作業車両

【課題】本発明では、トラクタ等の作業車両に通常の作業機を装着した場合の走行速度増速率とバックホーを装着した場合の走行速度増速率をなるべく同じにして、オペレータが運転操作に戸惑わないようにすることを課題とする。
【解決手段】油圧伝動装置Ａの油圧昇圧によって設定走行速度まで増速するミッションケース２を備えた作業車両において、油圧伝動装置Ａの油圧昇圧率を変更する昇圧率変更手段１とバックホー４３の装着を検出するバックホー装着検出手段４２ａを設け、該バックホー装着検出手段４２ａがバックホー４３の装着を検出すると、前記昇圧率変更手段１を高昇圧率に変更すべくしてなる作業車両の構成とする。また、昇圧率変更手段１を高昇圧率に変更するための制御データを通常昇圧率データに対して演算した増加値を加算して制御すべくしてなる作業車両の構成とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、バックホーを着脱可能にした作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
トラクタ車体の後方にバックホーを装着して、トラクタのミッションケース後部に設けられるリフトアーム昇降用の油圧シリンダによって、バックホーを昇降させるようにしたバックホー装着車両が特開２００３−１２９５１３号公報や特開２００６−２８９３５号公報及び特開２００６−２４９８８２号公報で知られている。
【特許文献１】特開２００３−１２９５１３号公報
【特許文献２】特開２００６−２８９３５号公報
【特許文献３】特開２００６−２４９８８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
トラクタは、機体の後部にバックホーを装着して土木作業を行ったり、ロータリ耕耘装置等の農作業機を装着して農作業を行えるようにしている。通常の農作業機はトラクタの車体重量と比較して１／３以下程度で軽いために作業機装着時と非装着時での走行速度増速率つまり設定速度に達するまでの時間の長さにあまり違いが無いが、バックホーの機体重量はトラクタの車体重量の１／２程度で、トラクタにバックホーを装着すると走行速度増速率が極端に遅くなる。
【０００４】
そこで、本発明では、トラクタ等の作業車両に通常の作業機を装着した場合の走行速度増速率とバックホーを装着した場合の走行速度増速率をなるべく同じにして、オペレータが運転操作に戸惑わないようにすることを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に記載の発明は、油圧伝動装置Ａの油圧昇圧によって設定走行速度まで増速するミッションケース２を備えた作業車両において、油圧伝動装置Ａの油圧昇圧率を変更する昇圧率変更手段１とバックホー４３の装着を検出するバックホー装着検出手段４２ａを設け、該バックホー装着検出手段４２ａがバックホー４３の装着を検出すると、前記昇圧率変更手段１を高昇圧率に変更すべくしてなる作業車両とする。
【０００６】
このように構成すると、バックホー４３を作業車両に装着した時に昇圧率変更手段１が油圧伝動装置Ａの油圧昇圧率を高昇圧率に変更して走行速度の増速がバックホー４３以外の作業機を装着した時の増速感覚と同一或いは同一に近くなる。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、前記昇圧率変更手段１を高昇圧率に変更するための制御データを通常昇圧率データに対して演算した増加値を加算して制御すべくしてなる請求項１に記載の作業車両とする。
【０００８】
このように構成すると、バックホーを作業車両に装着した時に昇圧率変更手段１が入力値に基づいて演算した増加値を演算プラスして昇圧率を変更してバックホー装着時の高昇圧率を変更、即ち走行速度の増加率を変更出来る。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に記載の発明は、バックホー４３の装着をバックホー装着検出手段４２ａで検出して昇圧率変更手段１が油圧伝動装置Ａの油圧昇圧率を高昇圧率に変更して増速感覚をバックホー４３以外の作業機装着時と同じにしてオペレータが運転に戸惑うことが無くなる。
【００１０】
また、請求項２に記載の発明は、昇圧率変更手段１の高昇圧率にする制御データを容易に変更出来るようになり、装着するバックホー４３の機体重量が変わってもその機体重量に合わせた走行速度の増加率を変更出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１に示す如く、トラクタ車体１０は、前端部のエンジンボディＥＢ内にエンジンＥを内装し、エンジンボディＥＢの後側にクラッチハウジング３９を連結し、更にこの後側にミッションケース２を連結し、このミッションケース２の後部両側にはリヤアクスルハウジングＲＡを設けて、左右の後輪１３を軸装する構成としている。又、エンジンＥ下側のフロントブラケットを支架するフロントアクスルハウジングＦＡの両側には、ステアリングハンドル１１、及びパワステ装置を介して操向連動される前輪１２を軸装する構成としている。
【００１２】
又、この車体１０の上側には、ステアリングポスト１１ａ上のステアリングハンドル１１や、運転者の着座するシート４５、及びステップフロアＳ等を配置して、前記エンジンＥによって前記前輪１２と後輪１３を駆動して走行する乗用四輪駆動走行形態に構成している。ＣＰは足踏式のクラッチペダルである。また、ＦＲは車体１０の走行方向を前進方向と後進方向に切り換える前後進レバーである。
【００１３】
このトラクタ車体１０の後端部には、ロータリ耕転装置等の作業機を装着して昇降する三点リンク機構３Ｐや、リフトアームＬＡ等を有する。又、この車体１０の後端のヒッチ４２には、バックホー４３等の作業機を装着可能とし、又、車体１０の前部にはフロントローダ４０等の作業機を装着可能に構成している。
【００１４】
想像線で示す後シート４５ａの位置は、前向きのシート４５を回動して後向きにした状態を示しており、バックホー４３を使用するときの状態である。４３ａはアウトリガであり、バックホー４３を使用するときに下方に延出して地面に接地させ、車体１０の後側を少し持ち上げて車体１０を安定させるものである。４３ｂはバックホー４３を操作する運転台である。５５はＰＴＯ軸であり、ロータリ等の作業機を駆動する軸であるが、バックホー４３を装着しているときには駆動しない構成としている。もちろん、前記三点リンク機構３ＰやリフトアームＬＡ等も使用しない。
【００１５】
運転者の着座するシート４５を囲んでサンバイザ６０を設ける構成としている。そのサンバイザ６０を支える前ピラー６０ａにエアコンの前送風口９５を設け、後ピラー６０ｂに後送風口９６を設けている。前記サンバイザ６０はキャビンではないので、シート４５は閉塞空間とはなっていない。したがって、前記前送風口９５と後送風口９６はスポットエアコンであり、運転者に直接空調風を当てる構成である。
【００１６】
また、サンバイザ６０の後側に支持ステー６０ｃを設け、該支持ステー６０ｃに第二後送風口９６ａを設ける構成としている、そして、第二後送風口９６ａからも空調風を吹き出して後ろ向きの運転者に当てることで、運転者の作業環境が向上するようになる。
【００１７】
運転者がトラクタ車体１０の前側に向かって着座した場合には前送風口９５から強く空調風が吹き出す構成とし、バックホー４３をトラクタ車体１０に取り付けて、運転者が後側に向かって着座している場合には後送風口９６と第二後送風口９６ａから空調風が強く吹き出すように構成している。この制御は、バックホー４３の着脱で制御を切換えるようにしているが、このバックホー４３の装着検出はヒッチ４２に設けるバックホー装着センサ（歪ゲージ）４２ａで行う構成としている。なお、前後送風口９５，９６からの空調風の吹き出しについては、所定時間ごと断続的に行う構成としてもよい。９４はエアコンの操作パネルである。
【００１８】
サンバイザ６０のルーフに機体の前方を照射する前ワークランプ６１と機体の後方を照射する後ワークランプ６２を設けている。この前後ワークランプ６１，６２は左右に一個づつ設け、左右の方向指示器を点灯するとその点灯した側のワークランプが点灯するようにしたり、前後ワークランプ６１，６２の取付部に左右首振りモータを設けてステアリングハンドル１１の旋回操作に伴ってその旋回方向を照射するようにしたり、ステアリングハンドル１１の旋回角が一定角より大きくなるか旋回角速度が所定値より大きいと旋回側のワークランプが点灯するようにしたりしても良い。
【００１９】
安全装置として、バックホー４３の取付をその取付部ヒッチ４２に設けるバックホー装着センサ４２ａで検出して、バックホー４３取付時には三点リンク３Ｐが作動しないようにしている。これにより、三点リンク３Ｐがバックホー４３に当接するのを防止できるようになる。なお、バックホー４３の取付は、バックホー用油圧ポンプへの油圧ホースの取付をセンサで感知することで検出するようにしても良い。
【００２０】
図２において、前記クラッチハウジング３９を含むミッションケース２内には、エンジンＥから伝動される出力軸１４の軸線上にクラッチ軸１５を有して、摩擦多板形態のメインクラッチ１６を設ける。このメインクラッチ１６は、前記足踏み式のクラッチペダルＣＰを踏み込むと動力が断たれる構成である。クラッチ軸１５からギヤ伝動される前後進軸１７には、油圧式の摩擦多板形態の前進クラッチ１８Ｆを有した前進ギヤ１９Ｆと、油圧式の摩擦多板形態の後進クラッチ１８Ｒを有した後進ギヤ１９Ｒを設けて前後進クラッチ１８を構成している。前記前後進レバーＦＲを前進側に操作すると前進クラッチ１８Ｆが接続し、後進側に操作すると後進クラッチ１８Ｒが接続する構成である。
【００２１】
メインクラッチ１６と前後進クラッチ１８は、本発明でいう油圧伝動装置Ａで、摩擦多板の接触圧力を昇圧させる率つまり昇圧率を変更することで増速程度を変更出来て、後述する昇圧率変更手段（コントローラ）１で昇圧率を変更制御している。
【００２２】
この前後進軸１７の後側の主変速軸２０上には、四段変速の主変速ギヤ２１を配置している。ギヤ２０ａ，２０ａの伝動が１速、ギヤ２０ｂ，２０ｂの伝動が２速、ギヤ２０ｃ，２０ｃの伝動が３速、ギヤ２０ｄ，２０ｄの伝動が４速である。これらの１速から４速のいずれかに変速された動力が軸３６に伝動され、この軸３６の後側の走行軸２２へ伝動される構成である。この走行軸２２の側部に沿って設けられるＰＴＯ連動軸２３周りに嵌合の副変速軸２４との問に、高、低速二段変速の副変速ギヤ２５，２５を配置する構成としている。
【００２３】
走行軸２２の後端からリヤデフギヤ２６に伝動して後輪軸を駆動すると共に、副変速軸２４から前輪連動軸２７上のクラッチギヤ２８の噛合によって、前輪軸のフロントデフギヤを駆動して、四輪駆動走行可能に構成している。前記ＰＴＯ連動軸２３は、前端部に油圧式の摩擦多板形態のＰＴＯクラッチ４を有し、前記出力軸１４からギヤ２９、２９とギヤ３０、３０の連動によって伝動される構成である。又、このＰＴＯ連動軸２３の後部には変速ギヤを有してミッションケース２の後端のＰＴＯ軸５５（図１参照）を駆動する構成である。
【００２４】
バックホー作業油圧ポンプは、その油圧伝動ケースをミッションケース２の外側面に取付け、出力軸１４からギヤ２９、３０の連動によって伝動されるＰＴＯクラッチ４を介してＰＴＯ連動軸２３にスプライン勘合したポンプ用取出ギヤ（図示省略）で駆動する。
【００２５】
このバックホー作業油圧ポンプは、トラクタの後方に装着のバックホー４３を油圧操作するものである。トラクタ車体の後方にバックホー４３を連結して、このバックホー４３のブームシリンダＢＣや、アームシリンダＡＣ、バケツトシリンダＫＣ、スイングシリンダ（図示せず）、及びアウトリガシリンダ（図示せず）等の各油圧シリンダ、及び前記運転台４３ｂ内に装着され操作レバー４３ｃ操作によって圧油供給を切換える操作バルブ４３ｄ等を、該油圧伝動ケースの油圧ポンプに油圧ホースを介して連結して、この操作バルブ４３ｄ等を操作する。
【００２６】
このバックホー作業油圧ポンプは、ミッションケース２の伝動機構のＰＴＯ連動軸２３を介して連動されるため、このＰＴＯ連動軸２３のＰＴＯクラッチ４を入りにすることにより駆動することができ、作業停止時はこのＰＴＯクラッチ４を切りにする。
【００２７】
図３は、バックホー４３の操作台６５を示している。
後シート４５ａに座ったオペレータが前後進操作する後シャトルスイッチ６８を、同時操作で出力可能の二個のメインスイッチ６６とサブスイッチ６７で構成すると共に、後進操向を操作する後操向スイッチ６９を設けている。後シャトルスイッチ６８は、メインスイッチ６６とサブスイッチ６７を同時に特別の操作注意しながら操作することによって前進駆動したり、後進駆動することができる。
【００２８】
前記の後シャトルスイッチ６８や、後操向スイッチ６９等は、操作台６５の右手側手元部に配置している。更に、この手元側にはメインキースイッチ８０を設け、前側にはパイロットランプ８１、ハザードランプ８２等を配置している。又、これらの左手横側にはスロットルレバー７３や、後部作業機をワンタッチ操作で昇降する昇降スイッチ７８、後部作業機の作業用油圧ポンプ駆動の有無を表示するランプ付きのポンプスイッチ７９、後部作業機の昇降高さを調節する高さ調節ダイヤル７４、作業用ライトのスイッチ７５、前記三点リンク機構３Ｐに装着するロータリ耕耘装置等の昇降高さを調節する調節ダイヤル７６、及び、外部装着の油圧操作レバーを取付けて案内する油圧レバーガイド７７等を配置している。
【００２９】
次に、マイコンを使ったコントローラ１による走行速度等の自動制御について、図４の制御ブロック図以降で説明する。
図４は、コントローラ１に入力する信号とコントローラ１から出力される制御信号の流れを示す制御ブロック図である。
【００３０】
バックホー装着センサ（歪ゲージ）４２ａでバックホー４３をヒッチ４２に装着するとそのオン信号が装着信号としてコントローラ１に入力し、前後進レバーＦＲの前進側或いは後進側へのシフトにより前後進センサ６からそのシフト位置信号がコントローラ１に入力し、操作台６５に設ける後シャトルスイッチ６８から前後進信号がコントローラ１に入力する。また、ステアリングハンドル１１の旋回操作角度すなわち切れ角を検出する切れ角センサ８から切れ角がコントローラ１に入力し、ミッションケー一ス２内の後輪駆動軸の回転から走行速度を検出する車速センサ９から走行速度がコントローラ１に入力し、駐車ブレーキペダル或いは駐車ブレーキレバーの入を検出する駐車ブレーキスイッチ３１からその入信号がコントローラ１に入力し、リフトアームＬＡの昇降位置とその昇降操作レバーの位置をチェックするチェックセンサ３２から位置違いチェック信号がコントローラ１に入力する。
【００３１】
さらに、ＰＴＯチェンジセンサ７０からＰＴＯ軸５５の変速信号がコントローラ１に入力し、リフトコントロールレバーセンサ５８からリフト位置信号がコントローラ１に入力し、切れ角センサ８からステアリング１１の旋回角度及び前回速度がコントローラ１に入力し、後シャトルスイッチ６８から各スイッチの操作信号がコントローラ１に入力し、後走行右ブレーキスイッチ５６と後走行左ブレーキスイッチ５７からブレーキ信号がコントローラ１に入力する。
【００３２】
コントローラ１から出力される制御信号は、油圧前後進クラッチ１８を制御する前進ソレノイド３３と後進ソレノイド３４及び油圧メインクラッチ１６を制御する昇圧ソレノイド３５に後述する昇圧制御信号が出力され、エンジンＥのアクセル制御装置５０にエンジン回転制御信号が出力され、ミッションケー一ス２内の左右ブレーキを制御する左ブレーキソレノイド５１と右ブレーキソレノイド５２に制動信号が出力され、警報ブザー５３に警報信号が出力され、三点リンク機構３Ｐが使用不可の場合に点滅信号が三点リンク警報ランプ５４に出力され、バックホー用油圧ポンプ７１に駆動信号が出力され、ＰＴＯ入／切スイッチ７２を作動可能にする信号が出力される。
【００３３】
次に、コントローラ１で制御される各種の自動制御をフローチャートで説明する。
図５は、バックホー４３をトラクタ車体１０へ装着した場合に全体の重量が極端に重くなって走行速度が変速速度に達する時間すなわち増速率が低下するのを防ぐ為に、メインクラッチ１６と前後進クラッチ１８にクラッチ入に伴う油圧の昇圧率を変更する制御である。ステップＳ１でバックホー装着センサ４２ａがバックホー４３の装着を検出すると、ステップＳ２で図６の高昇圧カーブＨを描く高昇圧データをコントローラ１にセットし、装着を検出しない場合にはステップＳ３で図６の低昇圧カーブＬを描く低昇圧データをコントローラ１にセットする。このことによって、バックホー４３の装着時に始動或いは増速操作を行うと昇圧データを用いてメインクラッチ１６と前後進クラッチ１８を繋いで増速率をバックホー４３の非装着時の増速率と同一或いは近似させることが出来る。
【００３４】
なお、高昇圧データと低昇圧データは、実験結果によって得られたデータをコントローラ１内の記憶装置に蓄えておく方法と、図７のフローチャートに示す如く、ステップＳ５でバックホー４３の装着を検出するとステップＳ６で蓄えた低昇圧データに計算式によって補正値を加えて高昇圧データを算出する方法が有り、後者の場合には計算式に入力する補正基礎値を変更して高昇圧データを適宜に変更出来、走行条件によってバックホー４３装着時の増速率を変更出来るようになる。
【００３５】
図８は、走行中に急旋回を検出すると速度を落とすためにエンジンＥの回転数を低下させる制御で、ステップＳ１０で車速センサ９が一定速度以上を検出し、ステップＳ１１で切れ角センサ８が大旋回角を検出すると、ステップＳ１２でアクセル制御装置５０にエンジン回転下げ要求をセットする。
【００３６】
図９は、ステアリングハンドル１１を急速に旋回操作すると速度を落とすために走行速度を低下させる制御で、ステップＳ１４で車速センサ９が一定速度以上を検出し、ステップＳ１５で切れ角センサ８が切れ角速度が一定値を越えたことを検出すると、ステップＳ１６で左ブレーキソレノイド５１と右ブレーキソレノイド５２に同時にブレーキ作動指令を出力する。
【００３７】
図１０は、ＰＴＯ軸５５の駆動とバックホー用油圧ポンプ７１の駆動を同時に行わないようにする制御で、ステップＳ１８でバックホー装着センサ４２ａがバックホー４３の装着を検出し、ステップＳ１９でＰＴＯチェンジセンサ７０がＰＴＯチェンジのニュートラルを検出するとステップＳ２０でバックホー用油圧ポンプ７１の駆動を行うＰＴＯソレノイドの出力を許可し、ステップＳ１９でＰＴＯチェンジがニュートラル以外であればステップＳ２１でＰＴＯソレノイドの出力を禁止する。
【００３８】
図１１の制御では、ステップＳ２３でバックホー装着センサ４２ａがバックホー４３の装着を検出すると、ステップＳ２４でＰＴＯ入／切スイッチ７２を入力無効にし、バックホー４３の装着を検出しないとステップＳ２５でＰＴＯ入／切スイッチ７２を入力有効にしてこのスイッチ７２を入れるとバックホー用油圧ポンプ７１が駆動する。スイッチ７２が入力無効の場合には、バックホー用油圧ポンプ７１のスイッチでバックホー用油圧ポンプ７１が駆動する。
【００３９】
図１２は、バックホーの装着時に高速走行すると危険であるので警報を発する制御である。ステップＳ２７でバックホー装着センサ４２ａがバックホー４３の装着を検出しステップＳ２８で走行速度が一定速度を越えるとステップＳ２９で警報ブザー５３に警報を出力し、バックホーの装着を検出しないか走行速度が一定以下であればステップＳ３０で警報の出力をしない。さらに、ステップＳ２９で警報を出力した後にステップＳ３１で左ブレーキソレノイド５１と右ブレーキソレノイド５２に同時にブレーキ作動指令を出力し、走行速度を減速させる。ステップＳ３０で警報を出さない場合には、ステップＳ３２でブレーキ作動指令を出力しない。なお、ステップＳ３０とステップＳ３２は省略しても良い。
【００４０】
図１３は、バックホーの装着時に高速走行すると警報を発し、エンジンＥの回転を低下する制御である。図１２の制御との違いは、ステップＳ３８でブレーキ作動指令を出力した後にステップＳ３９でアクセル制御装置５０にアクセル閉指令を出力し減速する点である。
【００４１】
図１４は、オペレータが後シート４５ａに座って後シャトル走行中に操作する後走行右ブレーキスイッチ５６と後走行左ブレーキスイッチ５７を同時にオン操作した場合の制御で、ステップＳ４３で後シャトル走行中であってステップＳ４４で後走行右ブレーキスイッチ５６と後走行左ブレーキスイッチ５７を同時にオンすれば、ステップＳ４５で左ブレーキソレノイド５１と右ブレーキソレノイド５２に同時にブレーキ作動指令を出力して制動する。
【００４２】
図１５は、駐車ブレーキを作用させている場合に後シャトルスイッチ６８での走行制御を行えなくする制御で、ステップＳ４７で駐車ブレーキスイッチ３１が入を感知するとステップＳ５１で後シャトルスイッチ６８の出力を禁止するフラグをセットする。ステップＳ４７で駐車ブレーキの入を感知しないと、ステップＳ４８で後シャトルスイッチ６８の出力を禁止するフラグの有無を判定し、ステップＳ４９で後シャトルスイッチ６８がニュートラルであるかを判定し、ニュートラルであればステップＳ５０で後シャトルスイッチ６８の出力を禁止するフラグをセットする。ステップＳ４８とステップＳ４９の判定がＮＯであれば何もしない。
【００４３】
図１６は、リフトアームＬＡの位置が昇降レバーの設定位置と違う場合に点滅させる三点リンク警報ランプ５４の制御で、ステップＳ５５でリフトアームＬＡの位置が昇降レバーの設定位置と違う場合に点滅させる制御であって、ステップＳ５６でバックホー４３を装着していなければ、ステップＳ５７で三点リンク警報ランプ５４を点滅させ、ステップＳ５６でバックホー４３を装着していればステップＳ５８で三点リンク警報ランプ５４を点滅しないようにする。
【００４４】
図１７は、バックホー４３の装着時にリフトコントロールレバーが最下げ位置でなければ警報する制御で、ステップＳ６０でバックホー装着センサ４２ａがバックホー４３の装着を検出し、ステップＳ６１でリフトコントロールレバーセンサ５８が最下げ位置を検出しなければ、ステップＳ６２で警報ブザー５３に警報を出力し、最下げ位置であればステップＳ６３で警報ブザー５３に警報を出力しない。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】トラクタの全体側面図である。
【図２】ミッションケースの伝動機構部の側断面図である。
【図３】バックホーの操作台の平面図である。
【図４】制御ブロック図である。
【図５】制御フローチャート図である。
【図６】制御データのグラフである。
【図７】制御フローチャート図である。
【図８】制御フローチャート図である。
【図９】制御フローチャート図である。
【図１０】制御フローチャート図である。
【図１１】制御フローチャート図である。
【図１２】制御フローチャート図である。
【図１３】制御フローチャート図である。
【図１４】制御フローチャート図である。
【図１５】制御フローチャート図である。
【図１６】制御フローチャート図である。
【図１７】制御フローチャート図である。
【符号の説明】
【００４６】
Ａ油圧伝動装置（メインクラッチ１６，前後進クラッチ１８）
１昇圧率変更手段（コントローラ）
２ミッションケース
４３バックホー
４２ａバックホー装着検出手段（センサ）

【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧伝動装置（Ａ）の油圧昇圧によって設定走行速度まで増速するミッションケース（２）を備えた作業車両において、油圧伝動装置（Ａ）の油圧昇圧率を変更する昇圧率変更手段（１）とバックホー（４３）の装着を検出するバックホー装着検出手段（４２ａ）を設け、該バックホー装着検出手段（４２ａ）がバックホー（４３）の装着を検出すると、前記昇圧率変更手段（１）を高昇圧率に変更すべくしてなる作業車両。
【請求項２】
前記昇圧率変更手段（１）を高昇圧率に変更するための制御データを通常昇圧率データに対して演算した増加値を加算して制御すべくしてなる請求項１に記載の作業車両。

【図１】