JP3870610B2 - Horizontal control device - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は水平制御装置に関するものであり、特に、農業用トラクタや乗用管理機等の水平制御装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
農業用トラクタや乗用管理機等の農用作業車両では、機体の後部にリンク機構を介してロータリ等の作業機を連結し、該機体と作業機の間に機体に対する作業機のローリング角を変更するアクチュエータを設けるとともに、該機体に作業機のローリング角を設定する傾き調整ダイヤル等を設け、作業機のローリング角を自動的に調整する水平制御装置を備えたものが知られている。
【0003】
この水平制御装置には、機体と作業機の間に作業機のローリング角を検出するセンサを設けるとともに、該機体に機体のローリング角を検出する傾斜センサを設け、各センサの検出値に基づいて機体のローリング角と作業機のローリング角を演算し、機体の姿勢に拘らず作業機のローリング角を水平に維持すべく前記アクチュエータへ駆動信号を出力したり、或いは、機体のローリング角と作業機のローリング角を平行に維持すべく前記アクチュエータを駆動するように制御している。
【0004】
一般に傾斜センサは、筐体内に常時鉛直方向に向かう振り子を吊り下げておき、該振り子に対して機体に取り付けた筐体の左右傾斜の角度変化を検出するように構成されており、該振り子自体の慣性力のため、例えば機体が右下がり方向に傾斜し始めるときは、該振り子は相対的に左側に取り残される。従って、傾斜センサは機体の傾斜開始直後は逆方向の検出信号を出力し、また、検出信号の出力に時間遅れが生じることで、機体の傾斜を迅速に検出するという応答性が良好ではない。
【0005】
これに対して、機体に機体のローリング角速度を検出するローリング角速度センサを設け、該ローリング角速度センサの検出値から機体のローリング角を演算する方法も考えられる。しかし、機体の走行速度や圃場の硬さ、或いはタイヤのラグパターン等の走行条件や圃場条件により種々のノイズが発生し、ローリング角速度センサの出力信号には連続的に小刻みの変化が表れる。該ローリング角速度センサの出力変化に同期して作業機のローリング角を調整するには、全く応答遅れのない可変スピードの出せるアクチュエータが必要となり、構成が複雑になるとともに極めて高価となる。
【0006】
また、作業内容によっては作業機を下げたまま旋回する場合があるが、このとき機体に横方向のGが作用するため、機体が水平であっても前記傾斜センサが「傾斜あり」と検出してしまう。このとき、ローリング角速度センサは機体が水平であるため「角速度変化なし」と検出するが、旋回開始時及び旋回終了時には急激な横方向のGが作用して「機体に角速度発生」と検出することがあり、これによって誤った水平制御信号が出力される。
【0007】
そこで、機体と作業機の間に設けられたアクチュエータを駆動し、作業機のローリング角を調整して水平制御を行う際に、機体のローリングによる作業機の行き過ぎや応答遅れを防止するとともに、誤った水平制御信号の出力をなくすために解決すべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために提案されたものであり、機体の後部にリンク機構(11)を介して作業機(12)を連結し、該機体と作業機(12)の間に機体に対する作業機(12)のローリング角を変更するアクチュエータ(30)と該機体に対する作業機(12)のローリング角を検出する手段とを設け、該機体に機体のローリング角を検出する傾斜センサ(41)と、機体のローリング角速度を検出するローリング角速度センサ(43)と、作業機(12)のローリング角を設定する傾き設定手段とを備えた水平制御装置であって、
該機体に設けられた前記作業機(12)を上下動させるリフトアーム(22)の回動基部には該作業機(12)の昇降位置を検出するリフトアーム角センサ(25)を設け、
かつ該機体に、前輪切れ角センサ(39)を備えた前輪(38)の操舵手段、前輪を増速する手段、及び後輪の片ブレーキ動作を検出する手段を設けることにより機体が旋回動作に入ったか否かを検出する旋回動作検出手段を構成してなる水平制御装置に於いて、
上記機体に対する作業機(12)のローリング角を検出する手段としてストロークセンサ(31)を用い、前記ローリング角速度センサ(43)の検出値が規定値(ω 0 )内にあるときには、前記傾斜センサ(41)の検出値にて作業機(12)のローリング角を調整する一方、前記ローリング角速度センサ(43)の検出値が規定値(ω 0 )より大きなローリング角速度を検出したときには、このローリング角速度センサ(43)で検出した傾斜量と前記ストロークセンサ(31)で検出した修正量を比較し、該ストロークセンサ(31)の修正量がローリング角速度センサ(43)での傾斜量を超えないように前記ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御を行い、この水平制御中に、前記前輪切れ角センサ(39)の検出値が規定値以上となる前輪の操舵動作、前輪の増速動作、又は後輪の片ブレーキ動作の一つが検出されたとき、又は前記リフトアーム角センサ(25)の検出値が一定値以上になったときは、前記規定値(ω 0 )を大きくして該ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御信号の出力を抑止するように構成したことを特徴とする水平制御装置を提供するものである。
【0009】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図面に従って詳述する。図1及び図2は作業車両の一例として小型のトラクタ10を示し、機体の後部にリンク機構11を介してロータリ作業機12が連結されている。運転席13の近傍には作業機の昇降位置設定手段であるポジションレバー15、作業機の耕深量設定手段である耕深調整ダイヤル16、作業機のローリング角を設定する傾き設定手段である傾き調整ダイヤル17等が設けられている。ミッションケース18の左右両側に後車軸19が突出しており、左右の後輪34,34が取り付けられている。
【0010】
前記リンク機構11はトップリンク20と左右のロワリンク21,21とからなり、左右のリフトアーム22,22の先端とロワリンク21,21をリフトロッド23,23にて連結し、リフトシリンダ24の駆動にてリフトアーム22を回動することにより、リフトロッド23,23を介してロワリンク21,21が上下動する。斯くして、ロワリンク21,21の先端部を回動中心に前記ロータリ作業機12が昇降する。
【0011】
リフトアーム22の回動基部には、作業機の昇降位置を検出する手段としてリフトアーム角センサ25が設けられ、このリフトアーム角センサ25にてリフトアーム22の回動角を検出し、コントローラ50にてロータリ作業機12の昇降高さを演算する。また、ロータリ作業機12のメインカバー26の後端部にリヤカバー27を上下回動自在に取り付け、リヤカバーセンサ28により前記リヤカバー27の回動角を検出して、コントローラ50にてロータリ作業機12の耕深量を演算する。
【0012】
一方、機体に対するロータリ作業機12のローリング角を変更するためのアクチュエータとして、左右どちらかのリフトロッド23の途中にローリングシリンダ30を設け、該ローリングシリンダ30を伸縮させてロワリンク21のリフト量を左右で変えることにより、機体に対するロータリ作業機12の左右方向への傾きを変更できるように形成してある。
【0013】
そして、機体に対するロータリ作業機12のローリング角を検出する手段として、前記ローリングシリンダ30に隣接してストロークセンサ31を設け、該ストロークセンサ31によリローリングシリンダ30の伸縮長さを検出し、機体に対するロータリ作業機12のローリング角をコントローラ50にて演算するとともに、前記傾き調整ダイヤル17の設定値に応じてローリングシリンダ30を駆動し、ロータリ作業機12の水平制御を行えるようにしてある。
【0014】
ここで運転席13の前方には機体の操舵操作部であるステアリングハンドル32が設けられ、該ステアリングハンドル32の近傍位置に前後進切換えレバー33を設けてあり、該前後進切換えレバー33を操作することにより、後輪34へ伝達する駆動力を逆転させて、機体の進行方向を選択できるようにしてある。そして、運転席13の前下方部に変速レバー35を設置するとともに、左右独立して踏み込み可能な左右ブレーキペダル36,36が設けられている。前記、ステアリングハンドル32の回転操作は操舵装置37へ伝達され、操舵量に応じて前輪38が回向する。前輪38の操舵量は前輪切れ角センサ39によって検出される。
【0015】
また、前記ミッションケース18の上面部には後車軸19の近傍上方位置の略中央部に、機体のローリング角を検出する手段である傾斜センサ41と、機体がピッチングするときの角速度を検出する手段であるピッチング角速度センサ42と、機体がローリングするときの角速度を検出する手段であるローリング角速度センサ43がケース44内に一体的に収納されている。
【0016】
更に、前記後車軸19には左右の後輪34,34を夫々独立して制動可能なブレーキ装置46,46が設けられており、機体が旋回するときは片側のブレーキペダル36のみを踏み込んで片側のブレーキ装置46を作動させ、旋回内側の後輪34に片ブレーキをかけることにより、機体の旋回半径を小さくすることができる。また、後輪の片ブレーキ動作を検出する手段として、左右のブレーキ装置46には夫々ブレーキセンサ47が設けられている。一方、前輪38には前輪の回転速度を後輪の略2倍に増速する手段として増速装置48が設けられ、機体が旋回するときは該増速装置48を作動させて前輪38を増速駆動することにより、機体を小回り旋回させることができる。
【0017】
図3は制御系のブロック図であり、耕深調整ダイヤル16によってロータリ作業機12の耕深目標値を設定し、リフトアーム角センサ25の検出信号にてロータリ作業機12の昇降位置を演算するとともに、リヤカバーセンサ28にてリヤカバー27の回動角を検出してロータリ作業機の耕深量を演算する。そして、リヤカバー27の回動角を前記耕深調整ダイヤル16にて設定された耕深目標値に応じた所定角に維持すべく、リフトシリンダ24を駆動する電磁制御弁の上昇ソレノイドまたは下降ソレノイドへコントローラ50から制御信号を出力する。従って、リフトアーム22が上下回動してロータリ作業機12が昇降し、リヤカバー27が回動してリヤカバーセンサ28の検出値が耕深目標値と一致するように制御される。
【0018】
一方、傾き調整ダイヤル17によってオペレータがロータリ作業機12のローリング角を任意に設定できる。地面に対する機体のローリング角は傾斜センサ41にて検出し、機体に対するロータリ作業機12のローリング角はストロークセンサ31にて検出する。従って、双方のセンサの検出値からロータリ作業機12の地面に対するローリング角を演算することができ、前記傾き調整ダイヤル17にて設定された作業機のローリング角を維持すべく、ローリングシリンダ30を駆動する電磁制御弁の右上げソレノイドまたは右下げソレノイドへコントローラ50から制御信号を出力する。従って、ローリングシリンダ30が伸縮してロータリ作業機12のローリング角が変更され、ストロークセンサ31の検出値が水平制御の目標値と一致するように制御される。
【0019】
尚、ピッチング角速度センサ42及びローリング角速度センサ43は夫々振動ジャイロ方式のものを使用しており、構造が簡単で精密且つ安価である。しかし、振動ジャイロ方式以外のセンサであってもよい。之等傾斜センサ41とピッチング角速度センサ42とローリング角速度センサ43は、後車軸19の近傍上方位置の略中央部に設けられており、前輪38側に設置する場合と比較して機体の重心に近くなり、上下方向の振動が少なく外乱を受けにくくなって測定精度が向上する。また、前記3つのセンサがすべてケース44内に一体的に収納されているので、設置スペースがコンパクトになり、電源回路を共用できる等、設置作業も簡単となる。
【0020】
更に、水平切換スイッチ45により、水平モードと機体平行モードと角度設定モードとを選択可能にしてあり、機体と作業機の相対的な傾き及び地面に対する傾きを検出しながら、該水平切換スイッチ45でセットしたモードに応じて水平制御の目標値を定め、前記ローリングシリンダ30を駆動してロータリ作業機12の傾きを調整する。
【0021】
例えば、水平切換スイッチ45が水平モードにセットされているときは、傾斜センサ41の検出値とストロークセンサ31の検出値からロータリ作業機12の地面に対する傾きを算出し、この傾きをゼロにするように水平制御の目標値を定める。そして、ストロークセンサ31の計測値がこの目標値に一致するように、ローリングシリンダ30を駆動する電磁制御弁の右上げソレノイドまたは右下げソレノイドへコントローラ50から制御信号を出力する。従って、機体の姿勢に拘らずロータリ作業機12の左右方向の傾きが水平となるように制御される。
【0022】
一方、水平切換スイッチ45が機体平行モードにセットされているときは、左右のロワリンク21のリフト量を等しくするように水平制御の目標値を定める。そして、ストロークセンサ31の計測値がこの目標値に一致するようにローリングシリンダ30を駆動すべく、コントローラ50から前記右上げソレノイドまたは右下げソレノイドへ制御信号を出力する。従って、ロータリ作業機12の左右方向の傾きが機体の傾きと平行になるように制御される。
【0023】
また、水平切換スイッチ45が角度設定モードにセットされているときは、オペレータが任意に設定した傾き調整ダイヤル17の設定値に応じて水平制御の目標値を定め、ストロークセンサ31の計測値がこの目標値に一致するようにローリングシリンダ30を駆動すべく、コントローラ50から前記右上げソレノイドまたは右下げソレノイドへ制御信号を出力する。従って、ロータリ作業機12が設定した任意の傾きとなるように制御される。
【0024】
ここで、前輪切れ角センサ39により前輪38の操舵量を検出し、機体が旋回動作に入ったか否かをコントローラ50によって判別する。また、左右のブレーキセンサ47により片ブレーキ動作を検出する。例えば、乾田等でのロータリ作業中に機体を旋回する場合、オペレータはステアリングハンドル32を操舵して前輪38を回向するとともに、片側のブレーキペダル36を踏み込んで旋回内側のブレーキ装置46を作動させ、後輪34に片ブレーキをかける。
【0025】
このとき、ロータリ作業機12の引きずりを防止するために、コントローラ50からリフトシリンダ24の電磁制御弁の上昇ソレノイドに作業機上げ信号を出力し、ロータリ作業機12を所定高さまで上昇させる。これと略同時に、コントローラ50から増速装置48を駆動させる電磁制御弁の増速ソレノイドに指令信号を出力し、前輪38の回転速度を増速させる。従って、旋回内側の後輪34の片ブレーキ動作と、前輪38の増速動作とによって、機体を小回り旋回させることができる。
【0026】
尚、左右のブレーキ装置46に夫々アクチュエータ(図示せず)を装着し、コントローラ50からの指令信号にて該アクチュエータ用の電磁制御弁の右ブレーキソレノイドまたは左ブレーキソレノイドに駆動信号を出力することにより、左右のブレーキ装置46を作動させるように形成することもできる。斯かる場合には、機体の旋回時にブレーキペダル36を踏み込まない状態でも、自動的に後輪34に片ブレーキをかけることができる。
【0027】
ここで、機体の走行速度や圃場の硬さ或いはタイヤのラグパターン等、走行条件や圃場条件によって、前記ローリング角速度センサ43の検出信号には種々の振動に起因するノイズが発生する。例えば、図4に示すように、ローリング角速度センサ43の出力信号が0Vから最大5Vまで変化し、機体が右方向へローリングしたときの角速度の変化がグラフの上方向に表れ、機体が左方向へローリングしたときの角速度の変化が下方向に表れるものとしたとき、振動ノイズによって、ローリング角速度センサ43の検出信号には連続的に小刻みの変化が表れる。
【0028】
従って、ローリング角速度に基づいて水平制御を行う場合は、右方向角速度のピーク値(上端ピーク値)と左方向角速度のピーク値(下端ピーク値)を所定時間継続して測定し、各ピーク値の移動平均値を算出し、右方向角速度ピーク値の移動平均値と左方向角速度ピーク値の移動平均値とからローリング角速度センサ43の中立位置を設定する。そして、上記中立位置に対して予め規定値ω0を定めておき、ローリング角速度センサ43の検出値が該規定値ω0内にあるときは、振動ノイズによる角速度検出と見做して、前記傾斜センサ41の検出値にて機体のローリング角を算出し、該傾斜センサ41の検出値に基づいてローリングシリンダ30用の電磁制御弁へ「右上げ」または「右下げ」の水平制御信号を出力する。これに対して、予め定めた前記規定値ω0より大きなローリング角速度を検出したときは(例えばt1からt2の部分)、前記ローリング角速度センサ43の検出値に基づいてローリングシリンダ30用の電磁制御弁へ水平制御信号を出力する。
【0029】
このとき、ローリング角速度センサ43で検出した傾斜量とストロークセンサ31で検出した修正量を常に比較し、ストロークセンサ31での修正量がローリング角速度センサ43での傾斜量を超えないように、ローリングシリンダ用の電磁制御弁への水平制御信号を調整する必要がある。例えば、ローリング角速度センサ43での傾斜量が5°と検出されたときは、ストロークセンサ31での修正量が5°を超えないようにローリングシリンダ30を駆動し、作業機の行き過ぎを防止する。斯くして、応答遅れのない高価なアクチュエータを使用せずして、ローリング角速度センサの出力変化に同期して作業機のローリング角を調整することができる。
【0030】
また、ローリング角速度センサ43の検出値が前記規定値ω0内に戻った時点(t2)以降は、一回分のローリング角速度がなくなったと見做して傾斜量をゼロにし、次にローリング角速度センサ43の検出値が規定値ω0を越えた時点(t3からt4の部分)では、新たに傾斜量を演算する。従って、傾斜量の演算誤差の蓄積がなくなり、一回ごとの水平制御信号を正確に出力することができる。
【0031】
ここで、代掻き作業などでは、ロータリ作業機12を下げたまま旋回する場合があるが、このとき機体に横方向のGが作用するため、機体が水平であってもローリング角速度センサ43は「機体に角速度発生」と検出することがあるので、機体の旋回中にはローリング角速度センサ43に基づく水平制御信号を出力しないようにする。
【0032】
例えば図5に示すように、ローリング角速度センサに基づく水平制御中にローリング角速度センサ43の検出値が前記規定値ω0を越えて水平制御信号の出力要求があったときは(Step100)、前輪切れ角センサ39の検出値が規定値以上ではないとき(Step110)、前輪増速動作がなく(Step120)、且つ、片ブレーキ動作がないとき(Step130)、即ち、機体の旋回に関わる動作がないときのみ、ローリング角速度センサ43の検出値に基づく水平制御信号を出力する(Step140)。これに対して、Step110からStep130までの何れか一つでも該当したときは、機体の旋回動作があったものと見做して、ローリング角速度センサ43の検出値に基づく水平制御信号を出力しない(Step150)。斯くして、機体の旋回時に誤った水平制御信号を出力することが防止できる。尚、Step150に於いて、水平制御信号の出力を全く行わないのではなく、発生しているローリング角速度の大きさを実際より小さめに見做して水平制御信号を出力するように制御してもよい。或いは、前記規定値ω0を大きくして、水平制御信号の出力を抑止するようにしてもよい。
【0033】
一方、ローリング角速度センサ43の検出値に基づく水平制御中に、機体が作業領域外へ出たときや機体を後退するとき等に於いて、ロータリ作業機12を手動操作にて一定以上の高さに上昇させることがある。然るとき、前記ローリング角速度センサ43が機体のローリング角速度を検出して水平制御信号を出力すれば、作業機にガタツキが発生して操作感が悪くなる。
【0034】
このため、図6に示すように、ローリング角速度センサ43の検出値に基づく水平制御中に、リフトアーム角センサ25の検出値が一定値以上になったときは(Step200)、ロータリ作業機12が上昇操作中若しくは上昇位置で停止している状態であるので、ローリング角速度に基づく水平制御信号の出力を禁止する(Step210)。斯くして、作業機上昇中に不用な水平制御出力を行わなくなり、作業機のガタツキを解消できる。尚、Step210に於いて、水平制御信号の出力を禁止するのではなく、前述の規定値ω0を大きくしてローリング角速度センサ43の不感帯を広げ、水平制御信号の出力を抑止するように制御してもよい。
【0035】
而して、本発明は、本発明の精神を逸脱しない限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該改変されたものに及ぶことは当然である。
【0036】
【発明の効果】
本発明は上記一実施の形態に詳述したように、ローリング角速度センサ(43)の検出値が規定値(ω 0 )より大きなローリング角速度を検出したときには、このローリング角速度センサ(43)で検出した傾斜量と前記ストロークセンサ(31)で検出した修正量を比較し、該ストロークセンサ(31)の修正量がローリング角速度センサ(43)での傾斜量を超えないように前記ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御を行い、この水平制御中に、前記前輪切れ角センサ(39)の検出値が規定値以上となる前輪の操舵動作、前輪の増速動作、又は後輪の片ブレーキ動作の一つが検出されたとき、又は前記リフトアーム角センサ(25)の検出値が一定値以上になったときは、前記規定値(ω 0 )を大きくして該ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御信号の出力を抑止するから、旋回時に機体に横方向のGが作用したとしても、誤った水平制御信号が出力されることがなく、作業機の行き過ぎや応答遅れのない正確な水平制御を行うことができる。
又、ローリング角速度センサの検出値が規定値内にあるときには、前記傾斜センサの検出値にて作業機のローリング角を調整する一方、前記ローリング角速度センサの検出値が規定値より大きなローリング角速度を検出したときには、このローリング角速度センサで検出した傾斜量と前記ストロークセンサで検出した傾斜量と前記ストロークセンサで検出した修正量を比較し、該ストロークセンサでの修正量がローリング角速度センサでの傾斜量を超えないように前記ローリング角速度の検出値に基づく水平制御を行うので、作業機の行き過ぎを防止する。
更に、作業機(12)を上下動させるリフトアーム(22)を設け、且つ、該リフトアーム(22)の回動基部には該作業機(12)の昇降位置を検出するリフトアーム角センサ(25)を設け、前記旋回動作検出手段による機体の旋回動作が検出されたとき、又は、前記リフトアーム角センサ(25)の検出値が一定値以上になったときは、該ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御信号を出力しないように構成したので、機体が作業領域外へ出たときや後退するとき等において、作業機(12)を上昇させたとき、前記規定値(ω 0 )を大きくして該ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御信号の出力を抑止するように構成したから不用な水平制御出力を行わなくなり、作業機(12)のガタツキが解消される。
【0037】
なお更に、水平制御中に、前記前輪切れ角センサ(39)の検出値が規定値以上となる前輪の操舵動作、前輪の増速動作、又は後輪の片ブレーキ動作の一つが検出されたときには機体が旋回動作に入ったと見做して前記規定値(ω 0 )を大きくして該ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御信号の出力を抑止するように構成したので、機体の旋回時により確実に水平制御信号の出力を停止することができ、農用作業車両の作業機における水平制御の機能を確実に遂行することができる。
【図面の簡単な説明】
図は本発明の一実施の形態を示すものである。
【図1】 トラクタの機体とロータリ作業機の側面図。
【図2】 リヤカバーセンサ等の図示を省略した図1の背面図。
【図3】 制御系のブロック図。
【図4】 ノイズがあるときのローリング角速度センサの検出信号を表したグラフ。
【図5】 水平制御装置の制御手順を示すフローチャート。
【図6】 機体が旋回したときの水平制御を説明するフローチャート。
【符号の説明】
10 トラクタ
12 ロータリ作業機
17 傾き調整ダイヤル
30 ローリングシリンダ
31 ストロークセンサ
39 前輪切れ角センサ
41 傾斜センサ
43 ローリング角速度センサ
47 ブレーキセンサ
48 増速装置
50 コントローラ[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to a horizontal control device, and more particularly to a horizontal control device such as an agricultural tractor or a riding management machine.
[0002]
[Prior art and problems to be solved by the invention]
In agricultural work vehicles such as agricultural tractors and riding management machines, a work machine such as a rotary is connected to the rear part of the machine via a link mechanism, and the rolling angle of the work machine relative to the machine is changed between the machine and the machine. There is known an actuator provided with a horizontal control device for automatically adjusting the rolling angle of the work implement by providing an inclination adjusting dial or the like for setting the rolling angle of the work implement on the machine body.
[0003]
In this horizontal control device, a sensor for detecting the rolling angle of the work machine is provided between the machine body and the work machine, and a tilt sensor for detecting the rolling angle of the machine body is provided in the machine body, and based on the detection value of each sensor. Calculate the rolling angle of the machine and the rolling angle of the work machine, and output a drive signal to the actuator to keep the rolling angle of the work machine horizontal regardless of the attitude of the machine, or the rolling angle of the machine and the work machine The actuator is controlled so as to be driven in order to maintain the rolling angle in parallel.
[0004]
In general, a tilt sensor is configured to suspend a pendulum that always faces in a vertical direction in a casing and detect a change in the angle of the right and left tilt of the casing attached to the fuselage with respect to the pendulum. For example, when the airframe starts to tilt in the lower right direction, the pendulum is relatively left on the left side. Therefore, the tilt sensor outputs a detection signal in the reverse direction immediately after the start of the tilt of the aircraft, and the response of detecting the tilt of the aircraft quickly is not good due to the time delay in the output of the detection signal.
[0005]
On the other hand, a method of providing a rolling angular velocity sensor for detecting the rolling angular velocity of the aircraft and calculating the rolling angle of the aircraft from the detection value of the rolling angular velocity sensor is also conceivable. However, various noises are generated depending on the traveling conditions and field conditions such as the traveling speed of the aircraft, the hardness of the field, or the lug pattern of the tire, and the output signal of the rolling angular velocity sensor continuously changes in small increments. In order to adjust the rolling angle of the work implement in synchronization with the output change of the rolling angular velocity sensor, an actuator capable of providing a variable speed with no response delay is required, which makes the configuration complicated and extremely expensive.
[0006]
In addition, depending on the work contents, there may be a turn with the work machine lowered. At this time, since the lateral G acts on the machine, the tilt sensor detects that there is “tilt” even if the machine is horizontal. End up. At this time, the rolling angular velocity sensor detects that there is no change in angular velocity because the aircraft is horizontal, but at the start of turning and at the end of turning, a sudden lateral G acts to detect that “angular velocity is generated in the aircraft”. As a result, an erroneous horizontal control signal is output.
[0007]
Therefore, when the actuator provided between the machine and the work machine is driven and the rolling angle of the work machine is adjusted to perform horizontal control, the work machine is prevented from overshooting and response delays due to the rolling of the machine. Therefore, there is a technical problem to be solved in order to eliminate the output of the horizontal control signal, and the present invention aims to solve this problem.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
The present invention has been proposed in order to achieve the above object, and a work machine (12) is connected to the rear part of the machine body via a link mechanism (11) , and the machine body is interposed between the machine body and the work machine (12). tilt sensor for detecting a rolling angle and means for detecting provided, airframe rolling angle of the該機body of the actuator (30) and the working machine for該機body (12) to change the rolling angle of the work machine (12) for (41 ) , A rolling angular velocity sensor (43) for detecting the rolling angular velocity of the machine body, and a tilt setting means for setting the rolling angle of the work machine (12) ,
該機body provided with the working machine lift arm angle sensor for detecting a vertical position of the working machine in the rotation base of the lift arm (22) for vertically moving (12) (12) (25) is provided,
In addition, the vehicle body is provided with a steering means for the front wheel (38) provided with the front wheel break angle sensor (39), a means for increasing the speed of the front wheel, and a means for detecting the one-brake operation of the rear wheel so that the airframe can turn. In a horizontal control device comprising a turning motion detection means for detecting whether or not it has entered ,
A stroke sensor (31) is used as means for detecting the rolling angle of the work machine (12) with respect to the machine body. When the detected value of the rolling angular velocity sensor (43) is within a specified value (ω 0 ) , the tilt sensor ( 41) When the rolling angle of the work machine (12) is adjusted with the detected value of 41), when the detected value of the rolling angular velocity sensor (43) detects a rolling angular velocity greater than a specified value (ω 0 ) , this rolling angular velocity sensor The amount of inclination detected in (43) is compared with the amount of correction detected by the stroke sensor (31) , and the amount of correction of the stroke sensor (31) is adjusted so as not to exceed the amount of inclination of the rolling angular velocity sensor (43). performs horizontal control based on the detection value of the rolling angular velocity sensor (43), during the horizontal control, the front wheel steering angle sensor (39) Front wheel steering operations detected value becomes a specified value or more, the front wheel of the speed increasing operation, or when one piece brake operation of the rear wheel is detected, or the detection value of the lift arm angle sensor (25) is a predetermined value or more A horizontal control device configured to suppress the output of a horizontal control signal based on the detection value of the rolling angular velocity sensor (43) by increasing the prescribed value (ω 0 ) It is to provide.
[0009]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 and 2 show a
[0010]
The
[0011]
A lift
[0012]
On the other hand, as an actuator for changing the rolling angle of the
[0013]
As a means for detecting the rolling angle of the
[0014]
Here, a
[0015]
An
[0016]
Further, the
[0017]
FIG. 3 is a block diagram of the control system. The working depth target value of the
[0018]
On the other hand, the tilt adjustment dial 17 allows the operator to arbitrarily set the rolling angle of the
[0019]
Note that the pitching
[0020]
Further, a horizontal mode, a machine parallel mode, and an angle setting mode can be selected by the horizontal switch 45, and the horizontal switch 45 detects the relative inclination of the machine and the work machine and the inclination with respect to the ground. A target value for horizontal control is determined according to the set mode, and the rolling
[0021]
For example, when the horizontal selector switch 45 is set to the horizontal mode, the inclination of the
[0022]
On the other hand, when the horizontal changeover switch 45 is set to the aircraft parallel mode, the target value of the horizontal control is determined so that the lift amounts of the left and right
[0023]
When the horizontal changeover switch 45 is set to the angle setting mode, a target value for horizontal control is determined according to the set value of the tilt adjustment dial 17 arbitrarily set by the operator, and the measured value of the
[0024]
Here, the steering amount of the
[0025]
At this time, in order to prevent dragging of the
[0026]
An actuator (not shown) is mounted on each of the left and
[0027]
Here, noise caused by various vibrations is generated in the detection signal of the rolling
[0028]
Therefore, when performing horizontal control based on the rolling angular velocity, the peak value (upper peak value) of the right direction angular velocity and the peak value (lower end peak value) of the left direction angular velocity are continuously measured for a predetermined time, and each peak value is The moving average value is calculated, and the neutral position of the rolling
[0029]
At this time, the amount of inclination detected by the rolling
[0030]
Further, after the time point (t2) when the detection value of the rolling
[0031]
Here, in scraping work or the like, the
[0032]
For example, as shown in FIG. 5, when the detection value of the rolling
[0033]
On the other hand, during the horizontal control based on the detection value of the rolling
[0034]
For this reason, as shown in FIG. 6, when the detection value of the lift
[0035]
Thus, the present invention can be variously modified without departing from the spirit of the present invention, and the present invention naturally extends to the modified ones.
[0036]
【The invention's effect】
As described in detail in the above embodiment, when the rolling angular velocity sensor (43) detects a rolling angular velocity greater than the specified value (ω 0 ), the present invention detects the rolling angular velocity sensor (43) . comparing the correction amount detected by the inclination amount stroke sensor (31), said stroke sensor (31) fixes the amount of rolling angular velocity sensor (43) the rolling angular velocity sensor so as not to exceed the amount of tilt at (43) The horizontal control is performed based on the detected value of the front wheel , and during this horizontal control , the front wheel steering operation, the front wheel speed increasing operation, or the rear wheel one-brake where the detected value of the front wheel break angle sensor (39) is a specified value or more. when one operation is detected, or when said detected value of the lift arm angle sensor (25) is a certain value or more, increase the prescribed value (omega 0) 該Ro Since suppress the output of the ring horizontal control signal based on the detection value of the angular velocity sensor (43), the aircraft during a turn as lateral G is applied, and that there is no to an incorrect horizontal control signal is output, the working machine Accurate horizontal control without overshooting or response delay can be performed.
When the detected value of the rolling angular velocity sensor is within a specified value, the rolling angle of the work implement is adjusted by the detected value of the tilt sensor, while the rolling angular velocity detected by the rolling angular velocity sensor is larger than the specified value. When this is done, the amount of inclination detected by the rolling angular velocity sensor is compared with the amount of inclination detected by the stroke sensor and the amount of correction detected by the stroke sensor. Since the horizontal control based on the detected value of the rolling angular velocity is performed so as not to exceed, it is possible to prevent the working machine from overshooting.
Further, a lift arm (22) for moving the work machine (12) up and down is provided, and a lift arm angle sensor ( for detecting the raising / lowering position of the work machine (12) is provided at the rotation base of the lift arm (22). 25), and when the turning motion of the airframe is detected by the turning motion detection means, or when the detected value of the lift arm angle sensor (25) becomes a certain value or more, the rolling angular velocity sensor (43 The horizontal control signal based on the detected value is not output, so that when the work machine (12) is raised when the machine goes out of the work area or when it moves backward, the prescribed value (ω 0 ) is increased so that the output of the horizontal control signal based on the detection value of the rolling angular velocity sensor (43) is suppressed, so that unnecessary horizontal control output is not performed and the work equipment (12) is not stable. Is resolved.
[0037]
Still further, the horizontal control in the detection value front wheel steering operation becomes the specified value or more of the front wheel steering angle sensor (39), the front wheel of the speed increasing operation, or one piece brake operation of the rear wheel is detected In some cases, it is assumed that the aircraft has entered a turning motion, and the specified value (ω 0 ) is increased to suppress the output of the horizontal control signal based on the detected value of the rolling angular velocity sensor (43). The output of the horizontal control signal can be reliably stopped when the vehicle turns, and the function of the horizontal control in the working machine of the agricultural work vehicle can be reliably performed.
[Brief description of the drawings]
The figure shows an embodiment of the present invention.
FIG. 1 is a side view of a tractor body and a rotary working machine.
FIG. 2 is a rear view of FIG. 1 in which illustration of a rear cover sensor and the like is omitted.
FIG. 3 is a block diagram of a control system.
FIG. 4 is a graph showing a detection signal of a rolling angular velocity sensor when there is noise.
FIG. 5 is a flowchart showing a control procedure of the horizontal control device.
FIG. 6 is a flowchart for explaining horizontal control when the aircraft turns.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF
Claims (1)
該機体に設けられた前記作業機(12)を上下動させるリフトアーム(22)の回動基部には該作業機(12)の昇降位置を検出するリフトアーム角センサ(25)を設け、
かつ該機体に、前輪切れ角センサ(39)を備えた前輪(38)の操舵手段、前輪を増速する手段、及び後輪の片ブレーキ動作を検出する手段を設けることにより機体が旋回動作に入ったか否かを検出する旋回動作検出手段を構成してなる水平制御装置に於いて、
上記機体に対する作業機(12)のローリング角を検出する手段としてストロークセンサ(31)を用い、前記ローリング角速度センサ(43)の検出値が規定値(ω 0 )内にあるときには、前記傾斜センサ(41)の検出値にて作業機(12)のローリング角を調整する一方、前記ローリング角速度センサ(43)の検出値が規定値(ω 0 )より大きなローリング角速度を検出したときには、このローリング角速度センサ(43)で検出した傾斜量と前記ストロークセンサ(31)で検出した修正量を比較し、該ストロークセンサ(31)の修正量がローリング角速度センサ(43)での傾斜量を超えないように前記ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御を行い、この水平制御中に、前記前輪切れ角センサ(39)の検出値が規定値以上となる前輪の操舵動作、前輪の増速動作、又は後輪の片ブレーキ動作の一つが検出されたとき、又は前記リフトアーム角センサ(25)の検出値が一定値以上になったときは、前記規定値(ω 0 )を大きくして該ローリング角速度センサ(43)の検出値に基づく水平制御信号の出力を抑止するように構成したことを特徴とする水平制御装置。An actuator (30) for connecting a work machine (12) to a rear part of the machine body via a link mechanism (11) , and changing a rolling angle of the work machine (12) relative to the machine body between the machine body and the work machine (12 ) ; Means for detecting a rolling angle of the work machine (12) with respect to the airframe, an inclination sensor (41) for detecting the rolling angle of the airframe, and a rolling angular velocity sensor (43) for detecting the rolling angular speed of the airframe. A horizontal control device comprising an inclination setting means for setting a rolling angle of the work machine (12) ,
該機body provided with the working machine lift arm angle sensor for detecting a vertical position of the working machine in the rotation base of the lift arm (22) for vertically moving (12) (12) (25) is provided,
In addition, the vehicle body is provided with a steering means for the front wheel (38) provided with the front wheel break angle sensor (39), a means for increasing the speed of the front wheel, and a means for detecting the one-brake operation of the rear wheel so that the airframe can turn. In a horizontal control device comprising a turning motion detection means for detecting whether or not it has entered ,
A stroke sensor (31) is used as means for detecting the rolling angle of the work machine (12) with respect to the machine body. When the detected value of the rolling angular velocity sensor (43) is within a specified value (ω 0 ) , the tilt sensor ( 41) When the rolling angle of the work machine (12) is adjusted with the detected value of 41), when the detected value of the rolling angular velocity sensor (43) detects a rolling angular velocity greater than a specified value (ω 0 ) , this rolling angular velocity sensor The amount of inclination detected in (43) is compared with the amount of correction detected by the stroke sensor (31) , and the amount of correction of the stroke sensor (31) is adjusted so as not to exceed the amount of inclination of the rolling angular velocity sensor (43). performs horizontal control based on the detection value of the rolling angular velocity sensor (43), during the horizontal control, the front wheel steering angle sensor (39) Front wheel steering operations detected value becomes a specified value or more, the front wheel of the speed increasing operation, or when one piece brake operation of the rear wheel is detected, or the detection value of the lift arm angle sensor (25) is a predetermined value or more The horizontal control device is configured to increase the specified value (ω 0 ) and suppress the output of a horizontal control signal based on the detection value of the rolling angular velocity sensor (43) .
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