JP2006152707A - 作業車両のフロントローダ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】フロントローダの駆動時の衝撃を低減し、操作性を向上する。
【解決手段】トラクタに装着するフロントローダにおいて、ブーム（１）の回動位置を検出するブームセンサ（３）と、バケット（４）の回動位置を検出するバケットセンサ（６）を設け、前記ブーム（１）及びバケット（４）の任意の位置を記憶させるスイッチ式設定具（８Ａ，８Ｂ）を設けると共に、前記設定具の操作で記憶された位置にブーム（１）及びバケット（４）を移動させる時には、コントローラ（Ｃ）によりブーム昇降用シリンダ（２）及びバケット回動用シリンダ（５）の駆動停止時間を合わせる様に駆動速度を調整する。
【選択図】 図１

Description

この発明は、作業車両に装着するフロントローダの制御装置に関する。

従来、農業用トラクタ等に装着するフロントローダは、ボンネットの左右側方にブーム支持フレームを立設し、このフレームに上下回動自在にブームを支持すると共に、同ブームの先端部にバケットを上下回動自在に支持する構成となっている。そして、前記ブームを、前記支持フレームと同ブームとの間に介装したブーム昇降用の油圧シリンダのピストン伸縮操作で上下回動操作する構成とし、前記バケットを前記ブームと同バケットの間に介装したバケット回動用の油圧シリンダのピストン伸縮操作で上下回動操作する構成としている。
特開平5-132975号

しかしながら、前記フロントローダに備えた二つの油圧シリンダは、車両側の夫れ夫れのレバーの前後回動で操作したり、前後左右に傾倒する所謂十字レバーで操作する構成となっていた為、両シリンダの操作に時間を要して作業効率が悪かったり、夫れ夫れのシリンダの駆動開始時、或いは停止時にショックが発生して操作性が悪いという課題が有った。

この発明は前記した問題点に鑑みて、作業車両のフロントローラの制御装置を以下のように構成した。
即ち、ボンネットの左右側方にフレーム（２８）を立設し、このフレーム（２８）にブーム（１）を上下回動自在に支持すると共に、同ブーム（１）先端部にバケット（４）を上下回動自在に支持するフロントローダであって、前記ブーム（１）を、前記フレーム（２８）と同ブーム（１）との間に介装したブーム昇降用シリンダ（２）のピストン伸縮操作で上下回動操作し、前記バケット（４）をブーム（１）とバケット（４）の間に介装したバケット回動用シリンダ（５）のピストン伸縮操作で上下回動操作する作業車両のフロントローダにおいて、前記ブーム（１）の回動位置を検出するセンサ（３）と、バケット（４）の回動位置を検出するセンサ（６）を設け、
前記ブーム（１）及びバケット（４）の任意の位置を記憶させるスイッチ式設定具（８）を設けると共に、
前記設定具（８）の操作で記憶された位置にブーム（１）及びバケット（４）を移動させる時には、各シリンダ（２，５）の駆動停止時間を合わせる制御手段（Ｃ）を備えたことを特徴とする作業車両のフロントローダ制御装置とした。
（請求項１の作用）
前記フロントローダを装着した作業車両では、設定具（８）にてブーム（１）及びバケット（４）の位置を設定する。そして、前記設定具（８）が操作され時には、制御手段（Ｃ）によりブーム（１）を所定位置まで移動する時間と、バケット（４）を所定位置まで回動させる時間とが合う様に、前記シリンダ（２，５）の駆動速度が調整される。

以上のように構成した作業車両では、スイッチ式設定具（８）によって、ブーム（１）とバケット（４）を所定位置に移動できて作業に係る操作を軽減でき、またこのブーム（１）とバケット（４）が駆動された後には、これを操作する両シリンダ（２，５）が同時に停止するので、特に重量物を積載して移動させる時には、ショックが軽減されたり、これら積載物を落とすことが無くなり操作性も向上する。

以下、図面に基づいて、この発明を農業用トラクタ（以下、トラクタＴ）に搭載した形態について説明する。
最初にトラクタＴの構成について説明する。

トラクタＴは、図１に示すように、ボンネット１４内部にエンジン１３を備え、このエンジン１３の回転動力をミッションケース１６内の各種変速装置で適宜減速した後、左右後輪１７、または左右前後輪１７，１８へ伝達して走行する構成となっている。

また、トラクタ１０の操縦席２０の前方には、前記前輪１７を操舵するステアリングハンドル２２を突出して設け、この下方に車両の前後進を切り替える前後進切替レバー２１やエンジン１３の回転数を調節するアクセルレバー等を設けている。また前記前後進切替レバー２１の回動基部には、同レバー２１の操作位置を検出するレバー位置センサ２１ｓを設けると共に、このセンサ情報を操縦席２０下方のコントローラＣ（制御手段）へ入力する構成となっている。

また前記操縦席２０の側方には、図２に示すように、変速レバー１０、設定スイッチ８Ａと復帰スイッチ８Ｂから成るスイッチ式操作具８、更にはフロントローダのブーム１を上下回動操作、及びバケット４を上下回動操作する十字レバー７を設け、同レバー基部にも左右前後の傾倒操作を検出するレバー位置センサ６を設け、前記コントローラＣへ接続している。

またトラクタＴのボンネット１４左右両側方には、ローダ装着ブラケット２７を取り付け、同ブラケット２７の後部にブーム支持フレーム２９を立設し、この支持フレーム２９の上端部に前方へ伸びるブーム１を横軸２９を中心に上下回動自在に取り付ける構成となっている。またこのブーム１と前記ブーム支持フレーム２８との間には、昇降用アクチュエータとなるブーム昇降用シリンダ２を介装し、このシリンダ２のピストンの伸縮操作により前記ブーム１を上下回動操作する構成となっている。

また前記ブーム１の回動軸２９近傍には、同ブーム１の回動位置を検出するポテンショメータ式のブームセンサ３を設けている。
また前記ブーム１の先端部には、バケット４を横軸３０を中心に上下回動自在に取り付けると共に、同バケット４と前記ブーム１との間に、バケット回動用アクチュエータとなるバケット回動用シリンダ５及びリンク機構３１，３２を介装し、このシリンダ５のピストンの伸縮操作により前記バケット４を上下に操作する構成となっている。また前記バケット４の回動軸３０近傍には、同バケット４の回動位置を検出するポテンショメータ式のバケットセンサ６を設けている
また前記ブーム昇降用シリンダ２とバケット回動用シリンダ５は、油圧回路中のブーム昇降用制御弁のソレノイド３６ａ，３６ｂ、及びバケット回動用制御弁のソレノイド３７ａ，３７ｂへの通電操作により駆動する共に、この通電量により駆動速度を調整する構成となっている。

以上のように構成したトラクタＴに備えたフロントローダでは、前記十字レバー７を前方へ倒すと、前記シリンダ２のピストンが短縮してブーム１が下方へ下がり、同レバー７を後方へ倒すと、シリンダ２のピストンが伸長してブーム１が上方へ上がり、また同十字レバー７を内方へ倒すと、前記シリンダ５のピストンが伸長してバケット４を土砂等、積載物をダンプする方向へ、即ち下方へ向かって回動し、前記レバー７を外側へ倒すと、前記シリンダ５のピストンが短縮してバケット４を土砂等、積載物を掬う方向、即ち上方へ向かって回動する。

次にこの発明の制御構成に付いて説明する。
前記コントローラＣは、ローダ制御用コントローラ３５とエンジン制御用コントローラ４１から成り、夫れ夫れ内部に各種情報を処理するＣＰＵと、制御プログラムを格納したＲＯＭ、これらセンサや設定器の情報を一時記憶するＥＥＰＲＯＭ等を備える構成となっている。そして、前記ローダ制御用コントローラ３５は、この入力部に、前記設定スイッチ８Ａ、復帰スイッチ８Ｂ、ブームセンサ３、バケットセンサ６、車軸回転センサ４３、前後進レバー位置センサ４３等を接続して設けている。また出力部には、ブーム昇降用の制御弁のソレノイド３６ａ，３６ｂ、及びバケット回動用制御弁のソレノイド３７ａ，３７ｂを接続して設けている。

また前記エンジン制御用コントローラ４７は、前記ローダ制御用コントローラ３５と通信ラインを介して接続され、携帯電話機４８との通信手段（受信器５０と送信機５１）と、この出力部にエンジン始動スイッチ４９を備える構成となっている。

以上のように構成したトラクタＴでは、図４と図５に示す制御フローチャートのように、ローダ制御が行われる。
詳しくは、まず最初に、図４に示すように、前記トラクタＴでは、通信手段による遠隔操作、或いはエンジンキーによる直接操作でエンジン１３が始動され、制御が開始される。

尚、前記携帯電話機４８からの遠隔操作では、この電話機４８から入力された暗証番号がトラクタＴ側に予め設定された登録者かどうかを判定する構成となっており、これが一致すると事前に前記エンジン１３を低回転で始動、即ち暖機運転の状態としたり、各種のセンサやアクチュエータの故障診断処理を行なう構成となっている。これにより、オペレータはトラクタＴに乗り込むと直ちに、作業に取り掛かることがで、操作性及び作業効率が向上する。

またエンジン１３が始動されると図５に示すように、ローダ制御が実行される。
この制御フローチャートでは、最初に手動操作による判定、即ち前記十字レバー７の前後左右の傾倒操作が判定され、これに応じてブーム昇降用及びバケット回動用の制御弁のソレノイドへ通電が為される。またこの発明の所定位置を決める場合も、前記十字レバー７でブーム１及びバケット４を任意の位置に位置させる。

そして次に、この発明の要部となる、設定スイッチ８Ａの押込み操作が判定され、この判定がＹＥＳの場合は、両シリンダ２，５が停止され位置が定まった後、これら部位の回動位置が前記コントローラ３５内の記憶装置に記憶される。

また続けて、前記復帰スイッチ８Ｂが押圧されたかどうかを判定し、これがＹＥＳの判定であれば、現在のブーム１の回動位置と、バケット４の回動位置を検出し、記憶された夫れ夫れの位置との偏差を求める。そして、ブーム１及びバケット４の現在位置と設定位置の内、一方ここでは偏差が大きい方を基準として、当該シリンダを駆動させ所定位置となるまでの所要時間ｔを演算する。

また続けて、他方のシリンダが前記記憶された所定位置に前記所要時間ｔで達する為の駆動速度を演算する。
その後、前記制御弁のソレノイド３６ａ，３６ｂ，３７ａ，３７ｂへ通電が為され、二つのシリンダ２，５を同時に駆動し始める。

例えば、図１に示すように、バケット４を地面に接して位置させた状態（Ａ）を記憶すれば、土砂を任意の高さでダンプした後（Ｂ）、前記復帰スイッチ８Ｂを押せば、このブーム１の高さとバケット４の回動状態応じて、シリンダ２，５の駆動速度が設定されて、両シリンダ２，５の駆動開始と終了を合わせて前記記憶した状態、即ちバケット４を地面に接した状態（Ａ）となる。

以上のように構成したトラクタＴのフロントローダでは、オペレータは、スイッチ８操作によって、ブーム１とバケット４を所定時位置に設定できて作業に係る操作を軽減でき、またこのブーム１とバケット４が駆動された後には、両シリンダ２，５が同時に停止するので、特に重量物を積載して移動させる時には、ショックが軽減されたり、これら積載物を落とすことが抑制されるので操作性が良い。

またこの発明の別形態としては、同制御を作動させる状態とさせない状態を自動スイッチ４５にて入切したり、図６に示すように、バケット４ブーム１を所定位置（Ａ）に移動させる迄に、１または２の所定の状態（Ｂ），（Ｃ）を経由して復帰させる構成として良い。

また前記ブーム昇降用シリンダ２及びバケット回動用シリンダ５を停止する際には、両センサ３，５により回動位置を定期的に検出して、即ちフィードバック制御させて移動する構成としても良いし、またオイル流量を徐々に絞って駆動速度を減速して停止させる構成として良い。これにより、前記構成よりも増して、駆動停止時のショックを低減することができる。

また更に、前記復帰操作を車両の走行系操作に連動する構成としても良い。例えば、これらローダ作業は通常、前後進操作を繰り返し使用する作業であるので、前記バケット４のダンプ状態を検出し、前後進切替レバー２１の後進操作を検出し且つ車軸回転センサ４３から車両が後進したことを検出すると、これに連動してバケット４を前記地面に接する位置に移動させたり、或いは図７に示すように、バケット４が一定以上の上向き状態（Ａ）、即ち土砂を運ぶ状態から前記同様、車両の後進を検出すると、ブーム１及びバケット４を所定の位置（Ｂ）へ上昇させる構成とする。

これにより、オペレータのスイッチ操作も軽減され、前記構成よりも増して作業時の操作を軽減することができる。

トラクタの全体側面図。 操縦席周囲の各種操作具を示す平面図。 コントローラの接続状態を示すブロック図。 制御フローチャート（１） 制御フローチャート（２） 所定位置までの移動状態を示すフロントローダの側面図。 別形態の制御を示すフロントローダの側面図。

符号の説明

Ｃ コントローラ
Ｔ トラクタ
１ ローダブーム
２ ブーム昇降用シリンダ
４ バケット
５ バケット回動用シリンダ
７ 十字レバー
８ スイッチ式操作具
８Ａ復帰スイッチ
８Ｂ設定スイッチ

Claims (1)

1. ボンネットの左右側方にフレーム（２８）を立設し、このフレーム（２８）にブーム（１）を上下回動自在に支持すると共に、同ブーム（１）先端部にバケット（４）を上下回動自在に支持するフロントローダであって、前記ブーム（１）を、前記フレーム（２８）と同ブーム（１）との間に介装したブーム昇降用シリンダ（２）のピストン伸縮操作で上下回動操作し、前記バケット（４）をブーム（１）とバケット（４）の間に介装したバケット回動用シリンダ（５）のピストン伸縮操作で上下回動操作する作業車両のフロントローダにおいて、前記ブーム（１）の回動位置を検出するセンサ（３）と、バケット（４）の回動位置を検出するセンサ（６）を設け、
   前記ブーム（１）及びバケット（４）の任意の位置を記憶させるスイッチ式設定具（８）を設けると共に、
   前記設定具（８）の操作で記憶された位置にブーム（１）及びバケット（４）を移動させる時には、各シリンダ（２，５）の駆動停止時間を合わせる制御手段（Ｃ）を備えたことを特徴とする作業車両のフロントローダ制御装置。

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