(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車体(１０)、若しくは車体に連結した作業機（１２）の左右方向の傾きを検出する傾きセンサ(１８)と、該左右方向の傾きを変更するためのアクチュエータ(３０)とを備え、傾き調整器の設定値に応じて前記アクチュエータ(３０)を駆動して前記車体(１０)若しくは作業機（１２）の傾きを調整可能とした水平制御装置であって、前記傾き調整器の操作時には、前記傾きセンサ（１８）との比較によってアクチュエータ（３０）を駆動する制御実行中において設定される標準値をなす不感帯よりも狭い不感帯を設定してアクチュエータ（３０）を駆動するように構成した作業車両の水平制御装置に於いて、
上記傾き調整器として傾き調整ダイヤル（１７）を使用に供するとともに、該傾き調整ダイヤル（１７）の操作によって、上記狭い不感帯を設定してアクチュエータ（３０）を駆動するに当たり、左右の何れか一方側出力方向の不感帯のみを狭い値に設定し、他方側出力方向の不感帯は上記標準値を維持する設定がされるように構成したことを特徴とする作業車両の水平制御装置。
【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の水平制御装置に関するものであり、特に、水平制御の不感帯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】
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、車体若しくは作業機の左右方向の傾きを検出するセンサと、該左右方向の傾きを変更するためのアクチュエータとを備え、傾き調整ダイヤルの設定値に応じて前記アクチュエータを駆動し、前記車体若しくは作業機の傾きを調整可能な水平制御装置を備えているものが知られている。そして、傾き調整ダイヤルの設定値を中心としてその上下に所定範囲の不感帯を設け、前記車体若しくは作業機の傾きが該不感帯内で変化したときはアクチュエータを駆動せず、傾き修正のハンチングを防止している。
【０００３】
従来の此種作業車両の水平制御装置は、例えばオペレータの意思によって車体に対して作業機を右側へ５度傾斜させる場合、傾き調整ダイヤルを右側５度に設定することにより、この設定値に応じてアクチュエータが駆動されるが、前記傾き調整ダイヤルの設定値と傾きを検出するセンサの計測値とが一致する前に、作業機の傾きが不感帯に入った時点でアクチュエータの駆動が停止される。従って、正確な傾き調整が困難であった。
【０００４】
そこで、作業車両の水平制御装置に於いて、車体若しくは車体に連結した作業機の左右方向の傾きを正確に調整できるように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。
【０００５】
【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(１０)、若しくは車体に連結した作業機（１２）の左右方向の傾きを検出する傾きセンサ(１８)と、該左右方向の傾きを変更するためのアクチュエータ(３０)とを備え、傾き調整器の設定値に応じて前記アクチュエータ(３０)を駆動して前記車体(１０)若しくは作業機（１２）の傾きを調整可能とした水平制御装置であって、前記傾き調整器の操作時には、前記傾きセンサ（１８）との比較によってアクチュエータ（３０）を駆動する制御実行中において設定される標準値をなす不感帯よりも狭い不感帯を設定してアクチュエータ（３０）を駆動するように構成した作業車両の水平制御装置に於いて、
上記傾き調整器として傾き調整ダイヤル（１７）を使用に供するとともに、該傾き調整ダイヤル（１７）の操作によって、上記狭い不感帯を設定してアクチュエータ（３０）を駆動するに当たり、左右の何れか一方側出力方向の不感帯のみを狭い値に設定し、他方側出力方向の不感帯は上記標準値を維持する設定がされるように構成した作業車両の水平制御装置を提供するものである。
【０００６】
【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及び図２は作業車両の一例としてトラクタを示し、車体１０の後部にリンク機構１１を介してロータリ作業機１２が連結されている。運転席１３の近傍には作業機の昇降位置を設定するポジションレバー１５、作業機の耕深量を設定する耕深調整ダイヤル１６、車体に対する作業機の左右方向の傾き調整器である傾き調整ダイヤル１７等が設けられ、運転席１３の下部には車体の左右方向の傾きを検出するスロープセンサ１８や、車体の走行速度を検出する車速センサ１９などが設けられている。
【０００７】
前記リンク機構１１はトップリンク２０と左右のロワリンク２１，２１とからなり、左右のリフトアーム２２，２２の先端とロワリンク２１，２１をリフトロッド２３，２３にて連結し、リフトシリンダ２４の駆動にてリフトアーム２２を回動することにより、リフトロッド２３，２３を介してロワリンク２１，２１が上下動する。斯くして、ロワリンク２１，２１の先端部を回動中心に前記ロータリ作業機１２が昇降する。
【０００８】
リフトアーム２２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２５が設けられ、このリフトアーム角センサ２５にてリフトアーム２２の回動角を検出し、ロータリ作業機１２の昇降高さを演算する。また、ロータリ作業機１２のメインカバー２６の後端部にリヤカバー２７を回動自在に取り付け、デプスセンサ２８によりリヤカバー２７の回動角度を検出して、ロータリ作業機１２のデプス制御を行えるように形成されている。
【０００９】
一方、ロータリ作業機１２の左右方向の傾きを変更するためのアクチュエータとして、左右どちらかのリフトロッド２３の途中にローリングシリンダ３０を設け、該ローリングシリンダ３０を伸縮させてロワリンク２１のリフト量を左右で変えることにより、車体１０に対するロータリ作業機１２の左右方向への傾きを変更できる。
【００１０】
そして、前記ローリングシリンダ３０に隣接してストロークセンサ３１を設け、該ストロークセンサ３１によリローリングシリンダ３０の伸縮長さを検出して車体１０に対するロータリ作業機１２の傾きを計測するとともに、調整器である前記傾き調整ダイヤル１７の設定値に応じてローリングシリンダ３０を駆動し、ロータリ作業機１２の水平制御を行えるようにしてある。
【００１１】
ここで運転席１３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３２が設けられ、該ステアリングハンドル３２の近傍位置に前後進切換えレバー３３を設けてあり、該前後進切換えレバー３３を操作することにより、後輪３４へ伝達する駆動力を逆転させて、車体１０の進行方向を選択できるようにしてある。また、運転席１３の前下方部に変速レバー３５を設置するとともに、左右独立して踏み込み可能な左右ブレーキペダル３６，３６が設けられている。
【００１２】
前記、ステアリングハンドル３２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。
【００１３】
図３は水平制御系のブロック図であり、水平制御モードスイッチ４０により、水平モードと車体平行モードと角度設定モードとを選択可能にしてある。また、傾き調整ダイヤル１７にてオペレータがロータリ作業機１２の左右方向の傾きを任意に設定できる。地面に対する車体１０の左右方向の傾きはスロープセンサ１８にて検出し、車体１０に対するロータリ作業機１２の左右方向の傾きはストロークセンサ３１にて検出する。そして、車体１０とロータリ作業機１２の相対的な傾き及び地面に対する傾きを検出しながら、前記水平制御モードスイッチ４０でセットしたモードに応じて水平制御の目標値を定め、ローリングシリンダ３０を駆動してロータリ作業機１２の傾きを調整する。
【００１４】
例えば、水平制御スイッチ４０が水平モードにセットされているときは、車体１０の姿勢に拘らずロータリ作業機１２の左右方向の傾きが水平となるように、スロープセンサ１８の検出値とストロークセンサ３１の検出値からロータリ作業機１２の地面に対する傾きを算出し、この傾きをゼロにするように水平制御の目標値を定める。そして、ストロークセンサ３１の計測値がこの目標値に一致するように、コントローラ５０から電磁制御弁５１へ制御信号を出力してローリングシリンダ３０が駆動される。
【００１５】
一方、水平制御スイッチ４０が車体平行モードにセットされているときは、ロータリ作業機１２の左右方向の傾きが車体１０の傾きと平行になるように、左右のロワリンク２１のリフト量を等しくすべく水平制御の目標値を定める。そして、ストロークセンサ３１の計測値がこの目標値に一致するように、コントローラ５０から電磁制御弁５１へ制御信号を出力してローリングシリンダ３０が駆動される。
【００１６】
また、水平制御モードスイッチ４０が角度設定モードにセットされているときは、オペレータが任意に設定した傾き調整ダイヤル１７の設定値に応じて水平制御の目標値を定め、ストロークセンサ３１の計測値がこの目標値に一致するように、コントローラ５０から電磁制御弁５１へ制御信号を出力してローリングシリンダ３０を駆動し、車体１０に対してロータリ作業機１２を設定した傾きにする。
【００１７】
また、リフトアーム角センサ２５の検出信号にてロータリ作業機１２の昇降位置を演算し、前後進切換えレバー３３の操作位置は前後進切換えスイッチ４１にて検出する。また、前輪切れ角センサ３９の検出信号にて車体１０が旋回動作に入ったか否かを判別し、車速センサ１９にて車体１０の走行速度を検出するとともに、変速位置センサ４２にて変速レバー３５の変速位置を検出する。
【００１８】
車体１０の旋回動作を検出したときは、コントローラ５０は電磁制御弁５２へ制御信号を出力してリフトシリンダ２４を駆動し、ロータリ作業機１２を地面から上昇させるとともに、電磁制御弁５３または５４へ制御信号を出力して、旋回内側のブレーキシリンダ５５または５６を駆動する。斯くして、旋回内側の後輪３４が制動されて、車体１０を小回り旋回させることができる。
【００１９】
尚、通常の耕耘作業では車体１０の旋回時に、オートリフト制御によってロータリ作業機１２を自動的に上昇させながら、オートブレーキ制御により旋回内側の後輪を制動するが、代掻き作業等ではオートリフト制御を行わず、ロータリ作業機１２を下ろしたままオートブレーキ制御だけを行うこともある。
【００２０】
ここで、図４（ａ）のフローチャートに示すように、水平制御が開始されると、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）、水平制御モードスイッチ４０がどのモードにセットされているかを判別する（ステップ２）。水平制御モードスイッチ４０が角度設定モードにセットされている場合はステップ３へ進み、それ以外の水平モードまたは車体平行モードにセットされている場合はステップ８へ進む。
【００２１】
ステップ３では、傾き調整ダイヤル１７を操作しているかどうかを判別し、操作中でない場合はステップ８へ進み、水平制御の不感帯を標準値に設定する。即ち、同図（ｂ）に示すように、水平制御の目標値（Ａ）を中心として、その右側に所定範囲の右側不感帯（＋Ｂ0）を設けるとともに、その左側に右側不感帯と同一幅の左側不感帯（−Ｂ0）を設ける。
【００２２】
一方、ステップ３で傾き調整ダイヤル１７を操作中であるときはステップ４へ進み、水平制御の不感帯をステップ８の標準値よりも狭い値に設定する。即ち、同図（ｃ）に示すように、水平制御の目標値（Ａ）を中心として、その右側に前記標準の不感帯よりも狭い範囲の右側不感帯（＋Ｂ1）を設けるとともに、その左側に右側不感帯と同一幅の左側不感帯（−Ｂ1）を設ける。
【００２３】
そして、各モードでの目標値に応じて、コントローラ５０から電磁制御弁５１へ制御信号を出力してローリングシリンダ３０を駆動する（ステップ５）。例えば角度設定モードの場合は、傾き調整ダイヤル１７の設定値に一致するように水平制御の目標値を定め、水平モードの場合は、スロープセンサ１８の検出値とストロークセンサ３１の検出値からロータリ作業機１２の地面に対する傾きを算出し、この傾きをゼロにするように水平制御の目標値を定める。
【００２４】
いずれのモードであっても、ストロークセンサ３１の計測値がステップ４またはステップ８にて設定された不感帯内に入ったときは（ステップ６）、電磁制御弁５１への制御信号出力を停止する（ステップ７）。そして、ステップ１へ戻って水平制御を継続する。角度設定モードを継続している場合で、傾き調整ダイヤル１７の操作を止めたときはステップ３からステップ８へ進み、同図（ｂ）に示したように水平制御の不感帯を標準値に戻し、ダイヤルの設定操作が終了した後の傾き調整ダイヤル１７の設定値を目標値として、その左右両側に等幅の不感帯を再設定して水平制御を再開する。
【００２５】
このように、オペレータが意図的に傾き調整ダイヤルを操作して角度設定したときは、水平制御の不感帯を標準値よりも狭い値に設定することにより、ロータリ作業機１２の左右方向の傾きをオペレータの所望する角度に可及的に接近させることができ、作業機の水平制御の精度を向上できる。そして、ロータリ作業機１２の傾きがオペレータの意図する角度になって、ストロークセンサ３１の計測値が前記狭い値に設定した不感帯内に収まった後は、不感帯を標準値に戻して水平制御を再開するので、傾き修正のハンチングを防止することができる。
【００２６】
尚、後述するように、枕地等で後退から前進への操作があって水平制御の不感帯を変更した場合や、オートブレーキ旋回があって水平制御の不感帯を変更した場合等は、上記ステップ５へ戻って水平制御を再開する。
【００２７】
また、図４に示したフローチャートのステップ４に於いて、不感帯を狭い値に設定する場合、次に述べるように片側の出力方向のみを狭くしてもよい。例えば、ステップ３にてオペレータが傾き調整ダイヤルを右側５度に設定した場合は、右側出力方向の不感帯のみを狭い値に設定し、左側出力方向の不感帯は標準値を維持する。従って、作業機が右側へ傾きすぎて左側へ戻る場合であっても左側の不感帯内に直ちに収まり、作業機のハンチングを防止することができる。
【００２８】
図４のフローチャートでは、車体１０に対するロータリ作業機１２の水平制御について説明したが、車体の左右に農薬の散布管を突設した作業車両等では、散布管の水平制御についても応用できる。また、車体自体の左右方向の傾きを修正可能な作業車両では、車体の水平制御に於いても応用できる。
【００２９】
ここで、トラクタの耕耘作業中に枕地で車体を旋回させる場合、枕地は旋回跡等によって凹凸が多いために水平制御が過敏に動作することがある。斯かる場合には、図５のフローチャートに示すような制御を行う。枕地では、オペレータが前後進切換えレバー３３を操作して前進と後退とを繰り返すことが多い。従って、前後進切換えスイッチ４１の検出信号により、後退から前進への操作があった場合に（ステップ１０２）、操作後一定時間が経過しないときは（ステップ１０３）、水平制御の不感帯を大きい値に設定することにより（ステップ１０６）、凹凸の多い枕地にて水平制御が過敏に動作することを抑止できる。
【００３０】
また、操作後一定時間が経過した後であっても、車体１０の傾きが不安定である場合は不感帯を大きい値にし（ステップ１０４→１０６）、車体１０の傾きが安定した後に水平制御の不感帯を標準値に戻す（ステップ１０４→１０５）。そして、ステップ１０５にて不感帯を標準値に設定した後には、図４に示したフローチャートに於けるステップ５へジャンプし、目標値に応じてローリングシリンダ３０を駆動する。
【００３１】
また、非作業時に車体１０を高速走行させる場合、ロータリ作業機１２を地面から浮上させて走行するが、このとき水平制御が過敏に作動すると走行が不安定となる。斯かる場合には、図６のフローチャートに示すような制御を行う。変速レバー３５を高速位置へシフトしたときは、前記変速位置センサ４２にて高速走行と判断し（ステップ２０２）、水平制御の目標値を小さい値に設定する（ステップ２０３）。即ち、傾き調整ダイヤル１７の設定値に基づいてストロークセンサ３１の目標値を定める際に、通常の目標値（標準値）の１／２乃至１／４程度とすることにより、高速走行時の過敏な動作を抑止できる。
【００３２】
これに対して、変速レバー３５が低速位置にシフトされているときは、水平制御の目標値を標準値に設定する（ステップ２０４）。また、高速走行の判断手段としては、前記車速センサ１９の検出値を基準とすることもできる。そして、ステップ２０３または２０４にて水平制御の目標値を定めた後には、図４に示したフローチャートに於けるステップ５へジャンプし、目標値に応じてローリングシリンダ３０を駆動する。
【００３３】
一方、代掻き作業のように、作業機を下ろしたままオートブレーキ制御にて車体１０を旋回させる場合、旋回初期では車体１０に遠心力が大きく作用する。このため、スロープセンサ１８の検出信号が不安定になり、誤った水平制御出力が出やすい。斯かる場合には、図７に示すような制御を行う。
【００３４】
前記リフトアーム角センサ２５の検出値からロータリ作業機１２が降下中であり（ステップ３０２）、且つ、前輪切れ角センサ３９の検出値から車体１０が旋回動作に入ったと判断してオートブレーキ制御にて旋回中のときは（ステップ３０３）、左右何れかのブレーキシリンダ５５，５６を駆動して旋回内側の後輪に片ブレーキをかけるとともに、水平制御の不感帯を標準値より大きい値に設定する（ステップ３０４）。
【００３５】
斯くして、旋回耕耘中であっても、安定した水平制御を行うことができる。そして、ステップ３０４または３０５にて水平制御の不感帯を定めた後には、図４に示したフローチャートに於けるステップ５へジャンプし、目標値に応じてローリングシリンダ３０を駆動する。
【００３６】
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。
【００３７】
【発明の効果】
本発明は上記１実施の形態に詳述したように、傾き調整ダイヤルの操作時には、水平制御の不感帯を標準値より狭い値に設定することにより、作業機の左右方向の傾きをオペレータの所望する角度に接近させることができる。そして、作業機の傾きがオペレータの意図する角度になって、センサの計測値が前記狭い値に設定した不感帯内に収まった後は、不感帯を標準値に戻して水平制御を再開するので、傾き修正のハンチングを防止することができる。
また、狭い不感帯を設定してアクチュエータを駆動するに当たり、左右の何れか一方側出力方向の不感帯のみを狭い値に設定し、他方側出力方向の不感帯は上記標準値を維持する設定がされるように構成したので、作業機が一方側へ傾きすぎて他方側へ戻る場合であっても他方側の不感帯内に直ちに収まり、作業機のハンチングを効率よく防止することができる。
斯くして、車体若しくは車体に連結した作業機の左右方向の傾きを正確に調整できるようになり、水平制御装置の精度向上に寄与できる発明である。
【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】トラクタの車体とロータリ作業機の側面図。
【図２】デプスセンサやプレッシャロッド等の図示を省略したトラクタの車体とロータリ作業機の背面図。
【図３】水平制御系のブロック図。
【図４】（ａ）水平制御装置の制御手順を説明するフローチャート。
（ｂ）水平制御の標準の不感帯を示す解説図。
（ｃ）水平制御の標準よりも狭い不感帯を示す解説図。
【図５】前後進切換えレバー操作時の水平制御の手順を説明するフローチャート。
【図６】高速走行時の水平制御の手順を説明するフローチャート。
【図７】オートブレーキ時の水平制御の手順を説明するフローチャート。
【符号の説明】
１０        車体
１２        ロータリ作業機
１７        傾き調整ダイヤル
１８        スロープセンサ
３０        ローリングシリンダ
３１        ストロークセンサ
５０        コントローラ
５１        電磁制御弁
【図１】
0003783224.tif 000002
【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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