JP2827342B2 - 作業車輌の姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔発明の属する技術分野〕 この発明は、コンバイン、トラクタ、苗植機等の移動
農機や、運搬車等の建設機械等の作業車輌の姿勢制御装
置に関する。

〔従来技術〕

一般に、コンバイン等の作業車輌が走行する土壌面は
軟弱な場合が多く、左右の走行装置の沈下量が異なって
車体が左右に傾斜したり、左右の走行装置の前側と後側
とで沈下量が異なって車体が前後に傾斜することがあ
る。

このように車来が傾斜すると、走行性能が低下した
り、車体に設ける作業装置の対地姿勢が変化して作業走
行に支障を来す。

このため、例えば、特願平１−151175号、特願平１−
197306号のように、車体を水平姿勢等の設定姿勢に維持
すべく、車体の左右姿勢を所定の姿勢に維持するように
ローリング制御手段と、車体の前後姿勢を所定の姿勢に
維持するピッチング制御手段とを備えたものが試みられ
ている。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、上述にように、ローリング制御手段と
ピッチング制御手段とを備えた構成とした場合、実際の
走行時には、車体が左右及び前後に同時に傾斜する場合
が多く、このような場合、ローリング制御とピッチング
制御とが同時に行われる。

このようなローリング制御とピンチング制御とが同時
に行われた場合、一方の制御による姿勢修正作動が他方
の姿勢変化に影響を与え、この結果、両制御による姿勢
制御が収束しにくく、ハンチングを起こし易くなる。

また、このようにローリング制御とピッチング制御と
を同時に行わせるためには、例えば、ローリング用の油
圧シリンダとピッチング用の油圧シリンダとへ同時に送
油せねばならず、例えば吐出油量の大きな油圧ポンプを
必要とし、またこれを駆動するためにエンジンの出力を
浪費する等、製造コストの高騰や、作業効率の低下を招
きやすい。

〔課題を解決するための手段〕

この発明は、上述の如き課題を解決するため、以下の
ような技術的手段を講じる。

すなわち、車体10の左右姿勢を所定の姿勢に維持する
ローリング制御手段Ａと、車体10の前後姿勢を所定の姿
勢に維持するピッチング制御手段Ｂとを備えると共に、
車体10の左右姿勢の変化速度と前後姿勢の変化速度とを
比較して、変化速度の速い側の姿勢を修正する制御手段
ＡないしＢを他側より優先させることを特徴とする作業
車輌の姿勢制御装置の構成としたものである。

この構成により、車体10が左右に傾斜した場合、ロー
リング制御手段Ａによってこの車体10が所定の左右姿勢
に修正される。

また、車体10が前後に傾斜した場合、ピッチング制御
手段Ｂによってこの車体10が所定の前後姿勢に修正され
る。

そして、車体10が左右及び前後に傾斜する場合、この
傾斜中における車体10の左右姿勢の変化速度と前後姿勢
の変化速度とを比較して、変化速度の速い側の姿勢を修
正するローリング制御手段Ａないしピッチング制御手段
Ｂが他側の制御手段より優先される。

即ち、例えば、車体10の左右姿勢の変化速度が前後姿
勢の変化速度より大きい場合には、ローリング制御手段
Ａがピッチング制御手段Ｂより優先されて、車体10の左
右姿勢の修正が優先して行われる。尚、このローリング
制御に続いてピッチング制御が行われる。

また、例えば、車体10の前後姿勢の変化速度が左右姿
勢の変化速度より大きい場合には、ピッチング制御手段
Ｂがローリング制御手段Ａより優先されて、車体10の前
後姿勢の修正が優先して行われる。

〔発明の効果〕

以上のように、この発明は、車体10の左右姿勢を所定
の姿勢に維持するローリング制御手段Ａと、車体10の前
後姿勢を所定の姿勢に維持するピッチング制御手段Ｂと
を備えると共に、車体10の左右姿勢の変化速度と前後姿
勢の変化速度とを比較して、変化速度の速い側の姿勢を
修正する制御手段ＡないしＢを他側より優先させること
を特徴とする作業車輌の姿勢制御装置としたので、車体
10の左右姿勢と前後姿勢とを所定の姿勢に維持して作業
走行を効率良く行え、また、車体10が左右及び前後に傾
斜した場合にも、ローリング制御とピッチング制御とに
よる姿勢制御をハンチング少なく円滑に行うことができ
る。

〔発明の実施の形態〕

この発明の実施の形態を図面にもとづいて説明する。

ピッチングフレーム１の左右両側部には、このピッチ
ングフレーム１に設けるローリング油圧シリンダ２及び
平行的に昇降するローリングリンク機構３によって、各
クローラ４を張設する転輪５を有した左右一対のクロー
ラフレーム６を、各々独立的に昇降自在に設け、又、こ
のピッチングフレーム１の上部には、前後いずれか一端
部側のピッチング軸７回りに他端部側を上下回動自在と
し、かつこの上下回動のためのピッチング油圧シリンダ
８及びピッチングリング機構９を有した車体10を設け
る。

ピッチングフレーム１は、左右一対の縦フレーム11間
を前後の連結フレーム12で一体的に連結し、更にこの縦
フレーム11の前端部間はピッチング軸７で連結し、後端
部間はローリングアーム軸13で連結する。これら前後の
ピッチング軸７とローリングアーム軸13とには、左右一
対のローリングリング機構３を構成するローリングアー
ム14,15を回動自在に設ける。左右の各前後ローリング
アーム14,15の下端部にクローラフレーム６の前部側と
後部側とを枢支軸16,17で枢着し、ピッチングフレーム
１の前部上に突出したブラケット18に取付けたローリン
グ油圧シリンダ２の油圧ピストン19を、この後部ローリ
ングアーム15の上端部に連結して、このローリング油圧
シリンダ２の伸縮により、ピッチングフレーム１に対し
て左右のクローラフレーム６を各上下に移動する構成と
している。20は前後のローリングアーム14,15間を連結
して連動するためのロッドである。

左右の各クローラフレーム６には、クローラ４を張設
する輪転５を設ける。この輪転５には前後中間部と後端
部とに、スプロケット転輪21,22を設けて、クローラ４
の中央部に沿って設ける駆動穴に咬合させて案内回転さ
せる。このうち後端のスプロケット輪転22は、クローラ
フレーム６の後端部に対して前後に伸縮する案内フレー
ム24と張棒23に設けられ、この張棒23の伸縮張設によっ
てクローラ４を常時張圧する構成としている。

ピッチングフレーム１の縦フレーム11の前部ピッチン
グ軸７上には、このピッチング軸７の回りに回動自在の
回動ボス25を設け、この回動ボスに対して車体10前端部
のブラケット26をボルト、ナット等によって着脱自在に
構成し、又、この車体10をこのピッチング軸７の回りに
上下回動自在に構成している。又、ピッチングフレーム
１の左右縦フレーム11の後部上には、リンクピン27を設
け、該車体10に設けるピッチングリンク機構９のリンク
28の先端部を回動自在に嵌合支持する。

車体10は、左右一対の縦フレームを主体として、この
縦フレーム間を横フレーム29で前後適数個所連結して一
体構成し、前端部には、ブラケット26によって、駆動ス
プロケット30のスプロケット軸31を軸受カバーするアク
スルハウジング32を取付けて支持する構成としている。

この車体10に設けるピッチングリンク機構９は、後部
のピッチングアーム軸33回りに回動自在の左右一対のア
ームリンク34と、このアームリンク34の先端に対して枢
支ピン35で枢着されたリンク28と、これらアームリンク
34と一体として回動するアーム36等からなり、このアー
ム36を、車体10に取付けたピッチング油圧シリンダ８の
油圧ピストン37と連結して、このピッチング油圧シリン
ダ８の油圧伸縮によって、リンク28をピッチング不ルー
ム１のリンクピン27回りに回動することにより、これら
リンク28及びアームリンク34で車体10を、ピッチング軸
７回りに上下回動する構成としている。

ピッチングフレーム１の前後に設ける各ローリングア
ーム14,15は、正面視でクランク状に形成された内側ア
ーム38と、直板状の外側アーム39とを、ボルト40で締付
けて一体的構造とし、これら内側アーム38の中間部と外
側アーム39の先端部とで、ローリングアーム軸7,13の端
部をカラー41,42を介在させて回動自在に設けている。
縦フレーム11は、このカラー41を固定して、ローリング
アーム軸7,13上方に位置する車体10と共に、内外側両ア
ーム38と39との間隔内に位置させて設ける。内側アーム
38の下端部に枢支軸16,17によって設けるクローラフレ
ーム６は、このローリングアーム14,15の外側に位置し
て取付けている。

車体10は、上側に横フレーム29、及びこの横フレーム
29の左右両横端を前後に亘る縦フレーム43等を有し、上
側に、例えばコンバインの場合では、脱穀装置や、エン
ジン、操縦装置等を搭載し、又刈取装置を支持する構成
としている。44は駆動スプロケット30を伝動する走行伝
動装置を内装した伝動ケースで、ブラケット26,45や、
アクスルハウジング32等を介して車体10の前端部又は後
端部に一体的に取付けている。クローラ４は、この駆動
スプロケット30と、各転輪５との間に亘って巻掛けて張
設し、この駆動スプロケット30の駆動によって回転し走
行することができる。車体10のブラケット26は、スプロ
ケット30を最前端の転輪５よりも前方に位置させて、車
体10のピッチングによりピッチング軸７回りに上下回動
するが、クローラ４の張圧駆動を維持する関係に構成さ
れている。46はエンジンの排気筒、47はそのマフラーカ
バーである。

第８図、第９図において、走行装置の制御構成を説明
する。ローリング油圧シリンダ２、ピッチング油圧シリ
ンダ８、及び刈取装置を車体10に対して上下する刈取上
下シリンダ48等を油圧作動する油圧ポンプＰの油圧回路
が第８図のように設けられる。刈取上下シリンダ48の油
圧回路は、刈取上昇用の刈取上制御弁49、及び刈取下降
用の刈取下制御弁50等を電磁的に作動するように設け
る。ピンチング油圧シリンダ８の油圧回路には、車体10
をピッチング軸７回りに回動させて後下方向にピッチン
グ回動させたり、又この逆に後上方向に回動させるよう
に切換えるピッチング制御弁51や、チェックバルブ70,7
1等を設ける。又左右一対のローリング油圧シリンダ２
の油圧回路には、各々ローリング制御弁52や、チェック
バルブ72等を設け、左側又は右側のクローラフレーム６
を独立的に、又は同時に上下動するように切換える。53
はアンロードバルブである。

第９図において、マイクロコンピュータを有するコン
トローラ54には、入力側に、手動傾斜レバースイッチ55
を設け、このレバースイッチ55及び手動傾斜レバーは操
縦装置に設け、この手動傾斜レバーの操作で傾斜するこ
とにより、この傾斜方向によって各傾斜レバースイッチ
をONして、ピッチング制御弁51、ローリング制御弁52を
切換出力して、車体10をピッチング作動したり、左側又
は右側のクローラフレーム６を上下動してローリング作
動する関係に構成している。

又、車高上下レバースイッチ56、及びこの上下レバー
スイッチ56を切換える車高上下レバーは、操縦装置に設
けられ、この上下レバースイッチ56の車高上げ側へ操作
すると、左右のローリング制御弁52が上げ側へ切換えら
れて、車高を上昇し、又、車高下げ側へ操作すると、左
右のローリング制御弁52が下げ側へ切換えられて、車高
を下降するように制御出力される。

又、刈取レバースイッチ57は、刈取上下制御弁49,50
を切換えるもので、刈取上制御弁49によって刈取装置を
上昇制御し、刈取下制御弁50によって下降制御する。

車体水平スイッチ58は、ピッチングフレーム１の左右
ローリング制御、及び前後ピッチング制御等を行わせる
ものである。穀稈センサ59は、刈取装置によって穀稈が
刈取られる状態にあることを検出するもので、これによ
って上記のような各制御を行わせる前後傾斜センサ60、
左右傾斜センサ61、これらの各ストロークセンサ62,63,
64を設けている。各傾斜センサ60,61やストロークセン
サ62,63,64等にはこれらの感度を変更する感度変更手段
65を設けている。

車体10のピッチング制御については、前後傾斜センサ
60が車体10の前後方向の傾斜を検出すると、これによっ
てピッチング制御弁51を後下又は後上に切換えて、ピッ
チング油圧シリンダ８を伸縮し、このピッチング油圧シ
リンダ８に設けられる前後ストロークセンサ62で検出し
てフィードバック制御することにより、車体10を前後水
平状態に維持する構成としている。（ピッチング制御手
段Ｂ） ピッチングフレーム１のローリング制御については、
車体10又はピッチングフレーム１の左右の傾斜を左右傾
斜センサ61が検出することにより、左ローリング制御弁
52、又は右ローリング制御弁52を切換えて、左右のロー
リング油圧シリンダ２を伸縮し、この各ローリング油圧
シリンダ２の伸縮量を左右のストロークセンサ63,64で
検出しながらフィードバック制御することにより、ピッ
チングフレーム１を左右水平状態に制御維持する構成と
している。（ローリング制御手段Ａ） 又、ピッチングフレーム１の高さ制御は、これらロー
リング制御と同時、又は優先して行われ、ピッチングフ
レーム１の土壌面に対する高さを検出する高さセンサに
よって、左右のローリング制御弁52、及びローリング油
圧シリンダ２を伸縮して、一定の高さに維持するように
制御する。なお、高さセンサとしては、ローリング制御
のストロークセンサ63,64による平均値によって高さを
算出するもよい。

前記前後傾斜センサ60、及び左右傾斜センサ61を検出
入力されるコントローラ54には、これら各センサ60,61
から入力されるデータにもとづいて、傾斜速を検出する
手段として、傾斜の加速度を算出する傾斜加速度算出装
置66、又は加速度計を設け、この傾斜加速度算出装置66
によって算出された車体10の前後方向傾斜の加速度と左
右方向傾斜の加速度とを比較する。

このようにして傾斜加速度算出装置66によって算出さ
れて比較された大きい方の前後方向傾斜の加速度、又左
右方向傾斜の加速度による制御が、感度変更手段65を経
て優先して行われる。即ち、車体10の前下りを前後傾斜
センサ60が検出すると同時に、車体10の左下りを左右傾
斜センサ61が検出したときは、該傾斜加速度算出装置66
によって、これら前後傾斜センサ60による前下り傾斜の
加速度と、左右傾斜センサ61による左下り傾斜の加速度
とが比較される。この比較の結果、例えば前後傾斜セン
サ60による前下り傾斜の加速度が大きいときは、感度変
更手段65によって、ローリング制御に対してピッチング
制御を優先して出力する。この結果、ピッチング制御に
よって前下りの車体10が前後水平姿勢に復帰されたの
ち、ローリング制御によって左下りの車体10が左右水平
姿勢に復帰される。

又、傾斜加速度算出装置66は、車体10の傾斜の加速度
を比較する構成としているが、単に車体10の傾斜の速度
を検出する速度計乃至速度算出装置を設けて、傾斜速度
を比較する構成とするもよい。

又、制御出力には感度変更手段65を経て行う構成とし
ているが、単なる優先回路を経る形態とするもよい、
又、この感度変更手段は、パルス出力の変化等、コント
ローラ54による制御、又は流量可変バルブを傾斜加速度
に応じて変化させる形態で実施するとよい。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施の形態を示すもので、第１図は走行
装置の側面図、第２図はその分解側面図、第３図は平面
図、第４図は第１図IV矢視部の正断面図、第５図はその
一部の側面図、第６図は第１図VI矢視部の正断面図、第
７図はその側面図、第８図は油圧回路図、第９図は制御
ブロック図である。 符号の説明 Ａ……ローリング制御手段 Ｂ……ピッチング制御手段 10……車体

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 萩山 丈士 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社技術部内 (72)発明者 曽我部 敦 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社技術部内 審査官 大島 祥吾 (56)参考文献 特開 平３−15309（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−202582（ＪＰ，Ｕ) 特公 平７−84185（ＪＰ，Ｂ２) 実公 平７−11561（ＪＰ，Ｙ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) B62D 55/116 A01D 67/00

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】車体10の左右姿勢を所定の姿勢に維持する
   ローリング制御手段Ａと、車体10の前後姿勢を所定の姿
   勢に維持するピッチング制御手段Ｂとを備えると共に、
   車体10の左右姿勢の変化速度と前後姿勢の変化速度とを
   比較して、変化速度の速い側の姿勢を修正する制御手段
   ＡないしＢを他側より優先させることを特徴とする作業
   車輌の姿勢制御装置。