタや田植
機等の作業車両の旋回制御装置に関する。

【０００２】

【従来技術、及び発明が解決しようとする課題】従来、
トラクタ等の作業車両には、車両のステアリング切れ角
が一定以上となると、作業機を自動的に非作業位置へ上
昇させる作業機昇降制御装置（オートリフト）や、略直
進時よりもステアリングハンドルの操向切角に対し前輪
の切角を大きく変更する操向制御装置（クイックパワス
テ）を備えたものが知られている。

【０００３】しかしながら、このような旋回制御装置を
備えたトラクタでは、各種制御装置を自由に、或いは同
時に制御を作動開始すると作業面を荒らしたり、作業機
を破損するという課題があった。例えば、前記作業機上
昇前に、車体の旋回を促す操向制御装置を作動すると、
耕耘作業機が地面からの抜け出す前に作業機を横移動さ
せて作業面を荒れしてしまったり、作業機を破損するこ
ととなる。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、以上のよう
な課題に対し作業車両の旋回制御装置を以下のような構
成とした。即ち、車両６に連結した作業機２を上昇する
作業機昇降制御装置と、操向操作部２１の操作に対し操
向輪１の操向量を大きく変更する操向制御装置とを備え
た作業車両であって、前記両制御装置を車両の操向操作
に連動して作業機昇降制御装置、操向制御装置の順に作
動開始することを特徴とする作業車両の旋回制御装置と
した。

【０００５】

【発明の効果】以上のように構成した作業車両の旋回制
御装置では、前述のように車両を旋回するときにでも作
業面を荒らさず、また作業機の破損を防止することがで
きる。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を作
業車両である農業用トラクタについて説明する。トラク
タの車体６は、図２、および図３に示すように、ボンネ
ット７内にエンジンＥを設け、このエンジンＥから後部
に主クラッチ８を内装したクラッチハウジング９を連結
し、さらにこの後部にミッションケース１０を連結して
構成される。このミッションケース１０内には、該主ク
ラッチ８から出力された回転動力を操向輪である前輪１
と駆動輪である後輪５へ伝達するリバーサクラッチ１
１、主変速装置１２及び副変速装置１３等を内装する。
更には、この副変速装置１３から後輪５への後輪伝動系
路にはリヤデフ１４を設けて、左右リヤアクスルハウジ
ング１５内の後軸１６を介して後輪５を伝動する構成と
なっている。また、このリヤアクスルハウジング１５内
には該左右の後軸１６の回転を独立して制動する操向ブ
レーキ４を設けている。

【０００７】一方、副変速装置１３から前輪１への前輪
伝動系路には、前輪１への伝動を入り切りする前輪クラ
ッチ１７と、この前輪１の周速を後輪５の周速よりも高
速に変速できる前輪増速クラッチ１８を有する。また、
前記前輪を支持するフロントアクスルハウジング内に
は、フロントデフ３を設け、このフロントデフ３にはフ
ロントデフロック機構２０を設け、デフロック爪のクラ
ッチの咬合によって左右の前輪１が一体回転されて差動
回動しないように固定される。

【０００８】また、前記ステアリングハンドル２１の回
転操作は、後述するパワーステアリング装置２２を経て
タイロッド２４介して操向アーム２３を回動し、左右前
輪１，１に伝達している。また、同ハンドル２１の回転
軸には、ステアリングセンサ３４が設けられ、このハン
ドル２１の操作角度をコントローラ２７に入力する構成
となっている。

【０００９】前記ミッションケース１０の上方には、操
縦席２６を設け、この側方に変速レバー３８や、作業機
の高さを調整するポジションレバー３６が設けられてい
る。そして夫れ夫れのレバーの回動基部には、レバーの
操作角度を検出するポテンショメータ３８Ｓ，３６Ｓを
設けこの検出信号を、前記操縦席２６下方のコントロー
ラ２７へ入力する構成となっている。

【００１０】また、ミッションケース１０の後部には、
作業機を昇降する昇降シリンダ４９を設け、同シリンダ
４９のピストンを伸縮することによりリフトアーム２８
を上下回動する構成となっている。尚、図３中の符号２
９はトップリンク、３０はロアリンク、３１はリフトア
ーム２８とロアリンク３０との間を連結するリフトロッ
ドであり、図例では作業機として耕耘爪３１を有するロ
ータリ耕耘装置２を連結した構成となっている。また、
図２中の符号１９は、主クラッチ８から動力取出軸ＰＴ
Ｏに至るＰＴＯ系路に設けられるＰＴＯクラッチ及びＰ
ＴＯ変速装置である。

【００１１】前記コントローラ２７について説明する
と、コントローラ２７は内部にＣＰＵと、制御プログラ
ムを格納したＲＯＭやセンサ値などを一時記憶するＲＡ
Ｍなどの記憶装置を有する構成となっており、この入力
部にステアリングセンサ３４、ポジションレバー３６の
ポテンショメータ３６Ｓ、変速レバー３８のポテンショ
メータ３８Ｓ、リフトアーム角度センサ３７を接続して
設けている。また、出力部には、前記リフトアーム２８
を作動する作業機上昇用の比例圧力制御弁のソレノイド
２８Ａ、及び作業機下降用の比例圧力制御弁のソレノイ
ド２８Ｂと、左後輪のブレーキ装置４を作動する比例圧
力制御弁のソレノイド４Ａ、及び右後輪のブレーキ装置
４を作動する比例圧力制御弁のソレノイド４Ｂと、前輪
に設けたデフロック装置を作動する切替制御弁のソレノ
イド２０Ａと、前記増速クラッチ１８を作動する切替制
御弁のソレノイド１８Ａと、後述するパワーステアリン
グ装置の油量を調整する切替制御弁のソレノイド２２Ａ
とを接続して設けている。

【００１２】尚、前記前輪デフロック用と増速用とパワ
ーステアリング用の各制御弁は、通電を停止すると同制
御装置の作動が停止するようにスプリングにより付勢す
る構成となっている。次にトラクタに装備された各種制
御装置について説明する。オートリフト制御装置は、
圃場端等で直進行程から旋回行程に入るときに、オペレ
ータがステアリングハンドル２１を旋回操作すると、コ
ントローラにより作業機が非作業位置の高さに上昇する
ものである。ここでは、前記ステアリングセンサにより
オペレータの操作角度が検出され、この検出角度がコン
トローラ２７に予め設定された設定角度以上となると、
コントローラ２７から切替制御弁のソレノイド２８Ａへ
通電が出される構成となっている。

【００１３】また、オートブレーキ制御装置は、同様
に前記ハンドル２１の操向角が設定角度を超えると操向
旋回側の操向ブレーキ４を制動するものである。フロン
トデフロック制御装置は、同様にフロントデフ３を作
用させないように固定するものである。また、クイック
パワステ制御装置は、図４に示すように、パワーステ
アリング装置２２からステアリングシリンダ３３までの
油路に、油の一部をタンクＴへ開放する切替制御弁３５
を設け、この切替制御弁３５の切り替えによりステアリ
ングハンドル２１の操作角に対する前輪１の切角の比を
変更するものである。尚、図中符号Ｐは油圧ポンプであ
る。ステアリングハンドル２１の操作角と前輪１の切角
との関係は、図１のグラフで示すように、通常時、前輪
１を左右ロック位置まで操向するためには、ステアリン
グハンドル２１を約２回転する構成となっている。

【００１４】前輪増速旋回制御装置は、前記前輪増速
クラッチ１８の入りによって、通常は前輪１の周速を後
輪５の周速とほぼ同じ速度の回転を、約二倍の速度に増
速するものである。以上のように構成したトラクタの制
御装置は、例えば図１に示した右旋回のように作動す
る。

【００１５】オペレータがステアリングハンドル２１を
操向操作すると、切角が１πラジアンに達したときにコ
ントローラ２７からの切替制御弁のソレノイド２８Ａへ
出力指令が出され、オートリフト制御装置が作動開始
する。このときフロントデフロック制御装置を有する
形態では、同時にフロントデフロック２０が作動され
る。

【００１６】ステアリングハンドル２１が更に操向され
て１．５πラジアンの位置に達すると、ステアリングセ
ンサ３４の検出により、クイックパワステ制御装置が
作動して、これにより２．５πラジアンの切角位置に達
するまでの操向時に、ステアリングハンドル２１の切角
に対して前輪１の切角が大きくなるように変速される。
これにより、オペレータのハンドル操作は、約７／４回
転に減少される。

【００１７】ステアリングハンドル２１の操向が更に進
んで２πラジアン位置に達すると、オートブレーキ制御
装置が作動され、同時に前輪増速クラッチ１８が入と
なり、前輪増速旋回制御装置が作動され、旋回性がさ
らに促進され小回り旋回を容易に行うものである。以上
のように、前記複数の制御装置を備えたトラクタで、ス
テアリング切れ角に応じて制御を作動するとき、先ず最
初にオートリフト制御装置を作動する構成としたの
で、作業機２が土壌にあるままの状態で横移動し圃場面
を荒らしたり、作業機２を破損することを防止する。

【００１８】又、旋回後半でステアリングハンドル２１
を上記とは逆の方向へ操作する場合、同様の各モードの
作用が行われる。尚、前記コントローラ２７の制御プロ
グラムには、変速レバー３８のポテンショメータ３８Ｓ
で操作角を検出し、高速走行位置のときに旋回制御装置
の作動を牽制する構成としても良い。又、前記各制御装
置〜はステアリングセンサ３４の検出に基づいて作
動させる構成としたが、前記操向アーム２３の切角、即
ち前輪１の切角を検出する構成としても良い。

【００１９】次に上記発明の別形態について説明する。
図５、図６において、上例と異なる点は、前記ステアリ
ングハンドル２１によりパワーステアリング装置２２の
ステアリングシリンダ３３を作動させて前輪１を操向す
る構成において、ステアリングポスト３９に設けられる
旋回レバー４０による旋回スイッチ４１のＯＮによりコ
ントローラ２７を経て切替制御弁４２を出力作動させ
て、該ステアリングシリンダ３３を直接作動させること
ができるように構成したものである。これいより、旋回
操作をステアリングハンドル２１とは関係なく旋回スイ
ッチ４１の操作により簡単化する。

【００２０】パワーステアリング装置２２は、ステアリ
ングハンドル２１の操向で連動される操向弁４３を有す
るが、このパワーステアリング装置２２の油圧回路４４
に、切替制御弁４２を接続するバイパス４５を設ける。
この切替制御弁４２を旋回スイッチ４１で切り替えてバ
イパス４５を経てステアリングシリンダ３３を直接作動
させることができる。４６はリリーフバルブ、４７は絞
り弁である。

【００２１】尚、前記旋回スイッチ４１によるステアリ
ングシリンダ３３の作動と共に、作業機上昇用の比例圧
力制御弁のソレノイド２８Ａへ通電を行って昇降シリン
ダ４９によるリフトアーム２８を上昇させるオートリフ
トや、旋回内側の比例圧力制御弁のソレノイド４Ａへ通
電を行って操向ブレーキシリンダ５１による操向ブレー
キ４を制動させて旋回を行わせるオートブレーキ作動
や、前輪増速クラッチ１８を切り替えて前輪増速旋回等
を行わせる構成としている。

【００２２】符号５２は副変速スイッチで、前記変速レ
バー３８の低速位置でＯＮする。５３はＰＴＯ検出スイ
ッチで、ＰＴＯが中立位置以外でＯＮする。５４は強弱
切替スイッチである。５５は前記オート旋回操向を表示
するモニタランプ、５６は前記旋回スイッチ４１による
パワステ旋回を行うことを表示するモニタランプであ
る。５７は前後進レバーで、前記リバーサクラッチ１１
を切替操作する。５８はスロットルレバーである。

【００２３】図７において、上例と異なる点は、前記パ
ワーステアリング装置２２の油圧回路４４のステアリン
グシリンダ３３を作業機２を左右水平状の姿勢に制御す
る水平シリンダ５９の水平油圧回路６０から、切替バル
ブ６１の切替によって作動させる構成としたもので、回
路構成を簡単にし、急旋回を効率的に行わせる。水平油
圧回路６０には、車体６乃至作業機２の左右傾斜角を検
出する水平センサによって作動される水平制御用の切替
制御弁６２を有し、この切替制御弁６２と水平シリンダ
５９との間に切替バルブ６１を設けて、ステアリングシ
リンダ３３の油圧回路４４に切替えできる。

【００２４】この切替バルブ６１の作動条件としては、
前記変速レバー３８による副変速を低速位置とし、ＰＴ
Ｏを中立位置以外とし、ステアリングセンサ３４を一定
角以上とし、かつリフトアーム角センサ３７の一定角以
上とすることによって、ステアリングシリンダ３３側へ
切替える。これによって操作性を向上できる。６３，６
４は分流弁、６５はメイン油圧回路で、前記昇降シリン
ダ４９や変速クラッチ等を配置する。

【００２５】図８において、上例と異なる点は、前記油
圧回路を有するパワーステアリング装置２２のステアリ
ングシリンダ３３を複動形態として、左右のピストンロ
ッド６６を左右の前輪１の操向アーム２３に連結し、ス
テアリングシリンダ３３の中央部には隔壁６８を有して
左右対称状に構成する。６９はタイロッドで、左右の操
向アーム２３間を連結する。各ステアリングシリンダ３
３のヘッド側のエリアＡとピストンロッド６６側のエリ
アＢとに連結のインラインＩＮとアウトラインＯＵＴと
の間に切替制御弁７０を設ける。このインラインＩＮが
油圧回路側に連結される。

【００２６】前記切替制御弁７０は、リリーフバルブ７
１やチェックバルブ７２等を有する供給回路７３からの
圧油を切替制御弁７０を経てエリアＢへ供給して、前車
輪１の操向速を変えることができるように構成してい
る。通常の操向旋回時は、図９（Ａ）の矢印で示すよう
に油圧力が働いて、前車輪１を右側（矢印の場合）へ操
向して右旋回する。

【００２７】左旋回増速時は、図９（Ｂ）に示すように
切替制御弁７０の切り替えによって、ピストンロッド６
６が右側へ移動される。供給回路７３からの供給油量
は、左側のピストンロッド６６の移動によるエリアＢの
容積増加相当量となる。又、これと反対の右側のステア
リングシリンダ３３においては、エリアＡとＢとの断面
積差により、エリアＢの油はエリアＡ側へ供給されるこ
とにより増速されることとなる。

【００２８】右旋回増速時は、図９（Ｃ）に示すように
なり、同様の操向作動が行われる。このような油圧回路
構成では、旋回操向がエンジン回転数や、油温、油圧等
の変動に関係なく、ステアリングハンドル２１の操作に
追従して、一定の割合で増速させることができる。又、
ステアリングシリンダ３３への圧油供給量を増やすこと
なく、増速させることができるため、ポンプ及び油圧回
路の容積を小容量とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】ステアリングハンドルの切角と各作動モードと
の関係を示す作用図と、グラフ。

【図２】トラクタの伝動系統図と、操向旋回制御ブロッ
ク図。

【図３】トラクタの側面図。

【図４】パワステ部の油圧回路図。

【図５】一部別実施例を示す制御ブロック図。

【図６】その一部パワステ油圧回路図。

【図７】一部別実施例を示すパワステ油圧回路図。

【図８】一部別実施例を示すパワステ油圧回路図。

【図９】その作用を示す作用油圧回路図。

【符号の説明】

１ 前輪 ２ 作業機 ３ フロントデフ ４ 操向ブレーキ ５ 後輪

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 石丸 秀司 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 小山 浩二 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 常川 松彦 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 村上 徹司 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】 車両６に連結した作業機２を上昇する作
   業機昇降制御装置と、操向操作部２１の操作に対し操向
   輪１の操向量を大きく変更する操向制御装置とを備えた
   作業車両であって、前記両制御装置を車両の操向操作に
   連動して作業機昇降制御装置、操向制御装置の順に作動
   開始することを特徴とする作業車両の旋回制御装置。