(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体に対して昇降自在に作業機（１６）を連結し、該作業機（１６）の昇降位置を設定するポジションレバー（３１）を設けるとともに、ポジションレバー（３１）の設定値を検出するセンサ（４０）と、該作業機（１６）の昇降位置を検出するセンサ（２３）と、前記双方のセンサの計測値が一致するように作業機（１６）を昇降させるアクチュエータ（２２）とからなるポジション制御装置を備え、更に、車体のエンジン始動スイッチ（３４）をオンしたときは、前記作業機昇降用のアクチュエータ（２２）の駆動を禁止する牽制装置を設けた作業車両（１０）に於いて、
前記双方のセンサの計測値が一致する設定点（Ａ）を中心としてその上方に所定範囲の上部制限領域（＋Ｂ）を設けるとともに、その下方に上部制限領域と同一幅の下部制限領域（−Ｂ）を設け、前記牽制装置が作動して作業機（１６）昇降用のアクチュエータ（２２）の駆動を禁止しているときに、ポジションレバー（３１）の設定値を検出するセンサ（４０）の計測値が前記設定点（Ａ）若しくは上部または下部何れか一方の制限領域内にあり、該センサ（４０）の計測値が前記設定点（Ａ）から上部または下部何れか一方の制限領域を通過して制限領域の外へでたとき、若しくは上部または下部何れか一方の制限領域内から他方の制限領域を通過して制限領域の外へでたときは、前記牽制装置の作動を解除するように構成し、
前輪（３８）の前輪切れ角センサ（３９）の検出信号に異常がなければ車体が旋回時に作業機（１６）を自動的に上昇させるオートリフト制御を継続し、前輪切れ角センサ（３９）の検出信号に異常があったときは、耕深量を検出するデプスセンサ（２５）の検出値により作業機（１６）後部のリヤカバー（２４）の位置を算出しながら作業機（１６）を上昇させ、リヤカバー（２４）が最下端位置になったときに、前記電磁制御弁（５１）への制御信号を停止、即ち、作業機（１６）の昇降用リフトシリンダの駆動を停止するとともに、牽制装置の作動並びに作動解除後のルーチンを経て、ポジション制御へ移行し、該牽制装置は前記前輪切れ角センサ（３９）の異常発生時の外に、デプスセンサ（２５）による耕深制御モードから、プラウ作業機を連結して別のモードに切換える作業機制御モードの変更がある場合にも制御する構成と成し、
前記オートリフト制御で作業機（１６）を上昇させる場合、作業機上昇開始初期から一定の高さに至るまでは、作業機の上昇速度の１／２程度にし、作業機（１６）が一定の高さ以上に上昇した後は、作業機（１６）の上昇速度を通常速度に変更するように構成し、
更に、作業機昇降レバー（３６）の操作により手動によって作業機（１６）を上昇させる場合は、作業機（１６）の上昇開始初期から一定の高さに至るまでの上昇速度を、オートリフト制御の場合に比べて遅く設定する構成と成したことを特徴とする作業車両に於けるポジション制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は農業用、建設用、運搬用等の作業車両に於けるポジション制御装置に関するものであり、特に、ポジション制御の牽制を解除するタイミングに関するものである。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来、トラクタをはじめとする作業車両には、車体に対して昇降自在に作業機を連結し、該作業機の昇降位置を検出するセンサと、該作業機の昇降操作を行うポジションレバーの設定値を検出するセンサを設け、前記双方のセンサの計測値が一致するようにアクチュエータを駆動して作業機を昇降させるポジション制御装置を備えたものが知られている。
【０００３】
ここで、エンジンの停止後にポジションレバーが誤操作されると、エンジンの始動時に作業機が不慮昇降して危険であるため、車体のエンジン始動スイッチをオンしたときは、前記作業機昇降用のアクチュエータの駆動を禁止する牽制装置を設けた作業車両も知られている。
【０００４】
そして、前記牽制装置の作動を解除するには、例えば、エンジン始動時に作業機の昇降位置を検出するセンサの計測値とポジションレバーの設定値を検出するセンサの計測値とが不一致のときは、オペレータが意識的にポジションレバーを操作することによって双方のセンサの計測値が一致したときに、前記牽制装置の作動を解除して作業機昇降用のアクチュエータの駆動を可能にする。或いは、エンジン始動時に双方のセンサの計測値が一致しているときは、ポジションレバーの操作により双方のセンサの計測値が所定値以上相違したときに、前記牽制装置の作動を解除するようにしている。
【０００５】
しかし、各センサの分解能が高くなると、車体の振動等でセンサの計測値が小刻みに変動しやすくなり、ポジションレバーを操作しなくても、オペレータの意識に反して牽制装置の作動が解除されることがある。
【０００６】
そこで、車体のエンジン始動時に作業機昇降用のアクチュエータの駆動を禁止する牽制装置を設けた作業車両に於いて、牽制装置の作動を解除するタイミングを改善して確実な牽制解除を実行するために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、車体に対して昇降自在に作業機（１６）を連結し、該作業機（１６）の昇降位置を設定するポジションレバー（３１）を設けるとともに、ポジションレバー（３１）の設定値を検出するセンサ（４０）と、該作業機（１６）の昇降位置を検出するセンサ（２３）と、前記双方のセンサの計測値が一致するように作業機（１６）を昇降させるアクチュエータ（２２）とからなるポジション制御装置を備え、更に、車体のエンジン始動スイッチ（３４）をオンしたときは、前記作業機昇降用のアクチュエータ（２２）の駆動を禁止する牽制装置を設けた作業車両（１０）に於いて、
前記双方のセンサの計測値が一致する設定点（Ａ）を中心としてその上方に所定範囲の上部制限領域（＋Ｂ）を設けるとともに、その下方に上部制限領域と同一幅の下部制限領域（−Ｂ）を設け、前記牽制装置が作動して作業機（１６）昇降用のアクチュエータ（２２）の駆動を禁止しているときに、ポジションレバー（３１）の設定値を検出するセンサ（４０）の計測値が前記設定点（Ａ）若しくは上部または下部何れか一方の制限領域内にあり、該センサ（４０）の計測値が前記設定点（Ａ）から上部または下部何れか一方の制限領域を通過して制限領域の外へでたとき、若しくは上部または下部何れか一方の制限領域内から他方の制限領域を通過して制限領域の外へでたときは、前記牽制装置の作動を解除するように構成し、
前輪（３８）の前輪切れ角センサ（３９）の検出信号に異常がなければ車体が旋回時に作業機（１６）を自動的に上昇させるオートリフト制御を継続し、前輪切れ角センサ（３９）の検出信号に異常があったときは、耕深量を検出するデプスセンサ（２５）の検出値により作業機（１６）後部のリヤカバー（２４）の位置を算出しながら作業機（１６）を上昇させ、リヤカバー（２４）が最下端位置になったときに、前記電磁制御弁（５１）への制御信号を停止、即ち、作業機（１６）の昇降用リフトシリンダの駆動を停止するとともに、牽制装置の作動並びに作動解除後のルーチンを経て、ポジション制御へ移行し、該牽制装置は前記前輪切れ角センサ（３９）の異常発生時の外に、デプスセンサ（２５）による耕深制御モードから、プラウ作業機を連結して別のモードに切換える作業機制御モードの変更がある場合にも制御する構成と成し、
前記オートリフト制御で作業機（１６）を上昇させる場合、作業機上昇開始初期から一定の高さに至るまでは、作業機の上昇速度の１／２程度にし、作業機（１６）が一定の高さ以上に上昇した後は、作業機（１６）の上昇速度を通常速度に変更するように構成し、
更に、作業機昇降レバー（３６）の操作により手動によって作業機（１６）を上昇させる場合は、作業機（１６）の上昇開始初期から一定の高さに至るまでの上昇速度を、オートリフト制御の場合に比べて遅く設定する構成と成した作業車両に於けるポジション制御装置を提供するものである。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図１は作業車両の一例としてトラクタ１０を示し、エンジン１１の動力はミッションケース１２内に収められたギヤ式変速装置１３を介して後輪１４へ伝達される。車体の後部にはリンク機構１５を介してロータリ作業機１６が連結されており、エンジン１１の動力を前記ギヤ式変速装置１３にて分岐し、ＰＴＯ取出部１７からロータリ作業機１６へ伝達している。
【０００９】
前記リンク機構１５はアッパリンク１８と左右のロワリンク１９，１９とからなり、ミッションケース１２の後上部に回動可能に設けられた左右のリフトアーム２０，２０の先端部と左右のロワリンク１９，１９とが、夫々リフトロッド２１，２１を介して連結されている。そして、ミッションケース１２の上部に作業機を昇降させるアクチュエータであるリフトシリンダ２２を内蔵し、該リフトシリンダ２２の伸縮により、前記リフトアーム２０，２０が上下に回動すれば、リフトロッド２１，２１を介してロワリンク１９，１９が上下動する。斯くして、該リンク機構１５の回動支点であるロワリンク１９，１９の先端部を回動中心にして、前記ロータリ作業機１６が昇降する。
【００１０】
リフトアーム２０の回動基部には、作業機の昇降位置を検出するセンサとしてリフトアーム角センサ２３が設けられ、このリフトアーム角センサ２３にてリフトアーム２０の回動角を検出し、ロータリ作業機１６の昇降高さを演算する。また、ロータリ作業機１６のリヤカバー２４の回動基部には、耕深量を検出する手段としてデプスセンサ２５が設けられ、このデプスセンサ２５にてリヤカバー２４の角度を検出して耕耘爪２６の耕深量を演算する。
【００１１】
一方、運転席３０の近くには、作業機の昇降位置を設定するポジションレバー３１や変速レバー３２等の各種操作レバーと、耕深設定器３３やエンジン始動スイッチ３４等の各種スイッチが配置されている。また、運転席３０の前方には車体の操舵操作部であるステアリングハンドル３５が設けられ、該ステアリングハンドル３５の近傍位置に作業機昇降レバー３６を設けてある。
【００１２】
前記、ステアリングハンドル３５の回転操作は操舵装置３７へ伝達され、操舵量に応じて前輪３８が回向する。前輪３８の操舵量は前輪切れ角センサ３９によって検出される。また、前記作業機昇降レバー３６を操作することにより、ロータリ作業機１６をワンタッチで所定位置まで上昇若しくは下降できるよう形成してある。
【００１３】
図２はポジション制御系のブロック図であり、ポテンショメータ等にて構成されたポジションセンサ４０により前記ポジションレバー３１の設定値を検出し、昇降スイッチ４１のオンオフにより前記作業機昇降レバー３６の上げ下げを検出する。これらの検出信号はコントローラ５０へ入力される。また、エンジン始動スイッチ３４のオンオフ信号もコントローラ５０へ入力される。
【００１４】
一方、コントローラ５０では、リフトアーム角センサ２３の検出信号にて車体に連結したロータリ作業機１６の昇降位置を演算し、デプスセンサ２５の検出信号にてロータリ作業機１６の耕深量を演算する。また、前輪切れ角センサ３９の検出信号にてステアリングハンドル３５の操作に伴う前輪３８の操舵量を演算し、車体が旋回動作に入ったか否かを判別する。
【００１５】
更に、コントローラ５０は、前記ポジションセンサ４０の設定値に基づいて電磁制御弁５１へ制御信号を出力し、リフトシリンダ２２を駆動してリフトアーム２０の回動角を調整することにより、ポジションレバー３１が設定した位置までロータリ作業機１６を昇降させる。ロータリ作業機１６の昇降位置は前記リフトアーム角センサ２３にて計測し、前記ポジションセンサ４０の計測値とリフトアーム角センサ２３の計測値が一致するまでリフトシリンダ２２を駆動する。双方のセンサ２３，４０の計測値が一致したときは、リフトシリンダ２２の駆動を停止する。
【００１６】
ここで、図３のフローチャートに示すように、車体のエンジン１１が停止している状態からエンジン始動スイッチ３４をオンしたときは、先ず各種スイッチやセンサ等の状態をコントローラ５０へ読み込み（ステップ１）、作業機昇降用のアクチュエータの駆動を禁止する牽制装置を作動させる（ステップ２）。即ち、エンジン１１の始動時に作業機が不慮昇降すると危険であるため、エンジン始動スイッチ３４をオンしたときは各種スイッチやセンサ等の状態に拘らず、前記リフトシリンダ２２の電磁制御弁５１には制御信号を出力しない。
【００１７】
そして、次に述べるような牽制解除操作があるまでは牽制を継続し（ステップ３）、牽制解除操作があったときは牽制装置の作動を解除して（ステップ４）、ポジション制御を実行する（ステップ５）。尚、後述するように、オートリフト制御の際に前輪切れ角センサの異常を検出して作業機上昇出力を停止した後には、上記ステップ２へ戻り、牽制装置の作動並びに作動解除のルーチンを経て、ポジション制御へ移行する。
【００１８】
図４は牽制解除操作の一例を示し、前記ポジションセンサ４０の計測値とリフトアーム角センサ２３の計測値が一致する設定点（Ａ）を中心として、その上方に所定範囲の上部制限領域（＋Ｂ）を設けるとともに、その下方に上部制限領域と同一幅の下部制限領域（−Ｂ）を設けておく。この制限領域はセンサが計測した電圧値の変動幅で規定し、例えば２ｂｉｔ（2/1024×5ボルト）程度の変動幅とする。
【００１９】
いま、図４（ａ）に示すように、前記牽制装置が作動してリフトシリンダ２２の駆動を禁止しているときに、リフトアーム角センサ２３の計測値が設定点（Ａ）にあり、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ１）が上部制限領域（＋Ｂ）の外にある場合は、オペレータが意識的にポジションレバー３１を操作して、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ１）が上部制限領域（＋Ｂ）の外から上部制限領域（＋Ｂ）を通過して下部制限領域（−Ｂ）に入ったときは、牽制解除操作を行ったものとみなす。
【００２０】
また、図４（ｂ）に示すように、リフトアーム角センサ２３の計測値が設定点（Ａ）にあり、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ２）が下部制限領域（−Ｂ）の外にある場合は、オペレータが意識的にポジションレバー３１を操作して、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ２）が下部制限領域（−Ｂ）の外から下部制限領域（−Ｂ）を通過して上部制限領域（＋Ｂ）に入ったときは、牽制解除操作を行ったものとみなす。
【００２１】
一方、図４（ｃ）に示すように、リフトアーム角センサ２３の計測値が設定点（Ａ）にあり、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ３）が上部制限領域（＋Ｂ）にある場合は、オペレータが意識的にポジションレバー３１を操作して、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ３）が上部制限領域（＋Ｂ）から下部制限領域（−Ｂ）を通過して下部制限領域（−Ｂ）の外へ出たときは、牽制解除操作を行ったものとみなす。
【００２２】
また、図４（ｄ）に示すように、リフトアーム角センサ２３の計測値が設定点（Ａ）にあり、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ４）が下部制限領域（−Ｂ）にある場合は、オペレータが意識的にポジションレバー３１を操作して、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ４）が下部制限領域（−Ｂ）から上部制限領域（＋Ｂ）を通過して上部制限領域（＋Ｂ）の外へ出たときは、牽制解除操作を行ったものとみなす。
【００２３】
更に、図４（ｅ）に示すように、リフトアーム角センサ２３の計測値が設定点（Ａ）にあり、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ５）が設定点（Ａ）と一致している場合は、オペレータが意識的にポジションレバー３１を操作して、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ５）が上部制限領域（＋Ｂ）を通過して上部制限領域（＋Ｂ）の外へ出たとき、若しくは、ポジションセンサ４０の計測値（Ｃ５）が下部制限領域（−Ｂ）を通過して下部制限領域（−Ｂ）の外へ出たときは、牽制解除操作を行ったものとみなす。
【００２４】
このように、牽制解除操作の条件を定めたことにより、確実にポジション制御の牽制解除操作を行うことができ、センサの計測値変動等に起因するオペレータの意識に反する牽制解除を防止できる。
【００２５】
図５は車体旋回時に作業機を自動的に上昇させるオートリフト制御のフローチャートを示し、前輪切れ角センサ３９の検出信号の変化により車体が旋回動作に入ったとコントローラ５０が判断したときは、前記電磁制御弁５１へ制御信号を出力してリフトシリンダ２２を駆動し、ロータリ作業機１６を上昇する（ステップ１０１〜１０３）。
【００２６】
いま、前輪切れ角センサ３９の検出信号に異常がなければオートリフト制御を継続し（ステップ１０４→リターン）、前輪切れ角センサ３９の検出信号に異常があったときは、デプスセンサ２５の検出値によりリヤカバー２４の位置を算出しながらロータリ作業機１６を上昇させ（ステップ１０４〜１０５）、リヤカバー２４が最下端位置になったときに、前記電磁制御弁５１への制御信号を停止する（ステップ１０５〜１０６）。即ち、ロータリ作業機１６が地面から離間したときにリフトシリンダ２２の駆動を停止するので、耕耘爪２６が土中で回転したまま車体が旋回することはない。従って、前輪切れ角センサ３９に異常が発生してオートリフトを中段した場合であっても、ロータリ作業機１６を地面から完全に浮上させた状態で旋回するため、機械の破損を防止できる。
【００２７】
ステップ１０４に於ける前輪切れ角センサ３９の異常とは、例えば前輪切れ角センサ３９の検出信号が通常ではステアリングハンドル３５の回転操作に応じて０〜５Ｖの間で変化する場合に、数msecの僅かな時間で検出信号が０Ｖまたは５Ｖになったときをいい、然るときは、ケーブルの断線やセンサ自体の故障とみなして、作業機上昇出力を中断する。
【００２８】
而して、ステップ１０６にて作業機上昇出力を停止した後には、図３に示したフローチャートに於けるステップ２へジャンプし、牽制装置の作動並びに作動解除のルーチンを経て、ポジション制御へ移行する。尚、図３にて説明した牽制装置は、上述した前輪切れ角センサ３９の異常発生時の外に、例えば前記デプスセンサ２５による耕深制御モードから、プラウ作業機を連結してドラフトセンサによるドラフト制御モードに切換えたとき等、作業機の制御モードの変更があったときにも、改めて牽制装置が作動する構成となっている。
【００２９】
また、図６のフローチャートに示すように、車体の旋回時にオートリフト制御にて作業機を上昇させる場合、作業機の高さによって作業機上昇速度を変化させる（ステップ２０１〜２０３）。ロータリ作業機１６の上昇開始初期から一定の高さに至るまでは（ステップ２０４〜２０５）、前記リフトシリンダ２２へ供給する作動油の流量を抑えて、ロータリ作業機１６の上昇速度を通常の１／２程度にする（ステップ２０６）。そして、ロータリ作業機１６が一定の高さ以上に上昇した後には、リフトシリンダ２２へ供給する作動油の流量を増加して、ロータリ作業機１６の上昇速度を通常速度に変更する（ステップ２０７）。
【００３０】
このように、上昇初期速度をやや遅くすることにより、リヤカバー２４が耕耘爪２６後方の土をへこみ部分へ寄せやすくなり、ロータリ作業機１６の切り上げ時に於ける仕上げが良好となる。
【００３１】
尚、前記作業機昇降レバー３６の操作によってロータリ作業機１６を上昇する場合は、オートリフト制御のように作業機の引きずりを問題にしないため、ロータリ作業機１６の上昇開始初期から一定の高さに至るまでの上昇速度を、更に遅く設定してもよい。
【００３２】
尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、予めポジションレバーの設定値を検出するセンサの計測値と、作業機の昇降位置を検出するセンサの計測値とが一致する設定点を中心として、その上方に上部制限領域を設けるとともに、その下方に下部制限領域を設けておく。車体のエンジン始動スイッチをオンして牽制装置が作動し、作業機昇降用のアクチュエータの駆動を禁止しているとき、ポジションレバーの設定値を検出するセンサの計測値が前記設定点若しくは上部または下部何れか一方の制限領域内にあり、該センサの計測値が前記設定点から上部または下部何れか一方の制限領域を通過して制限領域の外へでたとき、若しくは上部または下部何れか一方の制限領域内から他方の制限領域を通過して制限領域の外へでたときは、前記牽制装置の作動を解除するように構成したので、確実にポジション制御の牽制解除操作を行うことができ、センサの計測値変動等に起因するオペレータの意識に反する牽制解除を防止できる。
また、上記前輪（３８）の前輪切れ角センサ（３９）の検出信号に異常がなければオートリフト制御を継続し、前輪切れ角センサ（３９）の検出信号に異常があったときは、  耕深量を検出するデプスセンサ（２５）の検出値によりリヤカバー（２４）の位置を算出しながら作業機（１６）を上昇させ、リヤカバー（２４）が最下端位置になったときに、前記電磁制御弁（５１）への制御信号を停止、即ち、作業機（１６）の昇降用リフトシリンダの駆動を停止するので、前輪切れ角センサに異常が発生してオートリフトを中段した場合であっても、ロータリ作業機を地面から完全に浮上させた状態で旋回するため、機械の破損を防止することができる。
そして、上記オートリフト制御で作業機（１６）を上昇させる場合、作業機上昇開始初期から一定の高さに至るまでは、作業機の上昇速度の１／２程度にし、作業機１６が一定の高さ以上に上昇した後は、作業機１６の上昇速度を通常速度に変更するように構成したので、上昇初期速度をやや遅くすることにより、リヤカバーが耕耘爪後方の土をへこみ部分へ寄せやすくなり、ロータリ作業機の切り上げ時に於ける仕上げが良好となる。  
更に、上記作業機昇降レバー（３６）の操作により手動によって作業機（１６）を上昇させる場合は、作業機（１６）の上昇開始初期から一定の高さに至るまでの上昇速度を、オートリフト制御の場合に比べて遅く設定する構成と成したので、作業機昇降レバーの手動操作に於いてはオートリフト制御のように作業機の引きずりを問題にしないために、上昇開始初期から一定の高さに至るまでの上昇速度を更に遅く設定してもよいものとなる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図１】トラクタの側面図。
【図２】ポジション制御系のブロック図。
【図３】牽制装置の作動解除の手順を説明するフローチャート。
【図４】（ａ）乃至（ｅ）は夫々牽制解除操作の一例を示す解説図。
【図５】オートリフト制御にて作業機を上昇させる手順を示すフローチャート。
【図６】作業機を上昇させる際に上昇速度を変化させる手順を示すフローチャート。
【符号の説明】
１０        トラクタ
１６        ロータリ作業機
２２        リフトシリンダ
２３        リフトアーム角センサ
３１        ポジションレバー
３４        エンジン始動スイッチ
４０        ポジションスイッチ
５０        コントローラ
５１        電磁制御弁
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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