| 【発明の名称】 |
農用トラクタ等の作業機姿勢制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】石田 智之
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| 【要約】 |
【課題】農用トラクタに昇降可能に装着する対地作業機の姿勢制御をトラクタ側の変速操作に関わらず安定制御を確保しようとする。
【解決手段】対地作業機を昇降制御し又はローリング制御すべく当該対地作業機側からの検出信号に基づいて本機に対する対地作業機の姿勢を制御すべく構成すると共に、本機の前後進切換操作手段を前進側に切換操作したとき、又は走行クラッチを接続したときであって、停止から発進状態への過程では上記検出信号に基づく姿勢制御を一時牽制する制御手段を設ける。また、その際、制御手段はあらかじめ設定した所定時間において姿勢制御を牽制するものとする。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 対地作業機を昇降制御し又はローリング制御すべく当該対地作業機側からの検出信号に基づいて本機に対する対地作業機の姿勢を制御すべく構成すると共に、本機の前後進切換操作手段を前進側に切換操作したとき、又は走行クラッチを接続したときであって、停止から発進状態への過程では上記検出信号に基づく姿勢制御を一時牽制する制御手段を設けてなる作業機姿勢制御装置。
【請求項２】 請求項１に記載の制御装置において、制御手段は予め設定した一定時間において姿勢制御を牽制する構成としてなる農用トラクタ等の作業機姿勢制御装置。
【請求項３】 請求項２に記載の制御装置において、所定時間内は負荷制御に切換えられる構成とした農用トラクタ等の作業機姿勢制御装置。
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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姿勢制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来農用トラクタに昇降可能に連結する対地作業機の姿勢制御、即ちリヤカバーセンサに基づく作業機耕深制御や左右の傾きを設定ダイヤルの設定値に基づくようにリフトロッドを伸縮制御する作業機傾斜姿勢制御等を備えた技術が公知である。
【０００３】ところで、対地作業中継続して上記制御を実行させるものとするが、作業途中でこのような制御を行うと作業機姿勢が却って誤動作して正確な制御を実行できない場合がある。即ち、停止状態から停止状態へ移行する過程では作業機自体が不規則な動きを示して、リヤカバーセンサの動きも不安定である。
【０００４】
【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、対地作業機を昇降制御し又はローリング制御すべく当該対地作業機側からの検出信号に基づいて本機に対する対地作業機の姿勢を制御すべく構成すると共に、本機の前後進切換操作手段を前進側に切換操作したとき、又は走行クラッチを接続したときであって、停止から発進状態への過程では上記検出信号に基づく姿勢制御を一時牽制する制御手段を設けてなる作業機姿勢制御装置の構成とする。
【０００５】また、その際、制御手段はあらかじめ設定した所定時間において姿勢制御を牽制する構成とする。更に、所定時間内は負荷制御に切換えられる構成とする。
【０００６】
【発明の作用効果】この発明は上記の構成としたから、前後進レバーが前進側に切り替わったときにはトラクタ本機に前進駆動が加わるから、これによって生じる通常動作から逸脱した動きはトラクタのみならずこれに牽引される作業機の動きをも通常状態から逸脱させるものとなる。ところが、この前後進レバーの操作後一定時間は耕深センサからの信号を受け入れない状態を保つから上記動きによる異常動作を生じさせない。また、上記一定時間は、トラクタの動きが安定する時期を見計らって設定されるもので、移行の制御は耕深センサの検出結果に基づいて行われるものとなる。
【０００７】又、上記一定時間は作業機やトラクタが不安定な走行状態となり易いものと予測して、その間は作業機姿勢に大いに影響を受けるリヤカバーを接続する耕深センサからの出力信号を牽制しようとするが、この間は負荷制御に切り替わっているため、エンジン負荷が大となって、ストップしようとしてもこれを感知し負荷を軽減すべく、作業機昇降制御が実行されるため、これらを解消できる効果がある。
【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１２とロアリンク１３，１３とからなる３点リンク機構を介して耕耘作業機１４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１２が標準長さの標準３点リンク機構と、トップリンク１２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１３，１３に連係するリフトロッド１５，１５は、油圧シリンダ機構１６に連結されて上下回動するリフトアーム１７により昇降連動され、この油圧シリンダ機構１６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。
【００１２】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。
【００１３】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。
【００１４】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。
【００１５】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。
【００１６】４２はＰＴＯ連動軸で、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。
【００１７】前記耕耘作業機１４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デプスコントロールと、作業機の左右ローリング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１４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。更に、ローリングコントロールは、トラクタ本機の左右傾斜度を検出する傾斜センサ５７と、左右リフトロッドのうち一方を伸縮リフトロッド１５ａとし左右リフトロッド１５，１５ａの相対ずれ量検出センサ５８とから、現在の作業機の水平基準面に対する左右傾斜度を算出しながら予め設定する左右傾斜設定ダイアル５９の設定値との比較によって、上記リフトロッド１５ａの長短指令信号出力する構成である。
【００１８】６０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６１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、傾斜センサ５７、リフトロッドの相対ずれ量検出センサ５８などのセンサ検出信号、耕深設定器５６、左右傾斜設定ダイアル５９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６２、前記前後進レバー３０の前進位置及び後進位置を検出する位置検出スイッチ６３，６４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、あるいは前記伸縮リフトロッド１５ａを構成する伸縮シリンダ６５の伸縮信号出力等がある。
【００１９】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。作業を開始する。耕深センサ５５によるデプス制御状態にて圃場作業中、この耕深センサ５５，上記リフトアームセンサ５３等からの検出信号が入力され（Ｓ１）、前後進レバー３０の操作の有無を確認する。即ち、該前後進レバー３０が中立位置あるいは後進位置から前進位置へ操作されると、前進側の位置検出スイッチ６１がオンし、前進操作有りか否かが判定できる（Ｓ２）。ここで、コントロールレバー１８が作業機を作業姿勢に下降する位置にあるか否かも同じに判定され、即ちコントロールレバー１８位置に左右されない所謂フリーフロー状態であるか否かが判定される（Ｓ３）。ここでＳ２，Ｓ３共にイエスの条件が整うと、一定時間作業機昇降動作を牽制するモードに入り（Ｓ４）、当該一定時間中は、耕耘部負荷を監視しながら作業機を昇降制御する負荷制御を実行する構成としている（Ｓ５）。この一定時間が経過するとデプス制御状態に復帰する。
【００２０】従って、前後進レバー３０が前進側に切り替わった瞬間にはトラクタ本機に前進駆動が加わるから、これによって生じる通常動作から逸脱した動きはトラクタのみならずこれに牽引される作業機の動きをも通常状態から逸脱させるものとなる。ところが、上記のように、この前後進レバー３０の操作後一定時間は耕深センサ５５からの信号を受け入れない状態を保つから上記動きによる異常動作を生じさせない。また、上記一定時間は、トラクタの動きが安定する時期を見計らって設定されるもので、移行の制御は耕深センサ５５の検出結果に基づいて行われるものとなる。
【００２１】又、上記一定時間は作業機やトラクタが不安定な走行状態となり易いものと予測して、その間は作業機姿勢に大いに影響を受けるリヤカバーを接続する耕深センサ５５からの出力信号を牽制しようとするが、この間はＳ５のように負荷制御に切り替わっているため、エンジン負荷が大となって、ストップしようとしてもこれを感知し負荷を軽減すべく、作業機昇降用の前記上昇用比例制御弁１９に作動出力される。
【００２２】上記実施例では、耕深センサ５５によるデプスコントロールについて説明したが、左右ローリング制御における場合も同様である。図５は前後進レバー３０の異常処理フローを示すものである。従来単に前進側，後進側の各検出スイッチ６１または６２がオンになったことのみを作動条件として前進用クラッチ２７又は後進用クラッチ２８に作動油を供給する昇圧制御を実行するが、十分でない。例えば前進運転中、後進側スイッチ６２が何らの原因でオンしたとき、オペレータが前進側から中立位置に戻した途端、先の後進側スイッチのオン動作によって、後進用クラッチ２８が昇圧制御状態に陥り、不測に後退するため危険である。このため、前後進レバー３０の前進，後進検出スイッチ６３，６４を夫々設け、両スイッチ６３，６４が共にオンを検出後は、スイッチ６３，６４が共にオフを検出するまで、前進用クラッチ２７又は後進用クラッチ２８に作動油を供給する昇圧制御を実行しない構成とすることで、不測の事態を回避できる効果がある。更に具体的に図５のフローチャートに基づいて説明すると、作業開始後、各センサやスイッチ類の読み込みが行われ（Ｓ１１）、前進検出スイッチ６３と後進検出スイッチ６４との各検出結果によって、前後進同時検出の有無が判定される（Ｓ１２）。さらに前後進が共にオフ検出か否か判定され（Ｓ１３）、共にオフ検出のときは、前後進いずれのクラッチ２７，２８への昇圧制御は「許可」のモードとされるが（Ｓ１４）、この条件が整わないときは昇圧制御は「禁止」のモードとされる（Ｓ１５）。さて、このような条件の元、前後進レバー３０がいずれかに操作されスイッチ６３又は６４がオンされると（Ｓ１６）、昇圧制御「許可」モード中か否か判定の後（Ｓ１７）、昇圧制御が実行される（Ｓ１８）。なおＳ１６でいずれのスイッチ６３，６４もオンでなく、又は昇圧制御「許可」モードでないときには、昇圧制御は停止される（Ｓ１９）。
【００２３】上記のように構成し作用させることにより、検出スイッチの異常等が発生しても不測の機体発進、とりわけ後退発進による事故を未然に防止できる効果がある。図６は、リヤカバーを耕深検出センサに兼用するときの前・後進用クラッチ２７，２８の昇圧制御の可否判定に関する。従来作業機を上昇してトラクタの後退動作を行う。例えば畦際に残耕耘部を極力少なくしようとの試みから後退動作は自然畦への衝突を引き起こす。そこで、リヤカバー５４の非作業姿勢における自然垂下状態（図７（イ））と、畦等に押されて爪軸側に巻き込む状態（以下、「機械的最下端位置」、同図（ロ））への変位を検知して後進を実行可能かあるいは中止すべきかを判定しようとするものである。図６のフローチャートに従うと、各センサ，スイッチ類の読み込みが行われ（Ｓ２１）、次いでリヤカバー５４の機械的最下端位置が検出されたか否かが判定される（Ｓ２２）。ここで、リヤカバー５４の機械的最下端位置（ロ）には、外力の作用によるほかなく、例えば畦との衝突がある。なお自然垂下状態（イ）から機械的最下端位置（ロ）への変位動作は、例えば、耕深センサ５５からの出力信号を元に、予め自然垂下状態（イ）の入力情報を記憶しておくことにより、耕深センサ５５の出力に変化が表れた場合にこれを適宜に加工して機械的最下端位置（ロ）への変位の有無を判定できる構成としている。Ｓ２２で機械的最下端位置（ロ）を検出すると、前・後進用クラッチ２７，２８の昇圧制御中か否かが判定される（Ｓ２３）。そして昇圧制御中である、即ち前進又は後進用クラッチ２７，２８が作動中であると判断されると、直ちに当該昇圧制御を司る前後進ソレノイドがオフされる（Ｓ２４）。なおＳ２２で機械的最下端位置（ロ）が検出されないときは、前後進レバー３０の操作位置に基づく昇圧制御が実行される（Ｓ２５）。
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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１１年１月１１日（１９９９．１．１１） |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開２０００−２０１５０３（Ｐ２０００−２０１５０３Ａ） |
| 【公開日】 |
平成１２年７月２５日（２０００．７．２５） |
| 【出願番号】 |
特願平１１−４４４５ |
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