JP4280763B2 - 作業車の姿勢検出装置及び作業車の姿勢制御装置 - Google Patents
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Description
すなわち、走行装置の接地部に対する車体の前後傾斜角を変更操作自在な姿勢変更操作手段と、その姿勢変更操作手段を制御する姿勢制御手段とが備えられ、この姿勢制御手段が、前記作業車の姿勢検出装置にて検出される車体の水平基準面に対する前後傾斜角が設定傾斜角に維持されるように姿勢変更操作手段を制御する姿勢制御処理を実行する構成であり、車体が前進及び後進するときの加速度を検出する加速度検出手段が備えられて、前記姿勢制御手段が、加速度検出手段にて検出される加速度が設定値よりも小さいときは前記姿勢制御処理を実行するが、加速度が設定値を越えると、設定時間が経過する間は前記姿勢制御処理を実行しないように構成されたものがあった(例えば、特許文献1参照。)。
車体の前後傾斜方向での角速度を検出する角速度センサと、車体が前後方向に移動するときの加速度を検出する加速度検出手段と、前記傾斜角センサの検出値及び前記角速度センサの検出値に基づいて車体の前後傾斜角を求める傾斜角算出手段とが設けられ、
前記傾斜角算出手段が、
前記加速度検出手段にて検出される前記加速度が設定値より大きいとき及び前記加速度が前記設定値よりも大きい状態から小さい状態になったのち検出状態復帰用設定時間が経過するまでの間は、前記加速度が設定値よりも大きくなったとき又はそれよりも設定時間前のときにおいて既に求められている車体の前後傾斜角又は前記傾斜角センサにて既に検出されている検出値、及び、時間経過に伴って順次検出される前記角速度センサの検出値に基づいて、車体の前後傾斜角を求め、且つ、
前記加速度検出手段にて検出される前記加速度が前記設定値より小さく且つ前記検出状態復帰用設定時間以外のときには、時間経過に伴って順次検出される前記傾斜角センサの検出値に基づいて、又は、その検出値及び時間経過に伴って順次検出される前記角速度センサの検出値に基づいて、車体の前後傾斜角を求めるように構成されている点にある。
本発明に係る作業車の姿勢検出装置は、車体の前後方向の傾斜角を検出する重力式の傾斜角センサが備えられたものであって、その第2特徴構成は、
車体の前後傾斜方向での角速度を検出する角速度センサと、車体が前後方向に移動するときの加速度を検出する加速度検出手段と、前記傾斜角センサの検出値及び前記角速度センサの検出値に基づいて車体の前後傾斜角を求める傾斜角算出手段とが設けられ、
前記傾斜角算出手段が、
前記加速度検出手段にて検出される前記加速度が設定値より大きいとき及び前記加速度が前記設定値よりも大きい状態から小さい状態になったのち検出状態復帰用設定時間が経過するまでの間は、前記加速度が設定値よりも大きくなったときにおいて求めた車体の前後傾斜角又は前記傾斜角センサにて検出された検出値、及び、時間経過に伴って順次検出される前記角速度センサの検出値に基づいて、車体の前後傾斜角を求め、且つ、
前記加速度検出手段にて検出される前記加速度が前記設定値より小さく且つ前記検出状態復帰用設定時間以外のときには、時間経過に伴って順次検出される前記傾斜角センサの検出値に基づいて、又は、その検出値及び時間経過に伴って順次検出される前記角速度センサの検出値に基づいて、車体の前後傾斜角を求めるように構成されている点にある。
このように、車体が前後方向に移動するときに加速度が発生する場合であっても、適正に検出される車体の前後傾斜角に基づいて車体の前後傾斜角を設定傾斜角に維持するように姿勢変更操作手段を制御することができる。
以下、本発明の第1実施形態を作業車の一例としてのコンバインに適用した場合について図面に基づいて説明する。
図1に示すように、コンバインは、左右一対のクローラ式の走行装置1L,1R、刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置3、脱穀された穀粒を貯留する穀粒タンク4、搭乗運転部2等を備えた車体Vに対して、稲や麦等の植立穀稈を刈り取って脱穀装置3に供給する刈取部10を昇降自在に備えて構成されている。
先ず、左右の走行装置1L,1Rの車体Vへの取付構造を説明する。尚、左右の走行装置1L,1Rは夫々同一構成であるから、そのうち左側の走行装置1Lについて以下に説明し、右側の走行装置1Rについてはその説明を省略する。
一方、前後ベルクランク17a,17bの夫々の上方側端部には、夫々、油圧シリンダC2,C3のシリンダロッドが連動連結されている。前記各油圧シリンダC2,C3のシリンダ本体側は主フレーム11における横フレーム部分に枢支連結されており、前記各油圧シリンダC2,C3は夫々複動型の油圧シリンダにて構成されている。
また、前記下限基準姿勢にある状態から、左前シリンダC2をそのままの状態に維持しながら左後シリンダC3を伸長作動させると、図4に示すように、車体Vの後部側を接地部に対して離間する方向に姿勢変更(後上昇操作)することになる。
又、前記下限基準姿勢にある状態から、左前シリンダC2を短縮作動させ、且つ、左後シリンダC3を伸長作動させると、図5に示すように、車体Vが接地部に対して平行姿勢のまま離間する方向に姿勢変更(上昇操作)することになる。
すなわち、図7に示すように、車体Vに固定された角型の容器41の内部に、シリコンオイル等からなる所定粘度の液体42が入れられるとともに、同一形状の金属板を同一間隔で平行に立設した一対の検出電極43が傾斜角検出方向(図7では左右方向)に間隔をあけて容器41に固定される状態で2組配置されている。そして、液体42が重力により初期姿勢(液面水平状態)に復帰しているときに、車体Vが傾斜していない状態では、2組の検出電極43が同一漬浸状態(図7の状態)になり、車体Vが傾斜している状態では、2組の検出電極43の漬浸状態が異なり(図8(イ)の状態)、その各検出電極43の静電容量を計測してその計測値の差(車体Vが傾斜していない状態ではゼロである)を傾斜角情報に対応する検出値に変換する変換回路部44が備えられている。従って、車体Vが傾斜していない状態つまり水平基準面からの車体の前後傾斜角を検出することができる。
そして、このようにして求めた前記加速度が設定値より小さいときであって、且つ、加速度が前記設定値よりも大きい状態から小さい状態になった切り換わり時点から検出状態復帰用設定時間(300msec)以上経過しているとき、例えば加速度が小さい状態で定速走行を行っているようなとき等においては、前後傾斜角センサ24の検出値及び角速度センサ25の検出値に基いて車体Vの前後傾斜角を算出する。
すなわち、図11に示すように、上述したようにして求めた前後傾斜角センサ24の検出値と設定前後傾斜角との偏差がピッチングの不感帯を車体Vの前傾斜側に外れていれば、機体後部に位置する左右のストロークセンサ19、21の検出情報に基づいて、左後シリンダC3及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されているか否かを判断し、両シリンダC3,C5がいずれも下限位置に操作されていなければ、その両シリンダC3,C5のいずれかが下限位置に達するまで、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を短縮作動させる。左後シリンダC3及び右後シリンダC5のいずれかが下限位置に操作されれば、左前シリンダC2及び右前シリンダC4のいずれかが上限位置に達するまで、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を短縮作動させる。
次に、第2実施形態を説明する。この実施形態では、車体の前後傾斜角を求める傾斜角算出手段の構成が異なるが、それ以外の構成は第1実施形態と同じであるから、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明を省略する。
図14に示すように、前記制御装置22は、上記第1実施形態と同様に、車体が前後方向に移動するときの加速度を求め、その加速度が設定値より小さく、且つ、加速度が前記設定値よりも大きい状態から小さい状態に切り換わった時点から検出状態復帰用設定時間(300msec)以上経過しているときは、図15(イ)に示すように、前後傾斜角センサ24の検出値の検出値に基いて前後傾斜角を算出する。
次に、第3実施形態を説明する。この実施形態では、前記加速度検出手段200による加速度を検出する構成が異なるが、それ以外の構成は第1実施形態と同じであるから、異なる構成についてのみ説明し、同じ構成については説明を省略する。
次に別実施形態を列記する。
24 前後傾斜角センサ
50 走行速度検出手段
51 変速レバー
100 姿勢変更操作手段
200 加速度検出手段
300 傾斜角算出手段
400 姿勢制御手段
V 車体
Claims (5)
- 車体の前後方向の傾斜角を検出する重力式の傾斜角センサが備えられた作業車の姿勢検出装置であって、
車体の前後傾斜方向での角速度を検出する角速度センサと、車体が前後方向に移動するときの加速度を検出する加速度検出手段と、前記傾斜角センサの検出値及び前記角速度センサの検出値に基づいて車体の前後傾斜角を求める傾斜角算出手段とが設けられ、
前記傾斜角算出手段が、
前記加速度検出手段にて検出される前記加速度が設定値より大きいとき及び前記加速度が前記設定値よりも大きい状態から小さい状態になったのち検出状態復帰用設定時間が経過するまでの間は、前記加速度が設定値よりも大きくなったとき又はそれよりも設定時間前のときにおいて既に求められている車体の前後傾斜角又は前記傾斜角センサにて既に検出されている検出値、及び、時間経過に伴って順次検出される前記角速度センサの検出値に基づいて、車体の前後傾斜角を求め、且つ、
前記加速度検出手段にて検出される前記加速度が前記設定値より小さく且つ前記検出状態復帰用設定時間以外のときには、時間経過に伴って順次検出される前記傾斜角センサの検出値に基づいて、又は、その検出値及び時間経過に伴って順次検出される前記角速度センサの検出値に基づいて、車体の前後傾斜角を求めるように構成されている作業車の姿勢検出装置。 - 車体の前後方向の傾斜角を検出する重力式の傾斜角センサが備えられた作業車の姿勢検出装置であって、
車体の前後傾斜方向での角速度を検出する角速度センサと、車体が前後方向に移動するときの加速度を検出する加速度検出手段と、前記傾斜角センサの検出値及び前記角速度センサの検出値に基づいて車体の前後傾斜角を求める傾斜角算出手段とが設けられ、
前記傾斜角算出手段が、
前記加速度検出手段にて検出される前記加速度が設定値より大きいとき及び前記加速度が前記設定値よりも大きい状態から小さい状態になったのち検出状態復帰用設定時間が経過するまでの間は、前記加速度が設定値よりも大きくなったときにおいて求めた車体の前後傾斜角又は前記傾斜角センサにて検出された検出値、及び、時間経過に伴って順次検出される前記角速度センサの検出値に基づいて、車体の前後傾斜角を求め、且つ、
前記加速度検出手段にて検出される前記加速度が前記設定値より小さく且つ前記検出状態復帰用設定時間以外のときには、時間経過に伴って順次検出される前記傾斜角センサの検出値に基づいて、又は、その検出値及び時間経過に伴って順次検出される前記角速度センサの検出値に基づいて、車体の前後傾斜角を求めるように構成されている作業車の姿勢検出装置。 - 走行装置の走行速度を変速する走行変速装置を操作する変速レバーの操作位置を検出するレバー位置検出手段が設けられ、
前記加速度検出手段が、前記レバー位置検出手段の検出情報にて求めた前記変速レバーの操作位置の単位時間当たりの変化量に基づいて、車体が前後方向に移動するときの加速度を検出するように構成されている請求項1又は2記載の作業車の姿勢検出装置。 - 走行装置の駆動速度を検出する走行速度検出手段が設けられ、
前記加速度検出手段が、前記走行速度検出手段の検出情報にて求めた走行速度の単位時間当たりの変化量に基づいて、車体が前後方向に移動するときの加速度を検出するように構成されている請求項1又は2記載の作業車の姿勢検出装置。 - 請求項1〜4のいずれか1項に記載の作業車の姿勢検出装置を備えた作業車の姿勢制御装置であって、
走行装置の接地部に対する車体の前後傾斜角を変更操作自在な姿勢変更操作手段と、前記傾斜角算出手段にて求める車体の前後傾斜角を設定傾斜角に維持するように前記姿勢変更操作手段を制御する姿勢制御手段とが備えられている作業車の姿勢制御装置。
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