JP2012200219A

JP2012200219A - 作業車両

Info

Publication number: JP2012200219A
Application number: JP2011068708A
Authority: JP
Inventors: Hisashi Funo; 尚志布野
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 2011-03-25
Filing date: 2011-03-25
Publication date: 2012-10-22

Abstract

【課題】作業機の圃場での作業深さの表示又は制御を低コストで行うことが可能な作業車両を提供することを課題としている。
【解決手段】本発明は、走行機体２に連結された作業機４を昇降させるリストアーム２２を該走行機体２に設け、該作業機４の圃場での作業深さの表示又は制御を行う制御部３２を備えた作業車両であって、前記リストアーム２２のリフト角αを検出するリフト角検出手段３３を備え、リフトアーム２２のリフト角α情報及び該リフト角αとなる場合の作業機４の対地高さＨ情報からなるデータセットを、少なくとも２組以上、予め制御部３２に記憶し、該制御部３２は、前記２組以上のデータセットから、該作業機４におけるリフト角αと対地高さＨの相関関係を求め、該相関関係に基づき、リフト角検出手段３３からの検出値から、該作業機４の圃場での作業深さＤを算出する。
【選択図】図３

Description

作業機の圃場での作業深さの表示又は制御を行う作業車両に関する。

走行機体に連結された作業機を昇降させるリストアームを該走行機体に設け、該作業機の圃場での作業深さの表示又は制御を行う制御部を備え、作業機による作業深さを確認しながら作業機を行うか、或いは、作業機の作業深さを最適に制御することによって、作業効率を向上させた特許文献１に示す作業車両が公知になっている。

特開平８−５６４１１号公報（第１−２図）

しかし、上記文献の作業車両は、前記リストアームのリフト角を検出するリフト角検出手段の他に、作業深さ検出手段の一種である耕深センサが設けられており、部品手数が増加してコストを低く抑えることが困難である。これに加えて、同文献では、作業機を接地させた際のリフト角を基準値とし、リフト角検出手段によって検出されるリフト角に基づいて、作業機の作業深さを換算する旨が記載されているが、どのような換算手段によって、該作業深さを取得するのかについて、まったく記載されていない。
本発明は、作業機の圃場での作業深さの表示又は制御を低コストで行うことが可能な作業車両を提供することを課題としている。

上記課題を解決するため、走行機体２に連結された作業機４を昇降させるリストアーム２２を該走行機体２に設け、該作業機４の圃場での作業深さの表示又は制御を行う制御部３２を備えた作業車両であって、前記リストアーム２２のリフト角αを検出するリフト角検出手段３３を備え、リフトアーム２２のリフト角α情報及び該リフト角αとなる場合の作業機４の対地高さＨ情報からなるデータセットを、少なくとも２組以上、予め制御部３２に記憶し、該制御部３２は、前記２組以上のデータセットから、該作業機４におけるリフト角αと対地高さＨの相関関係を求め、該相関関係に基づき、リフト角検出手段３３からの検出値から、該作業機４の圃場での作業深さＤを算出することを特徴としている。

上記構成によれば、制御部に予め記憶された情報と、作業機を昇降させるリフトアームのリフト角を検出するリフト角検出手段とによって、作業機の作業深さを検出可能になるため、作業機の作業深さを検出する作業深さ検出センサを、リフト角検出手段とは別に設ける必要が無く、コストを低く抑えることが可能になる。

本発明を適用した農業用のトラクタの全体側面図である。（Ａ）はフロント操作パネルの背面図であり、（Ｂ）はサイド操作パネルの平面図である。リフト角と対地高さの関係を示す特性グラフである。制御部のブロック図である。第１入力モード切換時の処理フロー図である。第２入力モード切換時の処理フロー図である。作業深さ表示モード切換時の処理フロー図である。第２入力モードの別実施例を示す処理フロー図である。

図１は、本発明を適用した農業用のトラクタの全体側面図である。作業車両の一種であるトラクタは、左右一対のクロー式走行装置１Ｌ，１Ｒによって支持された走行機体２と、該走行機体２の後方にリンク３を介して昇降自在に連結された耕耘機（作業機）４とを備えている。

上記走行機体２は、左右のクローラ式走行装置１Ｌ，１Ｒによって支持された前後方向の車台６上の前部に設置されたエンジン（図示しない）を開閉自在にカバーするボンネット７を設け、該ボンネット７の後方に操縦部８を覆うキャビン９を立設している。

上記リンク３は、３点リンクと呼ばれるタイプのものであり、走行機体２の後端部に上下揺動可能に支持された左右一対のロアリンク１１，１１と、該左右のロアリンク１１，１１の上方側に位置するように走行機体２の後端部に上下揺動自在に支持された単一のトップリンク１２とを備えている。

上記耕耘機４は、部分深耕深と呼ばれるタイプのものであり、左右方向の横フレーム１３と、横フレーム１３の左右方向中央部から後方に一体的に延設された前後方向の縦フレーム１４と、横フレーム１４の左右方向中央部から前方斜め上方に延びる上部連結フレーム１６と、横フレーム１４から前方斜め下方に延びる左右一対の下部連結フレーム１７，１７と、縦フレーム１４の後端部から下方に一体的に延出された支持フレーム１８と、支持フレーム１８の下側半部に該該支持フレーム１８に沿って取付固定された作業体１９とを備えている。

支持フレーム１８の下側半部及び作業体１９は、下方に向かって前方に湾曲形成されており、この作業体１９は、支持フレーム１８に比べて、幅広に形成されている。上部連結フレーム１６の前端部が上記トップリンク１２の後端部に連結されるとともに、左右の下部連結フレーム１７，１７の前端部が上記左右のロアリンク１７，１７の後端部にそれぞれ連結されることにより、耕耘機４が、走行機体２に昇降自在に連結される。

この耕耘機４は、昇降駆動装置２１によって、昇降駆動される。該昇降駆動装置２１は、走行機体２の後端部に上下揺動可能に支持された左右一対のリフトアーム２２，２２と、左右のリフトアーム２２，２２の後端部と左右のロアリンク１１，１１の中途部とをそれぞれ連結する左右一対のリフトロッド２３，２３と、左右のリフトアーム２２，２２を同一の上下揺動角（リフト角）αで一体的に上下揺動させる左右一対の図示しない油圧式の昇降シリンダとを備えている。この昇降シリンダの伸縮に伴うリフトアーム２２，２２の上下揺動によって、耕耘機４が昇降駆動される。

図２（Ａ）はフロント操作パネルの背面図であり、（Ｂ）はサイド操作パネルの平面図である。図１及び図２に示すとおり、操縦部８は、オペレータが着座する座席２４の前方にフロント操作パネル２６を設置し、座席２４の側方にサイド操作パネル２７を配設している。

フロント操作パネル２６は、図示しないステアリングハンドルの前方の位置するメータパネル２６ａ内に各種情報を表示する表示部であるＬＣＤ２８を備え、該メータパネル２６ａの左右一方寄り箇所の下方には、押ボタン式の各種スイッチ類を有する操作ユニット２９を設けている。

操作ユニット２９は、アップスイッチ２９ａとダウンスイッチ２９ｂを上下に有するとともに、後述する各種モードへの切換を行うレフトスイッチ２９ｃとライトスイッチ２９ｄを左右に有する他、アップスイッチ２９ａとダウンスイッチ２９ｂの間で且つレフトスイッチ２９ｃとライトスイッチ２９ｄの間に、モード切換の決定やその他の各種決定を行う決定スイッチ２９ｅを有している。

サイド操作パネル２７は、リフトアーム２２，２２を介した耕耘機４の昇降操作を前後揺動によって行うポジションコントロールレバー（昇降操作具）３１が設置されている。

このような構成のトラクタは、圃場において、作業体１９が土中に挿入される位置まで耕耘機４を下降させ、前進走行させると、圃場の土が該作業体１９に切削され、圃場面Ｍまで持上げられ、作業体１９の湾曲形状に沿って上方斜め前方側に反転するように放出され、圃場の耕耘が行われる。

この際、作業体１９及び支持フレーム１８の圃場面Ｍからの挿入長さが耕耘深さ（作業深さ）Ｄとなり、この耕耘深さＤを表示するとともに最適に制御するマイコン等からなる制御部３２（図４参照）が本トラクタに搭載されている。ちなみに、この耕耘深Ｄさは、リフト角αによって、算出可能である。

図３は、リフト角と対地高さの関係を示す特性グラフである。耕耘機４の圃場面Ｍからの耕耘深さＤは、耕耘機４の圃場面Ｍからの高さである対地高さＨの値に対してプラスマイナスを逆にした値となる。

また、対地高さＨと、リフト角αとには、一次関数となる関係式（相関関係）が成立している。具体的には、異なる２つの任意のリフト角αをα１及びα２とし、リフト角αがα１の場合の作業高さＨをｄ１とし、リフト角αがα２の場合の作業高さＨをｄ２とした場合、対地高さＨは、リフト角αの値を用い次に式によって近似的に算出可能である。ちなみに、ここでは、α１よりもα２は大きな値であるものとする。

よって、耕耘深さＤも次の式によって、算出される。

すなわち、リンク３及び耕耘機４に対して、リフト角αと、該リフト角αとなる場合の耕耘機４の対地高さＨとからのデータセットを一組として、このデータセットを２組以上、予め制御部３２に記憶させておけば、リフト角αの値を逐次検出することによって、耕耘深さＤを算出することが可能になる。

図４は、制御部のブロック図である。制御部３２は、各種情報を記憶する記憶部（図示しない）を有し、該制御部３２の入力側には、上述したアップスイッチ２９ａ、ダウンスイッチ２９ｂ、レフトスイッチ２９ｃ、ライトスイッチ２９ｄ及び決定スイッチ２９ｅの各種操作具が接続されている他、上述したリフト角αを検出するリフト角検出手段であるリフト角センサ３３が接続されている。

一方、制御部３２の出力側には、上述したＬＣＤ２８の他、前記昇降シリンダを伸長作動させる上昇バルブ３４と、該昇降シリンダを縮小作動させる下降バルブ３６とが接続されている。すなわち、制御部３２は、上昇バルブ３４及び下降バルブ３６を介して、昇降シリンダを伸縮させ、耕耘機４を昇降制御（耕耘機４の耕耘深さＤを制御）することができる。

この制御部３２は、上述データセットを入力する入力処理モードとして第１入力モード及び第２入力モードを有し、この他、ＬＣＤ２８に耕耘深さＤを表示させる作業深さ表示モードと、耕耘機４の耕耘深さＤを自動的に作業に最適な深さに保持する作業深さ自動制御モードとを有している。ちなみに、予め定めた所定の操作によって、上記各モードへの切換が制御部３２を介して行われる。

図５は、第１入力モード切換時の処理フロー図である。第１入力モードの実行中、オペレータは、ポジションコントロールレバー３１等によって、耕耘機４を圃場面Ｍに接地させる。この際のリフト角α及び対地高さＨを、α１及びｄ１として、制御部３２は処理を実行する。

具体的には、制御部３２は、第１入力モードの実行が開始されると、ステップＳ１から処理を開始する。ステップＳ１では、決定スイッチ２９ｅ及びリフト角センサ３３からの検知結果を読込み、ステップＳ２に進む。ステップＳ２では、決定スイッチ２９ｅが入操作されたか否かを確認し、入操作されていれば、ステップＳ３に進み、入操作されていなければ、ステップＳ１に処理を戻す。

ステップＳ３では、耕耘機４を圃場面Ｍに接地させた上で、オペレータが決定スイッチ２９ｅを入操作して決定を行ったものと判断し、上記α１の値に、リフト角センサ３３からの検出値を入力するとともに、上記ｄ１に０を入力し、このα１の値及びｄ１の値を、制御部３２に記憶して、ステップＳ１に処理を戻す。

このような処理によれば、α１及びｄ１からなるデータセットを制御部３２に記憶させるに際して、対地高さＨを手作業で計測する必要がなくなり、利便性が高い。

図６は、第２入力モード切換時の処理フロー図である。第２入力モードの実行中、オペレータは、ポジションコントロールレバー３１等によって、耕耘機４を圃場面Ｍから任意の高さまで上昇させる。この際の対地高さＨをｄ２とするとともに、リフト角αをα２として、制御部３２は処理を実行する。ちなみに、この際の対地高さＨは、手作業等によって計測される。

具体的には、制御部３２は、第２入力モードの実行が開始されると、ステップＳ１１に処理を進める。ステップＳ１１では、所定の値（表示値）をＬＣＤ２８に表示するとともに、アップスイッチ２９ａと、ダウンスイッチ２９ｂと、決定スイッチ２９ｅと、リフト角センサ３３からの検知結果を読込み、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、アップスイッチ２９ａの入切を確認し、入操作されていればステップＳ１３に進む一方で、切操作されていれば、ステップＳ１４に進む。ステップＳ１３では、現在の表示値に所定値を加算した値を新たな表示値として、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４では、ダウンスイッチ２９ｂの入切を確認し、入操作されていればステップＳ１５に進む一方で、切操作されていれば、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１５では、現在の表示値から所定値を減算した値を新たな表示値として、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６では、決定スイッチ２９ｅの入切を確認し、入操作されていればステップＳ１７に進む一方で、切操作されていれば、ステップＳ１１に処理を戻す。

ステップＳ１７では、その際の表示値が、計測した対地高さＨ（ｄ２）であるものとし、上記α２の値にリフト角センサ３３からの検出値を入力するとともに、上記ｄ２に表示値を入力し、このα２の値及びｄ２の値を、制御部３２に記憶して、ステップＳ１１に処理を戻す。

すなわち、ＬＣＤ２８に現に測定した対地高さＨが表示されるまで、アップスイッチ２９ａ又はダウンスイッチ２９ｂによる入操作を繰返し、該対地高さＨがＬＣＤ２８に表示された段階で、決定スイッチ２９ｅを入操作することによって、α２及びｄ２からなるデータセットを制御部３２に記憶させることができる。

図７は、作業深さ表示モード切換時の処理フロー図である。制御部３２は、作業深さ表示モードへの切換が行われると、ステップＳ２１から処理を開始する。ステップＳ２１では、リフト角センサ３３からの検知結果を読込み、ステップＳ２２に進む。ステップＳ２２では、上述の２つの入力モードによって、制御部３２の記憶部に予め記憶された２組の異なるデータセットと、リフト角センサ３３からのシフト角αによって、上述の式より、耕耘深さＤを算出し、ステップＳ２３に進む。ステップＳ２３では、算出した耕深深さＤを、ＬＣＤ２８に表示し、ステップＳ２１に処理を戻す。

次に、図８に基づき本発明の別実施形態について、上述の例と異なる点を説明する。
図８は、第２入力モードの別実施例を示す処理フロー図である。この処理では、ｄ２の値を予め定め、耕耘機４の対地高さＨがｄ２であることを示す指標（図示しない）を別途設ける。オペレータは、この指標に基づき、ポジションコントロールレバー３１によって、対地高さＨがｄ２となる高さに耕耘機４を昇降させる。制御部３２は、この際のリフト角αを検出し、この検出値をα２とすることによって、α１及びｄ１からなるデータセットを、自身に記憶させることが可能になる。

具体的には、該モードの処理が開始されると、ステップＳ３１に進む。ステップＳ３１では、決定スイッチ２９ｅ及びリフト角センサ３３からの検知値を読込み、ステップＳ３２に進む。ステップＳ３２では、決定スイッチ２９ｅが入切を確認し、入操作されていればステップＳ３３に進み、切操作されていなければステップＳ３１に処理を戻す。

ステップＳ３３では、耕耘機４の対地高さＨが予め定めたｄ２に昇降され、オペレータが決定スイッチ２９ｅを入操作して決定を行ったものと判断し、上記α２の値に、リフト角センサ３３からの検出値を入力し、このα２の値及びｄ２の値を、制御部に記憶して、ステップＳ３１に処理を戻す。

このような処理によれば、α２及びｄ２からなるデータセットを制御部３２に記憶させる際、対地高さＨを手作業で計測する必要がなくなり、利便性が高い。

１Ｌ，１Ｒクローラ式走行装置
２走行機体
３リンク（３点リンク）
４耕耘機
６車台
７ボンネット
８操縦部
９キャビン
１１ロアリンク
１２トップリンク
１３横フレーム
１４縦フレーム
１６上部連結フレーム
１７下部連結フレーム
１８支持フレーム
１９作業体
２１昇降駆動装置
２２リフトアーム
２３リフトロッド
２４座席
２６フロント操作パネル
２６ａメータパネル
２７サイド操作パネル
２８ＬＣＤ（表示部）
２９操作ユニット
２９ａアップスイッチ
２９ｂダウンスイッチ
２９ｃレフトスイッチ
２９ｄライトスイッチ
２９ｅ決定スイッチ
３１ポジションコントロールレバー（昇降操作具）
３２制御部（マイコン）
３３リフト角センサ（リフト角検出手段）
３４下降バルブ
３６上昇バルブ
Ｄ耕耘深さ（作業深さ）
Ｈ対地高さ
Ｍ圃場面
α リフト角

Claims

走行機体（２）に連結された作業機（４）を昇降させるリストアーム（２２）を該走行機体（２）に設け、該作業機（４）の圃場での作業深さの表示又は制御を行う制御部（３２）を備えた作業車両であって、前記リストアーム（２２）のリフト角（α）を検出するリフト角検出手段（３３）を備え、リフトアーム（２２）のリフト角（α）情報及び該リフト角（α）となる場合の作業機（４）の対地高さ（Ｈ）情報からなるデータセットを、少なくとも２組以上、予め制御部（３２）に記憶し、該制御部（３２）は、前記２組以上のデータセットから、該作業機（４）におけるリフト角（α）と対地高さ（Ｈ）の相関関係を求め、該相関関係に基づき、リフト角検出手段（３３）からの検出値から、該作業機（４）の圃場での作業深さ（Ｄ）を算出する作業車両。