(57)【要約】【課題】特段の入力具を要しない簡易な構成により、煩わしい切替え操作を要することなく、作業モードと走行モードの切替えと復帰が随時できるトラクタの走行制御装置を提供する。【解決手段】トラクタの走行制御装置は、エンジンＣのスロットル開度および変速機２の変速伝動比をパワーローラ角度により調節して走行速度制御を行い、連結した作業機Ｆを稼動しつつ設定速度で作業走行するための作業モードとアクセル操作Ｍに応じた車速で走行するための走行モードとを切替え可能な制御部７１から構成され、上記制御部７１は、モード切替スイッチ信号７３により上記作業モードと上記走行モードとを切替え処理し、かつ、上記アクセル操作および上記作業機の稼動停止の少なくとも一方を検出した場合は、作業モード下でもその検出に応じて上記走行モードにより走行速度制御をするものである。【選択図】図４
2007120590.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
エンジンのスロットル開度および同エンジンの回転動力を変速して走行部に伝動するトロイダル型無段変速機の変速伝動比をパワーローラ角度により調節してトラクタの走行速度制御を行い、同トラクタに連結した作業機を稼動しつつ設定速度で作業走行するための作業モードとアクセル操作に応じた車速で走行するための走行モードとを切替え可能な制御部からなるトラクタの走行制御装置において、
上記制御部は、モード切替スイッチ信号により上記作業モードと上記走行モードとを切替え処理し、かつ、上記アクセル操作および上記作業機の稼動停止の少なくとも一方を検出した場合は、作業モード下でもその検出に応じて上記走行モードにより走行速度制御をすることを特徴とするトラクタの走行制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、切替スイッチにより作業モードと走行モードとを切替えてエンジンのスロットル開度と変速機の変速伝動比とを調節して走行速度を制御するトラクタの走行制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に示されるように、切替スイッチ信号により作業モードと走行モードとを切替えてエンジン回転と変速機伝動比とを制御するトラクタの走行制御装置が知られている。作業モードは、設定された一定の速度で走行制御を行い、主として作業走行のために適用される。走行モードは、アクセル操作と対応する速度で走行制御を行い、主として路上走行等の移動走行に適用される。
【特許文献１】特開２００３−７４６５９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかしながら、上記トラクタの走行制御装置は、作業モード下のトラクタ作業の途中で作業外の走行をする場合はスイッチ操作で走行モードに切替える必要があり、その後、作業モードに復帰する際にも、再度スイッチ操作を要する。このような煩わしいスイッチ操作を要することから、細かな対応が困難であり作業能率の低下を招く。仮に、切替え操作に適する専用スイッチを特別に設けてもスイッチ操作を省略することはできず、逆に構成の複雑化を招くこととなる。
【０００４】
解決しようとする問題点は、切替スイッチにより作業モードと走行モードとを切替えてエンジン回転と変速伝動比とを制御するトラクタの走行制御装置において、特段の入力具を要しない簡易な構成により、煩わしい切替え操作を要することなく、モードの切替えと復帰が随時できるトラクタの走行制御装置を得ることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る発明は、エンジンのスロットル開度および同エンジンの回転動力を変速して走行部に伝動するトロイダル型無段変速機の変速伝動比をパワーローラ角度により調節してトラクタの走行速度制御を行い、同トラクタに連結した作業機を稼動しつつ設定速度で作業走行するための作業モードとアクセル操作に応じた車速で走行するための走行モードとを切替え可能な制御部からなるトラクタの走行制御装置において、上記制御部は、モード切替スイッチ信号により上記作業モードと上記走行モードとを切替え処理し、かつ、上記アクセル操作および上記作業機の稼動停止の少なくとも一方を検出した場合は、作業モード下でもその検出に応じて上記走行モードにより走行速度制御をすることを特徴とする。上記構成により、作業モード時においても、アクセル操作の検出に応じて又は作業機の稼動停止の検出に応じて走行モードで速度制御される。
【発明の効果】
【０００６】
上記トラクタの走行制御装置は以下の効果を奏する。
請求項１の構成により、走行モードを選択した場合はアクセル操作に応じた車速で走行制御され、また、作業モードを選択した場合は設定された一定の車速で走行制御されるとともに、アクセル操作をすれば又は作業機を非稼動とすればアクセル位置と対応した車速で走行制御される。したがって、上記トラクタの走行制御装置は、特段の入力具を要しない簡易な構成により、煩わしい切替え操作を要することなく、モードの切替えと復帰が随時可能となるので、作業走行中についても幅広い圃場状況に対応して効率よくきめ細かな対応が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
図１は、本発明に係るトラクタの走行制御装置を搭載した作業車両の１例を示す農用トラクタの側面図である。農用トラクタ１は、前輪Ａと後輪Ｂとを備えた機体前部にエンジンＣを搭載し、このエンジンＣの回転動力を変速伝動装置２に伝達し、この変速伝動装置２で適宜減速された動力を前輪Ａと後輪Ｂとに伝達するとともに、後部のＰＴＯ軸Ｅを介して後部連結の作業機Ｆに出力するように構成している。この作業機Ｆを作業機昇降シリンダ５４によって傾動される昇降アーム５４ａによって昇降可能に支持するとともに、ローリング調整シリンダ５３を介設して作業機Ｆの左右高さが調節可能に構成される。
【０００８】
また、オペレータによる操作のために、ステアリングハンドルＨの前側に運転状態を表示するモニタＪ、下側に前後進切換の前後進切換レバーＫとアクセルレバーＬ、基部にアクセルペダルＭとブレーキペダルＮ、変速伝動装置２のトランスミッションケース２ａの上部に設けた操縦席Ｐの脇に変速レバーＱ等が配置され、制御装置６１により自動変速可能に構成される。
【０００９】
上記変速伝動装置２の構成は、その伝動系統展開図を図２に示すように、エンジンＣから動力を受ける入力軸１１を前段に備え、この入力軸１１から走行伝動軸１２に走行系動力をギヤ伝動する。この走行伝動軸１２の入力回転を受けて変速動力を出力するフルトロイダル型の変速機構のバリエータ１３を設け、その変速動力と走行伝動軸１２とを入力として高低の差動動力を出力する遊星伝動部１４と、その高低の差動動力の伝達を切替えるＨｉ−Ｌｏクラッチ１５を介してその出力となるドライブピニオン軸１５ｄまでを１線上に構成し、後輪差動部１６から左右の後輪Ｂに走行動力を伝動する。また、ドライブピニオン軸１５ｄから走行動力を前輪伝動軸１７に分岐し、増速伝動制御する前輪増速クラッチ１８を介して前輪差動部１９と連結し、左右の前輪Ａに走行動力を伝動する。また、車速検出のために、４ＷＤインプット回転センサ１７ｒ、アウトプットセンサ１８ｒを設ける。
【００１０】
作業機系動力は、入力軸１１からＰＴＯ伝動軸２１にて増速ギヤ伝動し、ベベルギヤー２２を介して油圧ポンプ２３に分岐伝動し、ＰＴＯ伝動軸２１の後段にＰＴＯクラッチ２４と逆転クラッチ２５を備え、伝動比切替部２６を介してＰＴＯ軸Ｅに伝動する。
【００１１】
上記バリエータ１３は、走行伝動軸１２の回転動力を受ける前後の入力ディスク３１、３１の中間に出力ディスク３２を配置し、それぞれの間に前後のパワーローラ３３、３３を介設して構成し、これをトランスミッションケース内の専用区画に配置する。
【００１２】
上記遊星伝動部１４の差動出力は、バリエータ１３の入力側回転を受けるプラネタリキャリヤと出力側回転を受けるサンギヤーとの間で差動するプラネタリギヤーにより、停止速を含む正逆の回転速をバリエータ１３の変速比に応じて出力する。機体の走行を停止する際は、停止速と対応する変速比となるギヤードニュートラル位置にバリエータ１３のパワーローラ３３を進退制御することにより、主クラッチを要することなく、変速伝動装置を構成することができる。また、エンジン始動時においては、ギヤードニュートラル位置への進退制御を含む始動制御を行う。
【００１３】
（制御構成）
本発明のトラクタの走行制御装置は、その制御構成図を図３に示すように、制御部７１の入力側にモード切替スイッチ７３、速度選択スイッチ７４、アクセルペダルセンサＭ、リフトアップ信号７７、車速センサ８４等を接続し、出力側にローラソレノイド９１ｓ、９１ｔ、Ｈｉクラッチソレノイド９２Ｈ、Ｌｏクラッチソレノイド９２Ｌ等を接続する。モード切替スイッチ７３は路上走行モードと作業モードとを切替え、速度選択スイッチ７４は作業モードにおける設定速度を選択する。
【００１４】
制御部７１は、オペレータの操作によるモード切替スイッチ７３等に基づいて基準車速を決定するとともに、車速センサ８４による実車速とを比較して実車速が基準車速と等しくなるまでローラソレノイド９１ｓ、９１ｔ、Ｈｉクラッチソレノイド９２Ｈ、Ｌｏクラッチソレノイド９２Ｌを駆動制御する。基準車速は、モード切替スイッチ７３、アクセルペダルセンサＭ、速度選択スイッチ７４によって決定され、また必要により、リフトアップ信号７７を含める。
【００１５】
その他、入力側には、リニヤシフト７２ｆ、７２ｒ、変速レバー、ローラの圧力センサ７５ｓ、７５ｔ、ＨＬクラッチの圧力センサ７６ｓ、７６ｔ、スロットルセンサＣ，初期作動モード入力７８、エンジン回転センサ８１、油温センサ８２、バリエータ出力ディスク回転センサ８３、ブレーキ連結センサ８５、ブレーキペダルセンサ８６等を接続する。
【００１６】
次に、上記構成による具体的な走行制御について説明する。
モード切替スイッチ７３は、図４（ａ）の切替え構成図に示すように、「走行」「定速」「ロールベーラ」等の各モードを選択する。「走行」はアクセル操作に応じて車速変更するトルク制御が適用される路上走行モードの選択位置であり、「定速」は速度選択スイッチ７４の「１」〜「３」の選択と対応する設定速度による一定速度制御を原則としつつ、所定の条件下でトルク制御が例外適用される例外付きの作業モードの選択位置であり、「ロールベーラ」はベーラモード制御（後述）の選択位置である。
【００１７】
作業モードにおける所定の条件は、アクセルペダル操作が検出された場合が該当し、また、必要により、リフトアーム上昇が検出された場合が該当し、これらを条件としてトルク制御を適用し、そのいずれでもない場合に限って設定速度による一定速度制御を行う。
【００１８】
すなわち、上記作業モードは、同図（ｂ）の走行動作例に示すように、設定速度による一定速度の走行中にアクセルペダル操作がなされるとそのペダル操作に応じた走行制御となり、そのペダル操作が無くなると再び設定速度による一定速度制御を行う。ペダル操作の有無は、アクセルペダルの位置を検出し、ペダル踏込み量が設定した閾値を超えて所定時間ｔ１が継続されるとペダル操作有りと判定し、また、閾値未満が所定時間ｔ２の継続によりペダル操作無しと判定する。また、同図（ｃ）の走行動作例に示すように、リフトアームの上昇時にトルク制御を行い、下降時に一定速度制御を行う。
【００１９】
上記車速制御処理の詳細について説明すると、路上走行モードでは、図５のフローチャートに示すように、アクセルペダル位置に応じた基準車速を設定（Ｓ１）し、ペダル操作と対応する基準車速について実車速が一致するまでパワーローラ操作用の制御弁を介して変速比を変更（Ｓ２，Ｓ３）する処理を制御部７１により行う。車速は負荷と駆動トルクのバランスで決まり、アクセルペダルで決定される駆動トルクで走行する。
【００２０】
また、作業モードでは、図６の車速制御処理のフローチャートに示すように、速度選択スイッチ７４による設定車速（例えば、２ｋｍ／ｈ）をセット（Ｓ１１）し、アクセルペダルの操作またはリフトアームの上昇についての判定（Ｓ１２，Ｓ１３）により、該当する場合に限りアクセルペダル位置に応じた基準車速となるようにパワーローラの駆動制御（Ｓ１４ａ）をし、また、いずれも該当しない場合は設定車速となるようにパワーローラの駆動制御（Ｓ１４ｂ）をする。
【００２１】
このように、アクセルペダルの踏込み位置を検出してその検出値が所定の閾値以上で所定時間以上継続した場合は一定車速モードから一時的に離脱してアクセルペダルによる速度調節に移行し、また、一定時間アクセルペダルの値が閾値以下の場合は作業モードに戻る速度制御により、スイッチ操作を要することなく、アクセルペダル操作だけで車速を変更できるので、操作性、作業の向上を図ることができる。
【００２２】
作業機の昇降高さによる場合は、リフトアップ信号が上昇状態に入力されると一定車速モードから一時的に離脱してアクセルペダルによる速度調節に移行し、上記リフトアップ信号が下降側になると、アクセルペダルの操作と無関係の作業モードに戻る制御により、スイッチ操作を要することなく、作業機の上昇している間に任意の速度で走行できるので、操作性、作業性の向上を図ることができる。
【００２３】
また、上記構成に加え、定速スイッチで選択した速度を最低速とし、作業機上昇時のアクセルペダルによる走行においてアクセルペダルを離した時に作業モードの車速を維持し、ブレーキ操作によって車両を停止するようにした場合は、最低速以上までペダルを踏込み操作した時の増速操作器として動作するので、機体旋回や圃場内移動において、操作性、作業性の向上を図ることができる。
【００２４】
（ベーラモード）
ベーラモードについては、通常はレシオ制御により定速制御を行いつつ、エンジン負荷が大きくなってエンジン回転数が下がるとトルク制御に自動変更制御する。ロールベーラ作業は斜面にかかると走行負荷の増大とともにエンジン回転がドロップし、その影響によりＰＴＯ回転が低下してベール作業自体が詰まり気味になるという問題があるが、上記のように制御することにより、負荷を検出して車速を落とすことができるので、作業機側の動作速度は一定に維持して詰まりを招くことなくベール作業を進めることができる。この場合において、ラック位置の変動を検出して定速制御からトルク制御に自動変更することによっても、負荷変動に合わせて車速を落として上記同様の効果を得ることができる。
【００２５】
（車速検出）
上記車速制御における車速検出は、図７の前輪回転特性図に示すように、４ＷＤインプット回転センサ１７ｒからアウトプットセンサ１８ｒの回転を減算した値Ｖを使用するべく制御処理する。このような制御により、旋回時に不安定となる４ＷＤインプット回転センサ１７ｒの検出値の凹凸が補正され、滑らかな安定したデータによって誤検知を少なくすることができるので、滑らかなレジュームチェンジが可能となり、ショック低減を図ることができる。
【００２６】
（ブレーキ処理）
上記車速制御におけるブレーキ処理については、図８の制御系統構成図に示すように、ブレーキスイッチ左８７Ｌ、ブレーキスイッチ右８７Ｒの信号を制御部７１に入力し、これらの信号により車速制御を行う。左右のブレーキスイッチ８７Ｌ，８７Ｒは、ブレーキペダルにスイッチまたはポテンショメータを取付けて構成する。
【００２７】
制御部７１は、左右のブレーキスイッチ８７Ｌ，８７Ｒの信号に基づき、両輪ブレーキが掛けられた時に限定してレシオを反対方向の減速方向に制御してギヤードニュートラルを得ようとし、車速がある程度以下になるとクラッチを落とすように制御する。両輪ブレーキは路上走行における抑速として使用されることから、上記のように制御処理することにより、片側ブレーキによる作業中の旋回走行に支障を生じることなく、道路走行の際の制動力を確保することができる。また、上記構成において、片側ブレーキについては走行トルクを増大させるべく制御処理することによって作業時の旋回トルクを確保することができる。
【００２８】
（ドラフト走行）
トラクターのドラフト作業走行においては、次に述べる耕深一定ドラフトモードによる制御処理を導入する。この耕深一定ドラフトモードは、耕深一定の場合にトルク制御によりエンジン回転に合わせて車速を変動させるとともに、過大なドラフト負荷変動があると作業機を上げてドラフトを効かせる制御処理を行う。
【００２９】
上記耕深一定ドラフトモードは、牽引負荷がある値まではあくまでドラフトを効かすことなく通常のトルク制御とし、大きな牽引負荷が入ると通常のドラフト制御を効かすことにより、過大な負荷以外では車速制御をし、あくまで耕深一定とするので、耕深変動が大きい従来のドラフト制御と較べて作業効率を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明に係る二駆四駆切替装置の適用例を示す農用トラクタの側面図である。
【図２】変速伝動部の伝動系統展開図である。
【図３】走行制御制御構成図である。
【図４】モード切替スイッチの切替え構成図（ａ）および２例の走行動作図（ｂ、ｃ）である。
【図５】走行モードの車速制御処理のフローチャートである。
【図６】作業モードの車速制御処理のフローチャートである。
【図７】前輪回転特性図である。
【図８】ブレーキ処理の制御系統構成図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    農用トラクタ
２    変速伝動装置
１３    バリエータ
３１    入力ディスク
３２    出力ディスク
３３    パワーローラ
５４    作業機昇降シリンダ
５４ａ    昇降アーム
６１    制御装置
７１    制御部
７３    モード切替スイッチ
７４    速度選択スイッチ
７７    リフトアップ信号
８１    エンジン回転センサ
８４    車速センサ
９１ｓ、９１ｔ    ローラソレノイド
Ａ    前輪
Ｂ    後輪
Ｃ    エンジン
Ｆ    作業機
Ｍ    アクセルペダル（アクセルペダルセンサ）
ｔ１    所定時間
ｔ２    所定時間
【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】
2007120590.tif 000007
【図６】
2007120590.tif 000008
【図７】
2007120590.tif 000009
【図８】
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