(57)【要約】【課題】作業機制御に用いる車速情報の精度を向上させる。【解決策】走行系の回転軸の回転速度を検出する回転センサ４０を設け、該回転センサ４０から得られた信号から車速を演算する走行制御装置４１と、車両に装着された作業機を制御する作業機制御装置４２とを有し、前記走行制御装置４１にて演算された車速情報を前記作業機制御装置４２に送信する作業車両において、車速の演算結果に応じて前記車速情報を補正する。また、車速が増加すると前記車速情報の補正率も増加させる。また、エンジンの回転駆動を前輪に伝達する前輪駆動軸に四輪駆動クラッチを設け、該四輪駆動クラッチの接続状態を検出する四輪駆動センサを設け、四輪駆動クラッチが非接続状態で、車両が二輪駆動である場合は、四輪駆動の時よりも前記車速情報の補正率を大きくする構成とする。【選択図】図６
2017029071.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行系の回転軸の回転速度を検出する回転センサを設け、該回転センサから得られた信号から車速を演算する走行制御装置と、車両に装着された作業機を制御する作業機制御装置とを有し、前記走行制御装置にて演算された車速情報を前記作業機制御装置に送信する作業車両において、車速の演算結果に応じて前記車速情報を補正することを特徴とする作業車両。
【請求項２】
車速が増加すると前記車速情報の補正率も増加させることを特徴とする請求項１に記載の作業車両。
【請求項３】
エンジンの回転駆動を前輪に伝達する前輪駆動軸に四輪駆動クラッチを設け、該四輪駆動クラッチの接続状態を検出する四輪駆動センサを設け、四輪駆動クラッチが非接続状態で、車両が二輪駆動である場合は、四輪駆動の時よりも前記車速情報の補正率を大きくすることを特徴とする請求項１または２に記載の作業車両。
【請求項４】
車両後部に装着した作業機を昇降する昇降装置を有し、前記作業機の牽引負荷を検出する牽引負荷センサを設け、牽引負荷の大きさに応じて作業機を自動昇降する自動昇降モードを有する作業車両において、前記自動昇降モードが設定されている場合、前記車速情報の補正率を増加させることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の作業車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、播種機や施肥機等の車速に応じて制御する作業機を装着する作業車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
播種機や施肥機等の作業機を装着して作業を行う作業車両において、走行系の回転軸の回転速度を検出する回転センサを備え、車両に備えた主制御装置にて回転センサの検出値から車速を演算し、車速に正比例した周波数を回転センサの検出信号よりも低い周波数で作業機を制御する作業機制御装置に出力することにより、作業機制御装置の処理負荷を軽減した技術が公知である（特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第４５６８２６８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、走行系の回転軸から車速を演算すると、タイヤがスリップした場合には演算結果と実際の車速との間でずれが生じてしまい、播種作業や施肥作業等における均一性の精度が低下してしまう。圃場を走行する場合においては、速度が増加するとスリップ率（タイヤの回転に対する実車速とのずれ）も増加する傾向にあるが、上記特許文献記載の発明では、作業機制御信号を車速に正比例した周波数で送信しているため、車速が変化すると、作業の均一性が損なわれてしまうことがあった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上述した課題を解決するために、本発明は、走行系の回転軸の回転速度を検出する回転センサを設け、該回転センサから得られた信号から車速を演算する走行制御装置と、車両に装着された作業機を制御する作業機制御装置とを有し、前記走行制御装置にて演算された車速情報を前記作業機制御装置に送信する作業車両において、車速の演算結果に応じて前記車速情報を補正することを第１の特徴とする。
【０００６】
また、本発明は、第１の特徴を有する発明において、車速が増加すると前記車速情報の補正率も増加することを第２の特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、第１の特徴または第２の特徴を有する発明において、エンジンの回転駆動を前輪に伝達する前輪駆動軸に四輪駆動クラッチを設け、該四輪駆動クラッチの接続状態を検出する四輪駆動センサを設け、四輪駆動クラッチが非接続状態で、車両が二輪駆動である場合は、四輪駆動の時よりも前記車速情報の補正率を大きくすることを第３の特徴とする。
【０００８】
また、本発明は、第１の特徴から第３の特徴までのいずれか一つの特徴を有する発明において、車両後部に装着した作業機を昇降する昇降装置を有し、前記作業機の牽引負荷を検出する牽引負荷センサを設け、牽引負荷の大きさに応じて作業機を自動昇降する自動昇降モードを有する作業車両において、前記自動昇降モードが設定されている場合、前記車速情報の補正率を増加させることを第４の特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
第１の特徴を有する発明によると、走行制御装置から作業機制御装置に送信する車速情報を車速の演算結果に応じて補正することで、車速が変化することにより変化する、演算結果と実車速との間のずれを作業機制御に反映させることができ、作業機の車速制御の精度を向上させることができる。
【００１０】
第２の特徴を有する発明によると、第１の特徴を有する発明による効果に加え、車速が増加すると増加してしまう演算結果と実車速との間のずれを補正することができる。
【００１１】
第３の特徴を有する発明によると、第１の特徴または第２の特徴を有する発明の効果に加え、二輪駆動時は四輪駆動時よりもスリップし易いため、走行制御装置から作業機制御装置に送信する車速情報の補正率を大きくすることで、より実車速に近い車速情報を作業機制御装置に送信することができる。
【００１２】
第４の特徴を有する発明によると、第１の特徴から第３の特徴までのいずれか一つの特徴を有する発明の効果に加え、自動昇降モードが選択されているときは、プラウ作業などのスリップし易い高負荷の牽引作業が行われていることが推定されるため、走行制御装置から作業機制御装置に送信する車速情報の補正率を大きくすることで、より実車速に近い車速情報を作業機制御装置に送信することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】トラクタ全体の側面図
【図２】トラクタ全体の側面図
【図３】ステアリングホイール周辺の斜視図
【図４】ステアリングホイール右下方の斜視図
【図５】走行伝達構成の概略図
【図６】演算された車速と車速情報の周波数の関係図
【図７】制御装置の入出力ブロック図
【図８】別形態の演算された車速と車速情報の周波数の関係図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明の実施例を図面に基づき説明する。以下の説明では車両の進行方向を前、その反対を後、運転者が進行方向を向いた時の右手側を右、左手側を左、上方向を上、下方向を下として説明する。
【００１５】
図１は、ロータリ作業機５０を装着した作業車両の一例としての乗用型トラクタの側面図である。
この走行車体１前部にボンネット２により覆われているエンジンルームが配置され、その内部にはエンジンＥが搭載されている。エンジンＥの回転動力はミッションケース３内の走行伝動装置に伝えられ、この走行伝動装置で減速された回転動力を前輪４及び後輪５に伝えるようになっている。
【００１６】
車体後部のキャビン６内には運転席７が設置され、その前方には、前輪４，４を操舵するステアリングハンドル８が装備されている。トラクタの機体後部には、ロータリ作業機５０を装着し、ミッションケース３から後方へ突出するＰＴＯ軸１０によって駆動するようになっている。
【００１７】
ロータリ作業機５０は走行車体１後部の左右ロワリンク１１，１１とトップリンク１２で支持されている。ロワリンク１１はリフトアーム１３とリフトロッド１４で接続されており、リフトアーム１３が昇降シリンダ１５によって回動することにより、ロータリ作業機５０を上下に昇降させる。また、リフトアーム１３の回動角はリフトアームセンサ１６で検出され、その検出値はロータリ作業機５０の位置の表示や、昇降制御等に使用される。
【００１８】
ロータリ作業機５０の上部には施肥機６０が装備されており、シャッタ６１を開閉する開閉アクチュエータ６２を制御することにより、肥料タンク６３から施肥ホース６４を通して、適切な量の肥料を適切なタイミングで圃場に与えることができる。なお、この施肥機６０の代わりに播種機や農薬散布機を装備してもよい。
【００１９】
図２はプラウ５１を装着した作業車両の一例としての乗用型トラクタの側面図である。
プラウ５１を用いる作業は、土壌に刃５２を挿し込んだ状態で牽引することにより土壌を反転させる作業であるため、走行負荷が大きくなる。そのため、ロワリンク１１の取り付け部分に牽引負荷センサ１７が取り付けられ、ロワリンク１１に作用する力を検出し、その大きさに応じてリフトアーム１３を自動で上下させることにより負荷の大きさを制御する、自動昇降モードが備えられている。
【００２０】
図３は運転席７から前方を見たステアリングホール８周辺の斜視図である。
図４はステアリングホイール８右下方の各種操作スイッチやレバーの斜視図である。
図３に示すように、ステアリングホイール８の前方にはメータパネル９を備え、エンジン回転数や、車速、リフトアーム１３の回動角など各種情報が表示される。左の足もとにはクラッチペダル２１、右の足もとには左右ブレーキペダル２２Ｌ，２２Ｒ及びアクセルペダル２３を備え、クラッチペダル２１と左右ブレーキペダル２２Ｌ，２２Ｒの間にはＰＴＯ軸１０の回転速度を変速操作するＰＴＯクラッチレバー２４が設けられている。
【００２１】
ステアリングホイール８の左側下方には車両の前後進を切り替える前後進レバー２５が備えられており、右側下方には図４にも示すようにエンジンＥの回転数を操作するアクセルレバー２６とリフトアーム１３の最上げ操作と元の位置に下げる操作を簡易的に行う簡易昇降レバー２７とウィンカレバー２８が備えられている。その下方にはプラウ５１等による牽引作業時に牽引負荷センサ１７の検出値に基づいてリフトアーム１３を自動昇降することで負荷を制御する自動昇降モードの入り切りする、自動昇降モード入り切りスイッチ２９と、後述する車速情報の補正率を調整する、補正率調整ダイヤル３０が備えられている。
【００２２】
図５はエンジンＥの回転動力の伝達経路を簡易的に示した動力伝動概略図である。
エンジンＥで生成された動力は前後進クラッチ３１に伝達される。前後進レバー２５が前進側に操作されると、正転のままで後方の主変速装置３２に伝達され、後進側に操作されると、回転方向が逆転されて主変速装置３２に伝達される。また、前後進レバー２５が中立位置に操作されると前後進クラッチ３１は動力を遮断する。
【００２３】
伝達された回転動力は主変速装置３２、副変速装置３３で適宜変速された後、後輪デファレンシャルギア３４を経由して後輪４を駆動する。前輪デファレンシャルギア３５には、副変速３３後方の動力が前輪駆動軸３６及び四輪駆動クラッチ３７を経由して伝達される。四輪駆動クラッチ３７は接続と遮断を切り替えることにより、四輪駆動状態と二輪駆動状態とを切り替えることができる。
【００２４】
前後進クラッチ３１や主変速装置３２、四輪駆動クラッチ３７は走行制御装置４１によって、電気的に制御される。副変速装置３３は副変速レバー（図示せず）と機械的にリンクしていて手動で操作される。副変速による変速後の後輪伝達軸３８の回転数は回転センサ４０により検出されて、その検出信号が走行制御装置４１に送信される。高速回転する回転軸の回転数を検出するため、回転センサ４０からは高い周波数の信号が送信されるため、これを処理する走行制御装置４１には比較的高い処理能力が要求される。回転センサ４０の検出値を受信した走行制御装置４１は予め記憶されている後輪までの減速比やタイヤ系の情報を基にした係数を用いて車速を演算する。
【００２５】
演算により得られた車速情報は、走行制御装置４１から作業機制御装置４２に送信される。この車速情報の周波数は、回転センサ４０から走行制御装置４１に送信される信号よりも低い周波数で作業機制御装置４２に送信されるため、作業機制御装置４２は走行制御装置４１よりも低い処理能力の制御装置を用いることができる。
【００２６】
作業機制御装置４２は車速情報を基に施肥機６０のシャッタ開閉アクチュエータ６２を制御することで、均一な施肥作業を行う。しかし、この車速情報は後輪の回転速度を基に演算して得られるため、後輪がスリップすると実車速よりも速い車速が入力されてしまい、その位置では施肥量が多くなってしまうことがあった。
【００２７】
図６は走行制御装置４１から作業機制御装置４２に送信される車速情報の車速と周波数との関係を示した図である。
演算された車速と実車速との差は車速が増加すると増加する傾向があるため、演算された車速を基にある程度推測できる。そのため、車速に関する補正率Ｃの関数を予め走行制御装置に記憶しておき、回転センサ４０の信号を基に演算した車速Ｖに対応して車速情報Ｆを補正した補正車速情報ＣＦを作業機制御装置４２に送信する。
【００２８】
予め記憶させておく補正率Ｃは車速Ｖに関する増加関数であるため、車速Ｖ１の時の補正率をＣ１、車速Ｖ２の時の補正率をＣ２とすると、Ｖ１＜Ｖ２であれば、Ｃ１＜Ｃ２となる関係が成立する。
【００２９】
図７は各制御装置の入出力関係を示す制御ブロック図である。
走行制御装置４１、作業機制御装置４２、エンジン制御装置４３はそれぞれＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）を主とした処理装置ユニットとして構成されており、各種センサ等から得られた信号を処理し、相互に通信可能に構成されている。アクセルレバー２６とアクセルペダル２３の操作はアクセル操作位置センサ１６ｓによって検出され、エンジン制御装置４３に入力される。
【００３０】
走行制御装置４１には図示しない主変速レバーの操作位置を検出する主変速レバー位置センサ７１ｓと前後進レバー２５の操作位置を検出する前後進レバー操作位置センサ２５ｓと二駆四駆切替スイッチ７２の信号が入力され、前後進クラッチ３１を操作する前後進クラッチソレノイド３１ａや主変速クラッチ３２を操作する主変速クラッチソレノイド３２ａや四輪駆動クラッチ３７を操作する四輪駆動クラッチソレノイド３７ａに出力される。
【００３１】
前後進クラッチ３１の接続状態は前後進クラッチ圧力センサ３１ｓで検出され、副変速３３の変速位置は副変速位置センサ３３ｓで検出され、四輪駆動クラッチの接続状態は四輪駆動クラッチ圧力センサ３７ｓで検出されて、走行制御装置４１に入力される。
【００３２】
作業機制御装置４２にはリフトアーム１３の回動角を検出するリフトアームセンサ１６からの信号と、ロワリンク１１にかかる負荷を検出する牽引負荷センサ１７からの信号と簡易昇降レバースイッチ２７ｓの操作信号と、図示しないポジションレバーの操作位置を検出するポジションレバーセンサ７０ｓからの信号が入力され、施肥機６０のシャッタ６１を開閉するシャッタ開閉アクチュエータ６２と、昇降シリンダ１５を操作する昇降シリンダソレノイド１５ａに出力される。
【００３３】
作業機制御装置４２にはメータパネル９と相互通信可能に接続しており、各種情報をメータパネル９に表示させる。この時表示する車速を、図６で示した補正車速情報Ｆ´に基づいて後輪のスリップを考慮した車速を表示することが可能である。また、走行制御装置４１に入力する補正率調整ダイヤル３０を操作することにより、車速に対する補正率Ｃの関数の勾配を変化させることで、補正率を調整することができる。
【００３４】
自動昇降モード入り切りスイッチ２９が操作されて、自動昇降モードがオンになると、牽引負荷センサ１７の検出値に基づいて自動で昇降シリンダソレノイドに電流が出力される。具体的には牽引負荷センサ１７が一定以上の負荷を検出すると、作業機を上昇させて負荷を軽減し、所定の値まで負荷が下がると、再び作業機を下降させることで、負荷を制御する自動昇降制御が実行される。この制御実行時は作業負荷が高いために、後輪４がスリップし易いことが推測されるため、図６に示すように補正率Ｃを増加させてＣ´とすることで、演算される車速と実車速との間のずれを吸収することができる。
【００３５】
四輪駆動クラッチ圧力センサ３７ｓの検出値により、クラッチ圧力が接続圧力に達していないことが検出されているとき、すなわち車両が二輪駆動状態であることが検出されているときは四輪駆動状態である場合よりも後輪がスリップし易いことが推測されるため、図６に示すように補正率Ｃを増加させてＣ´とすることで、演算される車速と実車速との間のずれを吸収することができる。
【００３６】
図８は走行制御装置４１から作業機制御装置４２に送信される別形態の車速情報の車速と周波数との関係を示した図である。図８に示すように補正率Ｃを車速の増加に応じて段階的に上げていくことで車速情報を折れ線的に変化させて作業機制御装置４２に送信してもよい。
【符号の説明】
【００３７】
Ｃ      補正率
Ｅ      エンジン
Ｆ      車速情報周波数
Ｖ      車速
４      後輪
５      前輪
１７    牽引負荷センサ
２９    自動昇降モード入り切りスイッチ
３６    前輪駆動軸
３７    四輪駆動クラッチ
５０    ロータリ作業機
５１    プラウ
【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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【図７】
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【図８】
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