JP3112779B2 - 作業車輌の姿勢制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、作業車輌の姿勢制御装
置に係り、詳しくはコンバイン等のクローラ走行装置を
備える作業車輌にあって、機体の左右傾斜角を目標傾斜
角になるように自動制御する姿勢制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】クローラ走行装置を備える作業車輌にあ
っては、走行路面が軟弱であったり、凹凸があると機体
が左右に傾斜して走行性能、及び作業性能が悪化する。
そこで、左右のクローラ走行装置を機体に対して昇降自
在に構成すると共に、該クローラ走行装置を傾斜センサ
を備える姿勢制御装置によって自動制御して、機体を常
に左右水平に維持するようになすものが、例えば、特開
昭６２─２９６８１０号公報によって知られている。ま
た、上記公開公報の訂正公報には、走行機体の水平基準
面に対する左右傾斜角を設定する傾斜設定器を設け、該
傾斜設定器を走行機体を傾斜面に沿った傾きにオペレー
タが設定することによって、傾斜面を横切って作業を行
う場合、作業高さを一定にできるようにすることが記載
されている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】前記した公知の姿勢制
御装置は、機体を左右水平に自動制御できると共に、傾
斜面を横切って作業を行う場合、機体を傾斜面に沿った
傾きになして作業高さを一定に自動制御できる点で優れ
たものであるが、特に後者の傾斜面を横切って作業を行
う場合、操縦部に設ける傾斜設定器をオペレータが傾斜
面に沿った傾きにいちいち調節しなければならない点で
改善の余地が残されている。即ち、傾斜面を横切って作
業を行う場合、傾斜面の傾斜角は作業を通じて常に一定
であるとは限らず、しかも、一旦機体の向きを転じて回
向すれば、傾斜面の傾斜は左右反転することになるか
ら、オペレータは傾斜面の傾斜変化に合わせて傾斜設定
器をその都度、調節し直す必要があり、実作業において
は機体の方向修正等より重要な操作が重なり、係る傾斜
設定器の調節が行えなかったり煩わしく実用性に乏しい
ものとなっていた。そのため、従来では傾斜面を横切っ
て作業を行う場合、係る傾斜設定器をいちいち調節する
ことなく、手動で一時的に機体の傾きを傾斜面に合わせ
るように制御するか、又は、手動で一時的に機体の傾き
を傾斜面に合わせても手動操作が終了すると再び自動制
御に移行し、機体は元の機体傾斜に戻ってしまうことか
ら、始めから自動制御を切って作業を行うようにしてお
り、折角の自動制御が有効に生かせない問題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は係る課題を解決
するために、機体に対して左右の、又は左右いずれか一
方のクローラ走行装置を昇降させて機体の左右姿勢を制
御する作業車輌の姿勢制御装置にあって、傾斜センサに
よって検出する機体の傾斜角が目標傾斜角になるように
クローラ走行装置を昇降制御する自動制御手段と、該自
動制御手段に優先して手動操作スイッチによりクローラ
走行装置を昇降制御する手動制御手段とを姿勢制御装置
に備える一方、手動制御手段による手動制御の終了時に
は、自動制御手段の目標傾斜角を、手動制御終了時に傾
斜センサが検出する機体傾斜角に置き換えるように構成
する。

【０００５】

【作用】作業を開始するにあたって、オペレータは機体
の姿勢制御を自動で行うか、手動で行うかを自動切換ス
イッチにより選択する。ここで、自動が選択されると姿
勢制御装置は自動制御状態となり、以後、手動操作が行
われない限り姿勢制御装置は、傾斜センサの検出値に基
づいて機体の傾斜角が目標傾斜角になるように左右の、
又は左右いずれか一方のクローラ走行装置を昇降させ
て、機体の姿勢制御を行う。また、自動制御中にオペレ
ータが手動操作を行うと、手動操作スイッチによる機体
の手動制御が自動制御に優先して行われる。そして、機
体の傾斜が手動制御によってオペレータが所望する傾斜
になり手動操作を終了すると、姿勢制御装置は、自動制
御手段の目標傾斜角を、手動制御終了時に傾斜センサが
検出する機体傾斜角に置き換え、以後、機体の傾斜角が
更新された新しい目標傾斜角になるようにクローラ走行
装置は自動制御される。

【０００６】

【実施例】本発明の実施例を図面に示すコンバインに基
づいて説明すると、図１においてコンバイン１は、左右
のクローラ走行装置２，２を有する機体３の前部に前処
理装置４を上下昇降自在に架設する。また、その後方の
機体３上には脱穀装置５を搭載し、機体３の右側には前
部より順に操縦部６、穀粒排出オーガー７を有する穀粒
タンク８等を搭載する。また、図２に示すように操縦部
６の前部操作コラムには、機体の操向、及び前処理装置
４の昇降を行うマルチレバー９と、キースイッチ１０、
更には脱穀回転計１１等の計器類を設ける。また、前部
操作コラムの左側には、機体３の姿勢制御を自動制御に
切り換える自動切換スイッチ１２を設ける。そして、側
部操作コラムには、走行変速レバー１３と、機体３の姿
勢制御を手動で行うクロスレバー１４、機体３の左右傾
斜角を設定するダイヤル１５を設ける。

【０００７】そして、図３及び図４に示すように、左右
のクローラ走行装置２，２は、機体３に対してそれぞれ
上下昇降自在に構成する。具体的には、昇降装置を構成
するリンク機構は、前後・中間の各作動アーム１６，１
７，１８を有し、各作動アーム１６，１７，１８は、そ
の中間部を機体３の下部フレーム１９に回動自在に枢支
する。また、前後の作動アーム１６，１７は下端部に走
行フレーム２２を回動自在に連結し、該走行フレーム２
２は複数の転輪２０・・及び遊転輪２１を一体に装着す
る。さらに、前後の作動アーム１６，１７と中間の作動
アーム１８は上部に設けた連結ロッド２３，２４により
連結し、中間作動アーム１８の上端部と機体３とは油圧
シリンダ２５を介して連結する。一方、ゴム製クローラ
２６は、前記した走行フレーム２２の転輪２０・・、遊
転輪２１、そして、ミッションケースの車軸に固定した
駆動輪２７、及び走行フレーム２２に軸支した上部転輪
２８に亘って捲回する。そして、以上から油圧シリンダ
２５を伸縮作動させると、中間作動アーム１８は支点ｃ
を中心に前後揺動し、それに伴って前後の作動アーム１
６，１７は連結ロッド２３，２４を介して支点ａ，ｂを
中心に回動する。従って、走行フレーム２２は図３に示
す機体３に最も接近する位置から、図４に示す機体３と
最も離間する位置にわたって上下昇降する。

【０００８】なお、前後の作動アーム１６，１７は下部
フレーム１９の枢支点ａ，ｂから走行フレーム２２の枢
支点ｄ、ｅまでのアーム長を異にし、また、前後の作動
アーム１６，１７は油圧シリンダ２５から中間作動アー
ム１８を介してそれぞれ異なるリンク比に基づいて連結
されている。そのため、油圧シリンダ２５を作動させる
とリンク機構は、特に、車高が高くなるほど機体３を前
傾姿勢になし、機体３の重心を前方に移動させる。ま
た、最縮小位置では機体３を前後水平になし、機体３の
重心を元に戻す。一方、機体３はクローラ走行装置２が
機体３に対して下降するほど相対的にリンク機構１６，
１７により後方に移動し、全体の重心が後方に移動す
る。しかし、機体３は前記のように前傾姿勢になって重
心移動を打ち消すから、コンバイン１の前後バランス
は、クローラ走行装置２の上下昇降の前後においても変
化しない。また、左右のクローラ走行装置２の油圧シリ
ンダ２５，２５には、ストロークセンサ２９，２９が並
設してあり、該ストロークセンサ２９は、クローラ走行
装置２が図３に示す最も縮小した位置から、図４に示す
最も伸長した位置に作動するに伴ってその抵抗値を変化
させ、クローラ走行装置２の上下昇降量をアナログ的に
検出する。

【０００９】次に、図５に示すブロック図に基づいて、
機体の姿勢制御装置を説明すると、姿勢制御装置は、ワ
ンチップ型のマイクロコンピュータ３０で構成する。該
マイクロコンピュータ３０はその入力ポートに自動切換
スイッチ１２、クロスレバー１４によって操作される手
動操作スイッチ３１の車高上げ・下げ接点３１ａ，３１
ｂ、及び右下げ・左下げ接点３１ｃ，３１ｄ、ダイヤル
１５によって抵抗値を可変とする傾斜角設定ボリューム
３２、左右のストロークセンサ２９，２９、及び機体の
左右傾斜角をアナログ的に検出する傾斜センサ３３を接
続する。また、マイクロコンピュータ３０の出力ポート
には、傾斜自動ランプ３４と左右のソレノイド３５ａ，
３５ｂ，３６ａ，３６ｂをそれぞれ接続する。なお、左
右のソレノイド３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂは、左
右の方向切換弁３５，３６に付設し、左右のソレノイド
３５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂが通電されると方向切
換弁３５，３６は切り換って、クローラ走行装置の油圧
シリンダ２５，２５を伸縮作動させる。

【００１０】また、図６は、マイクロコンピュータ３０
が実行するプログラムのメインフローチャートを示し、
キースイッチ１０を投入してマイクロコンピュータ３０
を作動状態にすると、マイクロコンピュータ３０は最初
に初期設定を行い、各種フラグのリセット等を行う。そ
して、入力ポートに入力される前記スイッチ１２，３
１、センサ１５，２９，３３からの信号、或いは前記以
外の機体各部に設けた検出器の信号を受けて、例えば、
扱深制御、選別制御、方向制御等の各種制御を行い、次
に機体の姿勢制御を実行する。さらに、姿勢制御の詳細
なフローチャートは図７に示し、先ず、手動操作の有無
の判断からスタートする。ここで仮に、オペレータがク
ロスレバー１４を操作して、車高上げ・下げ接点３１
ａ，３１ｂ、又は右下げ・左下げ接点３１ｃ，３１ｄの
いずれかを閉じると、機体の姿勢制御は図８に示す手動
制御に移行する。また、手動操作が行われないと自動の
判断に移行し、自動切換スイッチ１２がＯＦＦで自動制
御が選択されないと、設定フラグはリセット（０）され
て復帰する。従って、この場合はいずれのソレノイド３
５ａ，３５ｂ，３６ａ，３６ｂも通電されず、左右の油
圧シリンダ２５，２５はその位置で作動を停止する。

【００１１】一方、自動切換スイッチ１２をＯＮして自
動制御を選択すると、機体の姿勢制御は自動制御に移行
し、設定フラグの状態を調べる。ここで、作業開始時で
あれば初期設定によって、或いは自動切換スイッチ１２
のＯＦＦによって設定フラグはリセット（＝０）されて
いるから、目標傾斜角がダイヤル１５で設定する傾斜角
にセットされると共に、設定フラグがセット（１）され
る。そして、次に実際の自動制御のプログラムが実行さ
れるが、自動制御の具体的な制御方式については公知で
あり詳細な説明を省略する。ただ、自動制御の概略を説
明すると、機体３に固設した傾斜センサ３３が機体３の
傾きを常時検出しており、その機体の傾斜角に基づいて
姿勢制御装置は、目標傾斜角に対する機体の傾きの方向
（左右）、或いは偏差を演算する。また、機体の傾きの
方向、或いは偏差を演算すると姿勢制御装置は、切換弁
３５，３６に付設したソレノイドに対して背反的（３５
ａ及び３６ｂ，又は３５ｂ及び３６ａ）に通電指令を出
して、一方の油圧シリンダ２５は伸長し、他方の油圧シ
リンダ２５は縮小する結果、左右のクローラ走行装置
２，２はそれぞれ昇降して、機体の傾斜角が目標傾斜角
に一致するように制御が行われる。なお、機体の傾きの
方向、或いは偏差を演算した後、上記の如く左右のクロ
ーラ走行装置２，２に対して背反的に昇降指令を出すこ
となく、左右いずれか一方のクローラ走行装置２に対し
てのみ単独に昇降指令を出して機体の姿勢制御を行って
もよく、さらに、機体の姿勢制御と同時に、左右のスト
ロークセンサ２９，２９を用いて車高を設定する高さに
制御するようにしてもよい。従って、姿勢制御の具体的
な自動制御方式については問わない。

【００１２】また、自動制御中に手動操作が行われる
と、前述したように自動切換スイッチ１２がＯＮしてい
ても自動制御は中止されて手動制御に移行する。そし
て、手動操作が終了して再び自動制御に戻ると、今度は
設定フラグがセット（１）されているので、設定フラグ
の判断においてルートが変更されて、次のステップとし
て手動操作の終了直後であるかが判断される。そして、
手動操作の終了直後であるかの判断は、手動操作スイッ
チ３１の各接点３１ａ〜３１ｄの立ち下がり感知（ＯＮ
からＯＦＦ）によってなされ、立ち下がりが感知されな
ければ、終了直後でないとしてそのまま自動制御が実行
される。しかし、立ち下がりが感知されて手動操作の終
了直後であると判断されると、姿勢制御装置は次にその
手動操作が左下げ又は右下げ指令であったか否かを、手
動操作スイッチ３１の右下げ、又は左下げ接点３１ｃ，
３１ｄの立ち下がり感知（ＯＮからＯＦＦ）により判断
し、そうであれば目標傾斜角を手動制御終了時（現在）
の傾斜センサ３３が検出する機体の傾斜角に置き換え
る。そして、姿勢制御装置は以後、置き換えられた新し
い目標傾斜角に基づいて自動制御を実行する。なお、手
動操作の終了直後であっても車高上げ、又は下げ操作の
みが行われた場合には、機体の傾斜は実質的に変更され
ないので目標傾斜角は更新されることはなく、従って、
姿勢制御装置はそれ以前の目標傾斜角のもとに自動制御
を実行する。

【００１３】さらに、図８は手動制御のフローチャート
を示し、手動操作スイッチ３１の各接点が閉成すると自
動切換スイッチ１２が自動側に切り換わっていても、手
動操作が優先して実行される。具体的には、手動操作ス
イッチ３１の車高上げ接点３１ｂが閉成すると、左スト
ロークセンサ２９が上限を検出するまで左側のクローラ
走行装置２に上げ信号が出され、また、右ストロークセ
ンサ２９が上限を検出するまで右側のクローラ走行装置
２に同様の上げ信号が出される。そのため、左右のクロ
ーラ走行装置２，２は同時に機体３に対して離間し、車
高は高くなる。また、車高下げ接点３１ａが閉成する
と、左ストロークセンサ２９が下限を検出するまで左側
のクローラ走行装置２に下げ信号が出され、また、右ス
トロークセンサ２９が下限を検出するまで右側のクロー
ラ走行装置２に同様の下げ信号が出される。従って、左
右のクローラ走行装置２，２は同時に機体３に対して接
近し、車高は低くなる。

【００１４】そして、左下げ接点３１ｄが閉成すると、
左ストロークセンサ２９が下限を検出するまで左側のク
ローラ走行装置２に対して下げ信号が出され、また、右
ストロークセンサ２９が上限を検出するまで右側のクロ
ーラ走行装置２に対して上げ信号が出される。従って、
左側のクローラ走行装置２は機体３に対して接近し、右
側のクローラ走行装置２は逆に機体３に対して離間し、
機体３は左側が下がった傾斜姿勢に背反的に制御され
る。逆に、右下げ接点３４ｃが閉成すると、右ストロー
クセンサ２９が下限を検出するまで右側のクローラ走行
装置２に対して下げ信号が出され、また、左ストローク
センサ２９が上限を検出するまで左側のクローラ走行装
置２に対して上げ信号が出される。従って、右側のクロ
ーラ走行装置２は機体３に対して接近し、左側のクロー
ラ走行装置２は逆に機体３に対して離間し、機体３は右
側が下がった傾斜姿勢に背反的に制御される。

【００１５】さらに、図９は第２の実施例を示し、第２
の実施例は目標傾斜角を設定するダイヤル１５自体を廃
止してコストダウンを図る。即ち、初期設定によって、
或いは自動切換スイッチ１２のＯＦＦによって設定フラ
グがリセット（＝０）された状態から、自動切換スイッ
チ１２を自動に切り換えて目標傾斜角をセットすると
き、ダイヤル１５で設定する傾斜角を目標傾斜角にセッ
トすることなく、常に目標傾斜角を左右水平にセットす
ることにより、ダイヤル１５自体を不要にする。従っ
て、この実施例によれば、作業開始時に自動制御を選択
すれば常に機体は水平に自動制御されることになって、
自動開始時にいちいちダイヤル１５を確認しながら、当
初の目標傾斜角を水平、又は所定の傾斜角に合わせる必
要がなく、操作、取扱性を改善することができる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、機体３に
対して左右の、又は左右いずれか一方のクローラ走行装
置２を昇降させて機体の左右姿勢を制御する作業車輌の
姿勢制御装置にあって、傾斜センサ３３によって検出す
る機体の傾斜角が目標傾斜角になるようにクローラ走行
装置を昇降制御する自動制御手段と、該自動制御手段に
優先して手動操作スイッチ３１によりクローラ走行装置
を昇降制御する手動制御手段とを姿勢制御装置３０に備
えるものであるから、走行路面が軟弱で機体が左右一方
に傾いた場合、或いは走行路面に凹凸があって機体が傾
いた場合にも、常に機体３を目標傾斜角（左右水平）に
自動制御、或いは手動制御できて、走行性能、及び作業
性能を十分発揮する作業車輌に構成することができる。
また、本発明にあっては、手動制御手段による手動制御
の終了時に、自動制御手段の目標傾斜角を、手動制御終
了時に傾斜センサが検出する機体傾斜角に置き換えるも
のであるから、傾斜面の傾斜角が変化しても、いちいち
設定器（ダイヤル１５）を操作して機体の目標傾斜角を
調節しなおす必要がなく、しかも、傾斜面の傾斜角の変
化に対応して手動操作を行っても、手動操作終了後に元
の機体傾斜に戻るといった不具合が解消されて、常に自
動制御を有効に生かして円滑な作業を行うことができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの斜視図である。

【図２】操縦部の斜視図である。

【図３】クローラ走行装置の側面図である。

【図４】車高を最大に高くした状態を示すクローラ走行
装置の側面図である。

【図５】制御装置のブロック図である。

【図６】メインフローチャート図である。

【図７】姿勢制御のフローチャート図である。

【図８】手動制御のフローチャート図である。

【図９】第２実施例のフローチャート図である。

【符号の説明】

２ クローラ走行装置 ３ 機体 １２ 自動切換スイッチ ３０ マイクロコンピュータ ３１ 手動操作スイッチ ３３ 傾斜センサ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) B62D 55/116

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体に対して左右の、又は左右いずれか
   一方のクローラ走行装置を昇降させて機体の左右姿勢を
   制御する作業車輌の姿勢制御装置にあって、傾斜センサ
   によって検出する機体の傾斜角が目標傾斜角になるよう
   にクローラ走行装置を昇降制御する自動制御手段と、該
   自動制御手段に優先して手動操作スイッチによりクロー
   ラ走行装置を昇降制御する手動制御手段とを姿勢制御装
   置に備える一方、手動制御手段による手動制御の終了時
   には、自動制御手段の目標傾斜角を、手動制御終了時に
   傾斜センサが検出する機体傾斜角に置き換えるように構
   成する作業車輌の姿勢制御装置。