JP2012055284A - 作業車両 - Google Patents

Abstract

【課題】機体後部に支持した作業機のローリング角度調節について、最小限の操作スイッチ構成と簡易な調節操作を確保した上で、傾斜センサによる一定傾斜の作業機による安定的な作業走行を可能とする作業車両を提供する。
【解決手段】作業車両は、ヒッチ（１０）を介して支持した作業機（１８）のローリング角度について、機体に備えた傾斜センサ（１４）によって水平状態に維持する自動水平制御の適用の当否を水平切換スイッチ（４３）の操作により切替え、自動水平制御の非適用時は、自動復帰構成の手動傾斜スイッチ（４２ａ，４２ｂ）の左右の傾斜操作に応じてローリング角度を調節する制御部（３５）を備えて構成され、上記制御部（３５）は、自動水平制御の適用時に限り、所定時間を超える手動傾斜スイッチ（４２ａ，４２ｂ）の継続操作に応じてローリング角度を調節するものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、機体後部に作業機を支持してその昇降高さ、ローリング角度自在に作業走行しうる作業車両に関するものである。

機体後部に作業機を支持してその昇降高さ、ローリング角度自在に作業走行しうる作業車両が知られている。特許文献１の例にあっては、ロータリ耕耘機等の作業機を機体後部に支持し、そのローリング角度調節のための作業機支持調節部（図２）に、手動調節と自動調節等の切換えのためのモード切換設定ダイヤル、手動で傾斜調節するための右下用と右上用の左右の傾斜調節スイッチ、自動傾斜保持時の傾斜設定用の傾斜設定つまみ等が配置される。

モード切換設定ダイヤルが「手動調節」の場合は、右下用と右上用の左右の傾斜調節スイッチの操作によって作業機のローリング角度を任意に調節して作業走行することができる。モード切換設定ダイヤルが「自動水平」の場合は、機体に備えた傾斜センサに基づき、走行車輪が接する地面の部分的な凹凸の影響を受けることなく、ローリング角度を水平状態に維持して作業走行することができる。

また、モード切換設定ダイヤルを「平行」にすることにより、地面の傾斜に沿って傾斜する作業機を機体と一体の角度で作業走行することができるほか、モード切換設定ダイヤルを「自動水平」にした上で傾斜設定つまみで水平状態から傾斜角度を調節することにより、地面の凹凸の影響を受けることなく、傾斜センサによってローリング角度を一定傾斜に維持して作業走行することができる。

特開２００３−１８９７０８号公報

しかしながら、上記作業機支持調節部については、作業機のローリング角度の調節に関し、モード切換設定ダイヤルとともに、手動傾斜調節の右下用スイッチ、右上用スイッチおよび自動傾斜調節用の傾斜設定つまみが必要となり、類似のスイッチ配置による操作具の煩雑化、コスト高の問題を招き、一方、傾斜調節用のスイッチを共用構成にした場合には、走行機体の揺れ等に基づく誤操作があるとそのまま傾斜角度に影響して傾斜センサによる一定傾斜機能が損なわれるという問題が避けられなかった。

本発明の目的は、機体後部に支持した作業機のローリング角度調節について、最小限の操作スイッチ構成と簡易な調節操作を確保した上で、傾斜センサによる一定傾斜の作業機による安定的な作業走行を確保することができる作業車両を提供することにある。

請求項１に係る発明は、ヒッチを介して支持した作業機のローリング角度について、機体に備えた傾斜センサによって水平状態に維持する自動水平制御の適用の当否を水平切換スイッチの操作により切替え、自動水平制御の非適用時は、手動傾斜スイッチの左右の傾斜操作に応じてローリング角度を調節する制御部を備える作業車両において、上記制御部は、自動水平制御の適用時に限り、所定時間を超える手動傾斜スイッチの継続操作に応じてローリング角度を調節することを特徴とする。

上記制御部により、ヒッチを介して支持した作業機のローリング角度を傾斜センサによって水平状態に維持する自動水平制御の適用の当否が水平切換スイッチの操作によって切替えられ、自動水平制御の非適用時は、手動傾斜スイッチによる左右の傾斜操作に応じてローリング角度が調節され、また、自動水平制御の適用時に限り、所定時間を超える上記手動傾斜スイッチの継続操作に応じてローリング角度が調節される。

請求項２に係る発明は、昇降リンクヒッチを介して支持した作業機のローリング角度について、機体に備えた傾斜センサによって水平状態に維持する自動水平制御の適用の当否を水平切換スイッチの操作により切替え、自動水平制御の非適用時は、手動傾斜スイッチの左右の傾斜操作に応じてローリング角度を調節する制御部を備える作業車両において、上記制御部は、自動水平制御の適用時に限り、手動傾斜スイッチと他の所定の操作スイッチとの同時操作に応じてローリング角度を調節することを特徴とする。

上記制御部により、ヒッチを介して支持した作業機のローリング角度を傾斜センサによって水平状態に維持する自動水平制御の適用の当否が水平切換スイッチの操作によって切替えられ、自動水平制御の非適用時は、手動傾斜スイッチによる左右の傾斜操作に応じてローリング角度が調節され、また、自動水平制御の適用時に限り、上記手動傾斜スイッチと他の所定の操作スイッチとの同時操作に応じてローリング角度が調節される。

請求項３に係る発明は、請求項２の構成において、前記所定の操作スイッチは、次のいずれかとし、第１は前記水平切換スイッチ、第２は機体の後進動作と対応してヒッチを介して作業機を非作業高さ位置に自動上昇させるバックアップ制御の適用の当否を切替えるバックアップスイッチであることを特徴とする。
上記作業車両は、手動傾斜スイッチの操作と合わせて、水平切換スイッチまたはバックアップスイッチを同時操作した場合に限り傾斜調節される。

請求項１に係る発明は、制御部により、作業機のローリング角度についての自動水平制御の適用の当否が水平切換スイッチの操作によって切替えられ、その非適用時は、手動傾斜スイッチによる左右の傾斜操作に応じてローリング角度が調節され、また、自動水平制御の適用時に限り、上記手動傾斜スイッチの所定時間を超える長押し操作に応じてローリング角度が調節される。したがって、自動水平制御の適用時に機体の揺れ等に伴う手動傾斜スイッチの誤操作や不用意な操作があっても、所定時間に満たない範囲であれば、ローリング角度調節に影響することなく、最小限度の操作スイッチによる簡易な操作により一定傾斜角で安定した作業走行が可能となる。

請求項２に係る発明は、制御部により、作業機のローリング角度についての自動水平制御の適用の当否が水平切換スイッチの操作によって切替えられ、その非適用時は、手動傾斜スイッチによる左右の傾斜操作に応じてローリング角度が調節され、また、自動水平制御の適用時に限り、上記手動傾斜スイッチと他の所定の操作スイッチとの同時操作に応じてローリング角度が調節される。したがって、自動水平制御の適用時に機体の揺れ等に伴う手動傾斜スイッチの誤操作や不用意な操作あっても、同時操作の条件を満たさない時は、ローリング角度調節に影響することなく、最小限度の操作スイッチによる簡易な操作により一定傾斜角で安定した作業走行が可能となる。

請求項３に係る発明は、請求項２の効果に加え、手動傾斜スイッチの操作と合わせて、水平切換スイッチまたはバックアップスイッチを同時操作した場合に限り傾斜調節され、同時操作に関与する水平切換スイッチまたはバックアップスイッチが、手動傾斜スイッチを含め、作業機の取扱いのために互いに近接配置されるスイッチ群に属することから、特段の同時操作用の付加部材を要することなく、操作性を確保することができる。

トラクタの側面図 作業機のローリング制御システムのブロック図 作業機設定部の見取図 作業機のローリング調節制御の第１の構成例のフローチャート 作業機のローリング調節制御の第２の構成例のフローチャート 作業機のローリング調節制御の第３の構成例のフローチャート 傾斜センサ異常時のフローチャート フルターン制御のフローチャート

以下、この発明の実施例を図に基づいて説明する。
まず、適用対象となるトラクタの全体構成から説明すると、図１に側面図を示すトラクタ１は、機体前部にエンジン２を搭載し、このエンジン２の回転動力をミッションケース３内の変速装置４に伝え、この変速装置４で減速された回転動力を前輪５と後輪６とに伝えるようにしている。ミッションケース３の上部には油圧シリンダケース７が搭載され、この油圧シリンダケース７の左右両側にリフトアーム８，８を回動自由に枢着している。油圧シリンダケース７内の油圧シリンダ９内に作動油が供給されるとリフトアーム８，８が上昇回動し、反対に作動油が排出されるとリフトアーム８，８は下降するように構成している。

さらに、リフトアーム８，８と左右のロワーリンク１０，１０とはリフトロッド１２，１２で相互に連結されて作業機１８を支持するヒッチを構成し、このうち片側（右側）のリフトロッド１２は複動式の油圧シリンダ１２ａで構成される。この油圧シリンダ１２ａの横にはシリンダ長さを検出するストロークセンサ１３が固着されている。油圧シリンダケース７横にはトラクタ１の左右方向の傾斜角度を検出する傾斜センサ１４が取り付けられ、後述するようにこの傾斜センサ１４の検出値に応じて油圧シリンダ１２ａを伸縮制御することにより作業機１８のローリング角度を設定値に維持することができる。

なお、この実施例では、作業機１８としてロータリ耕耘装置１８を例に挙げているが、ロータリ耕耘装置１８以外の、例えば畦塗機や薬剤散布機等であってもよい。前記ロータリ耕耘装置１８は耕耘爪２０とこの耕耘爪２０の上方を覆うロータリカバー２２と、ロータリカバー２２の後部に枢着されたリヤカバー２３等からなり、トラクタ１側のＰＴＯ軸から動力を受けて耕耘軸１９を回転させ、耕耘軸１９に取り付けられた複数個の耕耘爪２０によって土壌を耕起する。

ロータリ耕耘装置１８のロータリカバー２２の後上部には耕深を検出するポテンショ式の耕深センサ２４が設けられ、トラクタ１の操縦席側に設けられたダイヤル調整式の耕深設定器２５によって設定された耕深となるようにリフトアーム８，８が回動操作されてロータリ耕耘装置１８全体が昇降し、設定耕深を維持するようにしている。

作業機１８のローリング制御システムは、そのブロック図を図２に示すように、マイコンからなる制御部であるコントローラ３５により、作業機１８のローリング角度を調節する油圧シリンダ１２ａの伸縮制御用の電磁制御弁３１、機器情報伝達用の表示ランプ３２や液晶モニタ３３およびその他の機器動作を制御可能に構成し、また、コントローラ３５の入力側には、傾斜センサ１４、水平切換スイッチ４３、バックアップスイッチ４４、水平伸びスイッチ４２ａ、水平縮みスイッチ４２ｂ等を接続する。

傾斜センサ１４は本機の左右傾斜を検出する。各スイッチは、原則として自動復帰構成とし、それぞれの基本機能は次のとおりである。水平切換スイッチ４３は手動モードと自動水平モードとの切換えを行う。自動水平モードでは傾斜センサ１４に基づいて作業機１８のローリング角を水平（絶対水平）に維持する。バックアップスイッチ４４は機体の後進動作と対応して作業機１８を非作業位置に上昇させる。水平伸びスイッチ４２ａは手動モードにおいて作業機１８を右下げ調節する手動傾斜スイッチである。水平縮みスイッチ４２ｂは手動モードにおいて作業機１８を左下げ調節する手動傾斜スイッチである。また、前記水平切換スイッチ４３の機能として、「手動モード」及び「自動水平モード」に加えて、「傾斜モード」を追加してもよい。この場合、水平切換スイッチ４３を押す毎に、「手動モード」、「自動水平モード」及び「傾斜モード」が順番に切り換わる構成としている。そして、選択している各モード状態が操作部で分かる構成としている。具体的には、モード表示の近くのランプが点灯する構成である。前記「傾斜モード」にすると、傾斜センサ１４からの信号を所定時間毎（１０ｍｓ）に平均化し、作業機１８の姿勢を算出した平均値となるように自動制御する構成である。

上記スイッチ群は、作業機１８の取扱いのために互いに近接して集約配置した作業機設定部５１を形成する。すなわち、作業機設定部５１は、その見取図を図３に示すように、水平伸びスイッチ４２ａおよび水平縮みスイッチ４２ｂを対にして配置し、両スイッチに対応して「右下げ」と「右上げ」の表示を付し、その近傍にバックアップスイッチ４４、水平切換スイッチ４３を配置する。

（ローリング調節）
次に、作業機１８のローリング調節制御の構成例について説明する。
第１の構成例は、そのフローチャートを図４に示すように、水平切換スイッチ４３の操作によって自動水平モードに切換えた場合において、右下げまたは左下げの手動スイッチ４２ａ，４２ｂのいずれかの操作の当否判定処理のステップ１（以下において「Ｓ１」の如く略記する。）によって該当する場合に限り、所定時間の経過（Ｓ２）による所謂「長押し」に該当すれば、その後の経過時間に応じて電磁制御弁３１を駆動する（Ｓ３）ことによって上記いずれかの対応する傾斜調節角度位置に自動保持され、手動スイッチ４２ａ，４２ｂの操作があっても所定時間に満たない場合は無視される。

このように、自動水平制御においては、所定の操作を付加条件として満たす範囲において、手動スイッチ４２ａ，４２ｂの操作を傾斜調節分とすることにより、自動水平モード下で手動スイッチ４２ａ，４２ｂの誤操作や不用意な操作が有っても、付加条件を満たさない範囲、すなわち、手動傾斜スイッチの操作が所定時間に満たない範囲であれば無効となることから、特段の追加部材を要することなく最小限度の操作スイッチによる簡易な操作により、手動モードにおける手動操作を確保するとともに、自動水平モードにおけるローリング角調節による安定した作業走行が可能となる。

なお、手動スイッチ４２ａ，４２ｂの操作による作業機１８の傾斜のリセットのために、作業機設定部５１の「同時押し」の表示例の如く、２つの同時押し操作によって元の機体と平行位置に戻すように制御構成し、さらに、上記自動水平制御における傾斜調整分のリセットについても同様に構成する。
また、上記水平切換スイッチ４３の操作による自動水平制御は、バックアップモードや機体旋回対応で作業機１８を上昇するオートリフトモードにおいては適用せず、また、作業機１８が最上げ中についても適用除外とする。

第２の構成例は、そのフローチャートを図５に示すように、水平切換スイッチ４３の操作によって自動水平モードに切換えた場合において、水平モードスイッチである水平切換スイッチ４３と手動スイッチ４２ａ，４２ｂとの同時操作（Ｓ１１，Ｓ１２）を付加条件として満たすときに、その範囲で傾斜調節動作（Ｓ１３）することによっても、前記同様に、特段の追加部材を要することなく最小限度の操作スイッチによる簡易な操作により、手動モードにおけるローリング角の手動調節を確保するとともに、自動水平モードにおけるローリング角調節による安定した作業走行が可能となる。

また、上記の場合において、水平切換スイッチ４３の同時押し操作に代えて、バックアップスイッチ４４の同時操作を付加条件とすることによっても、特段の追加部材を要することなく、手動スイッチ４２ａ，４２ｂの近傍に配置した部材を用いて、前記同様に最小限度の操作スイッチによる簡易な操作により、手動モードにおけるローリング角の手動調節を確保するとともに、自動水平モードにおけるローリング角調節による安定した作業走行が可能となる。

（予備押し）
第３の構成例は、そのフローチャートを図６に示すように、水平切換スイッチ４３の操作によって自動水平モードに切換えた場合において、所謂「２回押し」操作、即ち、予備操作としての手動スイッチ４２ａ，４２ｂの瞬間的な押し操作（Ｓ２１）の終了から経過時間をカウントし（Ｓ２２）、この予備操作の後の２回目の押し操作が所定時間内、例えば５秒内の開始であることを付加条件として満たす（Ｓ２３，Ｓ２４）ときに、その押し操作の範囲で傾斜調節動作（Ｓ２５）することによっても、前記同様の作用効果を得ることができる。

また、上記の場合において、予備操作を２回として３回目の押し操作についての付加条件を適用するように制御処理を構成することにより、手動スイッチ４２ａ，４２ｂの誤操作や不用意な操作による意図せぬローリング角変更を排除することができる。

（センサ異常対応）
次に、傾斜センサ１４の異常対応制御について説明する。
本機の傾斜角を検出する傾斜センサ１４のオープンまたはショートによる異常値が検出された場合の制御処理は、そのフローチャートを図７に示すように、電源オンの期間における異常検出の継続時間をカウント（Ｓ３１）して継続長さを判定（Ｓ３２）する。

継続時間が所定時間以上であれば、センサー異常として作業機１８の傾斜制御について前記自動水平制御を適用せずに手動傾斜調節に移行（Ｓ３３）させ、また、異常の発生が単発的な場合は、異常発生の回数をカウント（Ｓ３４）し、所定回数に達したとき（Ｓ３５）に手動傾斜調節に移行（Ｓ３３）させる。この制御処理により、センサに給電してその出力電圧を監視することにより、センサーのオープン、ショートの異常検出を把握することができるので、作業機１８の傾斜調節について確実な対応が可能となる。

また、傾斜センサ１４の異常検出の際は、液晶モニタにその旨を表示し、さらに加えて、表示ランプを所定の周期で点滅するように制御処理を構成することにより、容易に目視で確認することが可能となる。

（フルターン制御）
次に、機体旋回における前輪増速と作業機上昇を伴うフルターン制御について説明する。
フルターン制御は、フルターンモータの駆動に連動してロータリースイッチが動作し、所定位置までスイッチが動作すると電源を切り、このとき、リターンスプリングの強度や機体ばらつきにより、スイッチがチャタリングを起こすことがあり、その結果、モータが連続駆動となって発熱し、耐久保護のためのＰＴＣ動作によりモータが作動しなくなるという問題があった。

そこで、フルターン制御のフローチャートを図８に示すように、制御条件成立に伴うフルターンリレーのオン出力（Ｓ４１）から所定時間経過（Ｓ４２）を待ってリレー出力を停止（Ｓ４３）するように制御処理を構成することにより、上記問題を解決することができる。

１ トラクタ（作業車両）
１０ ロワーリンク（ヒッチ）
１２ リフトロッド
１２ａ 油圧シリンダ
１４ 傾斜センサ
１８ ロータリ耕耘装置（作業機）
３１ 電磁制御弁
３５ コントローラ（制御部）
４２ａ 手動スイッチ（手動傾斜スイッチ）
４２ｂ 手動スイッチ（手動傾斜スイッチ）
４３ 水平切換スイッチ
４４ バックアップスイッチ
５１ 作業機設定部

Claims (3)

1. ヒッチ（１０）を介して支持した作業機（１８）のローリング角度について、機体に備えた傾斜センサ（１４）によって水平状態に維持する自動水平制御の適用の当否を水平切換スイッチ（４３）の操作により切替え、自動水平制御の非適用時は、手動傾斜スイッチ（４２ａ，４２ｂ）の左右の傾斜操作に応じてローリング角度を調節する制御部（３５）を備える作業車両において、
   上記制御部（３５）は、自動水平制御の適用時に限り、所定時間を超える手動傾斜スイッチ（４２ａ，４２ｂ）の継続操作に応じてローリング角度を調節することを特徴とする作業車両。
2. ヒッチ（１０）を介して支持した作業機（１８）のローリング角度について、機体に備えた傾斜センサ（１４）によって水平状態に維持する自動水平制御の適用の当否を水平切換スイッチ（４３）の操作により切替え、自動水平制御の非適用時は、手動傾斜スイッチ（４２ａ，４２ｂ）の左右の傾斜操作に応じてローリング角度を調節する制御部（３５）を備える作業車両において、
   上記制御部（３５）は、自動水平制御の適用時に限り、手動傾斜スイッチ（４２ａ，４２ｂ）と他の所定の操作スイッチとの同時操作に応じてローリング角度を調節することを特徴とする作業車両。
3. 前記所定の操作スイッチは、次のいずれかとし、第１は前記水平切換スイッチ（４３）、第２は機体の後進動作と対応してヒッチ（１０）を介して作業機（１８）を非作業高さ位置に自動上昇させるバックアップ制御の適用の当否を切替えるバックアップスイッチ（４４）であることを特徴とする請求項２記載の作業車両。

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