JP2007089484A

JP2007089484A - トラクタ

Info

Publication number: JP2007089484A
Application number: JP2005283675A
Authority: JP
Inventors: Tomoyuki Ishida; 智之石田; Yutaka Kajino; 楫野　　豊; Shinji Ninomiya; 伸治二宮
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2005-09-29
Filing date: 2005-09-29
Publication date: 2007-04-12

Abstract

【課題】代掻き作業時でも圃場の整地性がある対地作業機のローリング制御が可能なトラクタを提供すること。
【解決手段】ハンドルの旋回角度検出センサ４３の検出値に応じて作業機６のリンク機構の左右一対のリフトロッド２８の内の一方のリフトロッド２８の長さを変更するローリングシリンダ３０を伸縮して一対のリフトロッド２８の長さを変更することで、作業機６の左右ローリング姿勢の傾斜角度を徐々に走行車体１と平行にする制御装置１００を備えたトラクタである。たとえば、ハンドル１１の切れ角を小、中、大の３段階に分けて、それぞれ現在のトラクタの検出傾斜角度に対して、作業機６の現在の傾斜角度の１／２、１／４、１／８とする。
【選択図】図５

Description

この発明は、農業用トラクタに関し、特に対地作業機のローリング制御を備えたトラクタに関する。

トラクタには、車体の後部に昇降自在に対地作業機を連結し、対地作業機の左右ローリング姿勢を変更するためのアクチュエータを設け、車体若しくは対地作業機に設けた左右のローリング角を検出する傾斜センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを駆動して、対地作業機のローリング姿勢を調整する対地作業機ローリング制御装置を備えているものが知られている。

前記傾斜センサは、振り子式傾斜センサや液面の傾きを検出する方式の傾斜センサであり、トラクタの旋回時には、遠心力によって実際の傾きよりも大きな傾斜角を検出することがある。例えば、代掻き作業を行う際には、対地作業機を予め設定した下降位置のまま高速旋回することがあり、このときは、傾斜センサの振り子や液面が大きく動いて実際の傾斜角と異なる信号が出力され、該傾斜センサの検出値に基づいて前記アクチュエータが駆動されると、対地作業機のローリング姿勢が過剰に変化して、圃場を荒らし均平性を損なうという不具合があった。

そこで、ローリング制御中のトラクタが、対地作業機を下降位置のまま旋回する場合に、対地作業機のローリング姿勢が過剰に変化して、圃場を荒らし均平性を損なうことを防止した発明を、本出願人は先に出願している。
特開２０００−２５３７０６号公報

前記特許文献記載の発明は、トラクタがローリング制御中に、対地作業機を予め設定した下降位置のまま旋回状態に入ったときには、対地作業機のローリング作動を停止する制御をする構成である。
しかし、上記特許文献記載の発明では、代掻き作業時には、車体の沈み込みが発生するため、圃場の整地性が十分でなく、改良の余地があった。
本発明の課題は、代掻き作業時でも圃場の整地性がある対地作業機のローリング制御が可能なトラクタを提供することである。

本発明の上記課題は、次の構成により解決される。
請求項１記載の発明は、走行車体（１）を旋回させる旋回操作具（１１）と、走行車体（１）の後部にリンク機構（２８）を介してアクチュエータ（３０）により昇降かつローリング自在に連結した対地作業機（６）と、前記旋回操作具（１１）の左右旋回角度を検出する旋回角度検出センサ（４３）と、走行車体（１）の左右傾斜角を検出する傾斜センサ（５０）と、該傾斜センサ（５０）の検出値に基づいて前記対地作業機（６）をアクチュエータ（３０）により水平状態に保つ制御装置（１００）とを備えたトラクタにおいて、前記制御手段（１００）には、前記旋回角度検出センサ（４３）の旋回角度の検出値に応じてリンク機構（２８）とアクチェータ（３０）により対地作業機（６）の左右ローリング姿勢の傾斜角度を徐々に走行車体（１）と平行にする補正手段（１０１）を備えたトラクタである。

請求項２記載の発明は、前記制御装置（１００）には車速を検出する車速センサ（５１）を備え、該車速センサ（５１）により検出された車速が一定値以上の時に、前記補正手段（１０１）を作動させる請求項１記載のトラクタである。

請求項１の発明によれば、旋回角度検出センサ（４３）により検出される旋回操作具（１１）の左右旋回角度に応じて対地作業機（６）の左右ローリング姿勢の傾斜角度を徐々に走行車体（１）と平行にすることが可能となり整地性が従来より良くなる。

請求項２の発明によれば、請求項１の発明の制御は車速が一定以上の時に作動させることで、それより低速域では遠心力による影響が少ないと想定して補正を行わない。これにより耕深を一定とすることができるので整地性が良い。

本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図１は本発明の一実施の形態のトラクタの側面図を示し、図２には図１のトラクタの背面図を示す。

トラクタは車体１の前部にエンジン２を載置し、このエンジン２からクラッチハウジング（図示せず）、ミッションケース３等を一体的に連結して車体１の主枠としている。エンジン２の回転動力をミッションケース３内の変速装置にユニバーサルジョイントを介して伝達する。また、車体１の後部に昇降自在にリヤカバー６ａを備えたロータリ作業機６を昇降自在に連結している。

フロア８の右側（以下、左、右側とは前進方向に向かっての側方をいい、ここでは前進方向に向かって右側をいう。）に設けられたアクセルペダル９の踏み込み量に応じてエンジン２のスロットルバルブの開度が変わり、変速装置へ入力される動力軸の回転数が増減する。また、フロア８の上方には、ステアリングハンドル１１、操縦席１２、クラッチペダル１４などが設けられ、操縦席１２の側方には変速レバー１６が設けられている。

そしてボンネット１５の左右両側には、ホイール式の左右一対の前輪２１，２１をセンターピボット（図示せず）を中心に対してローリング自在に設けている。ミッションケース３内には主・副変速装置が設けられ、この変速装置で最終的に減速された回転動力が左右一対の後輪２０，２０に伝達される。ミッションケース３の前部には前輪２１，２１を駆動するための前輪駆動軸２２が軸支されている。

ミッションケース３の後上部には昇降シリンダ２４を内装する油圧シリンダケース２５が取り付けられ、この油圧シリンダケース２５の左右両側部にはリフトアーム２６，２６が回動自在に枢着されている。リフトアーム２６、２６とロワーリンク２７，２７との間には左右一対のリフトロッド２８が設けられ、トップリンク２３とロワーリンク２７，２７の後端にロータリなどの作業機６を連結し、コントロールレバー３９および作業機昇降用ワンタッチレバー６４により前記昇降シリンダ２４を伸縮操作するとリフトアーム２６，２６を介して作業機６が昇降するように構成している。また、一対のリフトロッド２８の内の一方の中間部にはローリングシリンダ３０が設けられており、該ローリングシリンダ３０が伸縮することで左右のロワーリンク２７，２７のリフト量を左右で変えることにより車体１に対するロータリ作業機６の左右方向への傾きを変更できる。

本実施例のトラクタの後方に連結する作業機６の姿勢を制御する姿勢制御装置は図３の制御ブロック図に示す。
図３に示すように、作業機６を水平状態するように油圧シリンダケース２５内の昇降シリンダ２４を作動するための水平手動スイッチ３８、作業機昇降用コントロールレバー３９、リフトアーム２６の作動位置を検出するリフトアームセンサ４０、耕耘深さを検出するデプスセンサ４２、ハンドル切れ角を検出するハンドル切れ角センサ（旋回角度センサ）４３、エンジン２のスロットル弁の開度を検出するストロークセンサ４４、左右それぞれの加速度（車体１の旋回時の遠心力による振られ度合い）を検出する左加速度センサ４６、右加速度センサ４７、耕深調整ダイヤル４８、車体１の前後傾斜角度を検出するスロープセンサ４９、車体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ５０、車速センサ５１、耕深制御の入切を設定するオート切換スイッチ５３、車体１の後進時に作業機を上昇させるバックアップ制御入切のバックアップスイッチ５４、デセラ設定スイッチ５５、水平モード切換スイッチ５７などからの信号がなどの入力信号がコントローラ１００に入力され、これらの信号入力に基づきコントローラ１００は、作業機６の昇降シリンダ２４の油圧回路を作動させる上昇ソレノイド３３と下降ソレノイド３４、ローリングシリンダ３０を駆動させる水平伸びソレノイド３５と水平縮みソレノイド３７などの作動により、前記ローリングシリンダ３０、昇降シリンダ２４の作動制御、エンジン２の回転数の制御、ミッションケース３の変速装置の制御などを行う。
なお、ハンドル切れ角センサ（旋回角度センサ）４３の代わり前輪の操向角度を検出する前輪切角センサや包囲を検出するジャイロセンサを用いても良い。

また図４には作業機６の姿勢を制御する姿勢制御のメインフローチャートを示し、図５にはローリング制御のフローチャートを示す。
図４に示す作業機６のロータリカバー６ａの角度を一定として圃場の耕深を一定にするための耕深制御、作業機６の左右の傾き度合いを制御するローリング制御、作業機６の昇降位置を制御する昇降制御及びリフトアーム２６を下動する際に一定高さになると減速させるデセラ制御は本実施例のコントローラ１００で常時行われている。

上記耕深制御は、作業機姿勢制御により作業機６の水平出力要求が発生している間（ローリングシリンダ３０が作動中）は、特に早めに耕深さ制御を行うことが重要である。その理由はローリングシリンダ３０が伸縮すると、その影響でロータリカバー６ａが上下してしまい、そのために耕深さが変わるので、耕深さをいち早く修正したいためである。

たとえば、耕深制御を行う必要がある場合には、ハンドル切り操作による角速度が発生した場合は、従来のシリンダ３０内の圧油の流量カーブ×１．３〜×１．５で制御を行う。すなわち、耕深制御を行う必要がある場合には、圧油の流量を増加することで、耕深さが安定する。

図５に示すローリング制御では、まず各種センサ、設定器類の読み込みを行い、その後作業機６の前後傾斜角度が一定値（例えば１５度）以下及び車速が一定値（例えば２．０ｋｍ／ｈｒ）以上であることを条件にローリング制御に入る。

なお、走行車体１の前後傾斜を検出できるセンサ（スロープセンサ）４９を設けているので、トラクタの前後傾斜角度が１５度を越える時は前輪２１の切れ角に応じた傾斜制御は行わないようにする。

これは、例えば、圃場の出入り等（最後の圃場の仕上げ時における上りながら耕耘し、斜め上向きの斜面を走行しながら圃場を出る場合等）においては、ハンドル１１を切った時には、作業機６は対地水平が維持できるようになる。

また、上記作業機姿勢制御は、トラクタの車速が通常２〜３ｋｍ／ｈｒ以上で行う。このように作業機姿勢制御を旋回走行時にトラクタに遠心力が働く一定車速以上で有効にすることによって、圃場の出入り口のスロープ等ではハンドル１１の切れ角にかかわらず通常の水平制御を実行する。従って、高速で走ることが多い代掻き作業などに本実施例の作業機姿勢制御は適しているが、軟弱な箇所ではトラクタは低速で旋回する場合は誤出力の原因となるので、本実施例の作業機姿勢制御は行わない。

また、車速が０〜０．５ｋｍ／ｈの時は作業機姿勢制御を行わないで、この車速で通常行う耕深を優先させ、目標耕深位置まで作業機６を下げ続ける構成とする。低速で耕深合わせをする場合には作業機姿勢制御を行わないことで耕深が合わせやすくなる。

ところで、従来のトラクタでは作業機６を圃場上に接地させた状態で旋回すると、傾斜センサ５０の実傾斜角度が遠心力による実傾斜角度とは異なった検出となり、作業機６が水平にならないことがあった。しかし本実施例のトラクタにおいては、旋回時に圃場に下げている作業機６が傾斜していても、ハンドル１１の切れ角に応じてトラクタの現在の検出傾斜角度を小さくし、作業機６の傾斜角度をトラクタ本体の傾斜角度に近づける作業機６の姿勢制御を行う。

たとえば、ハンドル１１の切れ角を小、中、大の３段階に分けて、それぞれ現在のトラクタの検出傾斜角度に対して、作業機６の傾斜角度を次のように小さくする。
（ａ）ハンドル１１の切れ角小・・・現在左右傾斜角×１／２
（ｂ）ハンドル１１の切れ角中・・・現在左右傾斜角×１／４
（ｃ）ハンドル１１の切れ角大・・・現在左右傾斜角×１／８
例えば、ハンドル１１の切れ角が「大」で、トラクタ本機の傾斜角度が６度の場合は「６度×１／８＝０．７５」で作業機６を０．７５度だけ傾斜させる。

このように傾斜センサ５０の検出傾斜角度をトラクタの旋回角度が大きくなるにつれて鈍くして、作業機６の傾斜角度をトラクタの傾斜角度に近づけることで、トラクタの旋回中の傾斜センサ５０の誤検出による作業機６の誤動作を小さくすることが可能となる。

また、本実施例の作業機姿勢制御において、作業機６を上昇位置から下降させる時、リフトアーム２６がある一定高さになると減速させる制御（デセラ制御）で、下降後の作業機６の位置は目標耕深位置よりやや浅めで停止させ、上げ出力を出さない状態で一定時間耕深して、その後目標耕深位置で耕深させる。

例えば、耕深設定が１０ｃｍであれば８０％の耕深（８ｃｍ）で作業機６の耕深制御を停止させ、その状態で一定時間耕耘し、その後目標とする耕深位置にして耕耘を行う構成である。前記一定時間内に耕深があまりにも深くなる場合（耕深設定に対し１２０％以上）には作業機６の上げ出力を許可する。

なお、上記一定時間とはロータリ６の耕深が、その設定値の８０％になり、その後ロータリ６の前後方向の長さ分進んだ距離に対応する時間とする。
このデセラ制御により作業機６の下降後の圃場面の盛り上がりが減少する。

また、上記制御において、次のような旋回制御機構を追加してもよい。
すなわち、ハンドル切れ角センサ４３を用いて旋回制御を行う場合に、ハンドル切れ角センサ４３が直進範囲内からオートブレーキ範囲（ハンドル切れ角が一定値以上であるとき、旋回内側の車輪にブレーキがかかる範囲）となる時のハンドル１１を回す速度が一定値以上である場合は、ブレーキ圧力（ブレーキダイヤルランク）を１ランク上げて旋回制御するような制御とする構成である。
この構成により、ハンドル１１を早く回すときは、オペレータは早く回りたいときであり、オペレータのフィーリングにトラクタの旋回制御をマッチさせることができる。

本実施例のトラクタでは作業機昇降用ワンタッチレバー６４（図１）の回動基部に上げスイッチ６５と下げスイッチ６６を設ける。
普通に下げスイッチ６６を操作した時（短押し時）は普通に作業機６は下がり、下げスイッチ６６を長押し（例えば１秒以上）した時は予め設定した高さで作業機６が停止する構成である。

このとき、短押し時と長押し時でブザー６７の報知回数を変える。たとえば、短押し時はブザー６７が１回鳴り、長押し時はブザー６７が２回鳴る構成にすると、操作した時に、作業機６の下がり方がブザー音の違いで作業機６が途中で止まるか否かが容易に分かるようになる。

この発明は、トラクタや乗用芝刈機等の動力車両において、走行用の多段の変速位置を運転者の意志により、または走行状態に応じて自動的に変更する自動変速制御装置を備えた動力車両に利用できる。

本発明の一実施例のトラクタの側面図である。図１のトラクタの背面図である。図１のトラクタの制御ブロック図である。図１のトラクタの作業機姿勢制御のフローチャートである。図１のトラクタの作業機姿勢制御の中のローリング制御のフローチャートである。

符号の説明

１車体２エンジン
３ミッションケース６作業機
６ａロータリカバー８フロア
９アクセルペダル１１ステアリングハンドル
１２操縦席１４クラッチぺダル
１５ボンネット１６変速レバー
２０後輪２１前輪
２２前輪駆動軸２５油圧シリンダケース
２４昇降シリンダ２３トップリンク
２６リフトアーム２７ロワーリンク
２８リフトロッド３０ローリングシリンダ
３３上昇ソレノイド３４下降ソレノイド
３５水平伸びソレノイド３７水平縮みソレノイド
３８水平手動スイッチ３９コントロールレバー
４０リフトアームセンサ４２デプスセンサ
４３ハンドル切れ角センサ４４ストロークセンサ
４６左加速度センサ４７右加速度センサ
４８耕深調整ダイヤル４９スロープセンサ
５０傾斜センサ５１車速センサ
５３オート切換スイッチ５４バックアップスイッチ
５５デセラ設定スイッチ５７水平モード切換スイッチ
６４作業機昇降用ワンタッチレバー６５作業機上げスイッチ
６６作業機下げスイッチ６７ブザー
１００コントローラ１０１補正手段

Claims

走行車体（１）を旋回させる旋回操作具（１１）と、走行車体（１）の後部にリンク機構（２８）を介してアクチュエータ（３０）により昇降かつローリング自在に連結した対地作業機（６）と、前記旋回操作具（１１）の左右旋回角度を検出する旋回角度検出センサ（４３）と、走行車体（１）の左右傾斜角を検出する傾斜センサ（５０）と、該傾斜センサ（５０）の検出値に基づいて前記対地作業機（６）をアクチュエータ（３０）により水平状態に保つ制御装置（１００）とを備えたトラクタにおいて、
前記制御手段（１００）には、前記旋回角度検出センサ（４３）の旋回角度の検出値に応じてリンク機構（２８）とアクチェータ（３０）により対地作業機（６）の左右ローリング姿勢の傾斜角度を徐々に走行車体（１）と平行にする補正手段（１０１）を備えたことを特徴とするトラクタ。
前記制御装置（１００）には車速を検出する車速センサ（５１）を備え、該車速センサ（５１）により検出された車速が一定値以上の時に、前記補正手段（１０１）を作動させることを特徴とする請求項１記載のトラクタ。