JP2003000004A - 作業車両の作業機昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 手動操作で作業機の左右位置を調整するもの
は、旋回時に作業機を上昇させて操舵する場合や、作業
終了後に走行速で走行する際、前記作業機を左右外方に
位置させたままで走行する恐れがあり、障害物に接触し
たり、操向時の操作性が悪いという課題が有った。 【解決手段】 畦塗機２の高さを変更する作業機昇降用
シリンダと、左右位置を調整するスライド用シリンダ４
とを備えたトラクタにおいて、リフトアーム角度が作業
機上昇位置を示しているときには、同畦塗機２（作業部
４２）の左右位置を車体中央側に変更する構成とした。
またモード切替スイッチまたはＰＴＯ入切スイッチによ
り、前記制御を畦塗り作業中だけ作動するよう構成し
た。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、農業、建築、運
搬用等、作業車両の作業機制御装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、農業用トラクタには、車体に連結
する作業機と、この作業機の高さ及び左右位置を変更す
るアクチュエータと、備えたものが知られている。例え
ば、畦塗機を連結するトラクタでは、前記作業機を作業
機昇降用油圧シリンダの駆動によって昇降自在に連結
し、電動シリンダの駆動によって左右位置を調整する構
成となっている。

【０００３】そして、前記のような畦塗機を連結するト
ラクタでは、作業開始に先駆けて前記畦塗機を作業位置
に位置するよう左右位置を適宜手動で設定するものであ
った。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記従
来の技術のように手動で作業機の左右位置を調整するも
のは、作業終端位置で作業機を上昇させて操舵する場合
や、作業終了後に走行速で走行する際、前記作業機を左
右外方に位置させたままで走行する恐れがあり、障害物
に接触したり、操向時の操作性が悪いという課題があっ
た。

【０００５】

【課題を解決しようとする手段】この発明は、前記課題
に鑑みて、作業車両の動力伝達装置を以下のように構成
した。即ち、請求項１の発明では、車体（１）に連結す
る作業機（２）と、この作業機（２）の高さを及び左右
位置を変更するアクチュエータ（３），（４）とを備え
た作業車両において、前記車両には、前記作業機（２）
の高さを検出するセンサ（５）を設け、作業機（２）の
上昇を検出したときには、同作業機（２）の左右位置を
車体中央側に変更する制御手段（６）を備えたことを特
徴とする作業車両の作業機制御装置とした。

【０００６】また請求項２の発明では、前記車両には、
車両の作業状態を検出するセンサ（７）を設け、前記セ
ンサ（７）により車両の作業状態を検出しているときに
は、前記制御手段（６）の作動を牽制する牽制手段
（９）を備えたことを特徴とする請求項１に記載の作業
車両の作業機制御装置とした。

【０００７】更に請求項３の発明では、前記車両には、
車両の作業状態を指定する設定器（８）を設け、前記設
定器（８）により車両が作業状態であることが設定され
ているときには、前記制御手段（６）の作動を牽制する
牽制手段（９）を備えたことを特徴とする請求項１に記
載の作業車両の作業機制御装置とした。

【０００８】

【発明の作用】以上のように構成した請求項１の発明で
は、作業車両の作業機昇降制御装置では、作業機（２）
を上昇させると、作業機（２）の左右位置を車体内側に
移動させる。

【０００９】また請求項２の発明では、作業車両が作業
状態である場合は、前記制御手段（６）の作動を牽制
し、作業機（２）を上昇しても左右位置を維持する。更
に請求項３の発明では、作業車両が作業状態であること
を設定している場合は、前記制御手段（６）の作動を牽
制し、作業機（２）を上昇しても左右位置を維持する。

【００１０】

【発明の効果】これにより請求項１の発明では、前記従
来の技術のように作業機（２）を車体外方に位置させな
がら走行する状況を防止し、左右バランスを悪化させる
こと無く操向することができる。

【００１１】また請求項２の発明では、非作業時には前
述同様、車両のバランスを悪化させること無く操向する
ことができる反面、作業時には、作業機（２）の左右位
置を維持するので再下降時に同作業機を目的とする位置
に合わせ易く、作業効率を維持することができる。

【００１２】また更に請求項３の発明についても、非作
業時には前述同様、車両のバランスを悪化させること無
く操向することができる反面、作業時には、作業機
（２）の左右位置を維持するので再下降時に同作業機
（２）を目的とする位置に合わせ易く、作業効率を維持
することができる。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態とし
て、畦塗機２を連結した農作業用トラクタ１０について
説明する。トラクタ１０は、図３に示すように、車体の
前部にエンジン１１を搭載し、該エンジン１１の回転動
力を車体となるミッションケース１内の各種変速装置に
より適宜変速した後に、後輪１３，１３または前後輪１
４，１３へ伝達して走行する構成となっている。そして
前記ミッションケース１後部には、作業機昇降用アクチ
ュエータとなる作業機昇降用油圧シリンダ３を内装する
シリンダケース１６を設け、このケース左右設けたリフ
トアーム１７を上下回動することで、後述する畦塗機２
を昇降する構成となっている。

【００１４】また前記リフトアーム１７の回動基部に
は、リフトアーム角センサ５を設け、車体に対する作業
機２の高さを検出する構成となっている。トラクタ１０
の操縦席１８の側方には、耕深設定ダイヤル２１、リフ
トアーム１７の上げ高さを設定する上げ位置調整ダイヤ
ル２２、そして車両の作業状態と非作業状態（走行状
態）を設定する作業／走行モード切替スイッチ８等の設
定器や、変速装置を切り換える為の変速レバー１９、前
記リフトアーム１７の回動位置、即ち作業機２の高さを
変更するポジションレバー２０等、各種操作レバーを設
け、各レバー１９，２０の回動基部に操作位置を検出す
るセンサ１９ｓ，２０ｓを設けている。

【００１５】また操縦席１８の前方にはハンドルポスト
２３を設け、このハンドルポスト２３に操向操作部であ
るステアリングハンドル２４を突設し、前記前輪１４を
操舵して車体を操向する構成となっている。また、前記
ハンドル基部には、ステアリング切角センサ３２を設
け、車体の操向角を検出する構成となっている。

【００１６】また更に、ハンドルポスト２０の側面に
は、前記作業機の高さを作業位置から非作業位置まで連
続的に昇降する昇降スイッチ２５と、車体の進行方向を
切り替える前後進切り換えレバー２６を突設する構成と
なっている。また、前記ハンドルポスト２３の上部前方
には、車速や変速位置等を表示する液晶モニタ２７や各
種制御の作動状況を示すパイロットランプ２８等を有す
るメータパネル２９を配置する構成となっている。

【００１７】また、トラクタ１０の車体後部には、トッ
プリンク３５と左右ロワーリンク３６からなる三点リン
ク機構を設け、前記リフトアーム１７先端部と連結する
構成となっている。これにより、前記ポジションレバー
２０の操作角度とリフトアーム１６の検出角度が一致す
るように前記作業機昇降用シリンダ３のピストンを伸縮
して作業機２の高さを変更する昇降制御を行う構成とな
っている。また前記作業機昇降スイッチ２５のＯＮ操作
毎に、前記ポジションレバー２０の設定高さと、前記上
げ位置調整ダイヤル２２の設定高さとの間を連続的に上
昇若しくは下降する構成となっている。

【００１８】次に作業機となる畦塗機２について説明す
る。畦塗機２は、図１乃至図３に示すように、前記三点
リンク機構の後端部に、前フレーム４０を取り付け、こ
の前フレーム４０に左右二本の左右アーム４１，４１を
突設して作業部４２（ロータリ部４２ａ、圧接部４２
ｂ）を連結する構成となっている。また、前記前フレー
ム４０と左右一側のアーム４１との間には、作業機スラ
イド用アクチュエータとなる電動式のスライド用シリン
ダ４を介して連結する構成となっている。これにより、
前記スライド用シリンダ４のピストン部を伸縮すると、
前記作業部４２が前フレーム４０の回動支点４３を軸に
左右に回動しスライドすることができる。また前記作業
部４２の左右回動位置を、回動支点４３部近傍の左右位
置センサ３７により検出する構成となっている。

【００１９】また前フレーム４０の上部には、スイッチ
ボックス４８を設け、このボックス内部に作業機側の制
御部である畦塗機側コントローラ４４を内装すると共
に、上部に後述する自動スイッチ４５、前記リフトアー
ム１７を回動操作する手動上下位置設定器４６、前記ス
ライド用シリンダ４を操作する手動左右位置設定器４
７、そして液晶モニタ５４等を備える構成となってい
る。

【００２０】また耕耘部４２ａは、トラクタ１０のＰＴ
Ｏ軸４９の回転を伝達して回転する複数のロータリ爪５
０を備えると共に、この前方及び上方をロータリカバー
５１にて覆う構成となっている。また前記カバー５１内
には、内カバー５２を回動自在に設け、この内カバー５
２の回動位置をポテンショ式の土量センサ５３により検
出する構成となっている。即ち、内カバー５２の回動角
度が浅い場合（水平に近くなる場合）には土の量が多
く、反対に内カバー５２の回動角度が深いとき（垂直状
に立つ場合）には土の量が少ないことを検出する構成と
なっている。

【００２１】また前記圧接部４２ｂには、畦形状に合わ
せた略円錐形の回転筒５５を設け、前記耕耘部４２ａに
よって攪拌された土を畦面に押圧しながら回転する構成
となっている。次にトラクタ１０及び畦塗機の夫れ夫れ
のコントローラ６，４４について説明する。

【００２２】トラクタ１０のコントローラ６は、この内
部に各種信号を処理するＣＰＵと、これら信号情報を一
時記憶するＲＡＭと、この発明の牽制手段となる制御プ
ログラム９を格納するＲＯＭ等を備える構成となってい
る。そして、トラクタ１０のコントローラ６の入力部に
は、ポジションレバー２０のポテンショメータ２０ｓ
と、昇降スイッチ２５、リフトアーム角センサ５、上げ
位置調整ダイヤル２２、ステアリング切角センサ３２、
変速位置センサ１９ｓ、ＰＴＯ軸の動力伝達を入切する
ＰＴＯ入切スイッチ７、作業／走行モード切替スイッチ
８を接続して設け、更にドラフトセンサ３０やリヤカバ
ー角度センサ３１等を接続可能に設けている。

【００２３】尚、前記ドラフトセンサ３０は、畦塗機２
の牽引中に前記トップリンク３５の押圧力を検出するセ
ンサであり、この検出値が所定値以上となれば畦塗機２
を所定量だけ上昇させて作業負荷を回避するものであ
る。またリヤカバー角度センサ３１は、前記三点リンク
機構にロータリ耕耘機を連結したときにリヤカバーの回
動角を耕深として検出するセンサである。

【００２４】また出力部には、前記作業機昇降用シリン
ダへ圧油を送り、作業機を昇降する比例圧力制御弁のソ
レノイド５７ａ，５７ｂ、液晶モニタ２７、パイロット
ランプ２８等を接続して設けている。一方、畦塗機側の
コントローラ４４も同様に、内部に各種信号を処理する
ＣＰＵと、これら信号情報を一時記憶するＲＡＭと、前
述同様、この発明の牽制手段となる制御プログラム９を
格納するＲＯＭ等を備える構成となっている。そして入
力部に、自動スイッチ４５、上下位置設定器４６、左右
位置設定器４７、左右位置センサ３７、土量センサ５３
等を接続して設け、出力部に、前記スライド用電動シリ
ンダ４、液晶モニタ５４を接続して設けている。

【００２５】そして前記両コントローラ６，４４は、相
互のセンサ情報や設定情報を通信線５６を介して送受信
する構成となっている。尚、前記制御手段である両コン
トローラ６，４４は、ハードウェアとして単一の部材で
構成してもよいし、更に複数のコントローラにて構成し
てもよい。また牽制手段としての制御プログラムは何れ
のコントローラに記憶されていても良い。

【００２６】以上のように構成したトラクタ１０及び畦
塗機２の夫れ夫れのコントローラ６，４４では、以下の
ように制御が行われる。トラクタ１０のコントローラ６
は、図５に示すように、最初に電源系統がＯＮされる
と、各種センサ類の接続状態、設定状態を読み込み、前
記畦塗機側コントローラ４４との間で通信を行なって必
要情報の送受信を行う。その後、前記自動スイッチ４５
がＯＮであるかどうかを判定し、これがＹＥＳの場合
は、畦塗機側コントローラ４４の指令を優先する旨のパ
イロットランプ２８を点灯し、前記ドラフト制御を牽制
する。また前記判定がＮＯの場合は、前記パイロットラ
ンプ４４を消灯し、作業走行中は前記ドラフト制御を実
行する。

【００２７】一方、畦塗機側コントローラ４４では、電
源系統がＯＮされると、各種センサの接続状態や設定器
の設定状態を読み込み、前記自動スイッチ２８のＯＮの
状況等の必要情報を、前記トラクタ側コントローラ６へ
送受信する。そして後に、図７に示す上下位置制御と、
図８に示す収納制御のサブルーチンを実行する。

【００２８】前記上下位置制御では、前記自動スイッチ
２８の設定状態がＯＮであり且つ前記リフトアーム角が
作業状態と想定される程度に下降位置にあるかが判定さ
れ、これらが共にＹＥＳのときに実行される。そして最
初にハンドル操作があったかどうかが検出され、これが
ＹＥＳのときには、変化速度に応じた作動速度と作動量
が演算される。そして続いて、操舵方向を判定して畦接
近側（図１中進行方向右側）に操舵されていれば、前記
作業部４２を畦接近側に移動するべくスライド用シリン
ダ４を作動させる。また逆に畦離反側（図１中進行方向
左側）に操舵されていれば、前記作業部４２を畦離反側
に移動するべくスライド用シリンダ４を作動させる。

【００２９】これにより、オペレータが誤操作や障害物
により車体を操舵しても作業部４２を所定の位置に維持
して畦形状を損なうことがない。また前記ハンドル操作
が無くなった後には、前記土量センサ５３から耕耘部内
で攪拌される土の量を検出し、この量に応じて前記トラ
クタ側コントローラ６の指令を介してリフトアーム１５
を昇降作動させる。即ち、前記土量が過少の場合は、リ
フトアーム１５を所定量だけ下動して土の確保を図り、
土量が過多の場合は、リフトアーム１５を所定量だけ上
動して土の放出を図る。

【００３０】これにより、例えば圃場の凹凸によって土
の量が変化して畦の形状が損なわれることを防止する。
尚、前記上下左右位置制御の別形態としては、ハンドル
操作量が所定以上の操作量または操作速度である場合
は、畦塗機２を非作業位置まで一旦上昇させたり、前記
圧接部４２ｂを、前記スライド用シリンダのような電動
アクチュエータにより上下動させる構成としても良い。

【００３１】また前記収納制御では、最初に畦塗機２が
設置しない程度の上げ位置であるかどうかを判定し、続
けて作業／走行モード切替スイッチ８が「走行」位置で
あるか、ＰＴＯ入切スイッチ７が切であるかを判定し、
これらが全てＹＥＳの場合に、前記スライド用シリンダ
４へ出力を行なって作業部４２を車体内側、即ち収納位
置に移動させる。

【００３２】また作業機下げ位置にある時には、前記ス
イッチボックス４８の左右位置設定器４７の設定位置、
即ち作業位置に移動させる。これにより、非作業時に
は、前記作業部４２が車体側に収納され、走行中果樹等
障害物に接触したり、操舵時に左右バランスを悪化して
車体をふらつかせることが無くなる。また作業時の上げ
操作時には、作業部４２は収納位置に戻さず設定位置を
維持するので、下降時に同畦塗機２を目的とする畦位置
に合わせ易く、作業効率を維持することができる。

【００３３】尚、この発明の別形態としては、前記トラ
クタ１０の作業状態を検出する手段として、前記ＰＴＯ
入切スイッチ７の設定状態に代えて直接ＰＴＯ軸４９の
回転を検出する方法としたり、前記変速位置センサ１９
ｓによりトラクタ１０が作業速と想定される変速位置に
設定されている場合に「作業」状態と判定したり、また
左右後輪を制動する左右ブレーキペダルを有する作業車
両の場合は、前記ブレーキペダルの非連結時を「作業」
状態と判定する構成としても良い。

【００３４】また作業機の種類として、スライド式ロー
タリ耕耘装置や散布作業機等にも利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】畦塗機の斜視図。

【図２】畦塗機をスライドさせた時の平面図。

【図３】トラクタの全体側面図。

【図４】コントローラ接続状態を示す図。

【図５】トラクタ側コントローラの行なう制御の概要を
示すフローチャート。

【図６】畦塗機側コントローラの行なう制御の概要を示
すフローチャート。

【図７】図６の上下位置制御の概要を示すフローチャー
ト。

【図８】図６の収納制御の概要を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ ミッションケース ２ 畦塗機 ３ 昇降用シリンダ ４ スライド用シリンダ ５ リフトアーム角センサ ６ トラクタ側コントローラ ７ ＰＴＯ入切スイッチ ８ 作業／走行モード切替スイッチ ９ 制御プログラム １０ トラクタ ３７ 左右位置センサ ４８ スイッチボックス ５３ 土量センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体（１）に連結する作業機（２）と、
   この作業機（２）の高さを及び左右位置を変更するアク
   チュエータ（３），（４）とを備えた作業車両におい
   て、前記車両には、前記作業機（２）の高さを検出する
   センサ（５）を設け、作業機（２）の上昇を検出したと
   きには、同作業機（２）の左右位置を車体中央側に変更
   する制御手段（６）を備えたことを特徴とする作業車両
   の作業機制御装置。
2. 【請求項２】 前記車両には、車両の作業状態を検出す
   るセンサ（７）を設け、前記センサ（７）により車両の
   作業状態を検出しているときには、前記制御手段（６）
   の作動を牽制する牽制手段（９）を備えたことを特徴と
   する請求項１に記載の作業車両の作業機制御装置。
3. 【請求項３】 前記車両には、車両の作業状態を指定す
   る設定器（８）を設け、前記設定器（８）により車両が
   作業状態であることが設定されているときには、前記制
   御手段（６）の作動を牽制する牽制手段（９）を備えた
   ことを特徴とする請求項１に記載の作業車両の作業機制
   御装置。