(57)【特許請求の範囲】
【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を有した車体に対して、アクチュエータによって対地作業装置を昇降させる昇降装置を備えると共に、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大せる前輪増速装置を備えた作業車であって、
該作業車が前記対地作業装置を用いた作業状態にあるか、非作業状態にあるかを判別する判別手段を備え、
この判別手段で非作業状態であることを判別した際には前記前輪増速装置の増速作動の現出を阻止する牽制手段を備え、
前記対地作業装置が接地状態で前記前車輪を所定量以上操向操作した際に前記アクチュエータを制御して対地作業装置を所定高さまで強制的に上昇させる強制上昇手段を備えると共に、この前車輪を所定量以上操向操作した際に対地作業装置が非接地状態にある場合には非作業状態にあると判別するよう前記判別手段が構成されている作業車。
【請求項２】
前記左右の後車輪を独立して制動する制動装置を備えると共に、前記前車輪を設定量以上操向操作した際に、旋回内側の制動装置を制動する制動制御手段を備えている請求項１記載の作業車。
【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を有した車体に対して、アクチュエータによって対地作業装置を昇降させる昇降装置を備えると共に、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大せる前輪増速装置を備えた作業車に関し、詳しくは、前車輪の増速を制御する技術に関する。
【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、この従来例では前輪操舵角センサで計測される前車輪の操舵角（操向角）が設定角以上に達すると、前車輪の増速を図る制御系を備えて構成され、この従来例では車体の走行速度が低速である場合にのみ前車輪の増速が許されるよう構成されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来例のように走行速度が低速の場合に自動的に前車輪が増速操作されるものでは、例えば、路上を低速で走行している場合等の非作業時においても前車輪を設定角以上操向操作した場合には前車輪が増速して急旋回することもあり、このように急旋回を生ずるとステアリングハンドルの操作感覚が大きく変化するものとなり改善の余地がある。つまり、路上走行時に前車輪の操向角が設定角未満の域にある場合にはステアリングハンドルの操作量に比例した車体の旋回が行われ、前車輪の操向角が設定角以上に達したステアリングハンドルの操作量より大きく車体を旋回させる状態に切換わるものでは、操作感覚が変化し過ぎるばかりで無く、作業者に意志に反する旋回も行われることにもなるので非作業時に前車輪の増速を自動的に阻止する技術が望まれている。
【０００４】
本発明の目的は、作業時には前車輪が所定角度以上操向操作された場合には前車輪の増速を行って車体を小半径で旋回させ、非作業時には前車輪を大きく操向操作しても前車輪の増速を行わない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、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を有した車体に対して、アクチュエータによって対地作業装置を昇降させる昇降装置を備えると共に、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大せる前輪増速装置を備えた作業車において、
該作業車が前記対地作業装置を用いた作業状態にあるか、非作業状態にあるかを判別する判別手段を備え、
この判別手段で非作業状態であることを判別した際には前記前輪増速装置の増速作動の現出を阻止する牽制手段を備え、
前記対地作業装置が接地状態で前記前車輪を所定量以上操向操作した際に前記アクチュエータを制御して対地作業装置を所定高さまで強制的に上昇させる強制上昇手段を備えると共に、この前車輪を所定量以上操向操作した際に対地作業装置が非接地状態にある場合には非作業状態にあると判別するよう前記判別手段が構成されている点にあり、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）は第１の特徴において、前記左右の後車輪を独立して制動する制動装置を備えると共に、前記前車輪を設定量以上操向操作した際に、旋回内側の制動装置を制動する制動制御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】
【０００８】
【０００９】
【００１０】
〔作用〕
上記第１の特徴によると、対地作業装置を用いた作業状態にある場合には、前車輪の操向操作と連動して前輪増速装置による前輪の増速を許容し、非作業状態にあることを判別手段が判別した場合には、前車輪を操向操作しても前輪増速装置による前車輪の増速の現出が阻止されるものとなる。
また、上記の特徴によると、対地作業装置を接地させた状態で前車輪を設定量以上操向操作した場合には強制上昇手段が対地作業装置を所定高さまで強制的に上昇させると共に、このように強制上昇手段を備えているものにおいて、対地作業装置が非接地状態にある場合には判別手段が非作業状態と判別する結果、前車輪の増速は行われない。
【００１１】
上記第２の特徴によると、前車輪が設定量以上操向操作された場合には制動制御手段が旋回内側の制動装置を制動することで、この制動された後車輪の接地位置を略中心とした旋回を可能にするものとなる。
【００１２】
【００１３】
【００１４】
【００１５】
〔発明の効果〕
従って、請求項１にかかる発明では、作業時には前車輪が所定角度以上操向操作された場合に前車輪の増速を行って車体を小半径で旋回させると共に、非作業時には前車輪を大きく操向操作しても前車輪の増速を行わないので、例えば、路上走行時にステアリングハンドルを大きく操作した場合に車体の旋回半径を急に小さくして作業者に対する操作感覚を狂わせる等の不都合を発生させること無く、操作感覚に違和感を感じさせず円滑な旋回操作を行い得る作業車が合理的に構成されたのである。
又、作業時には旋回操作と連動して対地作業装置を強制的に上昇させる制御が可能になると共に、このように強制上昇を行う制御時には対地作業装置を非接地高さまで上昇させておくだけで、自動的に前車輪の増速が阻止されるものとなる。
請求項２にかかる発明では、作業時の車体旋回時には旋回半径を一層小さくした旋回を可能にするものとなる。
【００１６】
【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を搭載すると共に、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の後端上部位置にアクチュエータとしてのリフトシリンダ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１２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。
【００１７】
車体の後端位置に対して２点リンク機構１３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（リフトアーム７、リフトロッド１５、２点リンク機構１３夫々で昇降装置が構成されている）。
【００１８】
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を形成してある。
【００１９】
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（前輪増速装置の一例）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とも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。
【００２０】
又、左右の後車輪２，２に対する車軸２Ｂ，２Ｂに制動力を作用させる制動手段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て後車輪２に対して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操作型のブレーキ弁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３５が備えられている。
【００２１】
図３に示すように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を形成してあり、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１９，１９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、後車輪２，２の差動装置２Ａに動力を伝える前記入力軸２１に備えたギヤに近接する位置に車体の走行速度を計測するピックアップ型の車速センサ３８を配置してある。
【００２２】
更に、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。
【００２３】
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、前記車速センサ３８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。
【００２４】
又、前記カバーセンサ１６から制御装置４０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４６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。
【００２５】
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、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深さが設定されると共に、この目標深さ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。
【００２６】
前記制御装置４０はロータリ耕耘装置１４の昇降制御と、前輪変速装置Ａの制御とを行うよう構成さると共に、図６のフローチャートに示す制御を行うプログラム（このプログラムの一部で判別手段、牽制手段、制動制御手段が構成されている）がセットされている。つまり、このフローチャートに示す制御ではモードスイッチ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、車速センサ３８からの信号を入力して車体の走行速度を判別する（＃１０６，＃１０７ステップ）。
【００２７】
この判別によって車体が設定された速度以下で走行していることが判明した場合、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（＃１０８〜＃１１２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（＃１１３ステップ）。
【００２８】
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、ステアリングセンサ３６からの信号を入力して前車輪１が設定角度以上操向操作されたかを判別し、設定角度以上操作されなかった場合には、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（＃２０１〜＃２０４ステップ）、前車輪１が設定角度以上操向操作された場合にはモードスイッチ４２が「倍速／ＡＤ」位置に操作された状況でのみ旋回内側に対応するブレーキ弁３３のブレーキソレノイド３３Ｓ駆動してサイドブレーキ３１を制動操作し、更に、上昇ソレノイド３４Ｕを駆動してリフトシリンダ６の駆動力によってロータリ耕耘装置１４を上限まで上昇させる制御を行うと共に、切換弁３２の増速ソレノイド３２Ｈを駆動して前輪変速装置Ａの増速クラッチ２８を入り操作する制御を前車輪１が設定角度未満の値に復元操作されるまで継続するものとなっている（＃２０６〜＃２１０ステップ）。
【００２９】
このように本トラクタでは作業時にモードスイッチ４２の操作で車体旋回時の前車輪１の駆動形態を設定しておくことにより、操向操作を行うだけで自動的に前車輪１の増速を行って小半径での旋回と、この旋回時に前車輪１の増速と同時に旋回内側の後車輪２の制動操作を自動的に行って一層小さい半径での旋回とを行えるものとなっており、例えば、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、車体が高速で走行している場合には車体を小半径で旋回させ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、非作業時の無駄な小旋回を牽制阻止するばかりでなく、例えば、路上で高速で走行している際に作業者の意志に反した小半径での旋回を阻止して作業者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。
【００３０】
〔別実施の形態〕
本発明は上記実施の形態以外に、例えば、車体に対地作業装置が連結された際には耕耘装置の押し操作でＯＮとなり、車体から対地作業装置が分離された際には自然にＯＦＦ状態となるスイッチを備えることで判別手段を構成することも可能である。
【００３１】
又、旋回内側の後車輪を制動操作する制動手段の制動開始タイミングを前車輪の増速開始のタイミングより早める、あるいは、遅くするよう、制御に時間差を設定することが可能であり、前車輪を増速させる操向操作角度より大きい操向操作角に達したタイミングで旋回内側の後車輪を制動操作する、あるいは、前車輪を増速させる操向操作角度より小さい操向操作角に達したタイミングで旋回内側の後車輪を制動操作するよう制動制御系を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
６      アクチュエータ
１４    対地作業装置
１６    センサ
３１    制動装置
４０    制御装置
Ａ      前輪増速装置
【図１】
0003618214.tif 000002
【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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