| 【発明の名称】 |
農用トラクタ等の作業機昇降制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】小野 弘喜
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| 【要約】 |
【課題】ポジション制御にあたって、ポジション設定器にて設定したリフトアーム角と検出リフトアーム角が一致すべく作業機を昇降制御する際、機体が前後にピッチングしても適正な制御を実行させようとする。
【解決手段】機体に対地作業機をリフトアームを介して昇降自在に連結すると共に、ポジション設定器で設定した対機体角度に維持すべく昇降連動するポジション制御に構成し、機体の前後傾斜角度を検出する角度検出器を設け、この前後傾斜角度検出結果に基づいて上記ポジション制御における目標リフトアーム位置を補正しこの補正位置に基づいて作業機を昇降する昇降制御部を設けてなる農用トラクタ等の作業機昇降制御装置の構成とする。また、その際、傾斜センサによる長い規定時間の間の検出値を基準とすると共に、短い規定時間の間の検出値を現在傾斜とし、両者の差を演算して昇降制御部に補正出力するよう構成する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 機体に対地作業機をリフトアームを介して昇降自在に連結すると共に、ポジション設定器で設定した対機体角度に維持すべく昇降連動するポジション制御に構成し、機体の前後傾斜角度を検出する角度検出器を設け、この前後傾斜角度検出結果に基づいて上記ポジション制御における目標リフトアーム位置を補正しこの補正位置に基づいて作業機を昇降する昇降制御部を設けてなる農用トラクタ等の作業機昇降制御装置。
【請求項２】 傾斜センサによる長い規定時間の間の検出値を基準とすると共に、短い規定時間の間の検出値を現在傾斜とし、両者の差を演算して昇降制御部に補正出力する請求項１記載の農用トラクタ等の作業機昇降制御装置。
【請求項３】 対地作業機を連結するリンクを、トップリンク長さが標準の標準３点リンク仕様と当該長さが短い特殊３点リンク仕様とに交換しうる構成とし、いずれのリンク仕様であるかを昇降制御部に出力するとともに、この仕様入力に基づいてトップリンクの補正演算処理を異ならせる請求項１または請求項２記載の農用トラクタ等の作業機昇降制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は農用トラクタ等の作業機昇降制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来、ポジション制御にあたっては、ポジション設定器にて設定したリフトアーム角と検出リフトアーム角が一致すべく作業機を昇降制御する構成であるが、枕地等で機体が前後にピッチングすると、機体後傾時は地面を掘り過ぎることとなり、逆に前傾時は対地作業機が浮く状態となる欠点がある。
【０００３】
【課題を解決するための手段】この発明は、上記の欠点を解消しようとするもので、次の技術的手段を講じた。即ち、機体に対地作業機をリフトアームを介して昇降自在に連結すると共に、ポジション設定器で設定した対機体角度に維持すべく昇降連動するポジション制御に構成し、機体の前後傾斜角度を検出する角度検出器を設け、この前後傾斜角度検出結果に基づいて上記ポジション制御における目標リフトアーム位置を補正しこの補正位置に基づいて作業機を昇降する昇降制御部を設けてなる農用トラクタ等の作業機昇降制御装置の構成とする。
【０００４】また、その際、傾斜センサによる長い規定時間の間の検出値を基準とすると共に、短い規定時間の間の検出値を現在傾斜とし、両者の差を演算して昇降制御部に補正出力する構成とする。更に、対地作業機を連結するリンクを、トップリンク長さが標準の標準３点リンク仕様と当該長さが短い特殊３点リンク仕様とに交換しうる構成とし、いずれのリンク仕様であるかを昇降制御部に出力するとともに、この仕様入力に基づいてトップリンクの補正演算処理を異ならせる。
【０００５】
【発明の作用効果】この発明は上記の構成としたから、機体が後傾のときは、目標リフトアーム位置がやや高く補正処理されるから、作業機が深く入り込んで作業進行に停滞を来たすようなことがなく、逆に機体が前傾のときは、目標リフトアーム位置がやや低く補正されるから、作業機が浮きぎみになろうとしてもこれを抑制できる。
【０００６】なお、傾斜センサによる長い規定時間の間の検出値を基準とすると共に、短い規定時間の間の検出値を現在傾斜とし、両者の差を演算して昇降制御部に補正出力する場合には、長い傾斜地において有効である。すなわち、傾斜地自体が基準となって、この基準に対して現在傾斜がどの程度であるかを演算でき、傾斜地のみならず平坦地のいずれにも適応できる。
【０００７】更に、標準３点リンク機構と、特殊３点リンク機構のいずれが接続されているかを制御部に認識させることにより、各リンク機構にあった正しい制御が可能である。
【０００８】
【発明の実施の形態】この発明の一実施例を図面に基づき説明する。１は農用作業車両の一例としての農用トラクタの機体で、前後部に前輪２と後輪３とを備え、ボンネット４内エンジン５の回転動力をミッションケース６内の変速装置で適宜減速し、減速した回転動力を当該前輪２，後輪３に伝達すべく構成している。
【０００９】機体中央部の運転者席７前方には、ハンドルポスト８を設け、ステアリングハンドル９を旋回操作可能に設けている。このステアリングハンドル９の旋回操作は操舵連動して前記左右前輪２，２を操向連動する構成としている。なお、ハンドル９近傍にはアクセルレバー（図示せず）を、ハンドルポスト８下部側には左右独立するブレーキペダル１１，１１を配設すると共に、上記運転者席７とこのハンドルポスト８間には走行用変速レバー（図示せず）を配設している。
【００１０】上記機体１後部にはトップリンク１３とロアリンク１４，１４とからなる３点リンク機構を介して耕耘作業機１５を上下昇降可能に装着している。この３点リンク機構にはトップリンク１３が標準長さの標準３点リンク機構と、トップリンク１３が短い特殊３点リンク機構の２種があり、図例では特殊３点リンク機構としている。
【００１１】上記ロアリンク１４，１４に連係するリフトアーム１６は、油圧シリンダ機構１７に連結されて昇降連動すべく回動され、この油圧シリンダ機構１７は、ポジション用コントロールレバー１８の回動操作によって上昇用比例制御弁１９又は下降用比例制御弁２０が作動されて伸縮する構成である。前記エンジン５から出力された回転動力は、主クラッチ２１を介して前後進切替機構２２に伝達される。この前後進切替機構２２を経由した動力は主変速機構２３，副変速機構２４で適宜変速されて後輪デフ機構２５へ伝達される構成である。また、副変速機構２４からの回転動力は前輪駆動軸２６へ伝達可能の構成である。
【００１２】上記前後進切替機構２２は、前進用クラッチ２７、及び後進用クラッチ２８を備え、いずれも油圧クラッチ形態とされ、夫々は圧油の供給を受けて正逆回転を前後進クラッチ軸２９に伝達すべく構成される。上記の前進用クラッチ２７または後進用クラッチ２８への切替連動は、前後進レバー３０による。前後進クラッチ軸２９の後端側に一体連動回転すべく主変速用カウンタ軸３３を設け、このカウンタ軸３３には１速から４速までのカウンタギアを設け、同期噛合形態のクラッチの選択摺動噛合によって、変速軸３４回転を４段に変速連動しうる構成とし、主変速機構２３とする。
【００１３】上記主変速機構２３の回転伝動は、次の副変速機構２４に伝達しうるがこの副変速機構２４は、コンスタントメッシュ形態の変速機構で構成され、第１速から第４速を得られる構成である。コンスタントメッシュの各噛合クラッチは前記走行用変速レバー（図示せず）としての副変速レバーによって適宜変速連動される。
【００１４】ドライブピニオン軸３５と一体に、前輪駆動用ギア３６を設け、前輪連動軸３７上に配設した被駆動ギア３８を介して当該連動軸３７を駆動する構成とする。この前輪連動軸３７と前記前輪駆動軸２６との間には、前輪変速装置３９が組み込まれている。すなわち、左右に、油圧クラッチ形態の等速クラッチ４０と，増速ギア群を経る増速クラッチ４１を併設し、等速クラッチ４０を接続するときは、前輪２，２の周速が後輪３，３の周速と略同速になり、増速クラッチ４１を接続するときは、前輪２，２の周速が後輪３，３の周速の略２倍となって小回り旋回を可能にすべく、前輪駆動軸２６に伝動する構成としている。
【００１５】４２はＰＴＯ連動軸で、その前端側に前記前後進切替機構２２のギア４３との噛み合わせで回転伝動される構成であり、ＰＴＯ変速機構を経てＰＴＯ軸（いずれも図示せず）を変速連動するものである。前記後輪デフ機構２５から左右に延出する後輪駆動軸４４，４４には、夫々ブレーキディスク４５，４５を設けている。このブレーキディスク４５，４５は前記ブレーキペダル１１，１１にリンク機構を介して連結され、左右独立的に制動可能に設けられる。また、このブレーキディスク４５，４５は途中の切替バルブ（図示せず）の切替連動によって油圧の供給を受ける構成である。この油圧にて後輪駆動軸４４を制動可能に構成される。
【００１６】前記耕耘作業機１５は、トラクタに対する作業機の高さを制御するポジションコントロールと、作業機の耕深を制御するポジションコントロールをマイクロコンピュータで行うように構成している。すなわちポジションコントロールにあっては、コンピュータの制御部５１は、前記ポジションコントロールレバー１８の回動操作によって作動するボリューム５２が、リフトアーム１６のリフト軸にその検出軸を連結したポテンショメータによるリフトアームセンサ５３に一致すべく、前記油圧シリンダ機構１７を昇降動作させる構成である。また、デプスコントロールにあっては、油圧シリンダ機構１７の昇降制御は、耕耘作業機１５のリヤカバー５４の上下動作を検出する耕深センサ５５からの入力を受けて、耕深設定器５６によって予め設定された耕深値に一致すべく制御する構成である。
【００１７】５７はハンドル手元に設ける昇降操作レバーのスイッチで、上向き操作によって作業機を、上限設定器５８にて予め設定した位置まで一挙に上昇し、または下向き操作によって各コントロールモードにおける設定値にあるいはその近傍に一挙に下降させる構成である。図４は制御ブロック図を示し、その制御部には、入力信号として、ポジションコントロールレバー１８基部のボリューム５２による操作角度信号、リフトアームセンサ５３の昇降角度信号、リヤカバー５４に連動する耕深センサ５５の耕深信号、機体適所に設けた前後傾斜センサ５９による前後傾斜角信号などのセンサ検出信号、耕深設定器５６などの各種設定ダイアル信号、３点リンク機構の種別切換スイッチ６０などのスイッチ入力があり、一方出力信号としては、作業昇降用の前記上昇用比例制御弁１９、下降用比例制御弁２０への出力がある。
【００１８】上例の作用について、図１のフローチャートに基づき説明する。ポジション制御状態にて圃場作業中、上記リフトアームセンサ５３や前後傾斜センサ５９からの検出信号が入力され（Ｓ１）、次いで該傾斜センサ５９の検出に基づき移動平均処理される。この移動平均処理は２段階に実行される（Ｓ２）。即ち、その一は微小時間間隔で読み取った前後傾斜角ｓ0，ｓ1，…ｓnを移動平均し平均値Ｂ（＝（ｓ0＋ｓ1＋…＋ｓn）／ｎ）を求める。またこの算出結果を基にして長時間の移動平均値Ａ（＝（Ｂ0＋Ｂ1＋…＋Ｂm）／ｍ）を算出する。
【００１９】ここで長時間平均の値Ａは当該圃場の傾斜角度を表すものであり、一方先に算出した短時間での平均値Ｂは当該作業中の機体の傾斜角度を示すものとなるから、圃場の傾斜角度に対する機体の相対的な現在角度は、（Ａ−Ｂ）によって算出される（Ｓ３）。こうして算出された現在傾斜角度（Ａ−Ｂ）とコントロールレバー１８の指示値との関係より目標リフトアーム位置（角度）を算出するものである（Ｓ４）。即ち、コントロールレバー１８による目標リフトアーム角度がθに設定されているものとする。いま機体が後傾のとき、上記圃場傾斜角度Ａ＝α（＜０）とすると、目標リフトアーム角度（θ＋α）に補正するものである。逆に機体が前傾であり、圃場傾斜角度Ａ＝β（＞０）とすると、目標リフトアーム角度（θ＋β）に補正する。なおここでは耕耘作業機１５を装着するものであるから、上記目標リフトアーム位置（角度）はブラケットに短い長さのトップリンクを接続した所謂特殊３点リンク機構を対象としたもので演算される。
【００２０】こうして算出された目標リフトアーム位置（角度）と、現在リフトアーム位置（角度）の差を算出し（Ｓ７）、その差に基づき、下げ要求か、上げ要求か、あるいは中立かを判断し（Ｓ８）、下降用比例制御弁２０への出力をし（Ｓ９）、又は上昇用比例制御弁１９への出力をし（Ｓ１０）、あるいは昇降出力ＯＦＦとなす（Ｓ１１）。
【００２１】なお、上記Ｓ４の後、３点リンク機構の種別切換スイッチ６０の読み込みが行われ（Ｓ５）、上記特殊３点リンク機構に代えて標準長さのトップリンク１３’を用いる標準３点リンク機構を装着する場合には、上記切換スイッチ６０を「特殊」から「標準」に切換える。すると、標準３点リンク機構と特殊３点リンク機構との差を補正する。即ち、特殊３点リンク機構による上昇角度γと上昇量ｘについて、トップリンク長さを標準３点リンク機構ではＬ、特殊３点リンク機構ではｌとすると、ｘ＝Ｌ・δ＝ｌ・γ（δは標準３点リンク機構による上昇角度）の関係より、δ＝（ｌ／Ｌ）・γなどを算出しながら、標準３点リンク機構における目標リフトアーム位置（角度）を算出するものである（Ｓ６）（図５）。
【００２２】上記のように、機体の傾斜を検出しながら、目標リフトアーム位置を補正するものであるから、機体が前傾あるいは後傾になろうとも常時適正な作業機位置を確保できる。特に、上記のように、３点リンク機構の種別切換スイッチ６０の読み込みを行い、標準３点リンク機構か特殊３点リンク機構かを判断しながらリンク機構に合った適正なリフトアーム補正位置を算出でき便利である。なお、この種別切換スイッチ６０は上記実施例では手動スイッチ形態で任意に入力できる形態としたが、自動判別させる形態でもよい。
【００２３】図６は代掻作業機７０を装着した場合の旋回制御を示す。所定標準のエンジン回転数で代掻き作業中、ステアリングハンドル９を旋回操作すると、代掻作業機７０は上昇連動し、旋回内側の後輪３は制動され、かつ前輪変速装置３９は前輪２を増速側にシフト連動するものである。加えて所定標準のエンジン回転数は予め設定した回転数に上昇される。これは、あまり負荷の掛からない作業を行うときにはエンジン回転を落して作業を行うも支障ないが、作業機上昇などでは油圧ポンプによる吐出量が不足する恐れがあるため、エンジン回転数を所定回転まで上昇しようとするものである。この実施例では代掻作業機について説明したが、他の軽負荷作業に応用できる。なお、旋回終了後、所定速度への復帰を待って元の上記所定標準のエンジン回転数まで落すものであり、この速度監視によっても速度復帰が行われないときには、所定時間経過で元のエンジン回転数に復帰できる構成としている。従って、エンジンスロットル操作を行わずとも、作業機上昇によるポンプ吐出不測を来さず、やがて元の回転数に自動復帰できるものであるから、旋回操作を容易に行うことができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成１０年８月２７日（１９９８．８．２７） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−６０２１８（Ｐ２０００−６０２１８Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年２月２９日（２０００．２．２９） |
| 【出願番号】 |
特願平１０−２４１９６４ |
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