JP6542624B2 - 作業車輌 - Google Patents
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Description
前記自動傾き制御モードが起動されると、前記制御装置は、前記傾斜センサによって検出される前記作業機の実傾きが前記傾き設定部材によって設定される目標傾きに一致するように、前記傾斜アクチュエータを作動させる。
即ち、不感帯幅を狭く設定すると、理論上においては実傾きを目標傾きに正確に一致させることが可能になるが、前記作業機がハンチング動作を起こし易くなる。
一方、不感帯幅を広く設定すると、ハンチング動作を抑えることは可能になるが、実傾きの目標傾きに対する位置ズレ(誤差)が生じ易くなる。
この点に関し、前記特許文献2に記載の構成は改善の余地がある。
図1及び図2に、それぞれ、本実施の形態に係る作業車輌の側面図及び伝動模式図を示す。
前記HST61、前記前後進切換装置62及び前記ギヤ式多段変速装置63は、ミッションケース30(図1参照)に支持又は収容されている。
図3に示すように、車輌本機は、人為操作される主変速操作部材120と、前記主変速操作部材120の操作位置を検出する操作側主変速センサ120aと、前記主変速アクチュエータ220と、前記HST61の出力回転速度を検出する作動側主変速センサ61aとを有している。
本実施の形態においては、図3に示すように、前記主変速アクチュエータ220は、油圧シリンダ220aと、前記油圧シリンダ220aに往復動自在に収容され、前記HST61における制御軸等の変速作動部材に作動連結される油圧ピストン220bと、前記油圧シリンダ220aに対する作動油の給排を切り換える電磁弁220cとを有するものとされており、前記電磁弁220cが前記制御装置100によって作動制御されている。
これに代えて、前記主変速アクチュエータ220が電動モータを有するように構成することも可能である。
なお、図4に示すように、前記第1油圧ポンプ52及び前記第2油圧ポンプ53は、前記ミッションケース30内の貯留油を油源としている。
これに代えて、前記前後進切換アクチュエータ230が電動モータを有するように構成することも可能である。
図2に示すように、本実施の形態においては、前記PTO系伝動構造80は、PTOクラッチ装置81と、PTO変速装置82とを有している。
本実施の形態においては、図1及び図5に示すように、前記リンク機構380は、トップリンク381と左右一対のロワーリンク382とを有している。
なお、図3中の符号362は、前記インレットポート351を介して受け入れた圧油のうちの余剰油を前記余剰油排出ポート352へ流す分流弁である。
例えば、図5に示す前記リフトアーム385の回動角度を検出するリフト角センサが前記昇降センサ310として好適に用いられる。
即ち、前記手動昇降操作部材181が操作されると、前記制御装置100は、前記作業機300が、センサ181aによって検出される前記手動昇降操作部材181の操作位置に応じた高さに位置するように前記昇降用電磁弁360U及び前記下降用電磁弁360Dを作動させる。
即ち、前記ワンタッチ昇降操作部材182が上昇操作されると、前記制御装置100は、前記作業機300が前記上昇位置設定部材183によって設定されている高さまで上昇するように前記上昇用電磁弁360Uを作動させる。
即ち、本実施の形態においては、前記手動昇降操作部材181が下降位置設定部材としても作用するようになっている。
なお、図3中の符号182aは前記ワンタッチ昇降操作部材の操作状態を検出するセンサであり、符号183aは前記上昇位置設定部材183の操作位置を検出するセンサである。
例えば、前記傾斜油圧シリンダ430における前記傾斜ピストン432の伸縮長さを検出するストロークセンサが前記相対傾斜センサ315bとして好適に用いられる。
本実施の形態においては、前記作業車輌は、前記作業機300としてロータリー耕耘機を備えている。
前記自動耕深制御は、前記作業機300の実耕深位置を目標耕深位置に追従させるものである。
前記自動耕深制御モードは、前記耕深位置検出センサ311によって検出される前記作業機300の実耕深位置と耕深位置設定部材186によって設定された目標耕深位置との間の偏差が所定の不感帯幅内に収まるように、前記昇降アクチュエータ320の作動制御を行う。
また、前記ロータリー耕耘機における耕耘上面カバーに対する耕耘リヤカバの回動角度を検出するリヤカバーセンサが、前記耕深位置検出センサ311として好適に用いられる。
従って、前記制御装置100は、実耕深位置及び目標耕深位置の偏差の大きさに応じて、対応する電磁弁に印可すべき前記制御電流値又は前記制御電圧値を算出し、算出された前記制御電流値又は前記制御電圧値を前記電磁弁に印可して、実耕深位置を目標耕深位置に対して所定の不感帯内に位置させる。
図3に示すように、前記作業車輌には、自動傾き制御選択部材195と、傾き設定ダイヤル等の傾き設定部材196と、前記作業機の左右方向の傾きを検出する傾斜センサ315とが備えられている。
なお、図3中の符号195aは前記自動傾き制御選択部材195の操作状態を検出するセンサであり、符号196aは前記傾き設定部材196の操作位置を検出するセンサである。
この場合、前記制御装置100は、前記本機傾斜センサ315aからの検出信号に基づく前記車輌本機1の傾斜角度と前記相対傾斜センサ315bからの検出信号に基づく前記車輌本機1に対する前記作業機300の相対傾斜角度とによって、前記作業機300の左右傾斜角度を認識する。
従って、前記制御装置100は、実傾き及び目標傾きの間の角度偏差の大きさに応じて、前記制御電流値又は前記制御電圧値を算出する。
以下、自動傾き制御を行う場合を例に、不感帯可変制御及び標準・予測切換制御について説明する。
前記制御装置100は、前記自動傾き制御選択部材195への人為操作に応じて、対応する自動傾き制御モード(水平制御モード又は傾斜地制御モード)を起動する。
なお、自動傾き制御モードは、前記自動傾き制御選択部材195への解除操作によって解除され得る。
この場合、前記制御装置100は前記傾斜用電磁比例弁440に対する制御電流又は制御電圧の大きさを調整することで前記傾斜アクチュエータ420の作動制御を行う。
前記標準・予測切換制御は、前記角速度センサ450からの実角速度を微分することによって得られる角加速度が所定の閾値以内の場合には、位置偏差(自動傾き制御においては角度偏差)と実角速度とに基づいて算出される標準制御信号を用いて前記傾斜アクチュエータ420の作動制御を行う一方で、角加速度が所定の閾値を超える場合には、実角速度に対して角加速度の大きさに応じた補正を加えた予測角速度を算出し、位置偏差(角度偏差)と予測角速度とに基づいて算出される予測制御信号を用いて前記傾斜アクチュエータ420の作動制御を行うように構成されている。
従って、前記制御装置100は、前記標準制御信号として、角度偏差に対して角速度の大きさに応じた補正を加えた補正角度偏差に基づき、制御電流値又は制御電圧値を算出する。
斯かる構成によれば、前記作業機300の重量に起因するシリンダ伸張動作及び短縮動作間の差異を考慮した状態で、前記作業機300の実傾きを目標傾きに迅速に一致させることができる。
なお、第2幅は第1幅より大きい為、ステップ20からステップ21へ移行する場合においては、ステップ21での判断は必ずYESとなる。
前記傾き設定部材196が追加操作されていない場合(ステップS23においてNOの場合)には、ステップS24をスキップしてステップS25へ移行する。
100 制御装置
186 耕深位置設定部材(位置設定部材)
196 傾き設定部材(位置設定部材)
300 作業機
311 耕深位置検出センサ(位置検出部材)
315 傾斜センサ(位置検出部材)
315a 本機傾斜センサ
315b ストロークセンサ
320 昇降アクチュエータ
330 昇降油圧シリンダ
420 傾斜アクチュエータ
430 傾斜油圧シリンダ
440 傾斜用電磁比例弁
450 角速度センサ
Claims (4)
- 車輌本機と、前記車輌本機に相対移動可能に連結された作業機と、前記作業機を前記車輌本機に対して左右方向に傾動させる傾斜油圧シリンダと、前記作業機の左右目標傾斜角度を設定する傾き設定部材と、前記車輌本機の左右傾斜角度を検出する本機傾斜センサと、前記傾斜油圧シリンダの伸縮長さを検出するストロークセンサと、前記車輌本機の角速度を検出する角速度センサと、前記本機傾斜センサ及び前記ストロークセンサからの信号に基づく前記作業機の実傾斜角度と前記傾き設定部材によって設定される目標傾斜角度との間の角度偏差を所定の不感帯内に入れるように前記傾斜油圧シリンダに対して自動傾き制御を行う制御装置とを備えた作業車輌であって、
前記傾斜油圧シリンダに対する作動油の給排ラインに介挿され、印可される制御電流値又は制御電圧値の大きさに応じて前記傾斜油圧シリンダに対して給排される作動油の流量を変更可能な電磁比例弁を備え、
前記制御装置は、実傾斜角度及び目標傾斜角度の間の角度偏差の大きさに基づいて区分けされた複数の角度偏差グレードと、角速度の大きさに基づいて区分けされた複数の角速度グレードと、角度偏差グレード及び角速度グレードの組み合わせによって画される作業機姿勢状態毎に定められた制御電流値又は制御電圧値とを含む制御信号マップを有し、
前記角速度センサからの実角速度を微分することによって得られる角加速度が所定の閾値内の場合には、その時点の角度偏差が属する角度偏差グレードとその時点の実角速度が属する角速度グレードとによって決定される作業機姿勢状態の制御電流値又は制御電圧値を前記電磁比例弁に印可し、
前記角加速度が前記傾斜油圧シリンダの伸張方向への閾値を超える場合には、その時点の角度偏差が属する角度偏差グレードとその時点の実角速度が属する角速度グレードより1グレードだけ傾斜油圧シリンダ伸張方向側に位置する角速度グレードとによって決定される作業機姿勢状態の制御電流値又は制御電圧値を前記電磁比例弁に印可し、
前記角加速度が前記傾斜油圧シリンダの短縮方向への閾値を超える場合には、その時点の角度偏差が属する角度偏差グレードとその時点の実角速度が属する角速度グレードより1グレードだけ傾斜油圧シリンダ短縮方向側に位置する角速度グレードとによって決定される作業機姿勢状態の制御電流値又は制御電圧値を前記電磁比例弁に印可することを特徴とする作業車輌。 - 角加速度の傾斜油圧シリンダ短縮方向への閾値は傾斜油圧シリンダ伸張方向への閾値よりも大とされていることを特徴とする請求項1に記載の作業車輌。
- 車輌本機と、前記車輌本機に相対移動可能に連結された作業機と、前記作業機を前記車輌本機に対して相対移動させるアクチュエータと、前記作業機の目標位置を設定する位置設定部材と、前記作業機の実位置を検出する位置検出部材と、前記車輌本機の角速度を検出する角速度センサと、前記位置検出部材によって検出される前記作業機の実位置及び前記位置設定部材によって設定される目標位置の間の位置偏差が所定幅の不感帯内に入るように前記アクチュエータの作動制御を行う制御装置とを備えた作業車輌であって、
前記作業機はロータリー耕耘機とされ、
前記アクチュエータは、伸縮動作に応じて前記ロータリー耕耘機を前記車輌本機に対して昇降させる昇降油圧シリンダを有し、
前記位置検出部材は、前記ロータリー耕耘機の耕深位置を検出する耕深位置検出センサを有し、
前記位置設定部材は、前記ロータリー耕耘機の耕深位置を設定する耕深位置設定部材を有し、
前記制御装置は、初期設定においては前記不感帯の所定幅として第1幅を用い、前記位置偏差が第1幅内に入ると前記不感帯の所定幅を第1幅より大きい第2幅に変更し、前記位置偏差が第2幅の不感帯から外れると前記不感帯の所定幅を第1幅に変更する不感帯可変制御を行い、さらに、前記アクチュエータの作動制御として、前記角速度センサからの実角速度を微分することによって得られる角加速度が所定の閾値以内の場合には、位置偏差と実角速度とに基づいて算出される標準制御信号を用いて前記アクチュエータを作動させ、且つ、前記角加速度が所定の閾値を超える場合には、実角速度に対して角加速度の大きさに応じた補正を加えた予測角速度を算出し、位置偏差と予測角速度とに基づいて算出される予測制御信号を用いて前記アクチュエータを作動させる標準・予測切換制御を行うように構成されており、前記耕深位置検出センサからの信号に基づく前記ロータリー耕耘機の耕深位置を前記実位置とし且つ前記耕深位置設定部材によって設定される耕深位置を前記目標位置として前記昇降油圧シリンダを作動させる自動耕深制御を行う際に、前記不感帯可変制御及び前記標準・予測切換制御を実行することを特徴とする作業車輌。 - 前記アクチュエータは、伸縮動作に応じて前記ロータリー耕耘機を前記車輌本機に対して左右方向に傾動させる傾斜油圧シリンダを有し、
前記位置検出部材は、前記車輌本機の左右傾斜角度を検出する本機傾斜センサと、前記傾斜油圧シリンダの伸縮長さを検出するストロークセンサとを有し、
前記位置設定部材は、前記ロータリー耕耘機の左右傾斜角度を設定する傾き設定部材を有し、
前記制御装置は、前記本機傾斜センサ及び前記ストロークセンサからの信号に基づく前記ロータリー耕耘機の実傾斜角度を前記実位置とし且つ前記傾き設定部材によって設定される目標傾斜角度を前記目標位置として前記傾斜油圧シリンダを作動させる自動傾き制御を行う際に、前記不感帯可変制御及び前記標準・予測切換制御を実行することを特徴とする請求項3に記載の作業車輌。
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