JP2011050322A

JP2011050322A - トラクタ

Info

Publication number: JP2011050322A
Application number: JP2009202656A
Authority: JP
Inventors: Shuichi Adachi; 周一足立
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2009-09-02
Filing date: 2009-09-02
Publication date: 2011-03-17

Abstract

【課題】機械式のポジション制御機構を備えるトラクタにおいて、昇降スイッチによる作業機上昇位置の調整機能を実現するにあたり、センサの追加を不要とし、大幅なコストダウンを図る。
【解決手段】昇降スイッチレバー２３の操作に応じて電動モータ２５を駆動制御することにより、作業機を所定の上昇位置及び下降位置まで昇降作動させる昇降スイッチ制御手段を設けたトラクタにおいて、昇降スイッチ制御手段は、電動モータ２５から出力されるパルスに基づいてモータ作動体２４の位置を特定すると共に、昇降スイッチレバー２３の上昇操作に応じてモータ作動体２４を上昇側に作動させる際には、電動モータ２５の出力パルスに基づいて特定される上昇側の所定位置までモータ作動体２４を作動させ、さらに、上昇側の所定位置を決めるパルス数を上限設定ボリューム２９で任意に設定可能とした。
【選択図】図１３

Description

本発明は、ポジションレバーの操作に応じて作業機を昇降制御する機械式のポジション制御機構と、昇降スイッチの操作に応じて作業機を所定の上昇位置及び下降位置まで昇降作動させる昇降スイッチ制御機能とを備えるトラクタに関する。

ポジションレバー及び昇降制御バルブに機械的に連繋され、ポジションレバーの操作に応じて昇降制御バルブを切り換えることにより、作業機を昇降作動させる機械式のポジション制御機構を備えるトラクタが知られている。また、昇降スイッチの操作に応じて作業機を所定の上昇位置（例えば、上限位置）及び下降位置（例えば、ポジションレバーの設定位置）まで昇降作動させる昇降スイッチ制御機能を備えるトラクタも知られているが、機械式のポジション制御機構を備えるトラクタにおいて昇降スイッチ制御機能を実現するには、モータ作動体及びポジション制御機構を介して昇降制御バルブに機械的に連繋される電動モータを設けると共に、昇降スイッチの操作に応じて電動モータを駆動制御する必要がある。

さらに、この種のトラクタでは、昇降スイッチによる作業機の上昇位置を任意に調整したいという要望がある。このような要望に対し、特許文献１に示されるトラクタでは、モータ作動体の位置を検出する操作軸位置検出センサと、ポジションレバーの上限ストッパ位置を検出するストッパ位置検出センサを設け、昇降スイッチによる作業機の上昇作動に際し、モータ作動体を上限ストッパの対応位置で停止させることにより、昇降スイッチによる作業機上昇位置の調整を可能としている。

特開２００６−８７３３２号公報

しかしながら、特許文献１に示されるトラクタでは、昇降スイッチによる作業機上昇位置の調整機能を実現するにあたり、モータ作動体の位置を検出する操作軸位置検出センサと、ポジションレバーの上限ストッパ位置を検出するストッパ位置検出センサを設けているので、センサ数が多くなり、大幅なコストアップを招来するという問題がある。

本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、走行機体に昇降自在に連結される作業機と、作業機の昇降作動を司る昇降制御バルブと、人為操作されるポジションレバーと、ポジションレバー及び昇降制御バルブに機械的に連繋され、ポジションレバーの操作に応じて昇降制御バルブを切り換えることにより、作業機を昇降作動させる機械式のポジション制御機構と、モータ作動体及びポジション制御機構を介して昇降制御バルブに機械的に連繋され、モータ動力で昇降制御バルブを切り換えることにより、作業機を昇降作動させる電動モータと、電動モータを電気的に制御する制御装置とを備え、該制御装置に、昇降スイッチの操作に応じて電動モータを駆動制御することにより、作業機を所定の上昇位置及び下降位置まで昇降作動させる昇降スイッチ制御手段を設けたトラクタにおいて、前記電動モータは、モータ駆動に応じてパルスを出力するパルス出力機能を有し、前記昇降スイッチ制御手段は、電動モータから出力されるパルスに基づいてモータ作動体の位置を特定すると共に、昇降スイッチの上昇操作に応じてモータ作動体を上昇側に作動させる際には、電動モータの出力パルスに基づいて特定される上昇側の所定位置までモータ作動体を作動させ、さらに、上昇側の所定位置を決めるパルス数を上限設定具で任意に設定可能としたことを特徴とする。
また、前記昇降スイッチ制御手段は、昇降スイッチの下降操作に応じてモータ作動体を下降側に作動させた際に、下限位置のパルス数を特定し、昇降スイッチの上昇操作に応じてモータ作動体を上昇側に作動させる際には、下限位置のパルス数に上限設定具の設定パルス数を加えたパルス数を目標としてモータ作動体を作動させることを特徴とする。

請求項１の発明によれば、機械式のポジション制御機構を備えるトラクタにおいて、昇降スイッチによる作業機上昇位置の調整機能を実現するにあたり、センサの追加を不要とし、大幅なコストダウンを図ることができる。
また、請求項２の発明によれば、作業機の下限位置を基準として作業機の上昇位置を任意に調整することができる。

トラクタの全体側面図である。トラクタの要部側面図である。トラクタの油圧回路図である。機械式のポジション制御機構を左後方から見た斜視図である。機械式のポジション制御機構を右後方から見た斜視図である。機械式のポジション制御機構の側面図である。機械式のポジション制御機構の背面図である。メータパネルの正面図である。制御装置の入出力を示すブロック図である。モータ制御のフローチャートである。モータ作動制御のフローチャートである。モータ設定制御のフローチャートである。モータ停止制御のフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１において、１はトラクタの走行機体であって、該走行機体１は、エンジン搭載部２、エンジン動力で駆動される前輪３及び後輪４、オペレータが乗車する操縦部５などを備えて構成されている。

図２に示すように、走行機体１の後部には、昇降リンク機構６を介して作業機（図示せず）が昇降及び左右傾斜自在に連結される。昇降リンク機構６は、左右右一対のリフトロッド７を介してリフトアーム８で吊持されており、リフトアーム８の油圧昇降動作に応じて作業機を昇降させると共に、左右いずれか一方のリフトロッド７に介設されるリフトロッドシリンダ９の油圧伸縮動作に応じて作業機を左右傾斜させる。

図３に示すように、走行機体１には、二つの油圧ポンプＰ１、Ｐ２が設けられている。一方の油圧ポンプＰ１は、パワーステアリング機構１０及び前輪増速機構１１を動作させるためのものであり、他方の油圧ポンプＰ２は、リフトアーム８及びリフトロッドシリンダ９を動作させるためのものである。つまり、油圧ポンプＰ２には、手動方向切換バルブからなる昇降制御バルブ１２を介してリフトシリンダ１３が油圧的に接続されており、昇降制御バルブ１２の切り換えに伴うリフトシリンダ１３の油圧伸縮動作に応じてリフトアーム８が昇降動作するようになっている。また、油圧ポンプＰ２には、電磁方向切換バルブからなる傾斜制御バルブ１４を介してリフトロッドシリンダ９が油圧的に接続されており、傾斜制御バルブ１４の切り換えに応じてリフトロッドシリンダ９が油圧伸縮動作するようになっている。

図２、図４〜図７に示すように、操縦部５には、人為操作されるポジションレバー１５が設けられている。ポジションレバー１５は、作業機の昇降位置を設定する作業機昇降操作具であり、機械式のポジション制御機構１６を介して昇降制御バルブ１２に連繋されている。

ポジション制御機構１６は、ポジションレバー１５及び昇降制御バルブ１２に機械的に連繋され、ポジションレバー１５の操作に応じて昇降制御バルブ１２を切り換えることにより、作業機を昇降作動させる。本実施形態のポジション制御機構１６は、ポジションレバー１５に追従するポジションアーム１７、ポジションアーム１７に連動する第一バルブ操作軸１８、リフトアーム８の位置をフィードバックするフィードバックリンク１９、フィードバックリンク１９に連動する第二バルブ操作軸２０、バルブ操作軸１８、２０の動作に応じて昇降制御バルブ１２を切換えるバルブ操作リンク２１などを備えて構成されている。

つまり、ポジションレバー１５を操作すると、これに追従するポジションアーム１７が第一バルブ操作軸１８及びバルブ操作リンク２１を介して昇降制御バルブ１２を中立から上昇側又は下降側へ切換え、作業機を昇降させる。また、作業機が昇降すると、リフトアーム８の位置がフィードバックリンク１９、第二バルブ操作軸２０及びバルブ操作リンク２１を介して昇降制御バルブ１２にフィードバックされ、リフトアーム８がポジションレバー１５の対応位置に到達したタイミングで昇降制御バルブ１２が中立に戻り、作業機の昇降を停止させる。尚、図中の２２は、機械式の耕深制御機構に連繋される耕深設定レバーである。

本発明のトラクタは、昇降スイッチレバー（昇降スイッチ）２３の操作に応じて作業機を所定の上昇位置（例えば、上限位置）及び下降位置（例えば、ポジションレバー１５の設定位置）まで昇降作動させる昇降スイッチ制御機能を備える。機械式のポジション制御機構１６を備えるトラクタにおいて、このような昇降スイッチ制御機能を実現するには、モータ作動体２４及びポジション制御機構１６を介して昇降制御バルブ１２に機械的に連繋される電動モータ２５を設けると共に、昇降スイッチレバー２３の操作に応じて電動モータ２５を駆動制御する必要がある。そこで、本実施形態では、融通機構を介してモータ作動体２４をポジションアーム１７に連繋することにより、ポジションレバー１５の操作に応じたポジションアーム１７の動作を許容しつつ、昇降スイッチ制御時には、電動モータ２５の駆動力でポジションアーム１７を動作させるようになっている。

電動モータ２５は、減速機構を内装すると共に、モータ駆動に応じてパルスを出力するパルス出力機能を有している。例えば、モータ出力軸の１回転毎にＮ個のパルスを出力するものとする。このような電動モータ２５によれば、モータ駆動に応じて出力されるパルスをカウントすることにより、モータ作動体２４の位置を特定することが可能になる。

本実施形態では、電動モータ２５をモータ固定部材２６に取り付けるにあたり、モータ固定部材２６をモータ作動体２４の抜止め部材に兼用している。つまり、本実施形態の電動モータ２５は、四角柱形状のモータ出力軸（図示せず）を有し、該モータ出力軸にモータ作動体２４の四角孔を嵌合状に連結させる。そして、モータ作動体２４が電動モータ２５とモータ固定部材２６との間に挟まれるように、電動モータ２５をモータ固定部材２６に固定することにより、モータ作動体２４がモータ固定部材２６で抜止めされるようになっている。

また、操縦部５には、メータパネルＭが設けられている。図８に示すように、メータパネルＭ内には、エンジン回転計２７、燃料計２８、水温計２９などのメータ類が設けられる他、傾斜自動制御の制御状態を表示する傾斜自動ランプ３０、作業機のリフトアップ状態を表示するリフトアップランプ３１などのランプ類が設けられている。

本発明のトラクタは、傾斜制御バルブ１４や電動モータ２５を制御するための制御装置３２を備えている。図９に示すように、制御装置３２の入力側には、前述した昇降スイッチレバー２３や、電動モータ２５のパルス出力端子に加え、傾斜自動制御の制御状態を切換える傾斜自動スイッチ３３、ポジションレバー１５の最上げ操作を検出するポジションスイッチ３４、傾斜自動制御の目標傾斜を設定する傾斜設定ボリューム３５、エンジン回転を検出するエンジン回転センサ３６、リフトロッドシリンダ９の作動位置を検出するリフトロッドセンサ３７、走行機体１の左右傾斜を検出する傾斜センサ３８、作業機の上限位置を設定する上限設定ボリューム（上限設定具）３９などが接続される一方、制御装置３２の出力側には、前述した傾斜制御バルブ１４の伸長用ソレノイド１４ａ、縮小用ソレノイド１４ｂ、電動モータ２５のモータ駆動リレー２５ａ、傾斜自動ランプ３０、リフトアップランプ３１に加え、警報音を発するブザー４０などが接続されている。

制御装置３２は、昇降スイッチレバー２３の操作に応じて電動モータ２５を駆動制御することにより、作業機を所定の上昇位置及び下降位置まで昇降作動させる昇降スイッチ制御手段（モータ制御、モータ作動制御、モータ設定制御及びモータ停止制御）と、走行機体１の左右傾斜に応じて傾斜制御バルブ１４を切り換え制御することにより、作業機を自動的に傾斜作動させる傾斜自動制御手段（傾斜自動制御）とを備える。

昇降スイッチ制御手段は、電動モータ２５から出力されるパルスに基づいてモータ作動体２４の位置を特定すると共に、昇降スイッチレバー２３の上昇操作に応じてモータ作動体２４を上昇側に作動させる際には、電動モータ２５の出力パルスに基づいて特定される上昇側の所定位置までモータ作動体２４を作動させる。そして、上昇側の所定位置を決めるパルス数は、上限設定ボリューム３９で任意に設定することができる。このようにすると、機械式のポジション制御機構１６を備えるトラクタにおいて、昇降スイッチレバー２３による作業機上昇位置の調整機能を実現するにあたり、センサの追加を不要とし、大幅なコストダウンを図ることができる。

また、昇降スイッチ制御手段は、昇降スイッチレバー２３の下降操作に応じてモータ作動体２４を下降側に作動させた際に、下限位置のパルス数（例えば、１０パルス）を特定する。そして、昇降スイッチレバー２３の上昇操作に応じてモータ作動体２４を上昇側に作動させる際には、下限位置のパルス数に上限設定ボリューム３９の設定パルス数（例えば、４０パルス）を加えたパルス数（例えば、５０パルス＝１０パルス＋４０パルス）を目標としてモータ作動体２４を作動させる。このようにすると、作業機の下限位置を基準として作業機の上昇位置を任意に調整することができる。尚、上記の例では、作業機上昇時にパルスカウンタをカウントアップし、作業機下降時にパルスカウンタをカウントダウンすることを想定しているが、逆に、作業機上昇時にパルスカウンタをカウントダウンし、作業機下降時にパルスカウンタをカウントアップしてもよい。

以下、上記の昇降スイッチ制御手段を実現する本実施形態のモータ制御、モータ作動制御、モータ設定制御及びモータ停止制御について、図１０〜図１３を参照して説明する。

図１０に示すモータ制御は、昇降スイッチレバー２３の操作などに応じてクイックアップフラグ（モータ駆動フラグ）に「上げ」又は「下げ」をセットする処理であり、まず、ポジションスイッチ３４のＯＦＦを判断する（Ｓ１０１）。この判断結果がＹＥＳの場合は、ポジションスイッチ３４がＯＮからＯＦＦへ変化したか否かを判断し（Ｓ１０２）、この判断結果もＹＥＳの場合は、クイックアップフラグに「下げ」をセットする（Ｓ１０３）。つまり、ポジションレバー１５が最上げ位置から下降側に操作された場合には、モータ作動体２４を初期位置である下降位置に復帰させるべく、電動モータ２５を下降側に駆動させる。

また、ポジションスイッチ３４がＯＦＦで（Ｓ１０１）、かつ、エンジンが回転状態の場合は（Ｓ１０４）、昇降スイッチレバー２３の昇降操作を判断し（Ｓ１０５、Ｓ１０７）、ここで、昇降スイッチレバー２３が下降操作されたと判断した場合は（Ｓ１０５）、クイックアップフラグに「下げ」をセットする一方（Ｓ１０６）、昇降スイッチレバー２３が上昇操作されたと判断した場合は（Ｓ１０７）、クイックアップフラグに「上げ」をセットする（Ｓ１０８）。つまり、ポジションレバー１５が下降側にあり、かつ、エンジン回転状態の場合は、昇降スイッチレバー２３の操作に応じて作業機を所定の上昇位置又は下降位置まで昇降させるべく、電動モータ２５を上昇側又は下降側に駆動させるようになっている。

図１１に示すモータ作動制御は、クイックアップフラグなどに応じて電動モータ２５の駆動及び停止を行う処理であり、まず、電動モータ２５が停止状態であるか否かを判断する（Ｓ２０１）。この判断結果がＹＥＳの場合は、クイックアップフラグとモータ状態を比較し、両者が相違する状態であるか否かを判断する（Ｓ２０２）。この判断結果がＹＥＳの場合は、クイックアップフラグの「上げ」、「下げ」を判断し（Ｓ２０３、Ｓ２０４）、クイックアップフラグが「上げ」の場合は、モータ上昇出力指令及びモータ動作タイマを設定し（Ｓ２０５）、クイックアップフラグが「下げ」の場合は、モータ下降出力指令及びモータ動作タイマを設定する（Ｓ２０６）。そして、モータ上昇指令が設定されたら（Ｓ２０７）、電動モータ２５を上昇側に駆動させる一方（Ｓ２０８）、モータ下降指令が設定されたら（Ｓ２０９）、電動モータ２５を下降側に駆動させ（Ｓ２１０）、それ以外の状態では、電動モータ２５を停止させる（Ｓ２１１）。

図１２に示すモータ設定制御は、モータ動作タイマの経過に応じて、電動モータ２５の停止や、モータ上昇指令及びモータ下降指令のクリアを行う処理であり、まず、モータ動作タイマが「０」になったか否かを判断する（Ｓ３０１）。この判断結果がＹＥＳの場合は、モータ上昇指令、モータ下降指令のいずれによるモータ駆動であるかを判断し（Ｓ３０２、Ｓ３０３）、モータ上昇指令である場合は、モータ停止及びモータ上昇指令のクリアを行い（Ｓ３０４）、また、モータ下降指令である場合は、モータ停止及びモータ下降指令のクリアを行うと共に（Ｓ３０５）、モータ下限設定を行う（Ｓ３０６）。モータ下限設定は、モータ動作タイマの経過に応じて電動モータ２５の下降側駆動を停止させた際のパルスカウンタ値を下限位置特定パルス数として取得（または、パルスカウンタ値に下限位置特定パルス数をセット）する設定処理であり、少なくとも、エンジン始動後に一回行われる。

図１３に示すモータ停止制御は、所定の上昇位置又は下降位置で作業機（モータ作動体２４）を停止させるための処理であり、まず、モータ上昇指令、モータ下降指令のいずれによるモータ駆動であるかを判断する（Ｓ４０１、Ｓ４０２）。ここで、モータ上昇指令であると判断した場合は、上昇用停止判断パルス数Ｕと現在のパルスカウンタ値を比較し、現在のパルスカウンタ値が上昇用停止判断パルス数Ｕを超えたとき（Ｓ４０３）、モータ停止及びモータ上昇指令のクリアを行う（Ｓ４０４）。上昇用停止判断パルス数Ｕは、前述した下限位置特定パルス数に上限設定ボリューム３９の設定パルス数を加えたパルス数であり、これにより、昇降スイッチレバー２３による作業機の上昇位置を、上限設定ボリューム３９の設定操作に基づいて任意に調整することが可能になる。また、モータ下降指令であると判断した場合は、下降用停止判断パルス数Ｄと現在のパルスカウンタ値を比較し、現在のパルスカウンタ値が下降用停止判断パルス数Ｄを超えたとき（Ｓ４０５）、モータ停止及びモータ下降指令のクリアを行う（Ｓ４０６）。下降用停止判断パルス数Ｄは、前述した下限位置位置特定パルス数としても良いし、下限位置位置特定パルス数を基準として設定されるパルス数であっても良い。好ましくは、モータ作動体２４が下降側の機械的なロック位置まで到達しないようにパルス数を設定する。

叙述の如く構成された本実施形態によれば、走行機体１に昇降自在に連結される作業機と、作業機の昇降作動を司る昇降制御バルブ１２と、人為操作されるポジションレバー１５と、ポジションレバー１５及び昇降制御バルブ１２に機械的に連繋され、ポジションレバー１５の操作に応じて昇降制御バルブ１２を切り換えることにより、作業機を昇降作動させる機械式のポジション制御機構１６と、モータ作動体２４及びポジション制御機構１６を介して昇降制御バルブ１２に機械的に連繋され、モータ動力で昇降制御バルブ１２を切り換えることにより、作業機を昇降作動させる電動モータ２５と、電動モータ２５を電気的に制御する制御装置３２とを備え、該制御装置３２に、昇降スイッチレバー２３の操作に応じて電動モータ２５を駆動制御することにより、作業機を所定の上昇位置及び下降位置まで昇降作動させる昇降スイッチ制御手段を設けたトラクタにおいて、電動モータ２５は、モータ駆動に応じてパルスを出力するパルス出力機能を有し、昇降スイッチ制御手段は、電動モータ２５から出力されるパルスに基づいてモータ作動体２４の位置を特定すると共に、昇降スイッチレバー２３の上昇操作に応じてモータ作動体２４を上昇側に作動させる際には、電動モータ２５の出力パルスに基づいて特定される上昇側の所定位置までモータ作動体２４を作動させ、さらに、上昇側の所定位置を決めるパルス数を上限設定ボリューム２９で任意に設定可能としたので、昇降スイッチレバー２３による作業機上昇位置の調整機能を実現するにあたり、センサの追加を不要とし、大幅なコストダウンを図ることができる。

また、昇降スイッチ制御手段は、昇降スイッチレバー２３の下降操作に応じてモータ作動体２４を下降側に作動させた際に、下限位置のパルス数を特定し、昇降スイッチレバー２３の上昇操作に応じてモータ作動体２４を上昇側に作動させる際には、下限位置のパルス数に上限設定ボリューム３９の設定パルス数を加えたパルス数を目標としてモータ作動体２４を作動させるので、作業機の下限位置を基準として作業機の上昇位置を任意に調整することができる。

１走行機体
１２昇降制御バルブ
１５ポジションレバー
１６ポジション制御機構
２３昇降スイッチレバー
２４モータ作動体
２５電動モータ
３２制御装置
３４ポジションスイッチ
３９上限設定ボリューム

Claims

走行機体に昇降自在に連結される作業機と、
作業機の昇降作動を司る昇降制御バルブと、
人為操作されるポジションレバーと、
ポジションレバー及び昇降制御バルブに機械的に連繋され、ポジションレバーの操作に応じて昇降制御バルブを切り換えることにより、作業機を昇降作動させる機械式のポジション制御機構と、
モータ作動体及びポジション制御機構を介して昇降制御バルブに機械的に連繋され、モータ動力で昇降制御バルブを切り換えることにより、作業機を昇降作動させる電動モータと、
電動モータを電気的に制御する制御装置とを備え、
該制御装置に、
昇降スイッチの操作に応じて電動モータを駆動制御することにより、作業機を所定の上昇位置及び下降位置まで昇降作動させる昇降スイッチ制御手段を設けたトラクタにおいて、
前記電動モータは、
モータ駆動に応じてパルスを出力するパルス出力機能を有し、
前記昇降スイッチ制御手段は、
電動モータから出力されるパルスに基づいてモータ作動体の位置を特定すると共に、
昇降スイッチの上昇操作に応じてモータ作動体を上昇側に作動させる際には、電動モータの出力パルスに基づいて特定される上昇側の所定位置までモータ作動体を作動させ、
さらに、上昇側の所定位置を決めるパルス数を上限設定具で任意に設定可能とした
ことを特徴とするトラクタ。
前記昇降スイッチ制御手段は、
昇降スイッチの下降操作に応じてモータ作動体を下降側に作動させた際に、下限位置のパルス数を特定し、
昇降スイッチの上昇操作に応じてモータ作動体を上昇側に作動させる際には、下限位置のパルス数に上限設定具の設定パルス数を加えたパルス数を目標としてモータ作動体を作動させる
ことを特徴とする請求項１記載のトラクタ。