特許 7532899 作業車両

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-08-05

(45)【発行日】2024-08-14

(54)【発明の名称】作業車両

(51)【国際特許分類】

   A01B 69/00 20060101AFI20240806BHJP

   B60T 7/12 20060101ALI20240806BHJP

   B60T 8/1755 20060101ALI20240806BHJP

【ＦＩ】

A01B69/00 303F

A01B69/00 303M

B60T7/12 F

B60T8/1755 A

【請求項の数】 1

(21)【出願番号】P 2020092245

(22)【出願日】2020-05-27

(65)【公開番号】P2021185781

(43)【公開日】2021-12-13

【審査請求日】2022-12-31

(73)【特許権者】

【識別番号】000000125

【氏名又は名称】井関農機株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110003834

【氏名又は名称】弁理士法人新大阪国際特許事務所

(74)【代理人】

【識別番号】100092794

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 正道

(72)【発明者】

【氏名】辻 英和

(72)【発明者】

【氏名】川崎 潤

【審査官】大澤 元成

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００６８７２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２５５８４０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０９－００２２１７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１８－１４４６８４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－１１６７１９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－３０００１０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００５－２６２９０８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１９－００４７３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０８－０８０１０９（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ａ０１Ｂ ６９／００－６９／０８

Ｂ６０Ｔ ７／１２－ ８／１７６９

Ｂ６０Ｔ ８／３２－ ８／９６

Ｇ０５Ｄ １／００－ １／１２

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

左右のそれぞれの後輪を独立して制動する左右ブレーキ装置と、
右ブレーキ装置を作動させる油圧を供給する右片ブレーキ弁を制御する右ブレーキソレノイドと、
左ブレーキ装置を作動させる油圧を供給する左片ブレーキ弁を制御する左ブレーキソレノイドと、
左片ブレーキ弁を、左右の両ブレーキ装置を効かせるための両ブレーキ弁に切り替える両ブレーキソレノイドと、
左右ブレーキ装置のブレーキ力の大きさを制御する比例弁と、
車速センサと、
ステアリング装置を操作して走行車体を操向するステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールに接続したモーターと、
前記走行車体の位置を測定する測位装置と、
設定された予定走行経路を自動で直進するように前記モーターを制御する制御部とを備えた作業車両であって、
前記走行車体の傾斜を検出する傾斜検出手段を備え、
前記制御部は、自動直進走行中に、前記傾斜検出手段の検出結果に基づいて、前記左右のいずれか一方のブレーキ装置を作動させ
前記制御部は、車速が所定値以下である場合、前記傾斜検出手段の検出値から傾斜方向に応じて左右ブレーキ装置のどちらを制動するか選択し、前記ステアリング装置の操作量および前記傾斜検出手段の検出値の大きさに応じて、前記比例弁を制御して前記ブレーキ装置の制動力を調整し、
踏み込み操作により、前記左右ブレーキ装置をそれぞれ独立して機械制動する左右ブレーキペダルが設けられ、
手動による押下操作により、前記左右いずれかのブレーキ装置を油圧制動させる片ブレーキスイッチを前記ステアリングホイール直下に備え、
前記両ブレーキソレノイドは、右ブレーキソレノイドおよび左ブレーキソレノイドとは別体に設けられており、
前記両ブレーキソレノイドによる切り替えは、左片ブレーキ弁からの油圧系統が左ブレーキ装置への油圧系統に接続されている状態を、左片ブレーキ弁からの油圧系統が左右ブレーキ装置を効かせる両ブレーキ弁の油圧系統に接続されている状態に切り替えることにより、行われる、ことを特徴とする作業車両。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、耕運機などの作業車両に関する。

【背景技術】

【0002】

左右の後輪をそれぞれ独立して制動する左右ブレーキ装置を備え、ステアリングホイールの回動量が一定以上になると旋回内側のブレーキ装置を自動的に作動させる作業車両において、車速センサを備え、ブレーキ装置の制動力を車速に応じて調整することにより、ブレーキ力を適正化する技術が公知である（たとえば、特許文献１参照）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１００５０８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上記技術により、作業中の旋回走行時に運転操作を省力化できるが、ステアリングホイールにモーターを接続し、あらかじめ設定された経路を直進するようにステアリングを自動で制御する作業車両において、車体が左右に傾斜する場合には、ステアリングで設定された経路上を走行するように進行方向を補正することが困難な場合があった。

【0005】

本発明は、従来のそのような作業車両の課題を考慮し、車体が傾斜しても適切に自動直進可能な作業車両を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、
左右のそれぞれの後輪を独立して制動する左右ブレーキ装置と、
右ブレーキ装置を作動させる油圧を供給する右片ブレーキ弁を制御する右ブレーキソレノイドと、
左ブレーキ装置を作動させる油圧を供給する左片ブレーキ弁を制御する左ブレーキソレノイドと、
左片ブレーキ弁を、左右の両ブレーキ装置を効かせるための両ブレーキ弁に切り替える両ブレーキソレノイドと、
左右ブレーキ装置のブレーキ力の大きさを制御する比例弁と、
車速センサと、
ステアリング装置を操作して走行車体を操向するステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールに接続したモーターと、
前記走行車体の位置を測定する測位装置と、
設定された予定走行経路を自動で直進するように前記モーターを制御する制御部とを備えた作業車両であって、
前記走行車体の傾斜を検出する傾斜検出手段を備え、
前記制御部は、自動直進走行中に、前記傾斜検出手段の検出結果に基づいて、前記左右のいずれか一方のブレーキ装置を作動させ
前記制御部は、車速が所定値以下である場合、前記傾斜検出手段の検出値から傾斜方向に応じて左右ブレーキ装置のどちらを制動するか選択し、前記ステアリング装置の操作量および前記傾斜検出手段の検出値の大きさに応じて、前記比例弁を制御して前記ブレーキ装置の制動力を調整し、
踏み込み操作により、前記左右ブレーキ装置をそれぞれ独立して機械制動する左右ブレーキペダルが設けられ、
手動による押下操作により、前記左右いずれかのブレーキ装置を油圧制動させる片ブレーキスイッチを前記ステアリングホイール直下に備え、
前記両ブレーキソレノイドは、右ブレーキソレノイドおよび左ブレーキソレノイドとは別体に設けられており、
前記両ブレーキソレノイドによる切り替えは、左片ブレーキ弁からの油圧系統が左ブレーキ装置への油圧系統に接続されている状態を、左片ブレーキ弁からの油圧系統が左右ブレーキ装置を効かせる両ブレーキ弁の油圧系統に接続されている状態に切り替えることにより、行われる、ことを特徴とする作業車両である。
本発明に関連する第１の発明は、
左右のそれぞれの後輪を独立して制動する左右ブレーキ装置と、
ステアリング装置を操作して走行車体を操向するステアリングホイールと、
前記ステアリングホイールに接続したモーターと、
前記走行車体の位置を測定する測位装置と、
設定された予定走行経路を自動で直進するように前記モーターを制御する制御部とを備えた作業車両であって、
前記走行車体の傾斜を検出する傾斜検出手段を備え、
前記制御部は、自動直進走行中に、前記傾斜検出手段の検出結果に基づいて、前記左右のいずれか一方のブレーキ装置を作動させることを特徴とする作業車両である。

【0007】

本発明によって、制御部は速度信号を受けて、所定の速度値以下の場合のみ、左右のブレーキ装置１０Ｌ、１０Ｒの片ブレーキ制御を実行することで、車体が高速で走行している場合に、左右のブレーキ装置１０Ｌ、１０Ｒの片ブレーキ制御が効いてしまいショックが発生することを防止できる。
ブレーキ装置を作動させる機構を機械制動とすることで油圧系統に不具合が生じても車両を制動できる。
自動直進中に手動操作により片ブレーキを作動させて進行方向を補正できるため、傾斜地などでステアリングのみによる進行方向の調整が難しい状態でも適切に直進を維持できる。さらに、油圧制動させる片ブレーキスイッチをステアリングホイール直下に設けることで、容易に制動操作できる。
左右別々の油圧ブレーキを同時にかけようとしても、タイミングのズレなどが生じると意図せず片ブレーキ制動が発生してしまうが、片方のブレーキ弁を両ブレーキ弁として扱うように切り替えることで、左右同時に制動させることができる。
本発明に関連する第１の発明によって、
自動直進中に、片ブレーキを作動させて進行方向を補正できるため、傾斜地などでステ
アリングのみによる進行方向の調整が難しい状態でも適切に直進を維持できる。

【0008】

本発明に関連する第２の発明は、
前記制御部は、前記傾斜検出手段の検出値に応じて、作動させる前記ブレーキ装置の制動力を調整する、本発明に関連する第１の発明の作業車両である。

【0009】

本発明に関連する第２の発明によって、傾斜角度によって操向制御が受ける影響が変化するので、傾斜角度に応じて制動力を調整することにより適切に直進を維持できる。

【0010】

本発明に関連する第３の発明は、
前記制御部は、更に前記ステアリング装置の操作量に応じて、前記左右のいずれか一方のブレーキ装置を作動させることを特徴とする本発明に関連する第１又は２の発明の作業車両である。

【0011】

本発明に関連する第３の発明によって、ステアリング装置の操作量によっても、制動力の効かせ方を調整できる。

【0012】

本発明に関連する第４の発明は、
踏み込み操作により、前記左右ブレーキ装置をそれぞれ独立して操作する左右ブレーキペダルと、
手動操作により、前記左右いずれかのブレーキ装置を作動させる片ブレーキスイッチとを備えた、本発明に関連する第１～３のいずれかの発明の作業車両である。

【0013】

本発明に関連する第４の発明によって、自動直進中に手動操作により片ブレーキを作動させて進行方向を補正できるため、傾斜地などでステアリングのみによる進行方向の調整が難しい状態でも適切に直進を維持できる。

【発明の効果】

【0014】

本発明によれば、片ブレーキを作動させて進行方向を補正できるため、傾斜地などでステアリングのみによる進行方向の調整が難しい状態でも適切に直進を維持できる。さらに、そのようなブレーキ操作に速度制限をすることで危険なショックが起こることを防止できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明における実施の形態にかかる作業車両の側面図

【図2】同作業車両の油圧系統などの制御の流れを示す略示平面図

【図3】同作業車両の制御の流れを示す構成図

【図4】同作業車両の正面図

【図5】同作業車両の運転席付近の斜視図

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照しながら、本発明における実施の形態について詳細に説明する。

【0017】

図１において、１は本実施の形態の作業車両の車体、２は車体１の前方の上方に設けられたＧＰＳ受信機などの測位装置である。３は作業者が操作するステアリングホイールであって、その下にステアリング用のモーター５が設けられている。また、車体１の側部には車体１の傾斜の程度を検知するための傾斜センサ４が取り付けられている。この傾斜センサ４は本発明の傾斜検出手段の一例である。更に、操作パネル６の下に、圃場の走行予定経路データが予め記録されている走行経路記憶部７ａを有する制御部７が配置されている。

【0018】

また、図２に示すように、車体１は左右の前輪８Ｌ、８Ｒと左右の後輪９Ｌ、９Ｒを備え、左右の後輪９Ｌ，９Ｒにはそれぞれ左右のブレーキ装置１０Ｌ、１０Ｒが取り付けられている。この左右のブレーキ装置１０Ｌ，１０Ｒは独立してそれぞれ制動可能となっている。また、前輪８Ｌ，８Ｒはステアリングシリンダ等のステアリング装置１１によって回動するようになっており、そのステアリング装置１１はステアリングホイール３の回転量に応じて前輪８Ｌ，８Ｒを回動させるようになっている。その前輪８Ｌ，８Ｒの回動量（ステアリング装置１１の操作量）は操舵角センサ１２によって検出されるようになっている。

【0019】

図２は油圧系統などの制御の流れを示す略示平面図であり、図３は制御の流れを示す構成図である。これらの図において、エンジン１６の出力は前後進クラッチ１７によって断続され、その出力は主変速部１８によって変速されるとともに、更に副変速部２０によって変速され、その出力は後輪９Ｌ、９Ｒに伝達される。ここに、１５は前輪作動ギアであり、２１は後輪作動ギアである。

【0020】

上述したように、左右の前輪８Ｌ、８Ｒはステアリング装置１１によって回動するようになっており、その操舵角は操舵角センサ１２によってステアリング装置１１の操作量として検出され、制御部７へ伝えられるようになっている。また、副変速部２０の出力は４ＷＤクラッチ１９を介して前輪８Ｌ、８Ｒ側へも伝えられるようになっている。更に１３は本発明の車速検出手段の一例としての車速センサであって、副変速部２０の出力を検知することで車速を検知している。

【0021】

更に、左右の後輪９Ｌ、９Ｒには左右のブレーキ装置１０Ｌ、１０Ｒがそれぞれ装着されており、それぞれ独立してそれぞれの後輪９Ｌ、９Ｒを制動できるが、それらの左右のブレーキ装置１０Ｌ、１０Ｒはそれぞれ左右のブレーキシリンダ２３Ｌ、２３Ｒによって油圧制御されるようになっている。

【0022】

また、２２Ｒは右ブレーキ装置１０Ｒを機械制動する右ブレーキペダルであり、２２Ｌは左ブレーキ装置１０Ｌを機械制動する左ブレーキペダルである。

【0023】

更に、これらの左右のブレーキシリンダ２３Ｌ、２３Ｒは油圧系統１４によって以下に説明するように制御されるようになっている。

【0024】

いま、典型例として作業車両が圃場において直進走行しているとする。すなわち、車体１に取り付けられている測位装置２から、例えばＧＰＳ受信機から、その車体１の現在の位置データが制御部７へ常時送信されてくる。制御部７にはあらかじめ作業車両が走行すべき走行経路を記憶した走行経路記憶部７ａが設けられており、制御部７はその位置データと、走行経路データを照合し、外れている場合は、ステアリング装置１１を駆動するモーター５へ信号を送り、前輪８Ｌ，８Ｒを回動駆動させて、走行経路に戻るように制御する。このようにして直進走行制御を実行する。

【0025】

ところで、作業車両が平らな場所を走行する場合はそのようなステアリング装置１１による制御駆動で直進走行が可能であることが一般であるが、図４に示すように、例えば傾斜のきつい場所での直進走行はステアリング装置１１による前輪８Ｌ，８Ｒの回動では直進走行は難しいことが多い。ここにＣＥは車体１の縦中央線を示し、Ｖは鉛直線を示す。

【0026】

例えば走行方向を基準に右側が上がっている傾斜地において、走行経路から下側（左側）へ外れた場合、傾斜の上側（右側）の方に車体１を戻す必要があるので、前輪８Ｌ，８Ｒを右側へ回るようにステアリング装置１１は自動操縦するが、右側は傾斜がきつい側なので直ぐには車体１は正規の経路へ戻らず時間が掛かってしまう。

【0027】

そこで、車体１に設けてある傾斜センサ４から車体１の傾斜具合を示す信号を制御部７は常時受信しているので、傾斜センサ４の出力が予め決められた値を超えた場合は、制御部７は上述したステアリング装置１１の制御に加えて、上述の場合は右側のブレーキシリンダ２３Ｒを駆動して、右側のブレーキ装置１０Ｒを制動させて、車体１の右回動を助けるように、油圧系統１４に指示信号を送る。

【0028】

すなわち、油圧系統１４の中の右ブレーキソレノイド１４ａＲに駆動信号を送る。その結果、右片ブレーキ弁１４ｂＲが中央へ移動して、ポンプ１４ｈからの油圧を右ブレーキシリンダ２３Ｒへ伝え、右ブレーキシリンダ２３Ｒは右ブレーキ装置１０Ｒを制動させる。その結果、車体１は傾斜に負けずに右回動して正常な走行経路にスムーズに戻る動きをする。

【0029】

なお、上述のような傾斜の場所で、車体１が右側つまり上側へ外れた場合は、左側つまり下側へ車体１を戻す必要があるが、下側方向への回動であるのでステアリング装置１１の駆動で十分であることが多い。従って、傾斜センサ４の 出力が上記所定値を超えていても、そのような場合は片ブレーキ操作を加えなくてもよい。ただし、加えても差し支えはない。

【0030】

また、上述した場合とは逆に左側が上がっている傾斜地の場合は、制御部７油圧系統１４の中の左ブレーキソレノイド１４ａＬに駆動信号を送る。その結果、左片ブレーキ弁１４ｂＬが中央へ移動して、ポンプ１４ｈからの油圧を左ブレーキシリンダ２３Ｌへ伝え、左ブレーキシリンダ２３Ｌは左ブレーキ装置１０Ｌを制動させる。その結果、車体１は傾斜に負けずに左回動して正常な走行経路にスムーズに戻る動きをする。なお、１４ｇはリリーフバルブである。また、１４ｃは左右両ブレーキを効かせるための両ブレーキ弁，１４ｄは片ブレーキ弁（図面は片ブレーキ状態），１４ｅは両ブレーキソレノイドであって、両ブレーキと方ブレーキの選択を実現することが出来る。

【0031】

なお、上記例では、傾斜センサ４の出力が所定値を超えたか超えないかの２値的な判断制御について説明したが、これに限らず、上記ポンプ１４ｈからの油圧系統について比例弁制御１４ｆとし、制御部７は、傾斜センサ４の検知出力の程度に応じて、油圧の大きさを変更し、左右の片ブレーキ装置１０Ｌ，１０Ｒのブレーキ力の大きさを適宜変更できることが望ましい。

【0032】

さらには、操舵角センサ１２から出力の大きさに応じても、左右の片ブレーキ装置１０Ｌ，１０Ｒのブレーキ力の大きさを適宜変更できることが望ましい。自動直進走行制御をする上で、操舵角が大きい場合は、車体１の本来の走行経路からのずれが大きいと推測されるので、それに応じてブレーキ力の大きさを大きくするなどである。

【0033】

次に、車体１の速度との関係について説明する。車速センサ１３からは車体１の速度信号が制御部７へ出力されている。制御部７はその速度信号を受けて、所定の速度値以下の場合のみ、上述した左右のブレーキ装置１０Ｌ、１０Ｒの片ブレーキ制御を実行する。車体１が高速で走行している場合に、左右のブレーキ装置１０Ｌ、１０Ｒの片ブレーキ制御をすると、ショックが発生しかねないからである。なお、車速センサ１３の代わりに、測位装置２のデータを用いて制御部７が車速を演算検出してもよい。

【0034】

なお、低速、高速の区分ではなく、全速度領域において、その車速に比例して、ブレーキの制動力の大きさを変更することも可能である。あるいは上述のように低速域に限って片ブレーキを掛ける場合でも、その低速の程度に比例して、ブレーキの制動力の大きさを変更してもよい。

【0035】

なお、制御部７は、傾斜センサ４の傾斜度と、操舵角センサ１２からの操舵角と、更に速度センサ１３からの速度の３要素に基づいて、総合的に片ブレーキの制動力のオンオフ、あるいはその力の程度を変化させることが望ましい。

【0036】

図２において、２４Ｌ．２４Ｒは片ブレーキスイッチであって、それぞれ左右独立してスイッチのオンオフが可能である。この片ブレーキスイッチ２４Ｌ，２４Ｒの操作によって、そのスイッチ信号は制御部７へ入力され、制御部７はその信号に応じて、油圧系統１４に指示信号を送り、左ブレーキ装置１０Ｌ又は右ブレーキ装置１０Ｒを制動させる。

【0037】

なお、この片ブレーキスイッチ２４Ｌ，２４Ｒを設けることによって、直進走行制御中に、ステアリングホイール３を操作する程ではないときでも、操舵の微調整が可能となる。また、片ブレーキスイッチ２４Ｌ，Ｒを押すことによって、片ブレーキペダル２２Ｌ，Ｒを一度踏む程度の操舵を行わさせることもできる。

【0038】

図５において、片ブレーキスイッチ２４Ｌ，２４Ｒは操縦席のステアリングホイール３の直ぐ下に設置され、作業者が容易に操作可能となっている。すなわち、自動的に片ブレーキ制動を掛けるのではなく、作業者が 任意に片ブレーキを選択できるようになっている。このようにすることによって、超湿田での代掻きなど、傾斜地以外での作業においても、片ブレーキ制動を実行することが出来る。

【産業上の利用可能性】

【0039】

本発明は、傾斜地であっても、自動直進走行が円滑に行え、トラクターなどに有用である。

【符号の説明】

【0040】

１ 走行車体
２ 測位装置
３ ステアリングホイール
４ 傾斜センサ
５ モーター
６ 操作パネル
７ 制御部
８Ｒ，Ｌ 左右前輪
９Ｒ，Ｌ 左右後輪
１０Ｒ，Ｌ 左右ブレーキ装置
１１ ステアリング装置
１２ 操舵角センサ
１３ 速度センサ
１４ 油圧系統
２２Ｒ，Ｌ 左右ブレーキペダル
２３Ｒ，Ｌ 左右ブレーキシリンダ
２４Ｒ，Ｌ 片ブレーキスイッチ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】