(57)【要約】【課題】複数の操舵角、操舵方向、及び操舵速度を検出できるものでありながら、簡単な構成とすることが可能な作業車輌の前輪操向装置を提供する。【解決手段】前輪操向装置２０は、大径部４５ａ，４５ｃ，４５ｆ及び小径部４５ｂ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｇを有する軸状カム部材４５と、該軸状カム部材４５が貫通配置された位置検出シリンダ４３と、該位置検出シリンダ４３に固定された左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２とを有する操舵位置検出装置４０を備えて構成されている。軸状カム部材４５は、操向操作に基づいて移動し、中立状態から最大操舵角となるまでの間で、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２に操舵角に応じた複数回の状態変化を出力させることにより複数段階の操舵角を検出する。また、これら複数の操舵角間の変位時間から、マイコンが演算することで操舵速度を検出する。【選択図】図７
2010058706.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
前輪の操舵角を検出する操舵角検出手段を有する作業車輌の前輪操向装置において、
前記操舵角検出手段は、
２個のスイッチと、
操舵角に基づいて変位すると共に、前記前輪の操舵角が中立状態から最大操舵角となるまでの間に、前記２個のスイッチのうち少なくとも一方が複数回のオン・オフの出力変化を行う形状のカムと、
前記２個のスイッチのそれぞれの出力信号に基づいて操舵方向及び複数の操舵角を判断すると共に該複数の操舵角間の変位時間から操舵速度を演算する演算部と、を備えてなる、
ことを特徴とする作業車輌の前輪操向装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、トラクタ等の作業車輌の前輪操向装置に係り、詳しくは、車輌の前輪の操舵角を検出する操舵角検出手段を備えた作業車輌の前輪操向装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばトラクタ等の作業車輌は、ステアリングホイール等の操作に基づく前輪の操向角度を検出する操舵角検出手段を有する前輪操向装置を備えたものがある。また、このような作業車輌には、圃場端でＵターンする際の動作を補助するための自動制御機能として、車輌後部に装着した作業機を自動的に上昇させる機能が備えられたものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
上記特許文献１に示す作業車輌は、操舵角検出手段としてポテンショメータを用いて所定の操舵角度域を検出し、該所定の操舵角度域における操舵速度に基づき、上記自動制御機能に係る作業機を上昇させるタイミングを変更している。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−３０８９０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、操舵角検出手段にポテンショメータを用いることは、１個の検出機器で複数の操舵角を検出することができるものであるが、該ポテンショメータ自体が高価であり、コストダウンの妨げになるという問題があった。また、ポテンショメータは、精密機器であるため、埃や振動にさらされる作業車輌における操舵角検出手段の検出機器としては、信頼性や耐久性の観点から、シンプルな構造のものが望まれていた。
【０００６】
そこで本発明は、複数の操舵角、操舵方向、及び操舵速度を検出できるものでありながら、簡単な構成とすることが可能な作業車輌の前輪操向装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
請求項１に係る本発明は（例えば図１乃至図１４参照）、前輪（５）の操舵角を検出する操舵角検出手段（４０，１４０，２４０，３４０）を有する作業車輌（１）の前輪操向装置（２０）において、
前記操舵角検出手段（４０，１４０，２４０，３４０）は、
２個のスイッチ（４１，４２，１４１，１４２）と、
操舵角に基づいて変位すると共に、前記前輪（５）の操舵角が中立状態から最大操舵角となるまでの間に、前記２個のスイッチ（４１，４２，１４１，１４２）のうち少なくとも一方が複数回のオン・オフの出力変化を行う形状のカム（４５，１４５，２４５，３４５）と、
前記２個のスイッチ（４１，４２，１４１，１４２）のそれぞれの出力信号に基づいて操舵方向及び複数の操舵角を判断すると共に該複数の操舵角間の変位時間から操舵速度を演算する演算部（６０）と、を備えてなる、
ことを特徴とする作業車輌の前輪操向装置（２０）にある。
【０００８】
なお、上記カッコ内の符号は、図面と対照するためのものであるが、これは、発明の理解を容易にするための便宜的なものであり、特許請求の範囲の構成に何等影響を及ぼすものではない。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る本発明によると、２個のスイッチと、操舵角に基づいて変位すると共に、前輪の操舵角が中立状態から最大操舵角となるまでの間に、該２個のスイッチのうち少なくとも一方が複数回のオン・オフの出力変化を行う形状のカムと、該２個のスイッチのそれぞれの出力信号に基づいて操舵方向及び複数の操舵角を判断すると共に該複数の操舵角間の変位時間から操舵速度を演算する演算部とを有する操舵角検出手段を備えているので、複数の操舵角と、操舵方向、及び操舵速度を検出できるものでありながら、検出機器を２個のスイッチのみとする簡単な構成とすることができる。
【００１０】
また、操舵速度が検出できることにより、例えば自動制御機能の始動タイミング等や、該自動制御機能の動作速度を車輌の動作状況に合わせることができ、作業精度を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
＜第１の実施の形態＞
以下、本発明に関する第１の実施の形態を図１乃至図１１に沿って説明する。
【００１２】
図１に示すように、本第１の実施の形態に係るトラクタ（作業車輌）１は、エンジン３及びミッションケース４等から構成される走行機体２と作業機（図示せず）とで構成されており、該走行機体２は、操向輪である前輪５、及び後輪６により支持されている。該エンジン３は、ボンネット１１に覆われており、該ボンネット１１の後方には運転席１２を有している。また、左右の前輪５の間には、エンジン３からの動力をミッションケース４を介して前輪５に伝達すると共に、ステアリングホイール１３の操作に基づいて前輪５を操向させる前輪操向装置２０が備えられている。該前輪操向装置２０は、フロントアクスルケース２１、及びこれに沿設された油圧シリンダ装置３５等によって構成されている。
【００１３】
一方、走行機体２の後部には、回転刃（図示せず）等を有する作業機が昇降リンク機構（図示せず）を介して連結されている。該昇降リンク機構は１個のトップリンクと左右一対のロアリンクを備える三点式のもので、このような回転刃を有する作業機以外にも種々の作業機を選択して装着可能である。また、昇降リンク機構は、走行機体２側に配置されたリフトシリンダ８３（図６参照）の伸長／収縮動作によって上下に回動される。つまり、該リフトシリンダ８３を油圧駆動して作業機を上昇／下降動作させることが可能である。
【００１４】
また、上記運転席１２には、座席１４、左右のブレーキペダル（図示せず）、及び走行操作機器であるステアリングホイール１３等が配設されている。さらに、該ステアリングホイール１３の前方及び座席１４の側方には、作業機操作機器である操作パネル（図示せず）が配置されており、該座席１４の側方に配置された操作パネルの下方には、後述するマイコンユニット５０が配置されている。
【００１５】
さらに、上記ミッションケース４には、エンジン３から伝達された動力を、所望のタイミングで通常よりも増速させて前輪５に伝達することが可能な前輪増速装置７８（図６参照）が備えられている。
【００１６】
フロントアクスルケース２１は、図２に示すように、走行機体２の左右方向に延びて形成されたセンタケース２５及び該センタケース２５の左右両端部に固定されるキングピンケース２６を備えている。該センタケース２５の中央部分前方側には、図３に示すように、突出部２５ａが固定されている。そして、フロントアクスルケース２１は、該突出部２５ａを回動可能に支持するフロントブラケット３２、及び後方部分を回動可能に支持するリヤブラケット３３にて、走行機体２と一体のメインフレーム３１に対して、機体前後方向の軸心周りに上下揺動自在に支持されている。
【００１７】
上記センタケース２５には、図２に示すように、デフリングギヤ２２ａ及びデフピニオン２２ｂ等を有するフロントディファレンシャル２２、及び該フロントディファレンシャル２２の左右方向にそれぞれ駆動連結されたデフシャフト２３が内装されている。上記キングピンケース２６には、キングピン２８が内装されており、該キングピン２８は、その上方側においてデフシャフト２３と駆動連結されている。
【００１８】
また、キングピン２８は、その下方側において前輪車軸２９に駆動連結されており、該前輪車軸２９は、キングピン２８を中心に回動自在に設けられた車軸ケース２７に内装されている。該車軸ケース２７には、ナックルアーム３０が一体的に固定されており、該ナックルアーム３０は、キングピンケース２６上面側でキングピン２８の中心軸上となる部分に回動自在に連結し、車軸ケース２７と共にキングピン２８を中心に回動自在に構成されている。
【００１９】
上記油圧シリンダ装置３５は、図４に示すように、センタケース２５に対して固定されたシリンダ部３６と、該シリンダ部３６に貫通配置されたピストンロッド３７とを備えて構成されている。該シリンダ部３６には、内部に形成された油室と、後述する油圧制御装置７０とを連通するための油圧ポート３９，３９が設けられている。該ピストンロッド３７は、左右両端部がそれぞれロッドエンド３８を介してナックルアーム３０に連結されている。
【００２０】
また、油圧シリンダ装置３５には、詳しくは後述する操舵位置検出装置（操舵角検出手段）４０が並設されている。
【００２１】
上記マイコンユニット５０は、図５に示すように、ＣＰＵ５１、ＲＡＭ５２、フラッシュメモリ５３を有するマイクロコンピュータ（以下、マイコン）（演算部）６０、電源６１、不揮発性メモリであるＥＥＰＲＯＭ（Electrically  Erasable  Programmable  Read-Only  Memory）５４、通信回路６２、ドライバ（駆動回路）５５などを用いて構成される電子回路である。該マイコンユニット５０の入力側には、電源６１のほか、上記操舵位置検出装置４０の左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２が接続されている。また、このほかにも、旋回アップ制御切換スイッチ６５、前輪増速・オートブレーキ制御切換スイッチ６６等の各種スイッチ、またリフトロッドシリンダセンサ６７、ポジションレバーセンサ６８等の各種センサが接続されている。
【００２２】
なお、旋回アップ制御切換スイッチ６５とは、ステアリングホイール１３により一定角以上の操舵角を与えられたことが検出されると、マイコン６０からの制御信号に基づき、作業機を設定された上限位置まで自動的に上昇させる制御のオン・オフを切換えるスイッチである。これにより、例えば圃場端部等でＵターンする場合には、ステアリングホイール１３の操作だけで作業機を設定上限位置まで上昇させることができ、操作の容易化が可能となる。また、このような場合には、ステアリングホイール１３の操舵速度が一定速度以下で操作されたことが検出された際、作業機を上昇させるタイミングを遅くしたり、ステアリングホイール１３の操舵速度が一定速度以上で操作されたことが検出された際、作業機の上昇速度を速くすることなどもでき、さらに操作の容易化が可能となる。
【００２３】
また、前輪増速・オートブレーキ制御切換スイッチ６６とは、ステアリングホイール１３により一定角以上の操舵角を与えられると、その操舵量に基づきマイコン６０からの制御信号に基づき、旋回内側の後輪６のブレーキ装置（図示せず）が制動作動される制御のオン・オフを切換えるスイッチである。すなわち、ステアリングホイール１３を操作することにより、旋回内側の後輪６にブレーキが作用する。これにより、例えば圃場端部等でも小回り旋回が可能となっている。さらに、例えばステアリングホイール１３の操舵速度が一定速度以下で一定角以上の操舵角が与えられたことが検出された際には、旋回内側の後輪６にブレーキを作用させないようにするなど、トラクタ１の動作状況に合わせて動作させることもできる。
【００２４】
なお、マイコン６０には、これらのほかにも図示を省略した、耕耘の深さを調整する耕深調整ボリュームスイッチ等のスイッチ類やセンサ類も接続されている。
【００２５】
また、該マイコンユニット５０の出力側には、ＬＣＤで構成された表示部５６のほか、ランプ（ＬＥＤを含む）５７、ブザー５８、ソレノイド（例えばリフトシリンダ上昇用ソレノイド）５９等がドライバ５５を介して接続されている。
【００２６】
上記油圧制御装置７０は、図６に示すように、パワーステアリングポンプ７２、油圧リフトポンプ７３、パワーステアリングユニット７４、リリーフバルブ７５、フローデバイダバルブ７７、油圧リフト装置８２、オイルタンク７１、及びフィルタ８７，８８等によって構成されている。なお、本第１の実施の形態に係るトラクタ１の油圧制御装置７０は、実際には、ほかにも多くのバルブや油路等を有しているが、説明の便宜上、省略して示している。
【００２７】
パワーステアリングユニット７４は、パワーステアリングポンプ７２からの作動油を、ステアリングホイール１３の操作に基づいて切換えられるパワーステアリングバルブ７４ａを介して該ステアリングホイール１３の操作に基づく左右それぞれの油圧ポート３９に供給するように構成されており、シリンダ部３６のピストンロッド３７を油圧動作させることで前輪５が操舵される。
【００２８】
フローデバイダバルブ７７には、油圧リフトポンプ７３からの作動油が、リリーフバルブ７５及びフィルタ８８を介して供給されており、該フローデバイダバルブ７７からは、上記前輪増速装置７８の前輪増速用電磁切換えバルブ７８ａと、ブレーキシリンダ８０を油圧動作させる自動ブレーキ旋回用電磁切換えバルブ８０ｃとに供給されている。前輪増速用電磁切換えバルブ７８ａは、上記マイコン６０からの制御信号に基づいて切換えられることにより、作動油を供給して前輪増速装置７８を作動させる。自動ブレーキ旋回用電磁切換えバルブ８０ｃは、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２の検出信号に基づくマイコン６０からの制御信号に基づいて、左右いずれかのブレーキシリンダ８０ａ，８０ｂに作動油を供給し、旋回内側のブレーキ装置を作動させる。
【００２９】
また、フローデバイダバルブ７７からの作動油は、油圧リフト装置８２に供給され、リフトロッドシリンダ８１及びリフトシリンダ８３を作動させる。リフトロッドシリンダ８１は、フローデバイダバルブ７７からの作動油が、油圧リフト装置８２を介してリフトロッドシリンダ用電磁切換えバルブ８１ａに供給され、該リフトロッドシリンダ用電磁切換えバルブ８１ａから、傾斜設定ボリュームスイッチ（図示せず）の設定に基づくマイコン６０の制御信号に基づいて作動油が供給されることにより、上記作業機の左右傾斜角度を変更させる。さらに、リフトシリンダ８３は、フローデバイダバルブ７７からの作動油が、リフトシリンダコントロールバルブ８４に供給され、該リフトシリンダコントロールバルブ８４から、各種自動制御スイッチの操作に基づくマイコン６０の制御信号や運転席１２に配置されたレバーの操作に基づいて作動油が供給されることにより、上記作業機を上昇／下降動作させる。
【００３０】
次に、操舵位置検出装置４０について説明する。
【００３１】
操舵位置検出装置４０は、図４及び図７に示すように、油圧シリンダ装置３５に並設された位置検出シリンダ４３と、該位置検出シリンダ４３に固定された左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２と、位置検出シリンダ４３に貫通配置された軸状カム部材（カム）４５と、位置検出シリンダ４３内部に配置され、該軸状カム部材４５を中央部分に付勢するスプリング４６，４６とによって構成されている。
【００３２】
該軸状カム部材４５は、左右両端部付近において接続部材４７，４７によって油圧シリンダ装置３５のピストンロッド３７に固定されており、ステアリングホイール１３の操作に基づいた該ピストンロッド３７の移動に合わせて移動するように構成されている。なお、軸状カム部材４５には、左右両端部付近において、上記接続部材４７の代わりに、ピストンロッド３７に接続されない、鍔状のカム側プレートが配置され、かつピストンロッド３７の左右両端部付近には、該カム側プレートに対して所定量の隙間を有するように鍔状のロッド側プレートが配置されるように構成しても良い。つまり、軸状カム部材４５は、ピストンロッド３７がステアリングホイール１３の操作に基づいて移動する際、上記所定量の隙間分（例えば、前輪５の切れ角３０度分）だけ移動し、カム側プレートとロッド側プレートとが当接して移動される。これにより、軸状カム部材４５は、ピストンロッド３７（ステアリングホイール１３）の移動に対して、所謂「遊び」を有するようにすることができる。
【００３３】
また、軸状カム部材４５は、位置検出シリンダ４３内部に配置される中央側部分において、該位置検出シリンダ４３の内径と略々同じ外径となる大径部４５ａ，４５ｃ，４５ｆと、該大径部４５ａ，４５ｃ，４５ｆより小さい外径となる小径部４５ｂ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｇとが形成されている。
【００３４】
左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２は、位置検出シリンダ４３に固定された状態で基端側から先端側に付勢される検出部４１ａ，４２ａをそれぞれ備えており、該検出部４１ａ，４２ａが、軸状カム部材４５の小径部４５ｂ，４５ｄ，４５ｅ，４５ｇに接した状態から大径部４５ａ，４５ｃ，４５ｆに乗り上げた際にスイッチがオフからオンに切換わるように構成されている。そして、これら左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２と軸状カム部材４５とは中央部分Ａに対して左右対称となるように配置されている。
【００３５】
次に、本発明に係るトラクタ１の制御について説明する。
【００３６】
例えば操作者が運転席１２にあり電源入切操作手段であるイグニッションをオンにするなどして電源６１を投入し、上記旋回アップ制御切換スイッチ６５及び前輪増速・オートブレーキ制御切換スイッチ６６がオンされると、図８に示す操舵位置検出制御が開始される（Ｓ１−１）。
【００３７】
ついで、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２からの検出信号を動作検出値Ｐに変換する（Ｓ１−２）。動作検出値Ｐとは、マイコン６０が左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２からの信号を検出しないオフの際に値を０とし、信号を検出するオンの際に値を１とした場合に、数式
Ｐ＝２１×左検出スイッチ４１の値＋２０×右検出スイッチ４２の値    ・・・（α）
によって算出される値である。
【００３８】
即ち、トラクタ１が直進状態の際には、図１０に示すように、操作者によりステアリングホイール１３（図１及び図６参照）が操作されず、ピストンロッド３７（図４参照）が作動せず、軸状カム部材４５も移動されない。このため、左検出スイッチ４１が軸状カム部材４５の小径部４５ｂ、右検出スイッチ４２が小径部４５ｅにそれぞれ位置しており、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２共にオフとなり信号が検出されず値は０となる。つまり、上記数式αにより、
Ｐ＝２１×０＋２０×０＝０
となる。
【００３９】
また、トラクタ１が直進状態から操作者によってステアリングホイール１３が操作され、左操舵（１）をする際には、該ステアリングホイール１３の操作に基づいてピストンロッド３７が左方向へ作動し、これに伴い軸状カム部材４５も左方向に移動される。このため、左検出スイッチ４１が軸状カム部材４５の大径部４５ａ、右検出スイッチ４２が大径部４５ｆにそれぞれ位置しており、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２共にオンとなり信号が検出されるため値は１となる。つまり、上記数式αにより、
Ｐ＝２１×１＋２０×１＝３
となる。
【００４０】
さらに、トラクタ１が上記左旋回状態からさらにステアリングホイール１３が操作され、最大操舵角付近とされる左操舵（２）をする際には、ピストンロッド３７がさらに左方向へ作動し、これに伴い軸状カム部材４５もさらに左方向に移動される。このため、左検出スイッチ４１は軸状カム部材４５の大径部４５ａに位置したままであるが、右検出スイッチ４２が小径部４５ｇに位置しており、左検出スイッチ４１はオン状態となり値が１となり、右検出スイッチ４２は再びオフ状態となり値が０となる。つまり、上記数式αにより、
Ｐ＝２１×１＋２０×０＝２
となる。
【００４１】
一方、トラクタ１が直進状態から操作者によってステアリングホイール１３が操作され、右操舵（１）をする際には、該ステアリングホイール１３の操作に基づいてピストンロッド３７が右方向へ作動し、これに伴い軸状カム部材４５も右方向に移動される。このため、左検出スイッチ４１が軸状カム部材４５の大径部４５ｃ、右検出スイッチ４２が大径部４５ａにそれぞれ位置しており、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２共にオンとなり信号が検出されるため値は１となる。つまり、上記数式αにより、
Ｐ＝２１×１＋２０×１＝３
となる。
【００４２】
また、トラクタ１が上記右旋回状態からさらにステアリングホイール１３が操作され、最大操舵角付近とされる右操舵（２）をする際には、ピストンロッド３７がさらに右方向へ作動し、これに伴い軸状カム部材４５もさらに右方向に移動される。このため、右検出スイッチ４２は軸状カム部材４５の大径部４５ａに位置したままであるが、左検出スイッチ４１が小径部４５ｄに位置しており、左検出スイッチ４１は再びオフ状態となり値が０となり、右検出スイッチ４２はオン状態となり値が１となる。つまり、上記数式αにより、
Ｐ＝２１×０＋２０×１＝１
となる。
【００４３】
その後、図８に示すように、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２からの検出信号を変換した動作検出値Ｐの読み込みが行われる（Ｓ１−３）。該動作検出値Ｐが、Ｐ＝０であった場合、上記のように略々直進状態を判定する（Ｓ１−４）。この際、マイコン６０は、旋回アップ制御及び前輪増速・オートブレーキ制御等に関しての制御信号を出力しない（図１０も併せて参照）。
【００４４】
また、動作検出値Ｐが、Ｐ＝１であった場合、上記のように右方向への大きな旋回動作である右操舵（２）状態であることを判定する（Ｓ１−５）。つまり、例えば圃場端部での右回りのＵターンであることを判定し、マイコン６０は、前輪増速・オートブレーキ制御に関して前輪増速装置７８を作動させると共に、自動ブレーキ旋回用電磁切換えバルブ８０ｃによって旋回内側となる右側ブレーキシリンダ８０ｂを作動させるように制御信号を出力する（図６及び図１０も併せて参照）。
【００４５】
さらに動作検出値Ｐが、Ｐ＝２であった場合、上記のように左方向への大きな旋回動作である左操舵（２）状態であることを判定する（Ｓ１−６）。つまり、例えば圃場端部での左回りのＵターンであることを判定し、マイコン６０は、前輪増速・オートブレーキ制御に関して前輪増速装置７８を作動させると共に、自動ブレーキ旋回用電磁切換えバルブ８０ｃによって旋回内側となる左側ブレーキシリンダ８０ａを作動させるように制御信号を出力する（図６及び図１０も併せて参照）。
【００４６】
また、動作検出値Ｐが、Ｐ＝３であった場合、上記のように左方向または右方向への比較的小さな旋回動作である左操舵（１）または右操舵（１）であることを判定する（Ｓ１−７）。つまり、例えば圃場端部におけるＵターンの初期段階であることを判定し、マイコン６０は、旋回アップ制御に関してリフトシリンダコントロールバルブ８４によってリフトシリンダ８３を作動させ、作業機を上昇させるように制御信号を出力する（図６及び図１０も併せて参照）。そして、以上動作検出値Ｐに基づいた処理を行った後に操舵位置検出制御が終了する（Ｓ１−８）。
【００４７】
次に、操舵速度検出制御について説明する。図９に示すように、操舵速度検出制御が開始され（Ｓ２−１）、上記操舵位置検出制御によって操舵位置の変位が検出されない場合には（Ｓ２−２のＮｏ）、操舵速度が０であると判定され（Ｓ２−６）、操舵速度検出制御が終了する（Ｓ２−７）。ここで、例えばステアリングホイール１３が操作され、操舵位置検出制御により操舵位置の変位が検出されると（Ｓ２−２のＹｅｓ）、まず、マイコン６０は、現在の操舵方向が前回の操舵方向と同方向であるが否かを判定する（Ｓ２−３）。
【００４８】
ここで、操舵方向が前回と異なる場合は（Ｓ２−３のＮｏ）、操舵速度が０であると判定され（Ｓ２−６）、操舵速度検出制御が終了し（Ｓ２−７）、操舵方向が前回と同方向である場合は（Ｓ２−３のＹｅｓ）、操舵角の変位量とそれに要した変位時間とから、操舵角が変位する際の速度を算出する（Ｓ２−４）。該ステップＳ２−４において、操舵角が変位する際の速度が算出されると、これを操舵速度とし（Ｓ２−５）、マイコン６０がこれを検出結果として読み込むなどして操舵速度検出制御が終了する（Ｓ２−７）。
【００４９】
以上のように、本発明の第１の実施の形態に係るトラクタ１は、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２と、操舵角に基づいて変位すると共に、前輪５の操舵角が中立状態から最大操舵角となるまでの間に、該左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２のうち少なくとも一方が複数回のオン・オフの出力変化を行う形状の軸状カム部材４５と、該左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２のそれぞれの出力信号に基づいて操舵方向及び複数の操舵角を判断すると共に該複数の操舵角間の変位時間から操舵速度を演算するマイコン６０とを有する操舵位置検出装置４０を備えているので、複数の操舵角と、操舵方向、及び操舵速度を検出できるものでありながら、検出機器を左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２の２個のスイッチのみとする簡単な構成とすることができる。
【００５０】
また、操舵速度が検出できることにより、例えば自動制御機能の始動タイミング等や、該自動制御機能の動作速度を車輌の動作状況に合わせることができ、作業精度を向上させることができる。
【００５１】
なお、操舵位置検出装置４０は、図４及び図７に示すように、カム部材を軸状としたものを説明したが、このほかにも、別の形態としてカム部材を円筒形状としても本発明を適用することができる。即ち、フロントアクスルケース２１におけるセンタケース２５の端部に固定されるキングピンケース２６の上端部に操舵位置検出装置１４０を設けるようにすることができる。
【００５２】
操舵位置検出装置１４０は、図１１（ａ）、（ｂ）に示すように、カムケース１４３と、該カムケース１４３に固定された左検出スイッチ１４１及び右検出スイッチ１４２と、円筒カム部材１４５とによって構成されている。該カムケース１４３は、中空円筒状に形成され、キングピンケース２６に一体に固定されている。円筒カム部材１４５は、カムケース１４３の中空部分に配置されており、ピン部材９１，９１によってナックルアーム１３０に固定されている。また、円筒カム部材１４５は、外周面を切欠いた形状の凹部１４５ｂ，１４５ｄ，１４５ｅ，１４５ｇと、これら凹部によって構成される凸部１４５ａ，１４５ｃ、１４５ｆとが形成されている。
【００５３】
左検出スイッチ１４１及び右検出スイッチ１４２は、カムケース１４３に固定された状態で基端側から先端側に付勢される検出部１４１ａ，１４２ａをそれぞれ備えており、該検出部１４１ａ，１４２ａが、円筒カム部材１４５の凹部１４５ｂ，１４５ｄ，１４５ｅ，１４５ｇに接した状態から凸部１４５ａ，１４５ｃ，１４５ｆに乗り上げた際にスイッチがオフからオンに切換わるように構成されている。そして、これら左検出スイッチ１４１及び右検出スイッチ１４２と円筒カム部材１４５とは中央部分Ａ´に対して対称となるように配置されている。
【００５４】
以上のように構成された操舵位置検出装置１４０は、ナックルアーム１３０に固定された円筒カム部材１４５が、カムケース１４３に対してステアリングホイール１３の操作に基づいて回動（移動）するので、上記操舵位置検出装置４０と同様の作用及び効果となる。
【００５５】
＜第２の実施の形態＞
次に、本発明の第２の実施の形態を図１２ないし図１４に沿って説明する。なお、本第２の実施の形態においては、一部の変更を除き、第１の実施の形態と同様な部分に、同符号を付して、その説明を省略する。
【００５６】
本第２の実施の形態に係るトラクタ１は、第１の実施の形態に係る操舵位置検出装置４０の軸状カム部材４５に比して、大径部及び小径部の数を増加させた軸状カム部材２４５を有する操舵位置検出装置２４０に変更したものである。該軸状カム部材２４５は、図１２に示すように、位置検出シリンダ４３内部に配置される中央側部分において、該位置検出シリンダ４３の内径と略々同じ外径となる大径部２４５ｂ，２４５ｄ，２４５ｆ，２４５ｈ，２４５ｊ，２４５ｌ，２４５ｍ，２４５ｏ，２４５ｑ，２４５ｓ，２４５ｕ，２４５ｗと、該大径部２４５ｂ，・・・，２４５ｗより小さい外径となる小径部２４５ａ，２４５ｃ，２４５ｅ，２４５ｇ，２４５ｉ，２４５ｋ，２４５ｎ，２４５ｐ，２４５ｒ，２４５ｔ，２４５ｖとが形成されている。
【００５７】
以上のように構成された軸状カム部材２４５を備えた操舵位置検出装置２４０は、例えばステアリングホイール１３が、操舵位置検出制御を行う際の基準位置となる直進位置（図１２中「Ｎ」で示す位置）にされているとき、左検出スイッチ４１が小径部２４５ｇに位置し、出力状態がオフであり、また右検出スイッチ４２が小径部２４５ｒに位置し、出力状態がオフとなっており、動作検出値Ｐの値は０となっている。このとき、マイコン６０は、この状態を現在の操舵位置としてＲＡＭ５２（図５参照）に記憶させる。
【００５８】
この状態からステアリングホイール１３により左操舵の操作が行われ、軸状カム部材２４５が左方向へ移動し始めると、Ｌ１−１に示すように、左検出スイッチ４１は、小径部２４５ｇ上から大径部２４５ｆ上に移動し、出力状態がオフからオンに切換わる。この際、右検出スイッチ４２は、小径部２４５ｒ上のままであり、出力状態はオフとなっている。また、図１３に示すように、この状態での動作検出値Ｐの値は２となる。このとき、マイコン６０は、この動作検出値Ｐの値２を前回の値０と比較し、操舵位置Ｌ１−１であることを認識し、左操舵であることを判断すると共に、これをＲＡＭ５２に記憶させる。
【００５９】
これにより、操舵位置検出装置２４０は、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２のうち少なくともどちらか一方の出力状態が切換わるたびに、動作検出値Ｐの値が前回の値と異なることを認識し、前回の動作検出値Ｐの値と比較することで操舵位置を判断することによって、操舵位置Ｌ１−１，Ｌ１−２，Ｌ１−３，Ｌ２−１，Ｌ２−２，Ｌ２−３，Ｌ３−１，Ｌ３−２，Ｌ３−３，Ｒ１−１，Ｒ１−２，Ｒ１−３，Ｒ２−１，Ｒ２−２，Ｒ２−３，Ｒ３−１，Ｒ３−２，Ｒ３−３、及び直進位置Ｎを検出することができる。つまり、左右の最大操舵角の間において、直進位置Ｎを含め１９段階の操舵角を検出することができる。
【００６０】
また、操舵位置検出装置２４０によって操舵方向及び操舵角を検出する場合には、このほかにも、マイコン６０がＲＡＭ５２に現在の位置を記憶し、左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２の検出信号に基づく動作検出値Ｐによって、該現在位置からの操舵方向を判断し、該操舵方向側の位置を新たに記憶する方法がある。
【００６１】
つまり、図１４に示すように、操舵位置検出制御が開始され、直進状態を認識すると、マイコン６０は、直進位置をＲＡＭ５２に記憶し、その後、例えば左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２の検出信号に基づいた動作検出値Ｐ＝１を得ると、右操舵であることを判断して、位置Ｒ１−１をＲＡＭ５２に記憶する。次に、動作検出値Ｐ＝３を得ると、さらに右操舵であることを判断し、位置Ｒ１−２をＲＡＭ５２に記憶する。ついで、動作検出値Ｐ＝１を得ると、左操舵であることを判断し、位置Ｒ１−１を記憶する。以上のような制御を行うことにより、操舵位置検出装置２４０は、左右の最大操舵角の間において直進状態を含む１９段階の操舵角を検出することができる。
【００６２】
なお、操舵位置検出装置２４０において、以上のような制御を行う場合には、操舵位置検出制御開始後、動作検出値Ｐ＝０となる直進位置をマイコン６０に認識させることが必要である。
【００６３】
＜第３の実施の形態＞
次に、本発明の第３の実施の形態を図１５に沿って説明する。なお、本第３の実施の形態においては、一部の変更を除き、第１の実施の形態と同様な部分に、同符号を付して、その説明を省略する。
【００６４】
本第３の実施の形態に係るトラクタ１は、第１の実施の形態に係る操舵位置検出装置４０の軸状カム部材４５に比して、大径部及び小径部の数を増加させた軸状カム部材３４５を有する操舵位置検出装置３４０に変更したものである。該軸状カム部材３４５は、図１４に示すように、位置検出シリンダ４３内部に配置される中央側部分において、該位置検出シリンダ４３の内径と略々同じ外径となる大径部３４５ｂ，３４５ｄ，３４５ｆ，３４５ｈ，３４５ｊ，３４５ｋ，３４５ｍ，３４５ｏ，３４５ｑ，３４５ｓ，３４５ｕと、該大径部３４５ｂ，・・・，３４５ｕより小さい外径となる小径部３４５ａ，３４５ｃ，３４５ｅ，３４５ｇ，３４５ｉ，３４５ｌ，３４５ｎ，３４５ｐ，３４５ｒ，３４５ｔとが形成されている。また、大径部３４５ｆは、他の大径部より長さが大きく形成されている。
【００６５】
以上のように構成された軸状カム部材３４５を備えた操舵位置検出装置３４０は、ステアリングホイール１３の操作時における、左検出スイッチ４１の出力状態が変化する際の右検出スイッチ４２の出力状態を検出することで、操舵方向を判断する。
【００６６】
つまり、操舵位置検出装置３４０は、Ａ４〜Ａ７に示すように、直進状態において、左検出スイッチ４１が大径部３４５ｆに位置しており、出力状態がオンとなっている。この状態からステアリングホイール１３により左操舵の操作が行われ、軸状カム部材３４５が左方向へ移動し始めると、Ａ４に示すように、左検出スイッチ４１は、大径部３４５ｆ上から小径部３４５ｅ上に移動し、出力状態がオンからオフに切換わる。このとき、右検出スイッチ４２は、大径部３４５ｑ上にあり、出力状態がオンとなっている。
【００６７】
また、軸状カム部材３４５が左方向へ移動する左操舵の状態において、Ａ２、Ａ８、及びＡ１０でも同様に、左検出スイッチ４１の出力状態がオンからオフに切換わる際には、右検出スイッチ４２の出力状態がオンとなっている。即ち、操舵位置検出装置３４０は、左検出スイッチ４１の出力状態がオンからオフに切換わる際に、右検出スイッチ４２の出力を検出し、この出力状態がオンとなっている場合には、左操舵の状態であることが判断できる。
【００６８】
一方、操舵位置検出装置３４０は、直進状態における左検出スイッチ４１が大径部３４５ｆに位置した状態から、ステアリングホイール１３により右操舵の操作が行われ、軸状カム部材３４５が右方向へ移動し始めると、Ａ７に示すように、左検出スイッチ４１は、大径部３４５ｆ上から小径部３４５ｇ上に移動し、出力状態がオンからオフに切換わる。このとき、右検出スイッチ４２は、小径部３４５ｎ上にあり、出力状態がオフとなっている。
【００６９】
また、軸状カム部材３４５が右方向へ移動する右操舵の状態において、Ａ１、Ａ３、及びＡ９でも同様に、左検出スイッチ４１の出力状態がオンからオフに切換わる際には、右検出スイッチ４２の出力状態がオフとなっている。即ち、操舵位置検出装置３４０は、左検出スイッチ４１の出力状態がオンからオフに切換わる際に、右検出スイッチ４２の出力を検出し、この出力状態がオフとなっている場合には、右操舵の状態であることが判断できる。
【００７０】
そして、操舵位置検出装置３４０は、上記のように左検出スイッチ４１及び右検出スイッチ４２の２つのスイッチによって操舵方向を検出できるものでありながら、マイコン６０によって、上記左操舵及び右操舵を判断したことを記憶し、左操舵及び右操舵の回数をカウントすることで操舵角の検出も行うことができる。
【００７１】
なお、本発明に係る第３の実施の形態においては、左検出スイッチ４１の出力状態がオンからオフに切換わる際の右検出スイッチ４２の出力状態を検出することで操舵方向を検出するように説明したが、これに限らず、左検出スイッチ４１の出力状態がオフからオンに切換わる際の右検出スイッチ４２の出力状態を検出することで操舵方向を検出するようにしても本発明を適用することができる。
【００７２】
また、右検出スイッチ４２がオンからオフに切換わる際の左検出スイッチ４１の出力状態を検出することで操舵方向を検出するように構成しても構わない。ただし、この場合は、軸状カム部材３４５の大径部及び小径部の位相を左右に反転して配置する必要がある。
【００７３】
なお、本発明に係る第２及び第３の実施の形態においては、軸状カム部材２４５，３４５を備えた操舵位置検出装置２４０，３４０であるように説明したが、これに限らず、第１の実施の形態で説明したような円筒カム部材を備えた操舵位置検出装置としても良いことは勿論である。
【００７４】
また、本発明に係る第１、第２、及び第３の実施の形態においては、操舵位置検出装置によって検出された操舵方向及び操舵角を用いる自動制御機能を、前輪増速・オートブレーキ制御及び旋回アップ制御であるように説明したが、これに限らず、他のどのような自動制御機能の動作タイミング等に用いても本発明を適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明に係るトラクタを示す外観斜視図。
【図２】フロントアクスルケースを示す部分断面図。
【図３】フロントアクスルケースを示す側面断面図。
【図４】フロントアクスルケースを示す上方視図。
【図５】マイコンユニットを示すブロック図。
【図６】油圧制御装置を示す回路図。
【図７】操舵位置検出装置を示す断面図。
【図８】操舵位置検出制御を示すフローチャート。
【図９】操舵速度検出制御を示すフローチャート。
【図１０】操舵位置検出制御を示す説明図。
【図１１】別の形態の操舵位置検出装置を示す図で、（ａ）は縦断面図、（ｂ）は横断面図。
【図１２】第２の実施の形態に係る操舵位置検出制御を示す説明図。
【図１３】第２の実施の形態に係る操舵位置検出制御による検出状態を示す図。
【図１４】第２の実施の形態に係る操舵位置検出制御による検出状態と操舵位置との関係を示す図。
【図１５】第３の実施の形態に係る操舵位置検出制御を示す説明図。
【符号の説明】
【００７６】
１        トラクタ（作業車輌）
５        前輪
２０      前輪操向装置
４０，１４０，２４０，３４０    操舵角検出手段（操舵位置検出装置）
４１，１４１    スイッチ（左検出スイッチ）
４２，１４２    スイッチ（右検出スイッチ）
４５，２４５，３４５      カム（軸状カム部材）
１４５    カム（円筒カム部材）
６０      演算部（マイクロコンピュータ）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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