(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクタの前後方向の軸を中心にして機体に対して左右方向に揺動自在な操向輪（２，２）と、該操向輪の左右傾斜を検出する左右傾斜検出手段と、該操向輪の最大切れ角を調節するアクチュエータ（１８Ｌ，１８Ｒ）と、人為操作で作業の種類を選択する作業選択手段（４１）と、該作業選択手段によって選択される作業の種類に応じて操向輪の最大切れ角が適正な角度となるように前記アクチュエータの駆動を制御する制御装置（４０）とを備えたトラクタにおいて、前記制御装置は、作業選択手段で選択した作業が耕耘作業であるときには、操向輪の最大切れ角がその他の作業の操向輪の最大切れ角よりも大きくなるとともに、この耕耘作業時における操向輪の最大切れ角は、トラクタの変速位置が低速域であり、かつ車体に対する操向輪の左右傾斜が一定以下の場合に許容されるように構成し、さらに、前記操向輪の切れ角を検出するステアリング切れ角センサ（２１）を設けて、該ステアリング切れ角センサから前記制御装置に入力されるステアリング切れ角センサ値の変化率が大きい場合は、前記操向輪の適正な最大切れ角を大きくし、ステアリング切れ角センサ値の変化率が小さい場合は、前記操向輪の適正な最大切れ角を小さくするように構成したことを特徴とするトラクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、操向輪の最大切れ角を調節可能なトラクタにおける操向輪切れ角制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、作業車両の一種であるトラクタは、操向輪（一般的には前輪）の最大切れ角が一定であり、その角度は最も小半径の旋回を行う作業（例えば耕耘作業）に合わせて設定されていた。よって、それ以外の作業時に旋回を行う場合、その作業に適した操向輪切れ角となるようにオペレータが勘でハンドル操作を行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
旋回時にはハンドル操作以外の操作があり、ハンドル操作だけに集中できないので、操向輪切れ角が一定せず、車体がふらついたり、旋回終了時の位置が目標位置からずれるという不都合が起きやすかった。特にオペレータが運転に不慣れである場合、旋回時のハンドル操作が容易でなかった。そこで本発明は、常に容易に適正な半径の旋回を行えるようにすることを課題としている。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は次のように構成した、すなわち、本発明にかかるトラクタは、トラクタの前後方向の軸を中心にして機体に対して左右方向に揺動自在な操向輪（２，２）と、該操向輪の左右傾斜を検出する左右傾斜検出手段と、該操向輪の最大切れ角を調節するアクチュエータ（１８Ｌ，１８Ｒ）と、人為操作で作業の種類を選択する作業選択手段（４１）と、該作業選択手段によって選択される作業の種類に応じて操向輪の最大切れ角が適正な角度となるように前記アクチュエータの駆動を制御する制御装置（４０）とを備えたトラクタにおいて、前記制御装置は、作業選択手段で選択した作業が耕耘作業であるときには、操向輪の最大切れ角がその他の作業の操向輪の最大切れ角よりも大きくなるとともに、この耕耘作業時における操向輪の最大切れ角は、トラクタの変速位置が低速域であり、かつ車体に対する操向輪の左右傾斜が一定以下の場合に許容されるように構成し、さらに、前記操向輪の切れ角を検出するステアリング切れ角センサ（２１）を設けて、該ステアリング切れ角センサから前記制御装置に入力されるステアリング切れ角センサ値の変化率が大きい場合は、前記操向輪の適正な最大切れ角を大きくし、ステアリング切れ角センサ値の変化率が小さい場合は、前記操向輪の適正な最大切れ角を小さくするように構成したことを特徴としている。
【０００５】
この操向輪切れ角制御装置によれば、作業の種類に応じて操向輪の最大切れ角が適正な角度となるように自動的に調節するので、オペレータは旋回時にはハンドルをいっぱいに切ればよく、難しいハンドル操作を必要しない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好ましい実施の形態を図面に基づき説明する。
図１乃至図３に示す作業車両はトラクタであって、このトラクタ１は、左右各一対の前輪２，２及び後輪３，３を備え、車体の前部にエンジン５が搭載され、その後側にクラッチケース６、更にその後側にミッションケース７がそれぞれ配設されている。運転席９はミッションケース７の上方に設置されており、その前方に操向輪である前輪２，２を操向操作するハンドル１０が設けられている。また、運転席９の左右両側には、変速レバー１１と作業機昇降用ポジションレバー１２が設けられている。
【０００９】
前輪２，２は、前後方向のピボット軸１４に揺動自在に支持されたフロントアクスルケース１５の左右両端部に操向可能に取り付けられ、図示しないパワーステアリング装置により前記ハンドル１０の操作量に応じて操向作動するようになっている。図の１６は前輪と一体に回動するように設けたナックルアーム、１７はパワーステアリング装置の駆動をナックルアーム１６に伝えるタイロッドである。
【００１０】
フロントアクスルケース１５の上面に設けたストッパ油圧シリンダ１８Ｌ，１８Ｒのピストンロッドに、ナックルアーム１６，１６が一定以上外側に回動するのを規制するストッパ１９，１９が取り付けられている。ストッパ油圧シリンダ１８Ｌ，１８Ｒは操向輪の最大切れ角を調節するアクチュエータで、この油圧シリンダを伸縮させてストッパ１９，１９の位置を変更することにより、操向輪すなわち前輪２，２の最大切れ角θが調節される。
【００１１】
ハンドル１０の回転角度を測定するステアリング切れ角センサ２１によって、操向量すなわち車体の旋回状態が検出される。操向量を検出する手段としては、前輪の切れ角を測定する方法や、他のステアリング操作に連動して作動する部材の変位を測定する方法を採用してもよい。
【００１２】
また、車体側の取付部材２２とフロントアクスルケース側の取付部材２３との間に左右傾斜検出手段としてのストロークセンサ２４が設けられ、該センサで両取付部材２２，２３の水平距離の変化を測定することにより車体に対する操向輪の左右傾斜が検出される。左右傾斜検出手段としては、車体の絶対左右傾斜とフロントアクスルケースの絶対左右傾斜をそれぞれ測定し、両者を比較することで車体に対する操向輪の左右傾斜を検出するようにしてもよい。
【００１３】
車体の後部には昇降油圧シリンダ３０で上下回動させるリフトアーム３１，３１が設けられている。このリフトアーム３１，３１の先端部とロワリンク３２，３２の中間部がリフトロッド３３，３４で連結されており、リフトアーム３１，３１を上げ作動及び下げ作動させることにより、ロワリンク３２，３２とトップリンク３５で構成される三点リンク機構で支持された作業機３６が昇降する。右側のリフトロッド３４は左右傾動用の油圧シリンダになっており、これを伸縮作動させることにより、作業機３６の左右傾斜が調整される。なお、図２は作業機としてロータリ耕耘装置を装着した状態を表している。
【００１４】
図４はこのトラクタ１の操向輪切れ角制御装置を表している。ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等からなる制御手段としてのコントローラ４０に、作業の種類を選択する作業選択手段である作業モード設定器４１、前記ステアリング切れ角センサ２１、前記ストロークセンサ２４、変速レバー位置検出用のポテンショメータ４２、リフトアーム角度検出用ポテンショメータ４３からの信号が入力される。そして、これらの情報に基づき、コントローラ４０から、前記ストッパ油圧シリンダ１８，１８を制御する前輪最大切れ角変更用制御弁のソレノイド４５Ｌ，４５Ｒと、前記昇降油圧シリンダ３０を制御する作業機上昇用制御弁のソレノイド４６及び作業機下降用制御弁のソレノイド４７とに出力信号が出される。
【００１５】
次に、コントローラ４０の制御内容を図５のフローチャートに基づいて説明する。まず、各種センサ、設定器の値を読み、作業モード設定器４１によって設定されている作業の種類を判定する。そして、肥料或は薬剤の散布作業、ローダ作業等の一般作業であるときは、前輪最大切れ角θ＝約６０度となるようにストッパ油圧シリンダ１８Ｌ，１８Ｒを中立位置に保持する。代掻き作業であるときは、前輪最大切れ角θ＝約５０度となるようにストッパ油圧シリンダ１８Ｌ，１８Ｒを伸長させる。また、耕耘作業であるときは、ステアリング切れ角が一定以上になり、車体が旋回状態であると判断されると、前輪最大切れ角θ＝約７０度となるようにストッパ油圧シリンダ１８，１８を収縮させる。
【００１６】
ただし、作業モードが耕耘作業であるときに前輪最大切れ角の変更を行う条件として、（１）変速位置が低速域であること、（２）車体に対する操向輪の左右傾斜が一定以下（例えば０±１度）であることの両方を満たす場合に限定する。（１）は、高速走行時に急旋回を行うと危険であるので、これを防止するためである。（２）は、車体に対しフロントアクスルケース１５が傾斜した状態で前輪切れ角を大きくし過ぎるすると、上側に変位した側の前輪がファンカバーやその他の車体側の部分と干渉するので、これを防止するためである。
【００１７】
このように、車体の旋回状態を検出する手段としてステアリング切れ角センサ２１を設け、このセンサの検出結果より旋回を行っていると判断されるときには、作業の種類に応じて操向輪の最大切れ角を自動的に調節する。これにより、どの種類の作業を行うときでも、旋回時にはハンドル１０をいっぱい切ればよいので、運転に不慣れなオペレータであっても正確に旋回を行うことができる。
【００１８】
また、小半径の旋回を行う時はハンドルを素早く切るので、ステアリング切れ角センサ値の変化率（ステアリング操作速度）が大きい場合は前輪最大切れ角θを通常よりも大きくし、ステアリング切れ角センサ値の変化率が小さい場合は前輪最大切れ角θを通常よりも小さくするように制御する。
【００１９】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明にかかるトラクタは、作業の種類に応じて操向輪の最大切れ角が適正な角度となるように制御装置が自動的に調節するので、旋回時にはハンドルをいっぱい切ればよく、操縦が容易になった。また、車体に対し操向輪が傾斜した状態で操向輪切れ角を大きくし過ぎることにより上側に変位した側の操向輪が車体側の部分に干渉するのを防止できるようになった。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの正面図である。
【図２】トラクタの側面図である。
【図３】トラクタの平面図である。
【図４】操向輪切れ角制御装置のブロック図である。
【図５】操向輪切れ角制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１  トラクタ（作業車両）
２  前輪（操向輪）
３  後輪
１０  ハンドル
１４  ピボット軸
１８Ｌ，１８Ｒ  ストッパ油圧シリンダ（アクチュエータ）
１９  ストッパ
２１  ステアリング切れ角センサ
２４  ストロークセンサ
４０  コントローラ（制御手段）
４１  作業モード設定器
【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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