JP2018166440A - Agricultural machine - Google Patents

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聖二 伊藤
Seiji Ito
聖二 伊藤
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Abstract

To provide an agricultural machine capable of controlling an attitude of a working machine by properly and selectively using an inclination sensor and an angular velocity sensor according to a state of attitudes of a car body.SOLUTION: A tractor 10 includes an inclination sensor 41 that detects an inclination angle of a car body 11. An angular velocity sensor 42 detects an inclination-angle velocity of the car body 11. An attitude stability determination part 53 detects a degree of attitude stability of the car body 11 in a stepwise manner. A valve control part 54 can control a rolling cylinder 24 so as to hold the attitude of a working machine. The valve control part 54 can change over, in order of descending degrees of attitude stability determined by the attitude stability determination part 53, among states of: controlling the rolling cylinder 24 on the basis of a determination value of the inclination sensor 41; controlling the rolling cylinder 24 on the basis of a value obtained by integrating a detection value of the angular speed sensor 42; and controlling the rolling cylinder 24 on the basis of the detection value of the angular speed sensor 42.SELECTED DRAWING: Figure 2

Description

本発明は、作業機の姿勢を制御することが可能な農作業機に関する。   The present invention relates to a farm work machine capable of controlling the attitude of a work machine.

従来から、車体に設けられた傾斜センサ又は角速度センサの検出値に基づいて作業機の姿勢を制御する構成の農作業機が知られている。特許文献1及び2は、この種のトラクタを開示する。   2. Description of the Related Art Conventionally, there is known a farm work machine configured to control the posture of a work machine based on a detection value of an inclination sensor or an angular velocity sensor provided on a vehicle body. Patent Documents 1 and 2 disclose this type of tractor.

特許文献1には、対地作業装置であるロータリ耕耘装置をローリング自在に連結したトラクタが開示されている。トラクタは、ロータリ耕耘装置の左右方向姿勢が設定角度に維持されるように油圧シリンダを作動させるローリング制御手段を設けている。ローリング制御手段は、角速度センサの検出値を積分して得られる積分値を基準として、傾斜センサの検出値に基づく補正を行うことによって、検出傾斜角が、予め設定された目標設定角となるように、油圧シリンダを作動させる。また、ローリング制御手段は、走行機体の姿勢安定度の高い低いを判別する判別手段を設け、姿勢安定度が高いほど傾斜センサの検出値に基づく補正割合を大きくし、姿勢安定度が低いほど補正割合を小さくするように、各センサの検出値の重み付け割合を変更するように構成されている。   Patent Document 1 discloses a tractor in which a rotary tiller that is a ground working device is connected in a freely rolling manner. The tractor is provided with a rolling control means for operating the hydraulic cylinder so that the horizontal posture of the rotary tiller is maintained at a set angle. The rolling control means performs correction based on the detected value of the tilt sensor with reference to the integrated value obtained by integrating the detected value of the angular velocity sensor so that the detected tilt angle becomes a preset target set angle. Then, operate the hydraulic cylinder. In addition, the rolling control means is provided with a discrimination means for discriminating whether the attitude stability of the traveling machine body is high or low. The weighting ratio of the detection value of each sensor is changed so as to reduce the ratio.

特許文献2が開示するトラクタは、特許文献1と同様にローリング制御手段を設けているが、このローリング制御手段は、傾斜センサの検出値のみに基づいて、ロータリ耕耘装置の左右傾斜角度が設定角度に維持されるように油圧シリンダを作動させる。このとき、旋回走行時に発生する遠心力に起因した外乱値が算出され、この外乱値が傾斜センサの検出値から減算されることで、傾斜センサの検出値の適正化が図られる。   The tractor disclosed in Patent Document 2 is provided with a rolling control means as in Patent Document 1, but this rolling control means is configured such that the right and left inclination angle of the rotary tiller is a set angle based only on the detected value of the inclination sensor. The hydraulic cylinder is operated so as to be maintained. At this time, a disturbance value caused by the centrifugal force generated at the time of turning is calculated, and the disturbance value is subtracted from the detection value of the inclination sensor, so that the detection value of the inclination sensor is optimized.

特許第3688211号公報Japanese Patent No. 3688211 特許第4107589号公報Japanese Patent No. 4107589

しかしながら、特許文献1及び2の構成では、車体の安定性が低い場合に、車体の姿勢変化に対する作業機の姿勢制御の追従性が十分でない場合があり、改善の余地が残されていた。   However, in the configurations of Patent Documents 1 and 2, when the stability of the vehicle body is low, the followability of the posture control of the work machine with respect to the change in the posture of the vehicle body may not be sufficient, and there remains room for improvement.

本発明は以上の事情に鑑みてされたものであり、その目的は、車体の姿勢の状態に応じて傾斜センサと角速度センサを適切に使い分けて、作業機の姿勢を制御することが可能な農作業機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and the purpose thereof is agricultural work capable of controlling the attitude of the work implement by appropriately using the inclination sensor and the angular velocity sensor according to the attitude state of the vehicle body. Is to provide a machine.

課題を解決するための手段及び効果Means and effects for solving the problems

本発明の解決しようとする課題は以上の如くであり、次にこの課題を解決するための手段とその効果を説明する。   The problems to be solved by the present invention are as described above. Next, means for solving the problems and the effects thereof will be described.

本発明の観点によれば、以下の構成の農作業機が提供される。即ち、この農作業機は、車体と、アクチュエータと、傾斜センサと、角速度センサと、姿勢安定度判定部と、制御部と、を備える。前記車体は、作業機を支持する。前記アクチュエータは、前記車体に対する前記作業機の姿勢を変更可能である。前記傾斜センサは、前記車体の傾斜角度を検出する。前記角速度センサは、前記車体の傾斜角速度を検出する。前記姿勢安定度判定部は、前記車体の姿勢安定度を段階的に判定する。前記制御部は、前記作業機の姿勢が保持されるように前記アクチュエータを制御可能である。前記制御部は、前記姿勢安定度判定部が判定した姿勢安定度に応じて、当該姿勢安定度が高い順に、第1状態と、第2状態と、第3状態と、を切換可能である。前記第1状態では、前記制御部は、前記傾斜センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する。前記第2状態では、前記制御部は、前記角速度センサの検出値を積分した値に基づいて前記アクチュエータを制御する。前記第3状態では、前記制御部は、前記角速度センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する。   According to the viewpoint of this invention, the agricultural machine of the following structures is provided. In other words, the agricultural machine includes a vehicle body, an actuator, an inclination sensor, an angular velocity sensor, a posture stability determination unit, and a control unit. The vehicle body supports a work machine. The actuator can change a posture of the working machine with respect to the vehicle body. The tilt sensor detects a tilt angle of the vehicle body. The angular velocity sensor detects an inclination angular velocity of the vehicle body. The posture stability determination unit determines the posture stability of the vehicle body stepwise. The control unit can control the actuator so that the posture of the work implement is maintained. The control unit can switch between the first state, the second state, and the third state in descending order of the posture stability in accordance with the posture stability determined by the posture stability determination unit. In the first state, the control unit controls the actuator based on a detection value of the tilt sensor. In the second state, the control unit controls the actuator based on a value obtained by integrating the detection value of the angular velocity sensor. In the third state, the control unit controls the actuator based on a detection value of the angular velocity sensor.

これにより、車体の姿勢に関する状況に応じて傾斜センサ及び角速度センサの特性を有効に発揮させることにより、作業機の左右傾斜姿勢を適切に制御することができる。   Accordingly, the left and right tilt posture of the work implement can be appropriately controlled by effectively exhibiting the characteristics of the tilt sensor and the angular velocity sensor in accordance with the situation related to the posture of the vehicle body.

前記の農作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、前記姿勢安定度判定部は、前記角速度センサの検出値が閾値を超えた場合に、姿勢安定度が最も低い段階となるように判定する。前記姿勢安定度判定部は、現在の判定が最も高い段階以外の段階であるときに、前記角速度センサの検出値が前記閾値以下である状態が所定時間継続したときは、前記姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階へ変更する。   In the above-mentioned agricultural machine, the following configuration is preferable. That is, the posture stability determination unit determines that the posture stability is at the lowest level when the detection value of the angular velocity sensor exceeds a threshold value. The posture stability determination unit determines the posture stability when the detected value of the angular velocity sensor is equal to or less than the threshold value for a predetermined time when the current determination is a step other than the highest step. Is changed to a higher level.

これにより、車体の左右傾斜姿勢が突然に不安定になった場合でも、直ちに姿勢安定度が最も低い段階であると判定されるので、制御部は第3状態となって、角速度センサの検出値に基づいて作業機の左右傾斜姿勢を応答性良く制御することができる。   As a result, even when the left-right tilt posture of the vehicle body suddenly becomes unstable, it is immediately determined that the posture stability is at the lowest stage, so the control unit enters the third state, and the detected value of the angular velocity sensor Based on the above, it is possible to control the right / left inclined posture of the work implement with high responsiveness.

前記の農作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この農作業機は、前記車体の走行速度を検出する車速センサを備える。前記姿勢安定度判定部は、前記車速センサが検出した走行速度が閾値を超えた場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第1状態に対応する段階にしない。   In the above-mentioned agricultural machine, the following configuration is preferable. That is, this agricultural working machine includes a vehicle speed sensor that detects the traveling speed of the vehicle body. When the traveling speed detected by the vehicle speed sensor exceeds a threshold, the posture stability determination unit does not determine the posture stability at a stage corresponding to the first state.

これにより、車体の左右傾斜姿勢が不安定になることが予想される場合に、応答性を重視して作業機の左右傾斜姿勢を制御することができる。   Thereby, when it is anticipated that the left-right inclination posture of the vehicle body will be unstable, the right-left inclination posture of the work implement can be controlled with emphasis on responsiveness.

前記の農作業機においては、前記姿勢安定度判定部は、直近の所定時間における前記アクチュエータの動作回数が閾値を超えた場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第1状態に対応する段階にしないことが好ましい。   In the farm work machine, the posture stability determination unit determines that the posture stability is determined to correspond to the first state when the number of operations of the actuator in the most recent predetermined time exceeds a threshold value. Preferably not.

これにより、アクチュエータの動作頻度が高く、車体の左右傾斜姿勢が不安定になっている傾向が認められる場合に、応答性を重視して作業機の左右傾斜姿勢を制御することができる。   Thereby, when the operation frequency of the actuator is high and the tendency of the left-right tilt posture of the vehicle body to be unstable, it is possible to control the left-right tilt posture of the work implement with emphasis on responsiveness.

前記の農作業機においては、前記姿勢安定度判定部は、直近の所定時間における前記傾斜センサの検出値の変化が閾値以下である場合は、前記姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階に変更することが好ましい。   In the agricultural machine, the posture stability determination unit changes the determination of the posture stability to a higher level than the present when the change in the detected value of the tilt sensor in the most recent predetermined time is equal to or less than a threshold value. It is preferable to do.

これにより、車体の傾斜の変化を検出して、姿勢安定度を適切に判定することができる。   Thereby, a change in the inclination of the vehicle body can be detected and the posture stability can be appropriately determined.

前記の農作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この農作業機は、前記車体の左右方向の加速度を検出する加速度センサを備える。前記姿勢安定度判定部は、前記加速度センサが検出する加速度の大きさが閾値以上である場合は、前記姿勢安定度の判定を現在よりも低い段階に変更する。   In the above-mentioned agricultural machine, the following configuration is preferable. In other words, the agricultural machine includes an acceleration sensor that detects the acceleration in the left-right direction of the vehicle body. If the magnitude of acceleration detected by the acceleration sensor is equal to or greater than a threshold, the posture stability determination unit changes the determination of the posture stability to a level lower than the current level.

これにより、車体に生じる左右方向の揺れを早期に検出して、姿勢安定度を適切に判定することができる。   As a result, it is possible to detect the left-right direction shaking generated in the vehicle body at an early stage and to appropriately determine the posture stability.

前記の農作業機においては、以下の構成とすることが好ましい。即ち、この農作業機は、前記車体の旋回の程度を検出する旋回検出部を備える。前記姿勢安定度判定部は、前記旋回検出部により前記車体の旋回が検出された場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第1状態に対応する段階にしない。   In the above-mentioned agricultural machine, the following configuration is preferable. In other words, the agricultural machine includes a turning detection unit that detects the degree of turning of the vehicle body. The posture stability determination unit does not determine the posture stability at a stage corresponding to the first state when the turning detection unit detects turning of the vehicle body.

これにより、車体の旋回時において、遠心力の影響を受け易い傾斜センサの検出値を用いて作業機の左右傾斜姿勢を制御するのを回避することができる。   Thereby, when turning the vehicle body, it is possible to avoid using the detection value of the inclination sensor that is easily affected by the centrifugal force to control the left-right inclination posture of the work implement.

本発明の一実施形態に係るトラクタと装着される作業機を示す側面図。The side view which shows the working machine with which the tractor which concerns on one Embodiment of this invention is mounted | worn. 作業機の昇降及び左右傾斜姿勢を制御するための電気的構成を示すブロック図。The block diagram which shows the electrical structure for controlling the raising / lowering and right-and-left inclination attitude | position of a working machine. 車体揺動試験における傾斜センサ及び角速度センサの検出値の変化を示す図。The figure which shows the change of the detected value of the inclination sensor and angular velocity sensor in a vehicle body rocking | fluctuation test. 姿勢安定度判定部が行う処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which an attitude | position stability determination part performs. 姿勢安定度判定部が行う判定に関する状態遷移図。The state transition diagram regarding the determination which an attitude | position stability determination part performs. 弁制御部が行う処理を示すフローチャート。The flowchart which shows the process which a valve control part performs. 別の実施形態における、姿勢安定度判定部が行う判定に関する状態遷移図。The state transition diagram regarding the determination which the attitude | position stability determination part in another embodiment performs.

次に、図面を参照して発明の実施の形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るトラクタ10と装着される作業機3を示す側面図である。図2は、作業機3の昇降及び左右傾斜姿勢を制御するための電気的構成を示すブロック図である。   Next, embodiments of the invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side view showing a tractor 10 and a work implement 3 to be attached according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is a block diagram showing an electrical configuration for controlling the vertical and horizontal tilt postures of the work machine 3.

図1に示すトラクタ10は、農作業機(作業車両)であり、ロータリ、ローダ、プラウ、ボックススクレーパー等の各種の作業機3を必要に応じて車体11に装着し、車体11に支持された作業機3により各種の作業を行うことができる。図1では、作業機3としてロータリ耕耘機を用いた例が示されている。なお、以下の説明では、単に「左側」「右側」等というときは、トラクタ10が前進する方向に向かって左側及び右側を意味するものとする。   A tractor 10 shown in FIG. 1 is an agricultural working machine (working vehicle), and various working machines 3 such as a rotary, a loader, a plow, a box scraper and the like are mounted on a vehicle body 11 as necessary, and are supported by the vehicle body 11. Various operations can be performed by the machine 3. In FIG. 1, the example using a rotary tiller as the working machine 3 is shown. In the following description, “left side”, “right side”, and the like simply mean the left side and the right side in the direction in which the tractor 10 moves forward.

図1に示すように、トラクタ10は、車体11と、左右1対の前輪12と、左右1対の後輪13と、を備える。車体11の前部にはボンネット14が配置されており、当該ボンネット14の内部にはエンジン15が配置されている。   As shown in FIG. 1, the tractor 10 includes a vehicle body 11, a pair of left and right front wheels 12, and a pair of left and right rear wheels 13. A bonnet 14 is disposed at the front of the vehicle body 11, and an engine 15 is disposed inside the bonnet 14.

左右1対の後輪13の間には、ミッションケース16が配置されている。エンジン15の出力は、このミッションケース16内に配置された油圧−機械式変速装置によって変速されて、後輪13へ伝達される。   A mission case 16 is disposed between the pair of left and right rear wheels 13. The output of the engine 15 is shifted by a hydraulic-mechanical transmission disposed in the mission case 16 and transmitted to the rear wheel 13.

ミッションケース16の後部には、ロワーリンク18が左右1対で配置されるとともに、1つのトップリンク19が配置されている。更に、ミッションケース16の後部からPTO軸20が突出して配置されている。作業機3は、ロワーリンク18及びトップリンク19に連結され、PTO軸20によって駆動される。   In the rear part of the mission case 16, a lower link 18 is arranged in a pair of left and right, and one top link 19 is arranged. Further, a PTO shaft 20 is disposed so as to protrude from the rear portion of the mission case 16. The work machine 3 is connected to the lower link 18 and the top link 19 and is driven by the PTO shaft 20.

車体11の後部には、作業機昇降機構25と、作業機角度変更機構26と、が設けられている。   A work implement lifting mechanism 25 and a work implement angle changing mechanism 26 are provided at the rear portion of the vehicle body 11.

作業機昇降機構25は、左右1対のリフトアーム21と、油圧シリンダとして構成されるリフトシリンダ22と、を備える。左右一方のリフトアーム21の先端部は、リンク部材23を介して一方のロワーリンク18に連結され、他方のリフトアーム21の先端部は、後述のローリングシリンダ24を介して他方のロワーリンク18に連結されている。この構成で、リフトシリンダ22を駆動することにより、作業機3が車体11に支持される高さを変更することができる。   The work implement lifting mechanism 25 includes a pair of left and right lift arms 21 and a lift cylinder 22 configured as a hydraulic cylinder. The distal end of one of the left and right lift arms 21 is connected to one lower link 18 via a link member 23, and the distal end of the other lift arm 21 is connected to the other lower link 18 via a rolling cylinder 24 described later. It is connected. With this configuration, the height at which the work machine 3 is supported by the vehicle body 11 can be changed by driving the lift cylinder 22.

作業機角度変更機構26は、油圧シリンダとして構成されるローリングシリンダ(アクチュエータ)24を備える。ローリングシリンダ24は、左右1対のうち右側のリフトアーム21と、右側のロワーリンク18と、を連結するように配置される。この構成で、ローリングシリンダ24を駆動することにより、作業機3が車体11に対して支持される左右方向の傾斜姿勢を変更することができる。   The work machine angle changing mechanism 26 includes a rolling cylinder (actuator) 24 configured as a hydraulic cylinder. The rolling cylinder 24 is disposed so as to connect the right lift arm 21 and the right lower link 18 of the pair of left and right. With this configuration, by driving the rolling cylinder 24, it is possible to change the left-right inclination posture in which the work machine 3 is supported with respect to the vehicle body 11.

ミッションケース16の上方であってボンネット14の後方には、オペレータが搭乗するためのキャビン31が配置されている。キャビン31の内部には運転座席32が設けられており、運転座席32の近傍には各種の操作具が設けられている。   A cabin 31 for an operator to board is disposed above the mission case 16 and behind the bonnet 14. A driver seat 32 is provided inside the cabin 31, and various operation tools are provided in the vicinity of the driver seat 32.

具体的に説明すると、運転座席32の前方には、オペレータが操舵を行うためのステアリングハンドル33が配置されている。   More specifically, a steering handle 33 for an operator to steer is disposed in front of the driver seat 32.

また、運転座席32の右方のアームレストの近傍には、作業機昇降レバー34と、傾斜角度設定ダイアル35と、制御モード切換スイッチ36と、が配置されている。   A work implement lifting lever 34, an inclination angle setting dial 35, and a control mode changeover switch 36 are disposed in the vicinity of the right armrest of the driver seat 32.

作業機昇降レバー34は、レバー状の操作部材であり、作業機3の高さを無段階で指示することができる。オペレータが作業機昇降レバー34を前後方向に操作すると、当該操作が図略のセンサ(例えば、ポテンショメータ)によって検出される。このセンサが出力する検出結果に応じて作業機昇降機構25が動作することで、作業機3を昇降させることができる。   The work implement elevating lever 34 is a lever-like operation member, and can instruct the height of the work implement 3 in a stepless manner. When the operator operates the work implement lifting lever 34 in the front-rear direction, the operation is detected by a sensor (for example, a potentiometer) (not shown). The work implement lifting mechanism 25 operates in accordance with the detection result output from the sensor, whereby the work implement 3 can be raised and lowered.

傾斜角度設定ダイアル35は、ダイアル状の操作部材であり、作業機3の左右傾斜角度を右下がり−水平−右上がりの所定範囲において無段階で指示することができる。オペレータが傾斜角度設定ダイアル35を回転操作すると、当該操作が図略のセンサ(例えば、ポテンショメータ)によって検出される。このセンサが出力する検出結果に応じて作業機角度変更機構26が動作することで、作業機3の左右傾斜角度を変更することができる。   The tilt angle setting dial 35 is a dial-like operation member, and can instruct the left and right tilt angles of the work implement 3 in a stepless manner within a predetermined range of right-down, horizontal-up. When the operator rotates the tilt angle setting dial 35, the operation is detected by a sensor (for example, a potentiometer) (not shown). The work implement angle changing mechanism 26 operates according to the detection result output by the sensor, whereby the left / right inclination angle of the work implement 3 can be changed.

制御モード切換スイッチ36は、例えば押ボタンスイッチとして構成されており、作業機3の左右傾斜角度を制御するモードを切り換えることができる。オペレータがこの制御モード切換スイッチ36を押すことで、作業機3の左右傾斜に関する制御モードを、自動モードと、手動モードと、の間で切り換えることができる。なお、自動モード及び手動モードの詳細は後述する。   The control mode changeover switch 36 is configured as a push button switch, for example, and can switch a mode for controlling the left and right inclination angle of the work implement 3. When the operator presses the control mode changeover switch 36, the control mode related to the left / right inclination of the work machine 3 can be switched between the automatic mode and the manual mode. Details of the automatic mode and the manual mode will be described later.

図2に示すように、トラクタ10は、車体11の左右傾斜姿勢及び左右傾斜方向の角速度を取得して作業機3の傾斜を自動制御するために、傾斜センサ41と、角速度センサ42と、車速センサ43と、舵角センサ(旋回センサ)44と、加速度センサ45と、を備える。これらのセンサは何れも、後述の作業機コントローラ48に対して電気的に接続されている。ただし、車速センサ43、舵角センサ44及び加速度センサ45は、図1には描かれていない。   As shown in FIG. 2, the tractor 10 acquires an inclination sensor 41, an angular velocity sensor 42, a vehicle speed in order to automatically control the inclination of the work implement 3 by acquiring the right / left inclination posture and the angular velocity of the right / left inclination direction of the vehicle body 11. A sensor 43, a rudder angle sensor (turn sensor) 44, and an acceleration sensor 45 are provided. All of these sensors are electrically connected to a work machine controller 48 described later. However, the vehicle speed sensor 43, the steering angle sensor 44, and the acceleration sensor 45 are not drawn in FIG.

傾斜センサ41は、ミッションケース16の適宜の位置に取り付けられている。この傾斜センサ41は公知の構成であるので詳細な説明は省略するが、傾斜センサ41は、固定電極と、カンチレバーに取り付けられた可動電極と、を備え、素子を傾けることに伴って重力により可動電極が移動するのを静電容量の変化として検知することにより、車体11の左右方向の傾斜を検出する構成となっている。ただし、傾斜センサは上記に限定されず、例えば、液体が封入されたチャンバを備え、傾きによる液面の変化を静電容量の変化として検知する構成とすることもできる。更には、公知の重錘式の傾斜センサを用いても良い。   The tilt sensor 41 is attached to an appropriate position of the mission case 16. Although the tilt sensor 41 has a known configuration and will not be described in detail, the tilt sensor 41 includes a fixed electrode and a movable electrode attached to the cantilever, and is movable by gravity as the element is tilted. By detecting the movement of the electrode as a change in electrostatic capacitance, the horizontal inclination of the vehicle body 11 is detected. However, the tilt sensor is not limited to the above. For example, the tilt sensor may include a chamber in which a liquid is sealed, and may detect a change in the liquid level due to the tilt as a change in capacitance. Furthermore, a known weight type tilt sensor may be used.

角速度センサ42は、キャビン31の内部において運転座席32の下方(トラクタ10の重心位置の近傍)に配置されている。この角速度センサ42は、公知の振動ジャイロセンサとして構成されており、振動する素子が回転されたときに発生するコリオリ力の大きさを検知することにより、車体11の左右方向の傾斜の変化(角速度)を検出することができる。   The angular velocity sensor 42 is disposed inside the cabin 31 below the driver seat 32 (near the position of the center of gravity of the tractor 10). The angular velocity sensor 42 is configured as a known vibration gyro sensor, and detects the change in the lateral inclination of the vehicle body 11 (angular velocity) by detecting the magnitude of the Coriolis force generated when the vibrating element is rotated. ) Can be detected.

図2に示す車速センサ43は、車両の適宜の位置、例えば前輪12の車軸に配置されている。この車速センサ43は、例えば車軸の回転に応じたパルスを発生させるように構成されている。車速センサ43で得られた走行速度の情報は、作業機コントローラ48に出力される。ただし、車速センサ43は、例えば、GNSS測位によって車体11の位置の推移を検出することで走行速度を計算により求める構成とすることができる。   The vehicle speed sensor 43 shown in FIG. 2 is disposed at an appropriate position of the vehicle, for example, the axle of the front wheel 12. The vehicle speed sensor 43 is configured to generate a pulse corresponding to the rotation of the axle, for example. Information on the traveling speed obtained by the vehicle speed sensor 43 is output to the work machine controller 48. However, the vehicle speed sensor 43 can be configured to obtain the traveling speed by calculation, for example, by detecting the transition of the position of the vehicle body 11 by GNSS positioning.

舵角センサ44は、前輪12の舵角を検出するセンサであり、車両の適宜の位置、例えば前輪12の旋回軸である図略のキングピンに配置されている。舵角センサ44で得られた舵角の情報は、作業機コントローラ48へ出力される。ただし、舵角センサ44を例えばステアリングハンドル33に配置し、ステアリングハンドル33を操作した角度を舵角センサ44が検出する構成としてもよい。   The rudder angle sensor 44 is a sensor that detects the rudder angle of the front wheel 12 and is disposed at an appropriate position of the vehicle, for example, a king pin (not shown) that is a turning axis of the front wheel 12. Information on the rudder angle obtained by the rudder angle sensor 44 is output to the work machine controller 48. However, the steering angle sensor 44 may be arranged on the steering handle 33, for example, and the steering angle sensor 44 may detect the angle at which the steering handle 33 is operated.

加速度センサ45は、車体11に加わる左右加速度を検出するセンサとして構成されている。この加速度センサ45は、上記の傾斜センサ41と同様に固定電極と可動電極とを備える構成とすることができる。   The acceleration sensor 45 is configured as a sensor that detects lateral acceleration applied to the vehicle body 11. The acceleration sensor 45 can be configured to include a fixed electrode and a movable electrode, similarly to the tilt sensor 41 described above.

図2に示すように、作業機昇降機構25が備えるリフトシリンダ22と、図示しない油圧ポンプとの間には、昇降制御弁61が配置されている。この昇降制御弁61は電磁弁として構成され、作業機コントローラ48に対し電気的に接続されている。   As shown in FIG. 2, a lift control valve 61 is disposed between a lift cylinder 22 provided in the work implement lifting mechanism 25 and a hydraulic pump (not shown). The lift control valve 61 is configured as an electromagnetic valve and is electrically connected to the work machine controller 48.

また、作業機角度変更機構26が備えるローリングシリンダ24と、前記油圧ポンプとの間には、ローリング制御弁62が配置されている。このローリング制御弁62は電磁弁として構成され、作業機コントローラ48に対し電気的に接続されている。   Further, a rolling control valve 62 is disposed between the rolling cylinder 24 provided in the work machine angle changing mechanism 26 and the hydraulic pump. The rolling control valve 62 is configured as an electromagnetic valve and is electrically connected to the work machine controller 48.

作業機コントローラ48は、昇降制御部51と、ローリング制御部52と、を備える。また、ローリング制御部52は、姿勢安定度判定部53と、弁制御部(制御部)54と、を備える。   The work machine controller 48 includes a lift control unit 51 and a rolling control unit 52. Further, the rolling control unit 52 includes a posture stability determination unit 53 and a valve control unit (control unit) 54.

具体的に説明すると、作業機コントローラ48はコンピュータとして構成されており、CPU等の演算部と、ROMやRAM等からなる記憶部と、を備えている。これらのハードウェアと、上記記憶部に記憶された作業機制御プログラムと、が協働することにより、作業機コントローラ48を、昇降制御部51、ローリング制御部52、姿勢安定度判定部53、及び弁制御部54等として機能させることができる。   More specifically, the work machine controller 48 is configured as a computer, and includes a calculation unit such as a CPU and a storage unit including a ROM, a RAM, and the like. These hardware and the work implement control program stored in the storage unit cooperate to make the work implement controller 48 a lift control unit 51, a rolling control unit 52, a posture stability determination unit 53, and It can function as the valve control unit 54 or the like.

昇降制御部51は、作業機昇降レバー34でオペレータが指示した高さで作業機3が支持されるように、昇降制御弁61を介してリフトシリンダ22を制御する。   The lift control unit 51 controls the lift cylinder 22 via the lift control valve 61 so that the work implement 3 is supported at a height instructed by the operator by the work implement lift lever 34.

ローリング制御部52は、所定の条件下で、傾斜角度設定ダイアル35でオペレータが指示した左右傾斜角度で作業機3が支持されるように、ローリング制御弁62を介してローリングシリンダ24を制御する。   The rolling control unit 52 controls the rolling cylinder 24 via the rolling control valve 62 so that the work implement 3 is supported at the left and right inclination angles designated by the operator with the inclination angle setting dial 35 under predetermined conditions.

具体的には、ローリング制御部52は、自動モード、手動モードの2つから選択された1のモードで、作業機3の左右姿勢を制御することができる。以下、それぞれのモードについて説明する。   Specifically, the rolling control unit 52 can control the left and right posture of the work implement 3 in one mode selected from two modes, an automatic mode and a manual mode. Each mode will be described below.

自動モードのとき、オペレータが傾斜角度設定ダイアル35を操作して任意の角度を指示した状態で、作業機昇降レバー34を操作して作業機3を下降させると、車体11の傾きにかかわらず、作業機3の左右傾斜姿勢を水平に対して(つまり、重力加速度と垂直な向きに対して)当該指示角度になるように制御することができる。ただし、作業機3を上昇させると、作業機3は車体11と平行になるように制御される。   In the automatic mode, when the operator operates the tilt angle setting dial 35 to indicate an arbitrary angle and operates the work implement lifting lever 34 to lower the work implement 3, regardless of the inclination of the vehicle body 11, It is possible to control the right / left tilt posture of the work machine 3 so as to be the designated angle with respect to the horizontal (that is, with respect to the direction perpendicular to the gravitational acceleration). However, when the work implement 3 is raised, the work implement 3 is controlled to be parallel to the vehicle body 11.

この自動モードでは、例えば、オペレータが傾斜角度設定ダイアル35で水平を指示すれば、圃場が凹凸を有していたり軟弱だったりするために、又は、片輪が既耕地に落ちる等して、車体11が傾いても、作業機3が常に水平姿勢を保持するように制御される。従って、均平な耕耘が実現され、耕盤が安定する。   In this automatic mode, for example, if the operator indicates the level with the tilt angle setting dial 35, the field may be uneven or weak, or one wheel may fall on the cultivated land. Even when 11 is tilted, the work implement 3 is controlled so as to always maintain a horizontal posture. Therefore, flat tillage is realized and the cultivator is stabilized.

手動モードでは、傾斜角度設定ダイアル35の操作は無効化される。作業機3が上昇位置、下降位置の何れにあっても、オペレータは、傾斜角度設定ダイアル35とは別の傾斜角度設定部材(図略)を操作することにより、作業機3の傾斜姿勢を変更することができる。   In the manual mode, the operation of the tilt angle setting dial 35 is invalidated. Regardless of whether the work machine 3 is in the raised position or the lowered position, the operator changes the tilt posture of the work machine 3 by operating a tilt angle setting member (not shown) different from the tilt angle setting dial 35. can do.

次に、上記の自動モードで作業機3を下降させたときの左右傾斜姿勢の制御を実現するために用いられる傾斜センサ41及び角速度センサ42について説明する。   Next, the tilt sensor 41 and the angular velocity sensor 42 used for realizing control of the left and right tilt posture when the work implement 3 is lowered in the automatic mode will be described.

傾斜センサ41は、車体11の地球の重力加速度の方向に対する角度(絶対的な傾斜角度)を検出できるものの、傾斜角度の変化に対する検出値の変化の追従が早くない。また、傾斜センサ41の検出値は、車体11の旋回に伴う遠心力等の外力の影響を受け易い。   Although the tilt sensor 41 can detect the angle (absolute tilt angle) of the vehicle body 11 with respect to the direction of the gravitational acceleration of the earth, the change of the detected value does not follow the change of the tilt angle quickly. Further, the detected value of the tilt sensor 41 is easily influenced by external force such as centrifugal force accompanying the turning of the vehicle body 11.

一方、角速度センサ42は、車体11の傾斜角度の変化を素早く検出でき、また、その検出値は外力の影響を受けにくい。しかし、角速度センサ42は、傾斜角度の変化を検出することはできるものの、絶対的な傾斜角度を求めることができない。   On the other hand, the angular velocity sensor 42 can quickly detect a change in the inclination angle of the vehicle body 11, and the detected value is not easily influenced by an external force. However, the angular velocity sensor 42 can detect a change in the tilt angle but cannot determine an absolute tilt angle.

図3には、車体11を揺動試験機に載せ、左右傾斜姿勢を右下がりと右上がりの間で周期的に変化させたときの、傾斜センサ41及び角速度センサ42の出力値の変化が、2つのグラフにより示されている。この試験では、左の前輪12及び後輪13の支持高さを一定としつつ、右の前輪12及び後輪13の支持高さを、左と同じ高さを中心として所定の振幅で単振動させている。   FIG. 3 shows changes in the output values of the tilt sensor 41 and the angular velocity sensor 42 when the vehicle body 11 is placed on a swing tester and the left-right tilt posture is periodically changed between right-down and right-up. Two graphs are shown. In this test, the support height of the left front wheel 12 and the rear wheel 13 is made constant, and the support height of the right front wheel 12 and the rear wheel 13 is simply oscillated with a predetermined amplitude around the same height as the left. ing.

上側のグラフの縦軸は、右側の前輪12及び後輪13の高さであり、実質的に車体11の左右傾斜姿勢を意味する。下側のグラフの縦軸は、傾斜センサ41及び角速度センサ42の出力値である。2つのグラフの横軸は何れも時間軸であり、時間は上下のグラフで対応している。   The vertical axis of the upper graph is the height of the right front wheel 12 and the rear wheel 13 and substantially means the left-right inclined posture of the vehicle body 11. The vertical axis of the lower graph represents the output values of the tilt sensor 41 and the angular velocity sensor 42. The horizontal axes of the two graphs are both time axes, and time corresponds to the upper and lower graphs.

このグラフからわかるように、傾斜センサ41の出力値のピークが現れるタイミングは、実際の傾斜姿勢の変化のピークから多少遅れている。一方、単振動において速度のピークは変位がゼロであるときに現れることを考慮すると、角速度センサ42の検出遅れは、傾斜センサ41に比べて相当に小さいことがわかる。   As can be seen from this graph, the timing at which the peak of the output value of the tilt sensor 41 appears is somewhat delayed from the peak of the actual tilt posture change. On the other hand, in consideration of the fact that the peak of velocity appears in a simple vibration when the displacement is zero, it can be seen that the detection delay of the angular velocity sensor 42 is considerably smaller than that of the tilt sensor 41.

上述したように、角速度センサ42は角度の変化を検出することは可能であるが、角度そのものを検出することはできない。従って、ある時点からの車体11の左右姿勢の変化を打ち消すように作業機3の左右姿勢を制御することは可能であるが、その精度は高くない。また、角速度センサ42の検出値に対して適宜の安定化処理(例えば、ローパスフィルタ処理)を行った上で積分することにより、ある程度信頼し得る精度で左右傾斜姿勢を得ることが可能であるが、当該安定化処理に伴って、傾斜センサ41程ではないものの検出遅れが生じてしまう。   As described above, the angular velocity sensor 42 can detect a change in angle, but cannot detect the angle itself. Therefore, although it is possible to control the left-right posture of the work machine 3 so as to cancel the change in the left-right posture of the vehicle body 11 from a certain point in time, the accuracy is not high. Further, by performing an appropriate stabilization process (for example, a low-pass filter process) on the detection value of the angular velocity sensor 42 and integrating the detected value, it is possible to obtain a right / left inclined posture with a certain degree of reliability. Along with the stabilization process, a detection delay occurs that is not as great as the tilt sensor 41.

そこで、本実施形態の作業機コントローラ48が備えるローリング制御部52は、上記のような各検出値の性質を踏まえて、以下のように構成されている。   Therefore, the rolling control unit 52 included in the work machine controller 48 of the present embodiment is configured as follows based on the properties of the detection values as described above.

詳細に説明すると、ローリング制御部52は図2に示すように、姿勢安定度判定部53と、弁制御部54と、を備える。   More specifically, the rolling control unit 52 includes a posture stability determination unit 53 and a valve control unit 54 as shown in FIG.

姿勢安定度判定部53は、角速度センサ42の検出値等に基づいて、車体11の左右姿勢の変動が少ない安定的な状況か、変動が多い不安定な状況か、を表す姿勢安定度を、「高」、「中」、及び「低」の3段階で判定する。安定度が最も高い段階が「高」であり、最も低い段階が「低」である。   The posture stability determination unit 53 determines the posture stability indicating whether the left and right posture of the vehicle body 11 is in a stable situation with little fluctuation or an unstable situation with many fluctuations based on the detection value of the angular velocity sensor 42 and the like. Judgment is made in three stages of “high”, “medium”, and “low”. The highest level is “high” and the lowest level is “low”.

弁制御部54は、姿勢安定度判定部53の判定結果に基づいて、角速度センサ42の検出値、角速度センサ42の検出値の積分値、及び傾斜センサ41の検出値のうち何れかに基づいて、作業機3が水平に対して、傾斜角度設定ダイアル35で指示された角度の左右傾斜姿勢となるように、ローリング制御弁62を介してローリングシリンダ24を伸縮駆動する。   Based on the determination result of the posture stability determination unit 53, the valve control unit 54 is based on one of the detection value of the angular velocity sensor 42, the integral value of the detection value of the angular velocity sensor 42, and the detection value of the tilt sensor 41. The rolling cylinder 24 is extended and retracted via the rolling control valve 62 so that the working machine 3 assumes a left-right inclined posture at an angle designated by the inclination angle setting dial 35 with respect to the horizontal.

次に、図4を参照して、姿勢安定度判定部53の処理を説明する。図4は、姿勢安定度判定部53が行う処理を示すフローチャートである。   Next, processing of the posture stability determination unit 53 will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a flowchart showing processing performed by the posture stability determination unit 53.

最初に、姿勢安定度判定部53は、姿勢安定度の判定結果を初期値である「低」に設定した後(ステップS101)、角速度センサ42の検出値が所定の閾値未満である状態が所定時間継続したか否かを判定する(ステップS102)。   First, the posture stability determination unit 53 sets the determination result of posture stability to “low” which is an initial value (step S101), and then the state in which the detected value of the angular velocity sensor 42 is less than a predetermined threshold is predetermined. It is determined whether or not the time has continued (step S102).

角速度センサ42の検出値が閾値以上である場合、又は、閾値未満であるもののその状態が継続している時間が所定時間より短い場合、ステップS102の判断を反復する。   If the detected value of the angular velocity sensor 42 is equal to or greater than the threshold value, or is less than the threshold value, but the time during which the state continues is shorter than the predetermined time, the determination in step S102 is repeated.

ステップS102の判断で、角速度センサ42の検出値が所定の閾値未満である状態が所定時間以上継続している場合、姿勢安定度判定部53は、姿勢安定度の判定結果を「低」から「中」に変更する(ステップS103)。   If it is determined in step S102 that the detected value of the angular velocity sensor 42 is less than the predetermined threshold value for a predetermined time or longer, the posture stability determination unit 53 changes the determination result of the posture stability from “low” to “ It changes to “medium” (step S103).

その後、姿勢安定度判定部53は、角速度センサ42の検出値が上記の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS104)。角速度センサ42の検出値が閾値以上である場合、ステップS101に戻り、この結果、姿勢安定度の判定結果が「低」に変更されることになる。   Thereafter, the posture stability determination unit 53 determines whether or not the detection value of the angular velocity sensor 42 is equal to or greater than the threshold value (step S104). If the detected value of the angular velocity sensor 42 is equal to or greater than the threshold value, the process returns to step S101, and as a result, the determination result of the posture stability is changed to “low”.

ステップS104の判断で、角速度センサ42の検出値が所定の閾値未満である場合、姿勢安定度判定部53は、車体11の走行速度等が所定の条件を満たしているか否かを判定する(ステップS105)。この条件とは、具体的には、車速センサ43が検出した走行速度が所定値未満であること、直近のある程度の時間におけるローリングシリンダ24の作動回数(即ち、ローリングシリンダ24の作動頻度)が所定回数未満であること、及び、舵角センサ44の検出値が中立近傍であること(言い換えれば、車体11の旋回が検出されないこと)を意味する。当該条件が満たされなかった場合は、ステップS104に戻る。   If it is determined in step S104 that the detected value of the angular velocity sensor 42 is less than the predetermined threshold value, the posture stability determination unit 53 determines whether or not the traveling speed of the vehicle body 11 satisfies a predetermined condition (step S104). S105). Specifically, this condition is that the traveling speed detected by the vehicle speed sensor 43 is less than a predetermined value, and the number of operations of the rolling cylinder 24 (that is, the operating frequency of the rolling cylinder 24) in a certain period of time is predetermined. This means that it is less than the number of times and that the detected value of the rudder angle sensor 44 is near neutral (in other words, the turning of the vehicle body 11 is not detected). If the condition is not satisfied, the process returns to step S104.

ステップS105の判断で、上記の条件が満たされていた場合、姿勢安定度判定部53は更に、角速度センサ42の検出値が所定の閾値未満である状態が所定時間継続したか否かを判定する(ステップS106)。角速度センサ42の閾値未満である状態が継続している時間が所定時間より短い場合、ステップS104に戻る。   If it is determined in step S105 that the above condition is satisfied, the posture stability determination unit 53 further determines whether or not the state in which the detected value of the angular velocity sensor 42 is less than a predetermined threshold continues for a predetermined time. (Step S106). When the time during which the state of being less than the threshold value of the angular velocity sensor 42 continues is shorter than the predetermined time, the process returns to step S104.

ステップS106の判断で、角速度センサ42の検出値が所定の閾値未満である状態が所定時間以上継続している場合、姿勢安定度判定部53は、姿勢安定度の判定結果を「中」から「高」に変更する(ステップS107)。   If it is determined in step S106 that the detected value of the angular velocity sensor 42 is less than the predetermined threshold value for a predetermined time or longer, the posture stability determination unit 53 changes the determination result of the posture stability from “medium” to “ It is changed to “high” (step S107).

その後、姿勢安定度判定部53は、角速度センサ42の検出値が上記の閾値以上であるか否かを判定する(ステップS108)。角速度センサ42の検出値が閾値以上である場合、ステップS101に戻り、この結果、姿勢安定度の判定結果が「低」に変更されることになる。角速度センサ42の検出値が閾値未満である場合は、ステップS108の判断を反復する。   Thereafter, the posture stability determination unit 53 determines whether or not the detection value of the angular velocity sensor 42 is equal to or greater than the threshold value (step S108). If the detected value of the angular velocity sensor 42 is equal to or greater than the threshold value, the process returns to step S101, and as a result, the determination result of the posture stability is changed to “low”. If the detected value of the angular velocity sensor 42 is less than the threshold value, the determination in step S108 is repeated.

姿勢安定度判定部53が以上の処理を行うことにより、図5に示すように、角速度センサ42の検出値が閾値以上である場合には姿勢安定度の判定結果として「低」を出力し、角速度センサ42の検出値が閾値未満である状態が所定時間経過すると、出力される判定結果が「低」から「中」になり、車速等の条件を満たしつつ更に同様の状態が所定時間経過すると、出力される判定結果が「中」から「高」になる制御が実現される。   By performing the above processing, the posture stability determination unit 53 outputs “low” as the determination result of the posture stability when the detected value of the angular velocity sensor 42 is equal to or greater than the threshold value as shown in FIG. When a state in which the detection value of the angular velocity sensor 42 is less than the threshold value has elapsed for a predetermined time, the output determination result changes from “low” to “medium”, and when a similar state further elapses while satisfying the conditions such as the vehicle speed Thus, the control that the output determination result is changed from “medium” to “high” is realized.

次に、図6を参照して、姿勢安定度判定部53の判定結果に基づいて行われる弁制御部54の処理を説明する。図6は、弁制御部54が行う処理を示すフローチャートである。   Next, the processing of the valve control unit 54 performed based on the determination result of the posture stability determination unit 53 will be described with reference to FIG. FIG. 6 is a flowchart showing processing performed by the valve control unit 54.

最初に、弁制御部54は、姿勢安定度判定部53が出力する姿勢安定度の判定結果が「高」であるか否かを判定する(ステップS201)。判定結果が「高」である場合は、弁制御部54は、傾斜センサ41の検出値に基づいてローリング制御弁62を制御する(第1状態、ステップS202)。その後、処理はステップS201に戻る。   First, the valve control unit 54 determines whether or not the determination result of the posture stability output from the posture stability determination unit 53 is “high” (step S201). When the determination result is “high”, the valve control unit 54 controls the rolling control valve 62 based on the detection value of the inclination sensor 41 (first state, step S202). Thereafter, the process returns to step S201.

ステップS201の判断で、判定結果が「高」でない場合、弁制御部54は、姿勢安定度判定部53が出力する姿勢安定度の判定結果が「中」であるか否かを判定する(ステップS203)。判定結果が「中」であった場合、弁制御部54は、角速度センサ42の検出値を積分した結果(積分値)に基づいてローリング制御弁62を制御する(第2状態、ステップS204)。その後、処理はステップS201に戻る。   If the determination result in step S201 is not “high”, the valve control unit 54 determines whether the determination result of the posture stability output from the posture stability determination unit 53 is “medium” (step S201). S203). When the determination result is “medium”, the valve control unit 54 controls the rolling control valve 62 based on the result (integrated value) obtained by integrating the detection value of the angular velocity sensor 42 (second state, step S204). Thereafter, the process returns to step S201.

ステップS203の判断で、判定結果が「中」でない場合は、姿勢安定度の判定結果が「低」であることを意味する。この場合、弁制御部54は、角速度センサ42の検出値に基づいてローリング制御弁62を制御する(第3状態、ステップS205)。その後、処理はステップS201に戻る。   If the determination result in step S203 is not “medium”, it means that the determination result of the posture stability is “low”. In this case, the valve control unit 54 controls the rolling control valve 62 based on the detection value of the angular velocity sensor 42 (third state, step S205). Thereafter, the process returns to step S201.

このように、弁制御部54は、姿勢安定度判定部53の判定結果が「高」であるときは傾斜センサ41の検出値に基づいて、「中」であるときは角速度センサ42の検出値の積分値に基づいて、「低」であるときは角速度センサ42の検出値に基づいて、作業機3の左右傾斜制御を行う。   In this way, the valve control unit 54 determines the detection value of the angular velocity sensor 42 based on the detection value of the inclination sensor 41 when the determination result of the posture stability determination unit 53 is “high”, and when the determination result is “medium”. If it is “low” based on the integrated value, the left and right tilt control of the work implement 3 is performed based on the detection value of the angular velocity sensor 42.

即ち、姿勢安定度が「高」のときは、車体11の左右傾斜姿勢が安定しており、姿勢の検出の遅れが生じたとしても作業機3の姿勢の保持に影響が生じにくい。一方、姿勢安定度が「低」のときは、車体11の姿勢が不安定であるので、車体11の姿勢変化に素早く追従して作業機3の傾斜姿勢を制御する必要がある。   That is, when the posture stability is “high”, the left-right tilt posture of the vehicle body 11 is stable, and even if a posture detection delay occurs, the posture maintenance of the work machine 3 is hardly affected. On the other hand, since the posture of the vehicle body 11 is unstable when the posture stability is “low”, it is necessary to quickly follow the posture change of the vehicle body 11 to control the tilt posture of the work machine 3.

この点、本実施形態では、姿勢安定度が「高」のときは、信頼性の高い傾斜センサ41の検出値を作業機3の姿勢制御のために用いる。また、姿勢安定度が「低」のときは、検出遅れが少ない角速度センサ42の検出値を作業機3の姿勢制御のために用いる。そして、姿勢安定度が「中」のときは、中間的な状況であるので、角速度センサ42の検出値を積分した値を作業機3の姿勢制御のために用いる。これにより、傾斜センサ41及び角速度センサ42が有する検出特性を状況に応じて有効に発揮させ、作業機3の左右傾斜姿勢を適切に制御することができる。   In this regard, in this embodiment, when the posture stability is “high”, the detection value of the highly reliable tilt sensor 41 is used for posture control of the work implement 3. When the posture stability is “low”, the detection value of the angular velocity sensor 42 with a small detection delay is used for posture control of the work implement 3. When the posture stability is “medium”, it is an intermediate situation, and therefore, a value obtained by integrating the detected values of the angular velocity sensor 42 is used for posture control of the work implement 3. Thereby, the detection characteristics of the tilt sensor 41 and the angular velocity sensor 42 can be effectively exhibited according to the situation, and the left and right tilt posture of the work implement 3 can be appropriately controlled.

また、図4における姿勢安定度の判定処理においてステップS105の判断が行われることにより、車速センサ43が検出する車体11の走行速度が所定の閾値以上であったり、ローリングシリンダ24の作動頻度が所定の閾値以上であったりした場合は、角速度センサ42の検出値が閾値未満である状態が所定時間継続した場合でも、姿勢安定度の判定が「高」にならないようになっている。これにより、車体11の左右傾斜姿勢が不安定になることが予想される状況であったり、不安定な傾向が検出されたりした場合に、車体11の左右傾斜姿勢の変化に対する応答性を重視して作業機3の左右傾斜姿勢を制御することができる。   In addition, the determination in step S105 is performed in the posture stability determination process in FIG. 4, so that the traveling speed of the vehicle body 11 detected by the vehicle speed sensor 43 is equal to or higher than a predetermined threshold, or the operating frequency of the rolling cylinder 24 is predetermined. If the detected value of the angular velocity sensor 42 is less than the threshold value, the determination of the posture stability does not become “high” even when the state where the detected value of the angular velocity sensor 42 is less than the threshold value continues for a predetermined time. As a result, when the left-right tilt posture of the vehicle body 11 is expected to become unstable or when an unstable tendency is detected, the responsiveness to changes in the left-right tilt posture of the vehicle body 11 is emphasized. Thus, the right / left inclined posture of the work machine 3 can be controlled.

更には、ステップS105において、舵角センサ44の検出値が中立近傍でない場合(言い換えれば、車体11の旋回が検出されている場合)も同様に、角速度センサ42の検出値が閾値未満である状態が所定時間継続した場合でも、姿勢安定度の判定が「高」にならないようになっている。これにより、旋回による遠心力の影響を受け易い傾斜センサ41の検出値を用いて作業機3の左右傾斜姿勢を制御することを防止できる。   Further, when the detected value of the rudder angle sensor 44 is not near neutral (in other words, when turning of the vehicle body 11 is detected) in step S105, the detected value of the angular velocity sensor 42 is similarly less than the threshold value. Even when the period of time continues for a predetermined time, the determination of the posture stability does not become “high”. Thereby, it is possible to prevent the left and right tilt posture of the work implement 3 from being controlled using the detection value of the tilt sensor 41 that is easily affected by the centrifugal force due to turning.

以上に説明したように、本実施形態のトラクタ10は、車体11と、ローリングシリンダ24と、傾斜センサ41と、角速度センサ42と、姿勢安定度判定部53と、弁制御部54と、を備える。車体11は、作業機3を支持する。ローリングシリンダ24は、車体11に対する作業機3の姿勢を変更可能である。傾斜センサ41は、車体11の傾斜角度を検出する。角速度センサ42は、車体11の傾斜角速度を検出する。姿勢安定度判定部53は、車体11の姿勢安定度を段階的に判定する。弁制御部54は、作業機3の姿勢が傾斜角度設定ダイアル35で指定された姿勢で保持されるようにローリングシリンダ24を制御可能である。弁制御部54は、姿勢安定度判定部53が判定した姿勢安定度が高い順に、第1状態と、第2状態と、第3状態と、を切換可能である。第1状態では、弁制御部54は、傾斜センサ41の検出値に基づいてローリングシリンダ24を制御する。第2状態では、弁制御部54は、角速度センサ42の検出値を積分した値に基づいてローリングシリンダ24を制御する。弁制御部54は、第3状態では、角速度センサ42の検出値に基づいてローリングシリンダ24を制御する。   As described above, the tractor 10 of this embodiment includes the vehicle body 11, the rolling cylinder 24, the tilt sensor 41, the angular velocity sensor 42, the posture stability determination unit 53, and the valve control unit 54. . The vehicle body 11 supports the work machine 3. The rolling cylinder 24 can change the posture of the work machine 3 with respect to the vehicle body 11. The tilt sensor 41 detects the tilt angle of the vehicle body 11. The angular velocity sensor 42 detects the inclination angular velocity of the vehicle body 11. The posture stability determination unit 53 determines the posture stability of the vehicle body 11 in stages. The valve control unit 54 can control the rolling cylinder 24 so that the posture of the work machine 3 is held in the posture specified by the tilt angle setting dial 35. The valve control unit 54 can switch between the first state, the second state, and the third state in descending order of the posture stability determined by the posture stability determination unit 53. In the first state, the valve control unit 54 controls the rolling cylinder 24 based on the detection value of the tilt sensor 41. In the second state, the valve control unit 54 controls the rolling cylinder 24 based on a value obtained by integrating the detection value of the angular velocity sensor 42. In the third state, the valve control unit 54 controls the rolling cylinder 24 based on the detection value of the angular velocity sensor 42.

これにより、車体11の姿勢に関する状況に応じて傾斜センサ41及び角速度センサ42の特性を有効に発揮させることにより、作業機3の左右傾斜姿勢を適切に制御することができる。   Thus, the left and right tilt posture of the work implement 3 can be appropriately controlled by effectively exhibiting the characteristics of the tilt sensor 41 and the angular velocity sensor 42 according to the situation related to the posture of the vehicle body 11.

また、本実施形態のトラクタ10において、姿勢安定度判定部53は、角速度センサ42の検出値が閾値を超えた場合に、姿勢安定度が「低」となるように判定する。姿勢安定度判定部53は、現在の判定が「低」又は「中」であるときに、角速度センサ42の検出値が前記閾値以下である状態が所定時間継続したときは、姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階へ変更する。   Further, in the tractor 10 of the present embodiment, the posture stability determination unit 53 determines that the posture stability is “low” when the detection value of the angular velocity sensor 42 exceeds the threshold value. The posture stability determination unit 53 determines the posture stability when the detection value of the angular velocity sensor 42 is equal to or less than the threshold value for a predetermined time when the current determination is “low” or “medium”. Is changed to a higher level.

これにより、車体11の左右傾斜姿勢が突然に不安定になった場合でも、直ちに姿勢安定度が「低」になるので、角速度センサ42の検出値に基づいて、作業機3の左右傾斜姿勢を応答性良く制御することができる。   Thereby, even when the left-right inclined posture of the vehicle body 11 suddenly becomes unstable, the posture stability immediately becomes “low”, so the left-right inclined posture of the work implement 3 is changed based on the detection value of the angular velocity sensor 42. It can be controlled with good responsiveness.

また、本実施形態のトラクタ10は、車体11の走行速度を検出する車速センサ43を備える。姿勢安定度判定部53は、車速センサ43が検出した走行速度が閾値を超えた場合は、姿勢安定度の判定を「高」にしない。   Further, the tractor 10 of the present embodiment includes a vehicle speed sensor 43 that detects the traveling speed of the vehicle body 11. The posture stability determination unit 53 does not set the posture stability determination to “high” when the traveling speed detected by the vehicle speed sensor 43 exceeds the threshold.

これにより、車体11の左右傾斜姿勢が不安定になることが予想される場合に、応答性を重視して作業機3の左右傾斜姿勢を制御することができる。   Thereby, when it is anticipated that the left-right inclination posture of the vehicle body 11 will become unstable, the right-left inclination posture of the work machine 3 can be controlled with emphasis on responsiveness.

また、本実施形態のトラクタ10において、姿勢安定度判定部53は、ローリングシリンダ24の動作頻度が閾値以上である場合は、姿勢安定度の判定を「高」にしない。   Further, in the tractor 10 of the present embodiment, the posture stability determination unit 53 does not make the posture stability determination “high” when the operation frequency of the rolling cylinder 24 is equal to or higher than the threshold value.

これにより、車体11の左右傾斜姿勢が不安定になっている傾向が認められる場合に、応答性を重視して作業機3の左右傾斜姿勢を制御することができる。   Thereby, when the tendency for the left-right inclination posture of the vehicle body 11 to be unstable is recognized, the right-left inclination posture of the work machine 3 can be controlled with emphasis on responsiveness.

また、本実施形態のトラクタは、車体11の旋回の程度を検出する舵角センサ44を備える。姿勢安定度判定部53は、舵角センサ44により車体11の旋回が検出された場合は、姿勢安定度の判定を「高」にしない。   In addition, the tractor according to the present embodiment includes a steering angle sensor 44 that detects the degree of turning of the vehicle body 11. The posture stability determination unit 53 does not set the posture stability determination to “high” when the turning of the vehicle body 11 is detected by the steering angle sensor 44.

これにより、車体11の旋回時において、遠心力の影響を受け易い傾斜センサ41の検出値を用いて作業機3の左右傾斜姿勢を制御するのを回避することができる。   Thereby, when turning the vehicle body 11, it is possible to avoid controlling the right and left tilt posture of the work implement 3 using the detection value of the tilt sensor 41 that is easily affected by the centrifugal force.

次に、別の実施形態を説明する。図7は、別の実施形態のトラクタにおける姿勢安定度の判定に関する状態遷移図である。なお、本実施形態の説明においては、前述の実施形態と同一又は類似の部材には図面に同一の符号を付し、説明を省略する場合がある。   Next, another embodiment will be described. FIG. 7 is a state transition diagram regarding determination of posture stability in a tractor according to another embodiment. In the description of the present embodiment, the same or similar members as those of the above-described embodiment may be denoted by the same reference numerals in the drawings, and description thereof may be omitted.

本実施形態においては、姿勢安定度判定部53が行う姿勢安定度の判定を、角速度センサ42ではなく傾斜センサ41及び加速度センサ45の検出値に基づいて行う点が、前述の実施形態と異なっている。   In the present embodiment, the posture stability determination performed by the posture stability determination unit 53 is performed based on the detection values of the inclination sensor 41 and the acceleration sensor 45 instead of the angular velocity sensor 42, unlike the above-described embodiment. Yes.

即ち、本実施形態において姿勢安定度判定部53は、図7に示すように、直近の所定時間における傾斜センサ41の変化が閾値未満である場合は、姿勢安定度の判定結果を、「低」から「中」に、又は「中」から「高」に変更する。   That is, in this embodiment, as shown in FIG. 7, the posture stability determination unit 53 sets the posture stability determination result to “low” when the change of the tilt sensor 41 in the latest predetermined time is less than the threshold. Change from “Medium” or “Medium” to “High”.

一方、姿勢安定度判定部53は、加速度センサ45の検出値が閾値以上である場合は、姿勢安定度の判定結果を、「高」から「中」に、又は「中」から「低」に変更する。   On the other hand, when the detected value of the acceleration sensor 45 is equal to or greater than the threshold value, the posture stability determination unit 53 changes the posture stability determination result from “high” to “medium” or from “medium” to “low”. change.

以上のような構成によっても、車体11の姿勢安定度を良好に判定することができる。   Even with the above configuration, the posture stability of the vehicle body 11 can be determined satisfactorily.

以上に説明したように、本実施形態のトラクタにおいて、姿勢安定度判定部53は、直近の所定時間における傾斜センサ41の検出値の変化が閾値以下である場合は、姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階に変更する。   As described above, in the tractor of the present embodiment, the posture stability determination unit 53 determines the posture stability currently when the change in the detected value of the tilt sensor 41 during the most recent predetermined time is equal to or less than the threshold value. Change to a higher level.

これにより、車体11の傾斜の変化を検出して、姿勢安定度を適切に判定することができる。   Thereby, the change in the inclination of the vehicle body 11 can be detected and the posture stability can be appropriately determined.

また、本実施形態のトラクタは、車体11の左右方向の加速度を検出する加速度センサ45を備える。姿勢安定度判定部53は、加速度センサ45が検出する加速度の大きさが閾値以上である場合は、姿勢安定度の判定を現在よりも低い段階に変更する。   In addition, the tractor according to the present embodiment includes an acceleration sensor 45 that detects acceleration in the left-right direction of the vehicle body 11. If the magnitude of acceleration detected by the acceleration sensor 45 is equal to or greater than the threshold value, the posture stability determination unit 53 changes the posture stability determination to a level lower than the current level.

これにより、車体11に生じる左右方向の揺れを早期に検出して、姿勢安定度を適切に判定することができる。   As a result, it is possible to detect the left-right direction shaking generated in the vehicle body 11 at an early stage and to appropriately determine the posture stability.

以上に本発明の好適な実施の形態を説明したが、上記の構成は例えば以下のように変更することができる。   The preferred embodiment of the present invention has been described above, but the above configuration can be modified as follows, for example.

図4のフローチャートにおいて、姿勢安定度の判定が「高」であるときに、ステップS105で説明した条件が満たされなくなった場合には、判定を「中」に変更するように変更することもできる。   In the flowchart of FIG. 4, when the determination of the posture stability is “high”, if the condition described in step S <b> 105 is not satisfied, the determination can be changed to change to “medium”. .

図7の状態遷移図において、例えば、加速度センサ45が検出する加速度の大きさが閾値未満である状態が所定時間以上継続した場合に、姿勢安定度の判定を「低」から「中」、又は「中」から「高」に変更するように構成することもできる。   In the state transition diagram of FIG. 7, for example, when the state where the acceleration detected by the acceleration sensor 45 is less than the threshold value continues for a predetermined time or more, the posture stability determination is changed from “low” to “medium”, or It can also be configured to change from “medium” to “high”.

作業機3の左右傾斜姿勢を検出する傾斜センサをトラクタ10が備え、ローリング制御部52が、車体11だけでなく作業機3の傾斜の検出値に基づいて当該作業機3の左右傾斜姿勢を制御するように構成することもできる。   The tractor 10 is provided with a tilt sensor that detects the right / left tilt posture of the work implement 3, and the rolling control unit 52 controls the left / right tilt posture of the work implement 3 based on the detected value of the tilt of the work implement 3 as well as the vehicle body 11. It can also be configured to.

姿勢安定度判定部53によって判定される姿勢安定度は、「高」「中」「低」の3段階に限定されず、例えば4段階以上で判定されるように変更することができる。   The posture stability determined by the posture stability determination unit 53 is not limited to three levels of “high”, “medium”, and “low”, but can be changed to be determined in four or more levels, for example.

傾斜角度設定ダイアル35を省略し、弁制御部54が、作業機3の姿勢が常に水平(即ち、重力加速度と垂直)に保持されるように作業機3の左右傾斜姿勢を制御しても良い。   The tilt angle setting dial 35 may be omitted, and the valve control unit 54 may control the right / left tilt posture of the work implement 3 so that the posture of the work implement 3 is always kept horizontal (that is, vertical to the gravitational acceleration). .

上述した作業機3の水平制御は、ロータリ耕耘機のほか、代掻き専用の作業機であるハロー、レーザーレベラ等に適用することもできる。また、本発明は、トラクタ以外の農作業機、例えば田植機、移植機、スプレーヤ等にも適用することができる。   The horizontal control of the work machine 3 described above can be applied to a harrow, a laser leveler, or the like, which is a work machine dedicated to plowing, in addition to a rotary tiller. The present invention can also be applied to farm work machines other than tractors, such as rice transplanters, transplanters, sprayers, and the like.

3 作業機
11 車体
24 ローリングシリンダ(アクチュエータ)
41 傾斜センサ
42 角速度センサ
43 車速センサ
44 舵角センサ(旋回検出部)
45 加速度センサ
53 姿勢安定度判定部
54 弁制御部(制御部)
3 Working machine 11 Car body 24 Rolling cylinder (actuator)
41 Inclination sensor 42 Angular velocity sensor 43 Vehicle speed sensor 44 Rudder angle sensor (turn detection unit)
45 Acceleration sensor 53 Posture stability determination unit 54 Valve control unit (control unit)

Claims (7)

作業機を支持する車体と、
前記車体に対する前記作業機の姿勢を変更可能なアクチュエータと、
前記車体の傾斜角度を検出する傾斜センサと、
前記車体の傾斜角速度を検出する角速度センサと、
前記車体の姿勢安定度を段階的に判定する姿勢安定度判定部と、
前記作業機の姿勢が保持されるように前記アクチュエータを制御可能な制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記姿勢安定度判定部が判定した姿勢安定度に応じて、当該姿勢安定度が高い順に、
前記傾斜センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する第1状態と、
前記角速度センサの検出値を積分した値に基づいて前記アクチュエータを制御する第2状態と、
前記角速度センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを制御する第3状態と、
を切換可能であることを特徴とする農作業機。
A vehicle body that supports the work implement;
An actuator capable of changing the attitude of the working machine relative to the vehicle body;
An inclination sensor for detecting an inclination angle of the vehicle body;
An angular velocity sensor for detecting an inclination angular velocity of the vehicle body;
A posture stability determination unit for stepwise determining the posture stability of the vehicle body;
A control unit capable of controlling the actuator so that the posture of the working machine is maintained;
With
According to the posture stability determined by the posture stability determination unit, the control unit, in order from the highest posture stability,
A first state in which the actuator is controlled based on a detection value of the tilt sensor;
A second state in which the actuator is controlled based on an integrated value detected by the angular velocity sensor;
A third state in which the actuator is controlled based on a detection value of the angular velocity sensor;
Agricultural machine characterized by being switchable.
請求項1に記載の農作業機であって、
前記姿勢安定度判定部は、前記角速度センサの検出値が閾値を超えた場合に、姿勢安定度が最も低い段階となるように判定し、
前記姿勢安定度判定部は、現在の判定が最も高い段階以外の段階であるときに、前記角速度センサの検出値が前記閾値以下である状態が所定時間継続したときは、前記姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階へ変更することを特徴とする農作業機。
The agricultural machine according to claim 1,
The posture stability determination unit determines that the posture stability is the lowest when the detection value of the angular velocity sensor exceeds a threshold value,
The posture stability determination unit determines the posture stability when the detected value of the angular velocity sensor is equal to or less than the threshold value for a predetermined time when the current determination is a step other than the highest step. Agricultural machine characterized by changing to a higher stage than present.
請求項1又は2に記載の農作業機であって、
前記車体の走行速度を検出する車速センサを備え、
前記姿勢安定度判定部は、前記車速センサが検出した走行速度が閾値を超えた場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第1状態に対応する段階にしないことを特徴とする農作業機。
The agricultural machine according to claim 1 or 2,
A vehicle speed sensor for detecting the traveling speed of the vehicle body;
The posture stability determination unit does not determine the posture stability at a stage corresponding to the first state when the traveling speed detected by the vehicle speed sensor exceeds a threshold value.
請求項1から3までの何れか一項に記載の農作業機であって、
前記姿勢安定度判定部は、直近の所定時間における前記アクチュエータの動作回数が閾値を超えた場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第1状態に対応する段階にしないことを特徴とする農作業機。
Agricultural working machine according to any one of claims 1 to 3,
Agricultural work characterized in that the posture stability determination unit does not determine the posture stability at a stage corresponding to the first state when the number of operations of the actuator in the most recent predetermined time exceeds a threshold value. Machine.
請求項1に記載の農作業機であって、
前記姿勢安定度判定部は、直近の所定時間における前記傾斜センサの検出値の変化が閾値以下である場合は、前記姿勢安定度の判定を現在よりも高い段階に変更することを特徴とする農作業機。
The agricultural machine according to claim 1,
The posture stability determination unit changes the determination of the posture stability to a higher level than the present when the change in the detected value of the tilt sensor in the most recent predetermined time is equal to or less than a threshold value. Machine.
請求項1から5までの何れか一項に記載の農作業機であって、
前記車体の左右方向の加速度を検出する加速度センサを備え、
前記姿勢安定度判定部は、前記加速度センサが検出する加速度の大きさが閾値以上である場合は、前記姿勢安定度の判定を現在よりも低い段階に変更することを特徴とする農作業機。
Agricultural working machine according to any one of claims 1 to 5,
An acceleration sensor for detecting lateral acceleration of the vehicle body;
The posture stability determination unit is configured to change the determination of the posture stability to a level lower than the current level when the magnitude of acceleration detected by the acceleration sensor is equal to or greater than a threshold value.
請求項1から6までの何れか一項に記載の農作業機であって、
前記車体の旋回の程度を検出する旋回検出部を備え、
前記姿勢安定度判定部は、前記旋回検出部により前記車体の旋回が検出された場合は、前記姿勢安定度の判定を、前記第1状態に対応する段階にしないことを特徴とする農作業機。
Agricultural working machine according to any one of claims 1 to 6,
A turning detection unit for detecting the degree of turning of the vehicle body;
The farm work machine characterized in that the posture stability determination unit does not determine the posture stability at a stage corresponding to the first state when the turning detection unit detects turning of the vehicle body.
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