JP5858029B2 - トラクタ - Google Patents

Description

本発明は、農業機械であるトラクタに関し、特にオートクルーズ制御に関する。

トラクタのオートクルーズは、操縦者がアクセルペダルやブレーキを操作しなくても走行速度を一定に制御するもので、主として路上清掃作業中や路上移動中に使用するが、圃場で耕耘作業を行う際にも使用することがある。しかし、狭い圃場内の作業でオートクルーズを使用すると、オートクルーズのオン・オフを頻繁に行うことになり、オートクルーズをオンした際に元の走行速度に戻す操作が面倒である。

このために、例えば、従来技術として、特開平１−１６８５３０号公報には、反転開始時にオートクルーズ制御を解除し、反転終了時にオートクルーズ制御に復帰するアイデアがある。反転とは例えば走行方向を前後進逆にすることであり、また、ロータリの上昇と降下を切り換えることである。

特開平１−１６８５３０号公報

オートクルーズ制御の解除は、トラクタの反転動作時だけでなく、圃場の硬軟による耕耘速度の変更や路上走行時の走行速度調整の場合にも行うことがある。
本発明は、トラクタにおいて、オートクルーズ制御のオン・オフを簡単にしてオンした場合に直前のオートクルーズ走行速度を復元することで、操縦者の操縦負担を低減することを課題とする。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。
請求項１に記載の発明は、クルーズ走行スイッチ１４ｃと増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を設け、クルーズ走行スイッチ１４ｃをオンするとその時点の走行速度をオートクルーズ速度として記憶して維持するオートクルーズ制御を起動し、ステアリングハンドル７の所定角度以上の旋回操作やアクセルペダル１５の踏み込みやブレーキペダル１６，１７の踏み込みでオートクルーズ制御を停止し、増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を同時にオンすることでオートクルーズ制御を起動してオートクルーズ速度に復帰するようにしたことを特徴するトラクタとする。

請求項２に記載の発明は、オートクルーズ制御を起動してオートクルーズ速度に復帰する際に報知手段２８を作動することを特徴とする請求項１に記載のトラクタとする。
請求項３に記載の発明は、オートクルーズ制御を起動してオートクルーズ速度に復帰中に増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を放すとその時点での走行速度を新たなオートクルーズ速度として記憶して維持することを特徴とする請求項１に記載のトラクタとする。

請求項４に記載の発明は、オートクルーズ制御を起動してオートクルーズ速度に復帰中にアクセルペダル１５を踏み込むとオートクルーズ速度以上に増速し、増速された時点で増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を同時にオフするとその時点の増速された走行速度を新たなオートクルーズ速度として記憶して維持することを特徴とする請求項１に記載のトラクタとする。

請求項１に記載の発明で、トラクタの操縦者が意識して増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を同時にオンしないとオートクルーズ速度に増速しないので、自動的にオートクルーズ速度に復帰する従来のオートクルーズ制御よりも安全である。

請求項２に記載の発明で、オートクルーズ速度に復帰中にはブザーやパネル表示等の報知手段２８で自動的に増速していることを操縦者に知らせることで戸惑いが無くなり安全である。

請求項３に記載の発明で、オートクルーズ速度に復帰中に増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を放すことで元のオートクルーズ速度を遅く変更することが出来て、オートクルーズ速度の変更操作が簡単である。

請求項４に記載の発明で、増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を同時にオンしてオートクルーズ速度に復帰中にアクセルペダル１５を踏み込むことで元のオートクルーズ速度以上に増速した走行速度をオートクルーズ速度に変更出来て、速いオートクルーズ速度への設定操作が簡単である。

本発明の実施例のトラクタの側面図である。 トラクタの平面図である。 トラクタの変速装置の動力伝動機構線図である。 静油圧式無段変速装置の油圧回路図である。 トラクタの制御ブロック図である。 トラクタのレバーガイド部分の平面図である。 ＨＳＴペダルの側面図である。

以下、図面に基づき、本発明の好ましい実施の形態について説明する。
なお、本明細書においてトラクタの前進方向に向かって左右方向をそれぞれ左、右といい、前進方向を前、後進方向を後という。

図１、図２に示すトラクタは走行車体１の前後部に前輪２，２と後輪３，３を備え、車体１の前部に搭載したエンジン５の回転動力を伝動ケース内の変速装置によって適宜減速して、これらの前輪２，２と後輪３，３に伝えるように構成している。

車体１の中央のハンドルポスト６にはステアリングハンドル７が支持され、その後方には座席９が設けられている。
図１に示すように、燃料タンク８をボンネット２２内に収め、燃料タンク８本体の後側はハンドルポスト６内に収納状態となっている。

また、ステアリングハンドル７の下方には車体１の進行方向を前後方向に切り替える前後進レバー１０が設けられている。この前後進レバー１０を前側に移動させると車体１は前進し、後方へ移動させると後進する。またハンドルポスト６を挟んで前後進レバー１０の反対側にはエンジン回転数を変更するスロットルレバー１１が設けられ、またステップフロア１３の右コーナー部にはアクセルペダル１５と左右のブレーキペダル１６，１７が配置されている。前後進レバー１０の前側には緊急停止スイッチ６０を設ける。

前記アクセルペダル１５は、基本的には路上走行時に使用し、その踏み込み量に応じてエンジン回転数が上昇すると共に、アクセルペダル１５の踏み込み量をアクセルペダルポテンショ７６（図５）が検出し、このアクセルペダルポテンショ７６の検出値に応じて静圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４のトラニオン軸３０（図５の制御ブロック図にのみ図示）の回動角度を変更させることができる。該トラニオン軸３０の回動角度により斜板３４ｄ（図４）の傾斜角度を変化させてＨＳＴの出力を無段状に変更させることができる。

前記スロットルレバー１１はエンジン回転数を変更するもので、作業走行時に使用する。スロットルレバー１１は操作した位置で手を離してもその位置が保持される構成である。

また、操縦席９の左側に低速、中速、高速及び中立のいずれかの位置を選択できる副変速レバー２１が配置され、その後方に前輪２と後輪３の間に装着しているミッド作業機（モーア等）のＰＴＯ軸の入り切りと変速を行うミッドＰＴＯ変速レバー２３ａと、機体後部に装着した作業機（モーア、ロータリ、除雪機等）のＰＴＯ軸の入り切りと変速を行うリヤＰＴＯ変速レバー２３ｂが設けられている。また、車体１の後方には作業機（図示せず）を連結する前記リンク３１が設けられている。

エンジン５の回転動力はＨＳＴ入力軸３３からＨＳＴ３４に伝達される。また、ＨＳＴ入力軸３３から導入された動力により図４に示す油圧ポンプ３４ａを作動させて、油圧ポンプ３４ａに設けられた斜板３４ｄの傾斜角度に応じた圧油を油圧閉回路３４ｃから油圧モータ３４ｂに供給し、該油圧モータ３４ｂにより走行出力軸３５を駆動させて噛合式の変速装置３８へ動力を伝達させる。

図３に示すように、噛合式の変速装置３８の副変速クラッチ３９は、変速軸４３の回転がデフ装置４６を介して後輪３が副変速高速段の走行速度で駆動される。
前記ＨＳＴ３４から出力された動力は、走行出力軸３５から回転軸３６に伝達される。変速装置３８による変速段は次のように設定される。すなわち副変速高速（３速）は、ギヤ３８ａからギヤ３８ｂで変速された動力が変速軸４３へ伝達される。また、副変速中速（２速）は、ギヤ３８ｃからギヤ３８ｄで変速された動力が変速軸４３へ伝達され、副変速低速（１速）は、ギヤ３８ｅからギヤ３８ｆで変速された動力が変速軸４３へ伝達される。これら副変速の３段変速は、副変速レバー２１を操作してシフタ３９が左右にスライドすることで切り替わる。変速軸４３の回転がデフ装置４６を介して後輪３が副変速中速段の走行速度で駆動される。

一方、ＨＳＴ入力軸３３から容量可変式の油圧ポンプ３４ａ（図４）に入力された動力はポンプ出力軸５１（図３にのみ図示）からＰＴＯ油圧クラッチ５４などを経由してＰＴＯ軸５２に設けられたＰＴＯ用の駆動系に伝達される。ＰＴＯ軸５２にはリヤＰＴＯ軸５５とミッドＰＴＯ軸５６に動力伝達される。

また、変速軸４３の副変速下手側のギヤ５８からＰＴＯ軸５２のギヤ４７、このギヤ４７と一体のギヤ５９を経由して、前輪出力軸４８のギヤ５７に伝達され、前輪２が駆動される。

また、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４はトラニオン軸３０（図４，図５）の回動角度、すなわち斜板３４ｄの回動角度によりその回転数が決まり、詳細な説明は省略するが、アクセルペダル１５の踏み込み量がアクセルペダルポテンンショ７６で検出されると、アクセルペダルポテンンショ７６の検出値に応じてトラニオン軸３０の作動量がコントローラ１００により自動的に設定され、静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４の油圧出力回転数がコントローラ１００により自動的に適切な値に設定される。

なお、前後進切換レバー１０の前進側又は後進側への切り替えで前後進切換レバー１０の回動基部に設けている図示しない切換スイッチを作動させる等の方法で、制御装置１００が静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）３４のトラニオン軸３０の回動方向を前進側又は後進側に設定する。このトラニオン軸３０の回動方向は、切換弁６３（図４）で決定する。

そして、トラニオン軸３０の回動角度が、アクセルペダル１５の踏み込み量に応じて変化する。トラニオン軸３０の回動角度は、比例弁６５への電流量で決定する。
さらに、不純物でバルブなどが詰まるバルブスティック時などの緊急時には、操縦部にあるブレーキペダル１６，１７を目一杯踏み込むと強制的にＨＳＴトラニオン軸３０をニュートラルに戻すことができる。ブレーキ１６，１７を踏むということは、アクセルペダル１５から足を離しているので、トラニオン軸３０は中立に戻る。このときトラニオン軸３０が自然に戻るまたは強制的に高速で戻すかは、機種により異なる。

図４に示す電子サーボＨＳＴ３４の油圧回路３４ｃにおいて、不純物でバルブなどが詰まる（バルブスティック）際には、操縦部にある緊急停止レバー６２（図５のみに図示）を引いて、ＨＳＴ３４のトラニオン軸３０をニュートラルに戻す。

従来は、緊急時にＨＳＴトラニオン軸３０をニュートラルに戻す構成は知られているが、バルブスティック時にはスプール位置が固定されて走行速度が固定されてしまう。そこで緊急時には手動で緊急停止レバー６２を引いてトラクタを停止させる。

上記した２種類の手動操作部材（緊急停止レバー６２とブレーキペダル１６，１７）で緊急時にトラクタを停止することができる。
また、緊急停止スイッチ６０（図５にのみ図示）を押すと、エンジンが停止して、衝突等の事故を避ける場合に利用される。

なお、座席９に着座センサを設けて、操縦者が座っていないと走行できないようにすると良い。また、急発進などで座席９に設けるシートベルトが引かれると走行速度を遅くするセーフティ機構を設けると良い。

図２に示すトラクタの全体平面図に示すように、ハンドル７の回りのハンドルポスト６にはスロットルレバー１１と前後進レバー１０が左右に配置されている。スロットルレバー１１の右側のステップフロア１３上にはアクセルペダル１５が配置されている。アクセルペダル１５はＨＳＴ３４のトラニオン軸３０の回転角度とエンジン回転数の調整を行うことができる。

さらに操縦席９の右側のレバーガイド１２ａには最高速設定ダイヤル１４ａ、車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂ及びクルーズ走行スイッチ１４ｃが前側から後側に順に一列に配置され、該ダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃの外側には作業機上げ下げ用のポジション用レバー１８が配置されている。なお、前記ダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃは前後方向に一列に順に配置されていれば良く、ダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃの配列順序にはこだわらない。また、ダイヤル、スイッチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃの外側には作業機上げ下げ用のポジション用レバー１８を配置したので、これらのダイヤル、スイッチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを設けない場合に比較して操縦性が良くなる。

最高速設定ダイヤル１４ａはダイヤル式であり、トラニオン軸３０の回動角度を調整して車体の最高速度を規制するものである。したがって、アクセルペダル１５を最大まで踏み込んでも、最高速設定ダイヤル１４ａで規制している速度までしか出せない構成としている。

車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂもトラニオン軸３０の回動速度を変更設定するものである。アクセルペダル１５を踏むと、アクセルペダルポテンショ７６で目標となる速度、すなわち目標となるトラニオン軸３０の回動角度が決まるが、この目標となるトラニオン軸３０の回動角度の位置までに、トラニオン軸３０が到達する時間を変更するものである。

例えば、車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂを鈍感（スロー）にしておくと、アクセルペダル１５を素早く踏んでも、トラニオン軸３０の目標となる回動角度への到達時間がゆっくりとなるので、ゆっくりと加速していく構成である。この目標位置への到達時間の変更は、比例弁６５（図４）への電流のデューティー比を変更することで行う。

クルーズ走行スイッチ１４ｃはオン・オフ式のスイッチであり、ある特定の速度で走行しているときにこのクルーズ走行スイッチ１４ｃをオンにすると、アクセルペダル１５から足を離してもそのときの速度をオートクルーズ速度として制御維持し、オフにするとオートクルーズ制御を解除する構成である。

レバーガイド１２ａの外側には、押しボタン式に増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を設け、それぞれを押していると増速し減速する。また、オートクルーズを解除した後に、この増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を同時に押し続けることでオートクルーズ速度に復帰する。このオートクルーズ速度に復帰中はブザーを断続的に鳴らす報知手段２８で操縦者に自動増速中であることを知らせる。報知手段２８は操作パネル７７に設けるオートクルーズランプを点滅させる手段であっても良い。なお、オートクルーズランプはオートクルーズ制御中は点灯する。

また、増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を同時にオンしてオートクルーズ速度に復帰中に増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を放すとその時の走行速度を新たなオートクルーズ速度として記憶し、この新たなオートクルーズ速度で走行を維持する。

また、増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を同時にオンしてオートクルーズ速度に復帰中にアクセルペダル１５を踏み込むとオートクルーズ速度以上に増速し、増速された時点で増速スイッチ２６と減速スイッチ２７を同時にオフにするとその時点の増速された走行速度を新たなオートクルーズ速度とする。

図６に拡大平面図で示すように、最高速設定ダイヤル１４ａは、トラニオン軸３０の回転角度を、ＨＳＴ３４の出力を最高速相当に変更するものであり、所定の最高速を操縦者が決めることができるように、例えば約１５〜３０ｋｍ／ｈの範囲にダイヤル式に変更できる構成としている。車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂは、アクセルペダル１５の踏みに応じたトラニオン軸３０の目標回動角度の位置までに、トラニオン軸３０が到達する時間を変更するものである。この車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂによる所定の車速に達するまでの時間は、例えば約３秒間から約６秒間までとダイヤル式に変更できる構成としている。

また、クルーズ走行スイッチ１４ｃは該クルーズ走行スイッチ１４ｃを入れたときの車速に合致するように、トラニオン軸３０の回転角度を一定とし、従ってＨＳＴ３４の出力が一定に保持されて車速が一定に保持される。クルーズ走行スイッチ１４ｃを入れた後でアクセルペダル１５から足を離してもそのときの速度を維持する。

このように最高速設定ダイヤル１４ａ、車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂ及びクルーズ走行スイッチ１４ｃのいずれかを入りとするだけで、ＨＳＴ３４のトラニオン軸３０の回転角度を予め設定された３種類のいずれかに設定できるので、これらのダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃを設けない場合に比較して操縦性が良くなる。しかもダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃは操縦席９の隣接位置に前後方向に一列に並べて配置されるので、これらのダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃの選択に迷うことがなく、目的のダイヤル、スイッチを素早く入れることができる。

また、これらのダイヤル１４ａ，１４ｂとスイッチ１４ｃの外側には作業機昇降用のポジション用レバー１８が配置することで、これらのダイヤル、スイッチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃを作業機昇降用のポジション用レバー１８の直近に設けない場合に比較して操縦性が良くなる。

これら３つのダイヤル、スイッチ１４ａ，１４ｂ，１４ｃはまとめてサーボスイッチとも呼ばれているが、操縦席９に隣接する右のレバーガイド１２ａに前後方向に一列に並べる順序としては前側から後側に最高速設定ダイヤル１４ａ、クルーズ走行スイッチ１４ｃ及び車速緩慢度応答ダイヤル１４ｂの順に配置してもよい。

操縦席９の左側には副変速レバー２１、ミッドＰＴＯレバー２３ａ、リヤＰＴＯレバー２３ｂ及び４ＷＤレバー２４が配置されている。４ＷＤレバー２４の外側には副変速レバー２１が配置され、リヤＰＴＯレバー２３ｂの外側にはミッドＰＴＯレバー２３ａが配置されている。

図７には、ＨＳＴ３４のトラニオン軸３０を回動して前後進を行うＨＳＴペダル２０を示している。このＨＳＴペダル２０は前後中間部を支持軸１９でステップフロア１３に枢支し、前ペダル２０ａを踏み込むと前進速度を上昇し、後ペダル２０ｂを踏み込むと後進速度を上昇するが、後ペダル２０ｂから足を離し難いので、前ペダル２０ａよりも後ペダル２０ｂのレスポンスを高くしている。

また、前ペダル２０ａから足を離した際に後ペダル２０ｂを誤って踏み込むことがあっても良いように、後ペダル２０ｂのニュートラル範囲を前ペダル２０ａよりも広くしている。

ＨＳＴペダル２０には操縦者が足先を常に載せているので、僅かな上下の揺れがあるので、この揺れが無くなるとエンジン停止やＨＳＴ３４をニュートラルにして走行を停止するようにすると良い。

ＨＳＴペダル２０をニュートラルにすると平坦地で一定の停止減速率で停止するが、この停止減速率を監視して坂道での停止距離が長くならないように自動ブレーキを作動させるようにすると良い。

また、ＨＳＴペダル２０を踏み込むと平坦地で一定の増速率で加速するが、この増速率を監視して下り坂道自動ブレーキを作動させ、上り坂道ではエンジン回転を上昇して平坦地走行と同じように増速すると良い。

トラクタの前方と後方に向けて障害物検出装置を設けて、前進時或いは後進時に障害物を発見するとゆっくり或いは緊急に停止するようにすると良い。

７ ステアリングハンドル
１４ｃ クルーズ走行スイッチ
１５ アクセルペダル
１６，１７ ブレーキペダル
２６ 増速スイッチ
２７ 減速スイッチ
２８ 報知手段

Claims (4)

1. クルーズ走行スイッチ（１４ｃ）と増速スイッチ（２６）と減速スイッチ（２７）を設け、クルーズ走行スイッチ（１４ｃ）をオンするとその時点の走行速度をオートクルーズ速度として記憶して維持するオートクルーズ制御を起動し、ステアリングハンドル（７）の所定角度以上の旋回操作やアクセルペダル（１５）の踏み込みやブレーキペダル（１６），（１７）の踏み込みでオートクルーズ制御を停止し、増速スイッチ（２６）と減速スイッチ（２７）を同時にオンすることでオートクルーズ制御を起動してオートクルーズ速度に復帰するようにしたことを特徴するトラクタ。
2. オートクルーズ制御を起動してオートクルーズ速度に復帰する際に報知手段（２８）を作動することを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
3. オートクルーズ制御を起動してオートクルーズ速度に復帰中に増速スイッチ（２６）と減速スイッチ（２７）を放すとその時点での走行速度を新たなオートクルーズ速度として記憶して維持することを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
4. オートクルーズ制御を起動してオートクルーズ速度に復帰中にアクセルペダル（１５）を踏み込むとオートクルーズ速度以上に増速し、増速された時点で増速スイッチ（２６）と減速スイッチ（２７）を同時にオフするとその時点の増速された走行速度を新たなオートクルーズ速度として記憶して維持することを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。

Images