JP5758271B2

JP5758271B2 - 水平制御装置

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Publication number: JP5758271B2
Application number: JP2011240450A
Authority: JP
Inventors: 聖二伊藤
Original assignee: Yanmar Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 2011-11-01
Filing date: 2011-11-01
Publication date: 2015-08-05
Anticipated expiration: 2031-11-01
Also published as: JP2013094128A

Description

本発明は、水平制御装置に関する。

例えば特許文献１において、車体又は前記車体に連結された作業機等の制御対象部材の水平制御装置として、前記制御対象部材の左右方向の傾きを変更させるアクチュエータと、前記制御対象部材の左右方向の目標傾きを設定する傾き設定部材と、前記制御対象部材の左右方向の実際の傾きを検出する傾きセンサと、前記実際の傾きが前記目標傾きを基準とした不感帯内に入るように前記アクチュエータを制御する制御装置とを備え、前記制御装置が、前記傾き設定部材の非操作時には不感帯の幅を標準幅に設定し且つ前記傾き設定部材が操作されると不感帯の幅を標準幅よりも狭い縮小幅に設定する水平制御装置が提案されている。

このような従来の水平制御装置は、前記傾き設定部材の非操作時においては不感帯幅を標準幅に設定することで前記制御対象部材のハンチング現象を有効に防止しつつ、前記傾き設定部材の操作時においては不感帯幅を縮小幅に設定することでオペレータの意図に応じた正確な傾き調整を可能とし得る点において有用である。

しかしながら、前記従来の水平制御装置においては、例えば前記傾き設定部材が前記制御対象部材の左右方向の傾きを右下がりにする第１方向又は右上がりにする第２方向に操作可能とされている場合、前記傾き設定部材を前記傾きが右下がりになるように前記第１方向に操作しているにもかかわらず、前記傾きが右上がりになるように第２方向に操作したときと同一の方向に前記アクチュエータが駆動するという不都合が生じ得る。

この点について、図９を参照しつつ説明する。

図９（ａ）に示すように、前記傾き設定部材が操作位置Ｘａで保持されている場合、前記制御対象部材の実際の傾きは標準幅Ｗ１の不感帯内に収まっている。すなわち、操作位置Ｘａに対応した前記制御対象部材の左右方向の目標傾きをＹａとすると、前記制御対象部材の左右方向の実際の傾きは、Ｙａから第１方向（右下がり方向）側に位置するＹａ（１）と第２方向（右上がり方向）側に位置するＹａ（２）とによって画される標準幅Ｗ１の不感帯内に収まっている。

この状態で、前記傾き設定部材を第１方向へ操作して、その操作位置をＸａからＸｂに変更したとする。この場合、図９（ｂ）に示すように、前記制御装置は前記傾き設定部材の操作位置Ｘｂに対応した目標傾きＹｂを基準とし且つ縮小幅Ｗ２とされた不感帯を設定する。つまり、前記制御装置は、前記制御対象部材の左右方向の目標傾きがＹｂから第１方向側のＹｂ（１）と左右方向第２側のＹｂ（２）とによって画される縮小幅の不感帯内に収まるように、前記アクチュエータを作動させる。

この構成において、前記傾き設定部材が操作位置Ｘａに保持されている場合、前記制御対象部材の実際の傾きが標準幅Ｗ１の不感帯内においてＹａ（１）に近いＹｐ（１）（図９（ａ）参照）であれば、前記傾き設定部材を第１方向へ操作して、その操作位置をＸａからＸｂに変更したとき、前記制御対象部材の左右方向の実際の傾きは前記アクチュエータの作動によって前記傾き設定部材を第２方向へ操作したときのように変更される。

すなわち、前記傾き設定部材の操作後の操作位置Ｘｂに対応した目標傾きＹｂを基準とし且つ縮小幅（Ｙｂ（１）及びＹｂ（２）によって挟まれる範囲）Ｗ２とされた不感帯に対する、前記傾き操作部材の操作前の前記制御対象部材の傾きＹの相対位置によっては、前記傾き設定部材を操作方向とは反対方向に操作しているように、前記制御対象部材の左右方向の実際の傾きが変更されることが起こり得る。

このように、前記従来の水平制御装置においては、前記傾き設定部材の操作時、オペレータが移動させたい方向（操作方向）とは反対方向に制御対象部材の左右方向の実際の傾きが変更されるという事態が生じ得るものであった。

特開２０００−１６６３０８号公報

本発明は、斯かる従来技術に鑑みなされたものであり、前記制御対象部材のハンチング現象を有効に防止しつつオペレータの意図に応じた正確な前記制御対象部材の傾き調整を可能とするという効果を得つつ、オペレータが移動させたい方向とは反対方向に前記制御対象部材の傾きが変更されるという不都合を確実に防止することができる水平制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る水平制御装置は、アクチュエータと、傾き設定部材と、傾きセンサと、制御装置とを備える。前記アクチュエータは、制御対象部材の左右方向の傾きを変更させるためのものである。前記傾き設定部材は、前記制御対象部材の左右方向の目標傾きを設定するためのものである。前記傾きセンサは、前記制御対象部材の左右方向の実際の傾きを検出するためのものである。前記制御装置は、前記実際の傾きが前記目標傾きを基準とした不感帯内に入るように前記アクチュエータを制御するためのものである。前記制御装置は、前記傾き設定部材の非操作時には不感帯の幅を標準幅に設定し且つ前記傾き設定部材が操作されると不感帯の幅を標準幅よりも狭い縮小幅に変更する。前記制御装置は、前記傾き設定部材が操作されると、当該傾き設定部材の操作方向を把握すると共に、前記傾きセンサによって検出された前記傾き設定部材の操作前の状態における前記制御対象部材の実際の傾きと前記傾き設定部材の操作後の状態に応じて設定される目標傾きを基準とした縮小幅の不感帯との相対位置関係に基づいて前記アクチュエータによって前記制御対象部材が傾けられるべき傾斜方向を把握して、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定し、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じ場合には前記傾き設定部材の操作時に行う不感帯幅の縮小幅への変更を許容し、前記操作方向及び前記傾斜方向が異なる場合には前記傾き設定部材の操作時に行うべき不感帯幅の縮小幅への変更を禁止して不感帯幅を標準幅に維持するように構成されており、さらに、前記傾き設定部材の操作に応じて前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定する前に、前記傾きセンサによって検出された前記傾き設定部材の操作前の状態における前記制御対象部材の実際の傾きが前記傾き設定部材の操作後の状態に応じて設定される目標傾きを基準とした標準幅の不感帯内に位置するか否かを判定し、標準幅の不感帯外である場合には前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定せずに前記傾き設定部材の操作時に行う不感帯幅の縮小幅への変更を許容する。

本発明に係る水平制御装置によれば、前記制御対象部材のハンチング現象を有効に防止しつつオペレータの意図に応じた正確な前記制御対象部材の傾き調整を可能とするという効果を得つつ、オペレータが移動させたい方向とは反対方向に前記制御対象部材の傾きが変更されるという不都合を確実に防止することができる。

トラクタの側面図。トラクタの平面図。水平制御系のブロック図。水平制御の流れを示す図。水平制御装置の一実施形態における不感帯幅に関する制御の流れを示す図。水平制御装置の一実施形態における不感帯幅に関する制御の流れを示す図。水平制御装置の別実施形態おける不感帯幅に関する制御の流れを示す図。水平制御装置の別実施形態おける不感帯幅に関する制御の流れを示す図。（ａ）傾き設定部材の非操作時における水平制御の不感帯を示す図。（ｂ）傾き設定部材の操作時における水平制御の不感帯を示す図。

本発明の実施形態を、図面を参照しながら説明する。図面において、同一の引用符号は、対応する又は同一の要素を示す。

本発明の実施形態に係る水平制御装置は、作業車両に装着された作業機を制御対象部材としている。ただし、本発明の実施形態に係る水平制御装置は、制御対象部材を作業機に限定するものではなく、例えば作業車両を制御対象部材とすることも可能である。

図１及び図２に示すように、作業車両であるトラクタ１００は、走行機体１と、左右の前車輪２と、左右の後車輪３と、エンジン４とを備えている。トラクタ１００の後部には、作業機であるロータリ耕耘機２００が連結されている。

走行機体１は、左右の前車輪２及び左右の後車輪３で支持されている。エンジン４は、走行機体１の前部に設けられ、ボンネット５によって覆われている。左右の前車輪２及び左右の後車輪３は、エンジン４からの動力によって回転駆動し、トラクタ１００を前進又は後進走行させる。

走行機体１は、エンジンフレーム１３と、左右の機体フレーム１５とを備えている。エンジンフレーム１３の前部には前パンパ１１が設けられ、エンジンフレーム１３の下部には前車軸ケース１２が設けられている。

左右の機体フレーム１５は、それぞれエンジンフレーム１３の後部に連結されている。左右の機体フレーム１５の後部には、ミッションケース１６が連結されている。ミッションケース１６の左右両側部には、それぞれ後車軸ケース（図示せず）が設けられている。

左側後車輪３は後車軸３ａを介して左側後車軸ケースに回転自在に支持され、右側後車輪３は後車軸３ａを介して右側後車軸ケースに回転自在に支持されている。一方、左右の前車輪２は前車軸２ａを介して前車軸ケース１２に回転自在に支持されている。

ミッションケース１６は、エンジン４の回転を適宜変速することができるように構成されている。ミッションケース１６による変速後の回転は、後車軸３ａを介して後車輪３に伝達可能とされ、前車軸２ａを介して前車輪２に伝達可能とされている。

ミッションケース１６の後端面には、ＰＴＯ軸１８が後方へ突出するように設けられている。ミッションケース１６による変速後の回転は、ＰＴＯ軸１８を介してロータリ耕耘機２００に伝達可能とされている。

ミッションケース１６の後部の上面には、油圧式の作業機用昇降機構２０が取り付けられている。作業機用昇降機構２０は、ロータリ耕耘機２００をトラクタ１００に対して昇降させるためのものである。作業機用昇降機構２０は、昇降用アクチュエータとしての単動形の昇降制御油圧シリンダ２１（図３参照）と、左右のリフトアーム２２を備えている。

左右の各リフトアーム２２は、ミッションケース１６の後端面よりも後方へ突出するように設けられている。左右の各リフトアーム２２は、昇降制御油圧シリンダ２１のピストンの動作に応じて、車両幅方向（左右方向）に沿った回動軸回りに上方又は下方へ回動するように構成されている。

ロータリ耕耘機２００は、トラクタ１００（ミッションケース１６）の後部にリンク機構３０を介して連結され、作業機用昇降機構２０を利用してトラクタ１００に対して昇降可能とされている。本実施形態において、リンク機構３０は、アッパーリンク３２及び左右のロワーリンク３１を備えた３点リンク機構とされている。

左側ロワーリンク３１の前端部は、ミッションケース１６の後部の左側面に車両幅方向に沿った回動軸回りに上方又は下方へ回動可能に連結されている。この左側ロワーリンク３１の後端部は、ロータリ耕耘機２００のヒッチフレーム２１０の下端部に連結されている。

右側ロワーリンク３１の前端部は、ミッションケース１６の後部の右側面に車両幅方向に沿った回動軸回りに上方又は下方へ回動可能に連結されている。この右側ロワーリンク３１の後端部がロータリ耕耘機２００のヒッチフレーム２１０の下端部に連結されている。

アッパーリンク３２の前端部は作業機用昇降機構２０の後部のアッパーリンクヒッチに車両幅方向に沿った回動軸回りに連結されている。このアッパーリンク３２の後端部はロータリ耕耘機２００の上リンクフレーム２２０の前端側に連結されている。

作業機用昇降機構２０の左側リフトアーム２２は、左側リフトロッド２３を介して左側ロワーリンク３１に連結されている。一方、作業機用昇降機構２０の右側リフトアーム２２は、右側リフトロッド２３を介して右側ロワーリンク３１に連結されている。

これにより、作業機用昇降機構２０において左右のリフトアーム２２が前記昇降制御油圧シリンダ２１の動作に応じて上方へ回動したとき、左右のロワーリンク３１がその前端部を支点として上方へ回動する。したがって、左右のロワーリンク３１に連結されたロータリ耕耘機２００は上昇する。

反対に、作業機用昇降機構２０において左右のリフトアーム２２が昇降制御油圧シリンダ２１の動作に応じて下方へ回動したとき、左右のロワーリンク３１がその前端部を支点として下方へ回動する。したがって、左右のロワーリンク３１に連結されたロータリ耕耘機２００は下降する。

ここで、右側リフトロッド２３は、ロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きを変更させるための傾動用アクチュエータを備えている。この傾動用アクチュエータは、複動形の傾斜制御油圧シリンダ２５であり、右側リフトロッド２３の一部を形成するように設けられている。

傾斜制御油圧シリンダ２５のピストンロッドが伸縮すると、右側リフトロッド２３の全長（上下方向の長さ）が変化し、右側リフトロッド２３と右側ロワーリンク３１との右側連結点が左側リフトロッド２３と左側ロワーリンク３１との左側連結点に対して上下方向に移動する。そのため、ロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きが変わる。

具体的には、ロータリ耕耘機２００が水平状態にある場合に、傾斜制御油圧シリンダ２５のピストンロッドが伸長すると、右側リフトロッド２３の全長が長くなって、前記右側連結点が左側連結点に対して下方向に移動する。そのため、ロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きは、右下がりになるように変わる。

反対に、ロータリ耕耘機２００が水平状態にある場合に、傾斜制御油圧シリンダ２５のピストンロッドが収縮すると、右側リフトロッド２３の全長が短くなって、前記右側連結点が左側連結点に対して上方向に移動する。そのため、ロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きは、右上がりになるように変わる。

また、図１及び図２に示すように、走行機体１は、キャビン６を備えている。キャビン６は左右の機体フレーム１５上に設けられている。キャビン６の内部には、操縦座席７と操縦ハンドル（丸ハンドル）８とが設けられている。操縦ハンドル８は操縦座席７の前方に配置され、操縦コラム１９上に支持されている。この操縦ハンドル８はその操舵量に応じて左右の前車輪２の向きを変えることができるように構成されている。

キャビン６の内部には、左右ブレーキペダル４０と、クラッチペダル４１と、作業機昇降レバー４２と、ＰＴＯ変速レバー４３と、走行変速レバー４４と、デフロックペダル４５が設けられている。左右ブレーキペダル４０は操縦コラム１９の右側に配置され、クラッチペダル４１は操縦コラム１９の左側に配置されている。

作業機昇降レバー４２は、ロータリ耕耘機２００を昇降操作するためのものである。ＰＴＯ変速レバー４３は、ＰＴＯ軸１８からの出力を変速操作するためのものである。作業機昇降レバー４２及びＰＴＯ変速レバー４３は、操縦座席７の右側方に配置されて、右コラム上に設けられている。

走行変速レバー２４は、トラクタ１００の走行速度を変速操作するためのものである。走行変速レバー２４は、操縦座席の左側方に配置されて、左コラム上に設けられている。デフロックペダル４５は、エンジン４から左右の後車輪３への動力伝達経路に介挿されるディファレンシャル機構をロック操作するためのものである。

キャビン６の内部には、また、ロータリ耕耘機２００の水平制御に関する操作を行うための操作部材が設けられている。この操作部材は、図２及び図３に示すように、水平制御モード設定部材５１と、傾き手動操作部材５２と、傾き設定部材５３とを含む。

水平制御モード設定部材５１は、ロータリ耕耘機２００の自動水平制御に関し水平制御モードを水平モード又は傾斜地モードに設定するためのものである。水平制御モード設定部材５１はスイッチで構成され、いずれか一つのモードを設定することができるように押圧操作可能とされている。

傾き手動操作部材５２は、ロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きを任意に変更するためのものである。傾き手動操作部材５２はレバーで構成され、ロータリ耕耘機２００が右下がりになるように第１方向に傾動操作可能とされるとともに、ロータリ耕耘機２００が右上がりになるように第２方向に傾動操作可能とされている。

傾き設定部材５３は、ロータリ耕耘機２００の左右方向の目標傾きを設定するためのものである。傾き設定部材５３はダイヤルで構成され、ロータリ耕耘機２００が水平状態となる基準位置に対して、ロータリ耕耘機２００を右下がりにする第１方向と、ロータリ耕耘機２００を右上がりにする第２方向とに回動操作可能とされている。

図３に示すように、水平制御モード設定部材５１、傾き手動操作部材５２、及び傾き設定部材５３は、それぞれ制御装置６０と電気的に接続されている。この制御装置６０は、第１傾きセンサ７１及び第２傾きセンサ７２と電気的に接続されるとともに、第１電磁制御弁８１及び第２電磁制御弁８２と電気的に接続されている。

第１傾きセンサ７１は、走行機体１に設けられ、地面に対するトラクタ１００の左右方向の傾きを検出するように構成されている。第２傾きセンサ７２は、トラクタ１００に対するロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きを検出するように構成されている。本実施形態においては、第２傾きセンサ７２として、傾斜制御油圧シリンダ２５のストロークを検出可能なストロークセンサが利用されている。

制御装置６０は、演算部６１と記憶部６２とを備えている。演算部６１は、前記各種センサ等から入力される信号に基づいて演算処理を実行する制御演算手段を含む。記憶部６２は、制御データ等を記憶するＲＯＭ、設定値等を電源を切っても失われない状態で保存し且つ前記設定値等が書き換え可能とされたＥＥＰＲＯＭ、及び前記演算部による演算中に生成されるデータを一時的に保持するＲＡＭを含む。また、制御装置６０は、タイマー機能を有する。

制御装置６０は、第１傾きセンサ７１によって検出された検出値に基づいて、地面に対するトラクタ１００の左右方向の実際の傾きをリアルタイムで取得可能に構成されている。制御装置６０は、地面に対するトラクタ１００の左右方向の実際の傾きを取得すると、これを記憶部６２に記憶する。

制御装置６０は、第２傾きセンサ７２によって検出された検出値に基づいて、トラクタ１００に対するロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きをリアルタイムで取得可能に構成されている。制御装置６０は、トラクタ１００に対するロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きを取得すると、これを記憶部６２に記憶する。

制御装置６０は、第１電磁制御弁８１に制御信号を出力して、昇降制御油圧シリンダ２１を駆動させ、これによりロータリ耕耘機２００の昇降位置を変更させる。制御装置６０は、第２電磁制御弁８２に制御信号を出力して、傾斜制御油圧シリンダ２５を駆動させ、これによりロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きを変更させる。

そして、制御装置６０は、傾き手動操作部材５２が前記第１方向に傾動操作されたとき、その傾動操作が行われている間だけ第２電磁制御弁８２に制御信号を出力して、傾斜制御油圧シリンダ２５を第１駆動方向（伸長方向）に駆動させる。これにより、ロータリ耕耘機２００が右下がりになるように第１傾斜方向へ傾けられる。

一方、制御装置６０は、傾き手動操作部材５２が前記第２方向に傾動操作されたとき、その傾動操作が行われている間だけ第２電磁制御弁８２に制御信号を出力して、傾斜制御油圧シリンダ２５を第２駆動方向（収縮方向）に駆動させる。これにより、ロータリ耕耘機２００が右上がりになるように第２傾斜方向へ傾けられる。

制御装置６０は、水平制御モード設定部材５１が水平制御モードを水平モード及び傾斜地モードのいずれか一方に設定するように操作されたとき、第１傾きセンサ７１及び第２傾きセンサ７２からの検出値に基づき実際の傾きを取得しながら目標傾きを設定し、傾斜制御油圧シリンダ２５を駆動させて、ロータリ耕耘機２００の傾きを調整する。

ここで、水平モードが選択された場合、ロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きがトラクタ１００の傾きにかかわらず水平となるように調整される。一方、傾斜地モードが選択された場合、ロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きがトラクタ１００の傾きと並行となるように調整される。

なお、制御装置６０は、作業機昇降レバー４２がロータリ耕耘機２００を非作業位置まで上昇させるように操作されている場合には、水平制御モード設定部材５１が水平制御モードを水平モード及び傾斜地モードのいずれか一方に設定するように操作されても、この操作を無効にする。この操作は作業機昇降レバー４２がロータリ耕耘機２００を作業位置まで下降させるように操作されていれば有効となる。

制御装置６０は、傾き設定部材５３が第１方向又は第２方向に操作されたとき、その操作に応じて目標傾きを取得する。そして、制御装置６０は、第２傾きセンサ７２を利用して実際の傾きをリアルタイムで取得しながら、実際の傾きが目標傾きに一致するように傾斜制御油圧シリンダ２５を第１駆動方向又は第２駆動方向に駆動させる。これにより、ロータリ耕耘機２００が第１傾斜方向又は第２傾斜方向へ傾けられ、その左右方向の傾きが目標傾きとされる。

具体的な制御の実現例を、図４に示す。傾き設定部材５３の操作に応じて、制御装置６０が目標傾き・不感帯を変更し、ロータリ耕耘機２００の傾きを目標傾きの不感帯内へ変更する制御の流れを以下に説明する。

まず、ステップ１において、傾き設定部材５３が操作されたか否かを判定する。つまり、傾き設定部材５３の操作位置に変化があったか否かを判定する。

傾き設定部材５３が操作された場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２へ移行する。一方、傾き設定部材５３が操作されなかった場合、制御装置６０は制御ステップをステップ３へ移行する。

ステップ２において、制御装置６０は傾き設定部材５３の操作に応じて不感帯を変更する。

ステップ３において、制御装置６０は、各モードでの目標傾きに応じて制御信号を第２電磁制御弁８２へ出力して、ロータリ耕耘機２００を第１駆動方向又は第２駆動方向に傾斜制御油圧シリンダ２５を駆動させる。これにより、ロータリ耕耘機２００が右下がりになる第１傾斜方向又は右上がりになる第２傾斜方向に傾けられる。そして、制御装置６０は制御ステップをステップ４へ移行する。

ステップ４において、制御装置６０は第２傾きセンサ７２によって検出された検出値に基づいてロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きを取得し、この取得した実際の傾きが現時点で不感帯内に入ったか否かを判定する。

前記取得した実際の傾きが不感帯内に入った場合、制御装置６０はロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きが目標傾きになったと判断し、制御ステップをステップ５へ移行する。一方、前記取得した実際の傾きが不感帯内に入っていなかった場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２へ移行する。

ステップ５において、制御装置６０は、第２電磁制御弁８２への制御信号の出力を停止して、傾斜制御油圧シリンダ２５を停止させる。その後、制御装置６０は、制御ステップをステップ１へ戻す。

また、このように傾き設定部材５３の操作に応じて制御が行われる際、図５及び図６に示すように、制御装置６０はこの制御とともに不感帯に関する制御を次に説明する流れで実行する。

不感帯に関する制御の開始前の段階で、例えば、傾き設定部材５３が操作される直前、図９（ａ）に示すように、傾き設定部材５３の操作位置がＸａである場合、ロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きは標準幅Ｗ１の不感帯内に収まっている。

すなわち、操作位置Ｘａに対応したロータリ耕耘機２００の左右方向の目標傾きをＹａとすると、ロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きは、Ｙａから第１方向（右下がり方向）側に位置するＹａ（１）と第２方向（右上がり方向）側に位置するＹａ（２）とによって画される標準幅Ｗ１の不感帯内に収まっている。標準幅Ｗ１は任意に設定され得る。

この状態で、傾き設定部材５３が回動操作された場合、制御装置６０は不感帯に関する制御を開始する。

図５に示すように、まずステップ１１において、傾き設定部材５３が操作されたか否かを判定する。つまり、傾き設定部材５３の操作位置に変化があったか否かを判定する。

傾き設定部材５３が操作された場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１２へ移行する。一方、傾き設定部材５３が操作されなかった場合、制御装置６０はステップ１１を繰り返す。

ステップ１２において、制御装置６０は、傾き設定部材５３の操作時における当該傾き設定部材５３の操作方向を把握する。同時に、制御装置６０は、第２傾きセンサ７２からの検出値に基づいて取得した、傾き設定部材５３の操作直前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きと、傾き設定部材５３の操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした縮小幅Ｗ２の不感帯との相対位置関係に基づいて、傾斜制御油圧シリンダ２５によってロータリ耕耘機２００が傾けられるべき傾斜方向を把握する。

すなわち、制御装置６０は、傾き設定部材５３の操作に基づいて、その操作方向がロータリ耕耘機２００を右下がりに操作する第１方向であるか、あるいはロータリ耕耘機２００を右上がりに操作する第２方向であるかを判定する。同時に、制御装置６０は、傾き設定部材５３の操作に応じて、傾斜制御油圧シリンダ２５を第２電磁制御弁８２を介しロータリ耕耘機２００が右下がりになる第１傾斜方向（右下がり方向）へ傾けるように駆動させるか、あるいはロータリ耕耘機２００が右上がりになる第２傾斜方向（右上がり方向）へ傾けるように駆動させるかを判定する。

ここで、不感帯幅に関し、縮小幅Ｗ２は標準幅Ｗ１よりも縮小した（狭い）幅であり、任意に設定され得る。また、縮小幅Ｗ２は、図９（ｂ）に示すように、傾き設定部材５３の操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準として第１方向（右下がり方向）側及び第２方向（右上がり）側に等間隔に設定される。

そして、傾き設定部材５３の操作方向及びロータリ耕耘機２００の傾斜方向が同じか否かを判定する。例えば、傾き設定部材５３がロータリ耕耘機２００を右下がりにする第１方向に操作された場合、傾斜制御油圧シリンダ２５を第２電磁制御弁８２を介しロータリ耕耘機２００が右下がりになる第１傾斜方向へ傾けるように駆動させるか否かを判定する。

傾き設定部材５３の操作方向及びロータリ耕耘機２００の傾斜方向が同じである場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１４へ移行する。一方、傾き設定部材５３の操作方向及びロータリ耕耘機２００の傾斜方向が同じでない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１３へ移行する。

ステップ１３において、制御装置６０は、不感帯幅が標準幅Ｗ１に維持されるように、不感帯を傾き設定部材５３の操作前と同じ通常状態とする。そして、図６に示すように、制御装置６０は不感帯に関する制御を終了する。

一方、ステップ１４において、制御装置６０は、不感帯幅が標準幅Ｗ１から縮小幅Ｗ２に変更されるように、不感帯を通常状態から縮小状態に切り替える。そして、制御装置６０は制御ステップをステップ１５へ移行する。

ステップ１５において、制御装置６０は第１経過時間ｔ１をリセットする。第１経過時間ｔ１は、傾き変更後においてロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きが不感帯内に収まっている時間である。そして、制御装置６０は制御ステップをステップ１６へ移行する。

図６に示すように、ステップ１６において、制御装置６０は第２傾きセンサ７２によって検出された検出値に基づいてロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きを取得し、この取得した実際の傾きが現時点で縮小状態の不感帯内に入ったか否かを判定する。

前記取得した実際の傾きが縮小状態の不感帯内に入った場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１７へ移行する。一方、前記取得した実際の傾きが縮小状態の不感帯内に入っていない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１８へ移行する。

ステップ１７において、制御装置６０は第１経過時間ｔ１を加算する。この第１経過時間ｔ１は、制御装置６０がステップ１６において肯定の判定結果を得た時点からの経過時間であり、ステップ１７が繰り返される場合にはステップ毎に得た経過時間を加算して大きく（長く）なる。そして、制御装置６０は制御ステップをステップ１９へ移行する。

ステップ１８において、制御装置６０は第１経過時間ｔ１をリセットする。そして、制御装置６０は制御ステップをステップ１９へ移行する。

ステップ１９において、制御装置６０は第２経過時間ｔ２を加算する。第２経過時間ｔ２は、傾き操作部材５３が操作された後の非操作時間に相当する時間であり、ステップ１９が繰り返される場合にはステップ毎に所定時間を加算して大きく（長く）なる。この加算される所定時間は任意に設定され得る。

ステップ２０において、制御装置６０は現時点で第１経過時間ｔ１が第１設定時間Ｔ１を超えているか否かを判定する。すなわち、制御装置６０は、ロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きが第１設定時間Ｔ１よりも長い間不感帯内に収まっているか否かを判定する。第１設定時間Ｔ１は、任意に設定し得るものであり、ハンチングが発生しないように第２設定時間Ｔ２よりも小さく（短く）設定されている。

第１経過時間ｔ１が第１設定時間Ｔ１を超えている場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２６へ移行する。一方、第１経過時間ｔ１が第１設定時間Ｔ１を超えていない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２１へ移行する。

ステップ２１において、制御装置６０は傾き手動操作部材５２が操作されていないか判定する。本実施形態において、水平制御装置は、不感帯に関する制御の実行中、傾き手動操作部材５２が操作されると、この操作を優先させるために、不感帯に関する制御を強制解除するための強制解除信号を制御装置６０に入力するように構成されている。

傾き手動操作部材５２が操作されていない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２２へ移行する。一方、傾き手動操作部材５２が操作された場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２６へ移行する。

ステップ２２において、制御装置６０は水平制御モード設定部材５１が操作されていないか判定する。本実施形態において、水平制御装置は、不感帯に関する制御の実行中、水平制御モード設定部材５１が傾動操作されると、この操作を優先させるために、不感帯に関する制御を強制解除するための強制解除信号を制御装置６０に入力するように構成されている。

水平制御モード設定部材５１が操作されていない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２３へ移行する。一方、水平制御モード設定部材５１が操作された場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２６へ移行する。

ステップ２３において、制御装置６０は傾き設定部材５３が新たに操作されたか否かを判定する。

傾き設定部材５３が新たに操作された場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２５へ移行する。一方、傾き設定部材５３が新たに操作されていない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２４へ移行する。

ステップ２４において、制御装置６０は現時点で第２経過時間ｔ２が第２設定時間Ｔ２を超えていないか判定する。すなわち、制御装置６０は、傾き設定部材５３が操作されてから第２設定時間Ｔ２よりも長い間経過していないか判定する。第２設定時間Ｔ２は、任意に設定し得るものであり、第１設定時間Ｔ１よりも大幅に大きく（長く）設定されている。

制御装置６０は、このステップ２５の判定を異常発生により所定時間経過してもロータリ耕耘機２００の実際の傾きが不感帯内に入らない場合に、不感帯幅の変更に起因して不具合が生じないようにするために実行する。前記異常発生としては、例えば、ロータリ耕耘機２００がその昇降時に石等の障害物にひっかかること、又はトラクタ１００の各センサや油圧経路等の損傷が考えられる。

第２経過時間ｔ２が第２設定時間Ｔ２を超えていない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２５へ移行する。一方、第２経過時間ｔ２が第２設定時間Ｔ２を超えた場合、制御装置６０は制御ステップをステップ２６へ移行する。

ステップ２５において、制御装置６０は第２経過時間ｔ２をリセットする。そして、制御装置６０は制御ステップをステップ１６へ移行する。

ステップ２６において、制御装置６０は第２経過時間ｔ２をリセットする。そして、制御装置６０は制御ステップをステップ２７へ移行する。

ステップ２７において、制御装置６０は、不感帯幅が縮小幅Ｗ２から標準幅Ｗ１に変更されるように、不感帯を縮小状態から通常状態に切り替える。そして、制御装置６０は不感帯に関する制御を終了する。

以上のように、本発明の一実施形態に係る水平制御装置はロータリ耕耘機２００を制御対象部材とするものであり、傾斜制御油圧シリンダ２５と、傾き設定部材５３と、第２傾きセンサ７２と、制御装置６０とを備えている。傾斜制御油圧シリンダ２５は、ロータリ耕耘機２００の左右方向の傾きを変更させるためのアクチュエータである。傾き設定部材５３は、ロータリ耕耘機２００の左右方向の目標傾きを設定することができるように構成されている。第２傾きセンサ７２は、ロータリ耕耘機２００の左右方向の実際の傾きを検出することができるように構成されている。制御装置６０は、前記実際の傾きが前記目標傾きを基準とした不感帯内に入るように傾斜制御油圧シリンダ２５を制御することができるように構成されている。制御装置６０は、傾き設定部材５３の非操作時には不感帯の幅を標準幅Ｗ１に設定し且つ傾き設定部材５３が操作されると不感帯の幅を標準幅Ｗ１よりも狭い縮小幅Ｗ２に変更する。

また、制御装置６０は、傾き設定部材５３が操作されると、当該傾き設定部材５３の操作方向を把握するとともに、第２傾きセンサ７２によって検出された傾き設定部材５３の操作前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きと傾き設定部材５３の操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした縮小幅Ｗ２の不感帯との相対位置関係に基づいて傾斜制御油圧シリンダ２５によってロータリ耕耘機２００が傾けられるべき傾斜方向を把握する。そして、制御装置６０は、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定し、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じ場合には傾き設定部材５３の操作時に行う不感帯幅の縮小幅Ｗ２への変更を許容し、前記操作方向及び前記傾斜方向が異なる場合には傾き設定部材５３の操作時に行うべき不感帯幅の縮小幅Ｗ２への変更を禁止して不感帯幅を標準幅Ｗ１に維持する。

このように、本発明の実施形態に係る水平制御装置においては、傾き設定部材５３が操作されると、従来のように不感帯幅が必ず標準幅Ｗ１よりも狭い縮小幅Ｗ２に変更されるのではなく、不感帯幅が標準幅Ｗ１よりも狭い縮小幅Ｗ２に変更される場合と不感帯幅が標準幅Ｗ１に維持される場合とがある。

したがって、ロータリ耕耘機２００のハンチング現象を有効に防止しつつオペレータの意図に応じた正確なロータリ耕耘機２００の傾き調整を可能とするという効果を得つつ、オペレータが移動させたい方向とは反対方向にロータリ耕耘機２００の傾きが変更されるという不都合を確実に防止することができる。

また、本発明の実施形態に係る水平制御装置において、制御装置６０は、不感帯幅が縮小幅Ｗ２へ変更されている状態において、第２傾きセンサ７２によって検出されるロータリ耕耘機２００の実際の傾きが縮小幅Ｗ２の不感帯内に第２設定時間Ｔ２を越えて位置すること、水平制御モード設定部材５１及び傾き手動操作部材５２の操作によって強制解除信号が入力されること、又は、傾き設定部材５３が一度操作された後に所定時間を超えて操作されていない状態がつづくこと（即ち、この操作後に第１設定時間Ｔ１の間傾き設定部材５３が再度操作されていないこと）、の少なくとも何れかが検出されると、不感帯幅を標準幅Ｗ１に戻す。

好ましくは、不感帯に関する制御において、図７に示すように制御ステップが追加される。

この場合、制御ステップとしてステップ１０１がステップ１１の次に追加される。ステップ１０１において、制御装置６０は、第２傾きセンサ７２からの検出値に基づいて取得した、傾き設定部材５３の回動操作直前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きが、図９（ｂ）に示す傾き設定部材５３の回動操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした標準幅Ｗ３の不感帯内に位置するか否かを判定する。

ロータリ耕耘機２００の実際の傾きが例えば図９（ａ）に示すＹｐ（２）のように標準幅Ｗ３の不感帯内に位置する場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１２へ移行する。一方、ロータリ耕耘機２００の実際の傾きが例えば図９（ａ）に示すＹｐ（３）のように標準幅Ｗ３の不感帯内に位置しない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１４へ移行する。

以上のように、本発明の別実施形態に係る水平制御装置において、制御装置６０は、傾き設定部材５３が操作されると、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定する前に、第２傾きセンサ７２によって検出された傾き設定部材５３の操作前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きが傾き設定部材５３の操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした標準幅Ｗ３の不感帯内に位置するか否かを判定し、標準幅Ｗ３の不感帯外である場合には前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定せずに傾き設定部材５３の操作時に行う不感帯幅の縮小幅Ｗ２への変更を許容する。

この構成により、傾き設定部材５３の操作前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きが傾き設定部材５３の操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした標準幅Ｗ３の不感帯外に位置する場合には、傾き設定部材５３の操作に応じて設定される縮小幅Ｗ２の不感帯を目標とするロータリ耕耘機２００の傾斜方向は、必ず、傾き設定部材５３の操作方向と一致する。

そのため、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かの判定を省略することが可能となる。しがって、制御の簡略化を図ることができる。

好ましくは、不感帯に関する制御において、図８に示すように制御ステップが追加される。

この場合、制御ステップとしてステップ１０１がステップ１１の次に追加され、ステップ１０２がステップ１０１よりも後に追加される。ステップ１０１において、制御装置６０は、第２傾きセンサ７２からの検出値に基づいて取得した、傾き設定部材５３の回動操作直前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きが、図９（ｂ）に示す傾き設定部材５３の回動操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした標準幅Ｗ３の不感帯内に位置するか否かを判定する。

ロータリ耕耘機２００の実際の傾きが標準幅Ｗ３の不感帯内に位置する場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１０２へ移行する。一方、ロータリ耕耘機２００の実際の傾きが標準幅Ｗ３の不感帯内に位置しない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１４へ移行する。

ステップ１０２において、制御装置６０は、第２傾きセンサ７２からの検出値に基づいて取得した、傾き設定部材５３の操作直前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きが、図９（ｂ）に示す傾き設定部材５３の操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした縮小幅Ｗ２の不感帯内に位置するか否かを判定する。

ステップ１２において、ロータリ耕耘機２００の実際の傾きが例えば図９（ａ）に示すＹｐ（４）のように縮小幅Ｗ２の不感帯内に位置する場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１４へ移行する。一方、ロータリ耕耘機２００の実際の傾きが例えば図９（ａ）に示すＹｐ（２）のように縮小幅Ｗ２の不感帯内に位置しない場合、制御装置６０は制御ステップをステップ１２へ移行する。

以上のように、本発明の別実施形態に係る水平制御装置において、制御装置６０は、傾き設定部材５３が操作されると、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定する前に、第２傾きセンサ７２によって検出された傾き設定部材５３の操作前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きが傾き設定部材５３の操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした縮小幅Ｗ２の不感帯内に位置するか否かを判定し、縮小幅Ｗ２の不感帯内である場合には前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定せずに傾き設定部材５３の操作時に行う不感帯幅の縮小幅Ｗ２への変更を許容する。

傾き設定部材５３の操作前の状態におけるロータリ耕耘機２００の実際の傾きが傾き設定部材５３の操作後の状態に応じて設定される目標傾きＹｂを基準とした縮小幅Ｗ２の不感帯内に位置する場合には、ロータリ耕耘機２００の傾きの変更はなく（傾斜制御油圧シリンダ２５が駆動しない）、傾き設定部材５３の操作方向とロータリ耕耘機２００の傾斜方向とが異なるという不都合も生じ得ない。

なお、本発明は、ここで説明した実施形態の他にも、前述の説明の観点からさまざまな変更形態及び変形形態をとり得る。そのため、添付の請求の範囲内において、本発明をここでの説明とは異なる他の方法で実行することは考えられる。

２５傾斜制御油圧シリンダ
５３傾き設定部材
６０制御装置
８２第２傾きセンサ
１００トラクタ
２００ロータリ耕耘機

Claims

制御対象部材の左右方向の傾きを変更させるためのアクチュエータと、前記制御対象部材の左右方向の目標傾きを設定するための傾き設定部材と、前記制御対象部材の左右方向の実際の傾きを検出するための傾きセンサと、前記実際の傾きが前記目標傾きを基準とした不感帯内に入るように前記アクチュエータを制御するための制御装置とを備え、前記制御装置は、前記傾き設定部材の非操作時には不感帯の幅を標準幅に設定し且つ前記傾き設定部材が操作されると不感帯の幅を標準幅よりも狭い縮小幅に変更する水平制御装置であって、
前記制御装置は、前記傾き設定部材が操作されると、当該傾き設定部材の操作方向を把握すると共に、前記傾きセンサによって検出された前記傾き設定部材の操作前の状態における前記制御対象部材の実際の傾きと前記傾き設定部材の操作後の状態に応じて設定される目標傾きを基準とした縮小幅の不感帯との相対位置関係に基づいて前記アクチュエータによって前記制御対象部材が傾けられるべき傾斜方向を把握して、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定し、前記操作方向及び前記傾斜方向が同じ場合には前記傾き設定部材の操作時に行う不感帯幅の縮小幅への変更を許容し、前記操作方向及び前記傾斜方向が異なる場合には前記傾き設定部材の操作時に行うべき不感帯幅の縮小幅への変更を禁止して不感帯幅を標準幅に維持するように構成されており、さらに、前記傾き設定部材の操作に応じて前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定する前に、前記傾きセンサによって検出された前記傾き設定部材の操作前の状態における前記制御対象部材の実際の傾きが前記傾き設定部材の操作後の状態に応じて設定される目標傾きを基準とした標準幅の不感帯内に位置するか否かを判定し、標準幅の不感帯外である場合には前記操作方向及び前記傾斜方向が同じか否かを判定せずに前記傾き設定部材の操作時に行う不感帯幅の縮小幅への変更を許容することを特徴とする水平制御装置。