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【発明の名称】 トラクタの操舵制御装置
【発明者】 【氏名】今井 征典
【要約】 【課題】従来のトラクタは、操舵制御装置と作業機の自動上昇との関連構成が採られておらず、後輪操舵モ−ドを設定して走行する場合に、作業機が作業位置（接地状態）にあって、破損の危険性があって安全に欠け、又リフト操作をする手数の煩雑さも課題となっていた。

【解決手段】本発明は、前輪操舵モ−ドと、後輪操舵モ−ドと、前後輪操舵モ−ドとを設定できる制御手段１を装備したトラクタ２の機体３に装着した作業機４を、後進走行に切り替えると自動上昇する昇降手段５に接続して構成し、制御手段１は、後輪操舵モ−ドが設定されると、作業機４を上昇する制御信号を出力して昇降手段５を上昇側に駆動できる構成としたトラクタの操舵制御装置とした。
【特許請求の範囲】
【請求項１】 前輪操舵モ−ドと、後輪操舵モ−ドと、前後輪操舵モ−ドとが装備され、手動操作で選択的にモ−ド設定を可能にした制御手段が構成されたトラクタであって、該トラクタの機体に装着された作業機は、後進走行に切り替えると関連して上昇する昇降手段に接続して設けられ、前記制御手段は、後輪操舵モ−ドが設定されると、前記作業機を上昇する制御信号を出力して前記昇降手段を上昇側に駆動できる構成としたトラクタの操舵制御装置。
【請求項２】 制御手段は、前後輪操舵モ−ドが設定されると、作業機を上昇する制御信号を出力して昇降手段を上昇側に駆動できる構成とした請求項１記載のトラクタの操舵制御装置。
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタの操舵制御装置に関するもので、農業機械の技術分野に属する。
【０００２】
【従来の技術】従来からトラクタの操舵制御装置は、前輪と後輪とを各々独立的に操舵可能に構成して、それぞれ単独に、又は組み合わせによって、前輪操舵モ−ドと、後輪操舵モ−ドと、前後輪操舵モ−ドとを手動操作で選択的にモ−ド設定して操向する構成の技術が知られている。そして、これらの各操舵モ−ドは、自動モ−ドを設定しておけば、走行中に自動的に切り替わって操舵される構成になっている。更に、前後輪操舵モ−ドは、前輪と後輪とが同じ方向に操舵される前後輪同位相操舵モ−ドと、前輪と後輪とが逆方向に操舵される前後輪逆位相操舵モ−ドとの２つのモ−ドが実用化されている。
【０００３】そして、従来からトラクタは、例えば、ロ−タリ耕耘装置を装着して耕耘作業を行なっているときに、バック走行のために、チエンジレバ−を後進側に切り替えると、前記ロ−タリ耕耘装置が、関連して自動的に上昇する技術が採用され、安全な作業ができる構成となっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上述した公知のトラクタにあっては、機体に装着されている作業機は、チエンジレバ−を後進走行に入れたときには、自動的に上昇する技術（機構）が採用されているが、操舵制御と作業機上昇の関連については配慮がされていない問題点があった。
【０００５】通常、トラクタは、後輪操舵モ−ドを設定して走行する場合には、後進走行するか、又は後進しなくとも作業を中断した状態で走行することが多く、作業機が作業位置（接地状態）にあると、破損の危険性があって安全性に欠ける課題があった。
【０００６】又、作業機をリフト操作する手数の煩雑さもあった。このような課題を解決するため、本発明は、操舵制御装置において、作業機を必要としないモ−ド（請求項１は後輪操舵モ−ド、請求項２は前後輪操舵モ−ド）を設定すると、自動的に作業機が上昇して安全性を確保し、更には、リフト操作の簡略化を図らんとするものである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は、上述した課題を解決するために、次の如き技術手段を講ずるものである。すなわち、まず、請求項１の発明は、前輪操舵モ−ドと、後輪操舵モ−ドと、前後輪操舵モ−ドとが装備され、手動操作で選択的にモ−ド設定を可能にした制御手段１が構成されたトラクタ２であって、該トラクタ２の機体３に装着された作業機４は、後進走行に切り替えると関連して上昇する昇降手段５に接続して設けられ、前記制御手段１は、後輪操舵モ−ドが設定されると、前記作業機４を上昇する制御信号を出力して前記昇降手段５を上昇側に駆動できる構成としたトラクタの操舵制御装置である。
【０００８】つぎに、請求項２の発明は、制御手段１は、前後輪操舵モ−ドが設定されると、作業機４を上昇する制御信号を出力して昇降手段５を上昇側に駆動できる構成とした請求項１記載のトラクタの操舵制御装置としたものである。
【０００９】
【発明の効果】本発明は、以上のように構成されているから、請求項１の発明は、後輪操舵モ−ドを設定すると、自動的に作業機が上昇するから安全性が確保され、作業機が破損したり、走行障害となることがほとんどない特徴がある。更に、この発明は、操作も簡略化され、オペレ−タの負担を軽減できる利点がある。
【００１０】つぎに、請求項２の発明は、前後輪操舵モ−ドの設定によって作業機が自動上昇するから、圃場の旋回位置に達したときの操作上の煩わしさを一掃して安全な旋回ができる優れた効果がある。
【００１１】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、その構成から述べる。まず、トラクタ２は、図２に示すように、機体３の前部に装備したステアリング・ホィ−ル７によって操舵される前輪８と、後輪９とを設け、各々独立して、又は連動して操舵できるように構成している。そして、エンジン１０は、機体３の前側にあるボンネットカバ−１１によって覆われたエンジンル−ムに内装して搭載されており、後述する走行ミッション装置１２に回転動力を伝動する構成としている。
【００１２】なお、操縦座席１３は、前記ステアリング・ホィ−ル７の後方に装備されている。そして、走行ミッション装置１２は、図２に全体図を示し詳細な内部機構の図面を省略しているが、伝動上手側から主クラッチ装置、前後進切換装置、主変速装置、副変速装置の順に配置して設け、前記エンジン１０から入力される回転動力を走行速度に合わせた回転に変換する構成としている。そして、前輪８と後輪９とは、上記走行ミッション装置１２からフロントアクスルハウジング１４、及びリヤアクスルハウジング１５にそれぞれ内装されている差動歯車装置（図示省略）を経由した回転動力が伝動される構成としている。このようにして、トラクタ２は、前輪８と後輪９とが走行ミッション装置１２から出力される回転動力で駆動される四輪駆動式に構成されている。
【００１３】そして、チエンジレバ−１６は、前記ステアリング・ホィ−ル７の下方側部に設けられ、これの操作に基づいて上述の前後進切換装置を操作する構成であるが、レバ−の基部には後進検出スイッチ１７を設けている。そして、走行ミッション装置１２は、図２で解るように、後部側に動力取出軸１８を突出させて設け、後方に延長して作業機４、実施例の場合はロ−タリ耕耘装置４へのＰＴＯ軸に回転動力を伝動する構成としている。そして、実施例のロ−タリ耕耘装置４は、図２に示すように、Ｌ型で基部を機体に枢着し、中間部にリフトシリンダ１９を連結し、先端部に取り付けヒッチを形成した左右一対のリフトリンク２０に連結され昇降可能に構成している。そして、高さ検出センサ２１は、上記リフトリンク２０の基部の回動枢着部に装備され、作業機４の高さ位置が検出できる構成としている。実施例の場合、リフトシリンダ１９は、昇降手段５に相当する。
【００１４】つぎに、図１に示す油圧回路図に基づいて前輪操舵系Ｆと後輪操舵系Ｒとについて具体的に説明する。まず、前輪ナックルア−ム２５、２５’は、左右がタイロット２６で一体に作動可能に連結され、後輪ナックルア−ム２７、２７’も同様に、左右がタイロット２８で連結されている。そして、前部油圧シリンダ２９は、シリンダ側を機体３の中央に連結し、ピストン側を上記前輪ナックルア−ム２５（右）の上側に設けた操作ア−ム３０に枢着連結して設け、後部油圧シリンダ３１は、同様にシリンダ側を機体３の中央に連結し、ピストン側を前記後輪ナックルア−ム２７の前端に接続して構成している。３２は右側前輪の操舵角センサを示し、３３は右側後輪の操舵角センサを示している。
【００１５】そして、電磁バルブ３４は、図１に示すように、２位置４ポ−ト式の切替弁であって、通常、油圧ポンプ３５と前部油圧シリンダ２９とを連通状態に保っているが、ソレノイド３６が励磁されると、右側の室に切り替わって油路を遮断する構成としている。そして、電磁バルブ３７は、図１に示すように、３位置６ポ−ト式の切替弁であって、通常、油圧ポンプ３５と後部油圧シリンダ３１との油路を遮断しており、ソレノイド３８が励磁されると、右側の室に切り替わって油圧ポンプ３５と後部油圧シリンダ３１とを連通状態に切り替え、ソレノイド３９が励磁されると、左側の室に切り替わって同様に油圧ポンプ３５と後部油圧シリンダ３１とを連通状態に切り替える構成としている。この実施例の構成では、電磁バルブ３７の右側の室が、図４の前後輪逆位相操舵モ−ド（４ＷＳＩ）になり、左側の室に切り替わると前後輪同位相操舵モ−ド（４ＷＳＩＩ）になる構成としている。
【００１６】そして、操舵装置４０は、図１に示すように、全油圧式に構成され、ステアリング・ホィ−ル７を回すと、油路と油量とが制御される構成となっている。例えば、図１において、ステアリング・ホィ−ル７を右に回すと、油圧ポンプ３５から送られた作動油は油路（イ）を通って電磁バルブ３４の左側の室に入り、前部油圧シリンダ２９のピストンロットを押し出して前輪８を右に切る。そして、戻りの作動油は、電磁バルブ３７の中央の室を通ってタンク４１に戻る。同様にして、ステアリング・ホィ−ル７を逆側の左に回すと、作動油は、油路（ロ）側から送られ、電磁バルブ３７の中央の室を通って、電磁バルブ３４の左側の室に入り、前部油圧シリンダ２９のピストンロットを引っ込めて前輪８を左に切ることになる。この操舵モ−ドは、図４に示す前輪操舵モ−ド（ＦＷＳ、後述する前輪操舵設定スイッチ５２をＯＮした場合）に相当し、前輪８のみを操舵する場合である。
【００１７】そして、電磁バルブ３７は、図１に示す実施例の場合、前述もした通り、３位置６ポ−ト式の切替弁であって、前後輪操舵（４ＷＳ）を行なう構成であるが、操舵にあたり前輪８に対して後輪９を逆方向に操舵する前後輪逆位相操舵モ−ド（図４の４ＷＳＩ）と、前輪８に対して後輪９を同じ方向に操舵する前後輪同位相操舵モ−ド（図４の４ＷＳＩＩ）との２つのモ−ドが設定できる構成である。
【００１８】つぎに、昇降コントロ−ルバルブ４５は、図１に概略を示しているが、前述した作業機４を昇降制御する構成であって、「中立位置」「上げ位置」「下げ位置」の切り替えが電磁的に可能に構成している。図面上は具体的に示さないが、自動制御に基づく昇降制御と、オペレ−タがリフトレバ−を操作すれば、電磁作動でバルブが切り替わり、リフトシリンダ１９に作動油が流入して、上げ操作、下げ操作、中立保持ができる構成になっている。
【００１９】実施例の場合、昇降コントロ−ルバルブ４５は、切替バルブ４６の左右にソレノイドバルブ４７、４７’を装備して電磁作動を可能にし、後述する制御手段１から出力される制御信号に基づいて切替制御される構成としている。実施例の場合、昇降コントロ−ルバルブ４５は、前述したチエンジレバ−１６を後進走行に切替ると、コントロ−ラ（制御手段）１から出力する制御信号に基づいて切替バルブ４６が電磁的に切り替わり、作業機４を上昇する構成としている。
【００２０】つぎに、マイクロコンピュ−タを利用した制御手段１（以下、「コントロ−ラ１」とよぶ）を、図３に基づいて説明する。まず、コントロ−ラ１は、制御プログラムや基準デ−タ等を内蔵したメモリを有するマイクロコンピュ−タの演算制御部であって、算術、論理および比較演算等を行なう構成となっている。
【００２１】そして、コントロ−ラ１は、図３に示すように、入力側に、自動／手動切替スイッチ５０、後輪操舵設定スイッチ（ＲＷＳ）５１、前輪操舵設定スイッチ（ＦＷＳ）５２、前後輪操舵設定スイッチＩ（４ＷＳＩ）５３、前後輪操舵設定スイッチＩＩ（４ＷＳＩＩ）５４、後進検出センサ１７、高さ検出センサ２１、前輪操舵角センサ３２、後輪操舵角センサ３３とをそれぞれ接続している。そして、コントロ−ラ１は、出力側に、前輪操舵ランプ５５、後輪操舵ランプ５６、前後輪操舵ランプＩ５７、前後輪操舵ランプＩＩ５８、自動モ−ドランプ５９、ソレノイド３６、ソレノイド３８、ソレノイド３９、ソレノイド４７、４７’をそれぞれ接続して構成している。
【００２２】そして、上記自動／手動切替スイッチ５０、及び各設定スイッチ５１、５２、５３、５４は、図４の操作パネル６０上にそれぞれ配置して設け、トラクタ２の操縦座席１３上に座った操作位置から作業状況に応じて選択しながら操作し、設定する構成としている。
【００２３】以上のように構成されたコントロ−ラ１は、チエンジレバ−１６を後進走行側に切替ると、後進検出センサ１７の検出情報に基づいて制御信号を出力し、ソレノイド４７’に通電して励磁し、昇降コントロ−ルバルブ４５の切替バルブ４６を右室に切り替える。そのため、リフトシリンダ１９は、作動油がピストン側に流入してピストンを縮小し、リフトリンク２０を回動してロ−タリ耕耘装置４を上昇して安全を図ることができる。
【００２４】つぎに、自動／手動の切り替えと各操舵モ−ドの設定は、スイッチ操作で行なうが、そのときの電磁バルブ３４、３７との関係を説明する。まず、操舵モ−ドを自動にする場合は、自動／手動切替スイッチにより自動側に操作すれば、走行に伴った変化に応じて自動的に選択されたモ−ドで操舵することができる。
【００２５】つぎに、手動による操舵モ−ドを設定する場合について説明する。まず、各操舵設定スイッチ５１、５２、５３、５４は、これらを選択してＯＮ操作し、操舵モ−ドを設定すると、図４の各設定スイッチの左側に図解表示した前後輪の関係に操舵作用が行われる。
【００２６】まず、コントロ−ラ１は、後輪操舵設定スイッチ５１がＯＮされて後輪操舵モ−ドが設定されると、ソレノイド３６、３８、４７’にそれぞれ制御信号を出力して各電磁バルブ３４、３７と、切替バルブ４６を電磁的に切り替わる。この場合、電磁バルブ３４は、右室に作動油が入る状態になり、前部油圧シリンダ２９に作動油が流入しない状態に遮断する。同時に、電磁バルブ３７は、実施例の場合、右室を作動油が通過して後部油圧シリンダ３１に作動油が供給される状態に切り替わる。そして、昇降コントロ−ルバルブ４５の切替バルブ４６は、右室に作動油が流入してリフトシリンダ１９が縮小してリフトリンク２０を上方に回動しロ−タリ耕耘装置４を上昇する。
【００２７】このように、コントロ−ラ１は、後輪操舵モ−ドの設定によって、制御信号を出力して昇降手段５を使ってロ−タリ耕耘装置４を自動的に上昇することができる。したがって、トラクタ２は、通常、後輪操舵設定スイッチ５１をＯＮ操作して後輪操舵モ−ドを設定する場合は、後進走行する場合が多く、モ−ド設定でロ−タリ耕耘装置４が上昇して、安全性が確保され、操作手数も軽減される利点がある。
【００２８】つぎに、コントロ−ラ１は、前輪操舵設定スイッチ５２がＯＮ操作されて前輪操舵モ−ドが設定されると、制御信号を出力して電磁バルブ３４、３７を、図１に示す位置に切り替えて保持し、前輪８（前部油圧シリンダ２９）側にのみ作動油を供給しながら操舵することになる。この前輪操舵モ−ドは、通常の前進作業中に使用する。
【００２９】つぎに、コントロ−ラ１は、前後輪操舵設定スイッチＩ５３がＯＮされて前後輪操舵モ−ドが設定されると、ソレノイド３６、３８、４７’にそれぞれ制御信号を出力して各電磁バルブ３４、３７と、切替バルブ４６とを電磁的に切り替える。この場合、電磁バルブ３４は、左室に作動油が入る状態になり、前部油圧シリンダ２９と連通状態になって作動油が流入する。同時に、電磁バルブ３７は、実施例に場合、右室を作動油が通過して後部油圧シリンダ３１に作動油が供給される状態に切り替わる。したがって、前後輪操舵モ−ドは、図４の４ＷＳＩに図解表示したように、前輪と後輪とが逆方向に操舵される前後輪逆位相操舵モ−ドとなる。それと同時に、切替バルブ４６は、右室に作動油が流入してリフトシリンダ１９が縮小してリフトリンク２０を上方に回動しロ−タリ耕耘装置４を上昇する。
【００３０】このように、コントロ−ラ１は、前後輪操舵モ−ドの設定によって、制御信号を出力して昇降手段５を使ってロ−タリ耕耘装置４を自動的に上昇することができるから、安全性が確保され、操作手数も軽減される利点がある。通常の作業では、トラクタの旋回時に前後輪操舵設定スイッチＩ５３をＯＮ操作する場合が多く、モ−ド設定に伴って作業機４が自動上昇すると、作業性を大幅に向上することができる。
【００３１】つぎに、コントロ−ラ１は、前後輪操舵設定スイッチＩＩ５４がＯＮされて前後輪操舵モ−ドが設定されると、ソレノイド３６、３９、にそれぞれ制御信号を出力して各電磁バルブ３４、３７を電磁的に切り替える。この場合、電磁バルブ３４は、左室に作動油が入る状態になり、前部油圧シリンダ２９と連通状態になって作動油が流入する。同時に、電磁バルブ３７は、実施例に場合、左室を作動油が通過して後部油圧シリンダ３１に作動油が供給される状態に切り替わる。したがって、前後輪操舵モ−ドは、図４の４ＷＳＩＩに図解表示したように、前輪と後輪とが同じ方向に操舵される前後輪同位相操舵モ−ドとなる。
【００３２】以上のようにして、コントロ−ラ１は、前後輪操舵設定スイッチＩＩ５４がＯＮ操作されると、前後輪操舵モ−ドが設定されるが、実施例の場合、前輪８の操舵角が前輪操舵角センサ３２から入力されており、操舵角度が１０度以内では前輪操舵の状態を保ち、それを越えると、前後輪同位相操舵となる構成としている。
【００３３】したがって、トラクタ２は、実施例の場合、前輪８の切り角を大きくする（１０度以上）ことによって、初めて前後輪同位相操舵モ−ドになり畦の乗り越えができ、隣の圃場への移動が比較的容易にできる利点がある。そして、実施例における後進切替に関連して作業機４を自動上昇する機構は、必要に応じて解除することができるのが普通であるが、実施例の場合、前輪操舵モ−ドに設定して、リフトレバ−を最上位置まで操作したとき解除できる構成を採用している。したがって、この実施例の構成によれば、前後輪操舵モ−ド（４ＷＳＩ）は、トラクタ２を旋回する場合がほとんどであるから、作業機４の自動上昇を解除できないから、作業の安全性を確保できる特徴がある。
【出願人】 【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
【出願日】 平成１３年２月１５日（２００１．２．１５）
【代理人】
【公開番号】 特開２００２−２３８３１０（Ｐ２００２−２３８３１０Ａ）
【公開日】 平成１４年８月２７日（２００２．８．２７）
【出願番号】 特願２００１−３８７４３（Ｐ２００１−３８７４３）