JP7101614B2

JP7101614B2 - 作業車

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Publication number: JP7101614B2
Application number: JP2018245768A
Authority: JP
Inventors: 拓也玉井; 淳一石川
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2018-12-27
Filing date: 2018-12-27
Publication date: 2022-07-15
Anticipated expiration: 2038-12-27
Also published as: JP2020104725A

Description

本発明は、複数の走行車輪を備えた作業車に関し、詳しくは、植立している作物を跨いで走行しながら作業したり、凹凸や傾斜面が存在する地面を走行しながら作業するのに適した作業車に関する。

この種の作業車において、従来では、走行車輪を支持する縦向きケースが上下方向に長く設けられ、車体の地上高を大きくしてハイクリアランス仕様に構成されたものがあり、縦向きケースの上下長さは予め定められた一定の長さに設定されていた（例えば、特許文献１参照）。

この構成であれば、例えば、車体の後部に施肥装置や薬剤散布装置を装着して、左右の走行車輪が作物列を跨いで圃場を走行しながら、肥料や除草剤等の薬剤を作物に供給する作業を行うような場合に、車体の地上高を高くして、圃場に植え付けられた作物に車体が接触しない状態で走行することができる。

特開２００３－９４９０７号公報

上記従来構成では、縦向きケースの上下長さが一定に固定されており、走行車輪が接地したときの車体の地上高が一定であるので、作物の生育状態や種類の違い又は作業状況の違い等により、車体の地上高に過不足が生じる不利があった。例えば、作物が背高になった状態に応じて車体の地上高さが設定されていると、作物が背低である場合には、車体と作物との上下間隔が広くなり過ぎて、肥料や薬剤が飛散して作物に適切な状態で供給できない等、作業が良好に行えないおそれがあった。

又、凹凸が存在する地面を走行しながら作業する場合、走行車輪が凹部に入り込んだり凸部に乗り上げたりして、車体が傾斜して姿勢が不安定になるおそれがあり、傾斜地を走行する場合であれば、車体が大きく傾斜したまま走行を継続することになり、車体の姿勢が不安定になるおそれがある。

そこで、作業状況の違いに応じて車体の地上高を適切な高さに設定したり、路面の状況の変化にかかわらず車体の姿勢を安定化させることが可能な作業車が要望されていた。

本発明に係る作業車の特徴構成は、複数の走行車輪が伸縮可能な筒状の支持部材を介して車体フレームに支持され、油圧シリンダにより前記支持部材を伸縮操作して前記走行車輪の前記車体フレームに対する相対高さを所定長さ範囲内で切り換え可能な油圧操作式の車高調節機構が、複数の前記走行車輪の夫々に対して備えられ、複数の前記車高調節機構の夫々に備えられた油圧シリンダに対して各別に作動油の供給状態を制御可能な油圧制御弁と、前記油圧制御弁の作動を制御する制御部と、車体の傾斜角を計測する傾斜センサと、前記油圧シリンダの伸縮操作量を計測するストロークセンサと、前記油圧シリンダの油室の圧力を計測する圧力センサと、が備えられ、前記制御部は、前記傾斜センサ及び前記ストロークセンサの検出結果に基づいて、車体を前記目標対地高さで且つ前記目標姿勢にするために必要とされる前記油圧シリンダの目標圧力を求め、前記圧力センサの検出値が前記目標圧力となるように、前記油圧制御弁の作動を制御する圧力調節制御を実行する点にある。

本発明によれば、車高調節機構が作動することにより支持部材が伸縮すると、走行車輪の車体フレームに対する相対高さを変更調節することができる。複数の走行車輪の夫々について高さ調節することで、車体を所望の姿勢に維持しながら車体の地上高を変更することが可能である。

車高調節機構は、油圧シリンダの作動により支持部材を伸縮させるものであり、制御部が油圧シリンダに対する油圧制御弁の作動を制御する。すなわち、変動状態計測手段により車体の目標対地高さ並びに目標姿勢からの変動状態が計測され、制御部は、その計測結果に基づいて車体が目標対地高さで且つ目標姿勢になるように油圧制御弁の作動を制御する。その結果、作動油の供給状態が制御されて油圧シリンダが伸縮操作され、車体が目標対地高さで且つ目標姿勢に維持される。

植立している作物を跨いで走行するような場合であれば、作物の背丈が低いときは目標対地高さを低めに設定し、作物の背丈が高いときは目標対地高さを高めに設定することにより、車体の高さを、作物の背丈に応じて作業に適した高さに維持しながら走行することができ良好な作業を行える。又、傾斜地を走行する場合には、目標姿勢を水平姿勢に設定しておくと、複数の走行車輪は傾斜している地面上に接地しているが、車体は水平姿勢又は水平姿勢に近い姿勢に姿勢変更され、安定した状態で走行することができる。

従って、本発明によれば、作業状況の違いに応じて車体の地上高を適切な高さに設定したり、路面の状況の変化にかかわらず車体の姿勢を安定化させることが可能となった。

又、制御部は、油圧シリンダを操作するときの制御目標値として、油圧シリンダの目標作動量ではなく、車体を目標対地高さで且つ目標姿勢にするために必要とされる油圧シリンダの目標圧力を求めるのである。この圧力は、油圧シリンダを作動すべき必要ストローク量を作動させるのに必要な力（推力）に相当するものである。

例えば、油圧シリンダを目標作動量により制御する場合であれば、制御動作にハンチングが生じるおそれがあり、制御動作が不安定になるおそれがある。しかし、本構成のように、圧力により制御することで、直接検出されるストローク量や傾斜角等の物理量とは異なるので、ハンチング等のおそれが少ないものになり、制御が安定化させやすい。

本発明においては、複数の前記油圧シリンダ夫々の油室にアキュムレータが接続されていると好適である。

車体が走行する路面が、全体的には概ね平坦な面であっても小さい凹凸が存在しているような場合であれば、走行車輪が凹部に入り込んだり凸部に乗り上げたりして、車体が振動することがある。このような場合には、走行車輪が車体に対して少しだけ相対的に上昇あるいは下降しようとする。

そこで、本構成では、油圧シリンダの油室にアキュムレータが接続されており、アキュムレータにて作動油が吸収されたり排出されたりして、走行車輪の車体に対する相対上下動を許容することができる。その結果、小さい凹凸に起因した走行車輪の相対的な上下動を許容することで車体の振動を抑制して、車体の姿勢を目標姿勢に維持することが可能となる。

本発明においては、運転者が着座する運転座席と、前記運転座席の前方に配置された操作部材とを備えていると好適である。

本構成によれば、運転者は運転座席に着座して楽に運転操作することができる。このように運転者が着座するものであっても、車体の姿勢が安定化することで運転操作が行い易いものなる。

作業車の全体側面図である。作業車の車輪支持構造を示す平面図である。車輪支持構造を示す正面図である。車輪支持構造の一部の斜視図である。車輪支持構造の一部の斜視図である。最大伸長状態の車高調節機構の横断正面図である。最短状態の車高調節機構の横断正面図である。ストロークセンサの構造を示す断面図である。制御ブロック図である。油圧回路図である。制御動作のフローチャートである。動作説明図である。制御動作のフローチャートである。制御動作のフローチャートである。

〔第１実施形態〕
以下、本発明の第１実施形態に係る作業車を図面に基づいて説明する。

〔全体構成〕
図１に本実施形態に係る作業車としての乗用管理機が示されている。この乗用管理機は、４輪走行型の走行車体１の後部に作業装置としての薬剤散布装置２が備えられている。この乗用管理機は、既に作物が植え付けられている圃場において、作物の植付条を跨いで走行しながら作物に対して薬剤を散布する作業を行うものである。尚、本実施形態では本発明を乗用管理機（乗用型作業者）に適用した場合の例について説明するが、本発明の適用対象はこれに限るものではない。

走行車体１の前部の左右両側に旋回操作可能な走行車輪Ｓとしての一対の前輪３が備えられ、走行車体１の後部の左右両側に旋回操作可能な走行車輪Ｓとしての一対の後輪４が備えられている。このように４輪が全て旋回可能であり、例えば、２つの前輪３だけを旋回させる２輪操舵状態と、前輪３と後輪４とを逆方向に旋回させて小さい旋回半径で走行する４輪操舵状態とに切り換え可能である。

前輪３及び後輪４は、作物条の間に位置する条間を走行することができるように設けられている。走行車体１の前部にエンジン５が搭載され、走行車体１の後部に運転部６が備えられている。走行車体１の下部には、エンジン５の動力を変速する図示しない変速装置を内装するミッションケース７が備えられている。ミッションケース７は、エンジン５の後下部から側面視で後輪４に対応する箇所まで前後方向に延びる状態で設けられている。エンジン５の下部側には外周部を覆う状態で前部側フレーム体８が備えられている。ミッションケース７と前部側フレーム体８とが一体的に連結されており、これらにより車体全体を支持する車体フレームＦが構成されている。運転部６には、運転者が着座する運転座席９と、運転座席９の前方に位置してステアリング操作を行うステアリングハンドル（操作部材）１０とが備えられている。運転部６には、それ以外に、薬剤散布装置２を昇降するための昇降レバー１１や変速レバー１２等も備えられている。

走行車体１は、エンジン５の動力が、ミッションケース７内の変速装置にて変速されたのち、左右の前輪３及び左右の後輪４に伝達される。従って、走行車体１は、４つの走行車輪Ｓが駆動される４輪駆動型に構成されている。図２に示すように、ミッションケース７の左右両側に連結された筒状の後部横向き伝動ケース１３の内部に横向き伝動軸１４が備えられ、変速後の動力が横向き伝動軸１４を介して左右両側の後輪４に伝達される。後部横向き伝動ケース１３は、ミッションケース７すなわち車体フレームＦに支持されている。

図２に示すように、左右の前輪３の左右中間部に、筒状の前部横向き伝動ケース１５が備えられ、ミッションケース７からの動力が前後向きの中間軸１６、横向き伝動ケース１５内に備えられた差動機構（図示せず）と横向き伝動軸１８とを介して左右の前輪３に伝達される。前部横向き伝動ケース１５は、車体フレームＦに対して中間軸１６と同一軸芯である前後軸芯Ｘ周りでローリング（回動）自在に支持されている。

図３に示すように、前部横向き伝動ケース１５の左右方向両側端部には支持部材としての縦向き伝動ケース１９が接続されている。図６に示すように、縦向き伝動ケース１９内には縦向き伝動軸２０が備えられている。前部横向き伝動ケース１５に備えられた横向き伝動軸１８の軸端部と縦向き伝動軸２０の上端部とが上側のベベルギア機構２１を介して連動連結されている。縦向き伝動軸２０の下端部と前輪３の回転軸３ａとが下側のベベルギア機構２２を介して連動連結されている。

そして、走行車輪Ｓは車体フレームＦに対して縦向き伝動軸２０の回転軸芯Ｙ周りで向き変更可能に支持されている。縦向き伝動ケース１９と縦向き伝動軸２０を有する車輪の支持構造は、４個の走行車輪Ｓの夫々について同じ構成であるから、そのうちの１つである一方の前輪３の支持構造について、以下に説明する。

〔車輪支持構造〕
図６に示すように、前部横向き伝動ケース１５の端部は、上側のベベルギア機構２１を覆う状態で正面視で湾曲状に折れ曲がる形状となっており、下向きに開放する開口が形成されている。縦向き伝動ケース１９の上端部に一体的に連結された上部接続体２３が、開口を覆うように前部横向き伝動ケース１５の端部に、縦向き伝動軸２０の回転軸芯Ｙ周りで回動可能に嵌合接続されている。縦向き伝動ケース１９の下端部には、下側のベベルギア機構２２を覆うとともに、前輪３の回転軸３ａを支持するための車輪支持ケース２４が連結されている。

図５に示すように、上部接続体２３が嵌合接続されている状態で抜け外れるのを防止する抜け止め具２５が備えられている。図５に示すように、抜け止め具２５は、帯板状の部材からなり、一端部が上部接続体２３の外周部にボルト連結され、他端部が前部横向き伝動ケース１５の端部に形成された段差部２６に係合して抜け外れを防止する。

図３，４に示すように、前部横向き伝動ケース１５の前方に位置して前部横向き伝動ケース１５に対して平行な姿勢で、ステアリング操作用の複動型の油圧シリンダ２７（以下、ステアリングシリンダと称する）が備えられている。ステアリングシリンダ２７のシリンダチューブ２８がブラケット２９を介して前部横向き伝動ケース１５に連結されている。ステアリングシリンダ２７のピストンロッド３０がボールジョイント３１を介してタイロッド３２の一端部に連動連結され、タイロッド３２の他端部がボールジョイント３３を介して上部接続体２３に設けられたナックルアーム３４に連動連結されている。

ステアリングシリンダ２７が作動することにより、ナックルアーム３４と上部接続体２３を介して、縦向き伝動ケース１９、車輪支持ケース２４及び前輪３の夫々が一体的に縦向き伝動軸２０の回転軸芯Ｙ周りで回動して、前輪３が向き変更操作される。ステアリングシリンダ２７は、ステアリングハンドル１０の操作に応じて切り換え操作されて、直進走行用の中立位置から左方向あるいは右方向に油圧によってスライド操作される。前部横向き伝動ケース１５の端部の上部には、上部接続体２３の回動角すなわち前輪３の回動角を検出する回動角検出装置３５が備えられている。

ステアリングシリンダ２７の作動によって、上部接続体２３すなわち縦向き伝動ケース１９及び前輪３が所定作動範囲内で回動することができる。上部接続体２３の回動操作角が回動角検出装置３５によって検出され、後述する制御装置８０（図９参照）にフィードバックされて、ステアリングハンドル１０の操作に対応する旋回角になるようにステアリングシリンダ２７が制御される。尚、図９では、操向用の制御系については記載を省略している。

〔車高調節機構〕
縦向き伝動軸２０及び縦向き伝動ケース１９の夫々が、縦向き伝動軸２０の軸芯方向に摺動しながら伸縮可能な内外二重構造に構成されている。図６，７に示すように、縦向き伝動ケース１９は、外筒部材１９Ａと内筒部材１９Ｂとを有し、それらが摺動しながら伸縮可能となるように構成されている。縦向き伝動ケース１９は、外筒部材１９Ａが下側に位置し、内筒部材１９Ｂが上側に位置する状態で備えられ、外筒部材１９Ａの下端部が車輪支持ケース２４に一体的に連結され、内筒部材１９Ｂの上端部が上部接続体２３に一体的に連結されている。

縦向き伝動軸２０は、筒軸２０Ａと、筒軸２０Ａの内部にスプライン嵌合して一体回転する状態を維持しながら軸芯方向にスライド可能な内軸２０Ｂとを有している。内軸２０Ｂの上端部が上側のベベルギア機構２１に一体回転可能に連結されている。筒軸２０Ａの下端部が下側のベベルギア機構２２に一体回転可能に連結されている。

縦向き伝動軸２０及び縦向き伝動ケース１９を、縦向き伝動軸２０の回転軸芯Ｙ方向に伸縮操作して、前輪３の車体フレームＦに対する相対高さを複数段階に切り換え可能な油圧操作式の車高調節機構４０が備えられている。図３に示すように、車高調節機構４０に、縦向き伝動軸２０の軸芯方向に沿って延びる油圧シリンダ４１が備えられている。

油圧シリンダ４１は、上部接続体２３と車輪支持ケース２４の下部に設けられた支持ブラケット４２とに亘って設けられている。油圧シリンダ４１のシリンダチューブ４１Ａの上端部が上部接続体２３に一体的に連結され、油圧シリンダ４１のピストンロッド４１Ｂの下端部が車輪支持ケース２４に連結されている。従って、上部接続体２３と車輪支持ケース２４とが、油圧シリンダ４１を介して一体的に連結されており、ステアリングシリンダ２７が作動すると、それらの部材が一体的に回動して、前輪３が旋回操作される。

油圧シリンダ４１を伸縮操作することにより、図６に示すように最も伸長した状態と、図７に示すように最も縮退した状態とにわたり車高を長い範囲（例えば、数十ｃｍ程度）で変更調節することができる。縦向き伝動ケース１９が最も伸長した状態において、外筒部材１９Ａと内筒部材１９Ｂとが重なり合う重合部５０の外周側がベース部材４５により支持されている。このように、縦向き伝動ケース１９が伸長することにより重合部５０の上下幅が狭い場合であっても、ベース部材４５によって外周側を支持することにより、支持強度の低下を防止している。

上部接続体２３が回動可能に接続される横向き伝動ケース１５の端部に、縦向き伝動ケース１９の内部を回動可能に支持する支持ボス部５１が、縦向き伝動ケース１９の径方向内方側に位置して、回転軸芯Ｙ方向に沿って下方に延びる状態で設けられている。すなわち、横向き伝動ケース１５の端部において、ベアリング５２を介して上部接続体２３の内周側を回動可能に支持する支持ボス部５１が、縦向き伝動軸２０の軸芯方向に沿って一体的に下方に延びる状態で延長形成されている。支持ボス部５１は、ベアリング５３を介して内周側に位置する縦向き伝動軸２０を回動可能に支持している。

支持ボス部５１は、内筒部材１９Ｂの上下方向の中間部よりも下方側に至るまで下方に長く延びる状態で設けられている。このように上下方向に長い支持ボス部５１により内周側から縦向き伝動ケース１９を支持することにより、縦向き伝動ケース１９の支持強度の低下を防止している。

〔ストロークセンサ〕
油圧シリンダ４１は、ストロークセンサ内蔵型であり、図８に示すように、シリンダチューブ内に長手方向に沿って延びる状態で操作量検出手段としてのストロークセンサ６０が備えられている。このストロークセンサ６０は、上部接続体２３と車輪支持ケース２４の下部に設けられた支持ブラケット４２とに亘って設けられている。

油圧シリンダ４１の伸縮操作に伴って相対移動する第１部材としての外筒６２と、外筒６２に摺動可能に内嵌される第２部材としての内筒６３とを備えるとともに、外筒６２及び内筒６３の外方に臨む端部が閉塞されて、内部に閉塞空間が形成されたシリンダ構造の筒状摺動部材６４が備えられている。筒状摺動部材６４は、外筒６２の上端部が上部接続体２３に連結され、内筒６３の下端部が支持ブラケット４２に連結されている。

筒状摺動部材６４の内部にストロークセンサ６０が収納されている。ストロークセンサ６０は、外筒６２に一体的に移動する状態で備えられ且つ外周部に螺旋羽根６５が一体的に形成されているスクリュー軸６６と、内筒６３に備えられ且つ内筒６３と外筒６２との相対移動に伴って螺旋羽根６５に摺接作用してスクリュー軸６６を回転するように案内する摺接部材６７と、スクリュー軸６６の回転数を検知可能な回転検出センサとしての電磁式のピックアップセンサ６８とを有している。

スクリュー軸６６は、外筒６２の上側端部に設けられた支持部６９により、軸芯方向に沿って一体的に移動する状態で、且つ、周方向に回動可能に支持されている。スクリュー軸６６は内筒６３の内部に沿って延設されている。内筒６３の上側端部には、スクリュー軸６６に外挿され且つ螺旋羽根６５に摺接作用する摺接部材６７が備えられている。スクリュー軸６６において、摺接部材６７よりも上側に延びる箇所に検出用ギア７０が備えられている。外筒６２には、検出用ギア７０の外周部に対応する箇所に周知構成の電磁式のピックアップセンサ６８が備えられている。ピックアップセンサ６８は、例えば、農業機械やその他の装置に幅広く用いられており、回転数を的確に検出することができる。

油圧シリンダ４１の伸縮操作に伴って外筒６２と内筒６３とが軸芯方向に相対移動すると、スクリュー軸６６の螺旋羽根６５が摺接部材６７の摺接作用を受けて、移動量に相当する回転量だけスクリュー軸６６が回転する。ピックアップセンサ６８は、スクリュー軸６６の回転に伴う検出用ギア７０の歯が通過するときに発生する電流の波形に基づいてスクリュー軸６６の回転数を検出することができる。そして、回転を開始してから停止するまでのスクリュー軸６６の回転数をカウントすることにより、スクリュー軸６６の軸芯方向の移動量（油圧シリンダ４１の伸縮操作量）を求めることができる。

〔油圧回路構成〕
車高調節機構４０は、４個の走行車輪Ｓの夫々に対応して４組備えられる。次に、４組の車高調節機構４０に備えられる４個の油圧シリンダ４１の作動を制御するための油圧回路構成について説明する。

図１０に各油圧シリンダ４１に対する油圧回路が示されている。エンジン５により駆動される油圧ポンプ７２が備えられ、油圧ポンプ７２からの作動油が分岐供給される４つの分岐路に各油圧シリンダ４１に対して各別に作動油の供給状態を制御可能な油圧制御弁７３が夫々備えられている。各油圧シリンダ４１は複動型シリンダにて構成されている。

油圧制御弁７３は、スプールを電磁操作力にてスライド操作させて、油圧シリンダ４１を伸長操作する上昇位置、油圧シリンダ４１を縮退操作する下降位置、及び、作動を停止する中立位置に切り換え可能である。油圧制御弁は、電磁操作力を変更することにより、伸長操作及び縮退操作の夫々において、油圧シリンダ４１に供給する作動油流量を変更調整可能な電磁比例式の流量制御弁にて構成されている。

油圧制御弁７３が上昇位置に切り換えられると、油圧制御弁７３からの作動油がボトム側油室４１ａに供給され、ロッド側油室４１ｂから作動油がドレンタンク７４に排出されて、油圧シリンダ４１が伸長操作される。油圧制御弁７３が下降位置に切り換えられると、油圧制御弁７３からの作動油がロッド側油室４１ｂに供給され、ボトム側油室４１ａから作動油がドレンタンク７４に排出されて、油圧シリンダ４１が縮退操作される。

各油圧シリンダ４１におけるボトム側油室４１ａ及びロッド側油室４１ｂの夫々に対してアキュムレータ７５が備えられている。具体的には、アキュムレータ７５は、油圧制御弁７３から油圧シリンダ４１におけるボトム側油室４１ａに作動油が供給されるボトム側の作動油供給路７６、及び、油圧制御弁７３から油圧シリンダ４１におけるロッド側油室４１ｂに作動油が供給されるロッド側の作動油供給路７７の夫々に接続されている。従って、アキュムレータ７５は、１個の油圧シリンダ４１に対して２個ずつ合計８個備えられている。

アキュムレータ７５は、油圧シリンダ４１の油室に急な圧力上昇があると、余剰の作動油を吸入して蓄積するようにしたり、油室に急な圧力低下があると、蓄積していた作動油を排出させる等の動作により、例えば、走行車輪Ｓが地面の細かな凹凸によって上下振動する等の外的負荷に起因する急激な圧力変動を吸収することが可能である。その結果、アキュムレータ７５による作動油の蓄積や排出により、地面の細かな凹凸に沿う油圧シリンダ４１の相対的なストローク変動を許容して、車体の振動を阻止することができる。

ボトム側の作動油供給路７６、及び、ロッド側の作動油供給路７７の夫々に、内部圧力を計測可能な圧力センサ７８が備えられている。これらの作動油供給路の内部圧力は油圧シリンダ４１の油室の圧力と同じである。従って、圧力センサ７８は、油圧シリンダ４１の油室（ボトム側油室４１ａあるいはロッド側油室４１ｂ）の圧力を計測可能である。圧力センサ７８は、アキュムレータ７５と同様に、１個の油圧シリンダ４１に対して２個ずつ合計８個備えられている。

ロッド側の作動油供給路７７にはリリーフ弁７９が接続されている。リリーフ弁７９は、ロッド側の作動油供給路７７（ロッド側油室４１ｂ）の内部圧力が許容値を越えると、作動油をドレンタンク７４に流すことにより、許容値以上の圧力になることを回避するようにしている。ロッド側油室４１ｂに作動油が供給されるのは、油圧シリンダ４１が縮退する（車体が下降する）ときであり、車体が下降するように油圧シリンダ４１を作動させているときに、車体重量による付勢力が加算されて油室の圧力が過大になるおそれがある。そのため、リリーフ弁７９にて作動油を排出させることにより、圧力が過大になるのを回避することができる。

〔制御構成〕
次に、油圧シリンダ４１の作動を制御するための制御構成について説明する。
図９に示すように、上述したような、４個の油圧制御弁７３、４個のストロークセンサ６０、及び、８個の圧力センサ７８の他に、各油圧制御弁７３の作動を制御する制御部としての制御装置８０と、車体の姿勢変化状態を計測可能な慣性計測装置（ＩＭＵ：ＩｎｅｒｔｉａｌＭｅａｓｕｒｅｍｅｎｔＵｎｉｔ）８１とが備えられている。ストロークセンサ６０、圧力センサ７８、慣性計測装置８１の検出情報が制御装置８０に入力されている。制御装置８０は、マイクロコンピュータを備えて構成され、種々の制御動作を実行可能である。

慣性計測装置８１は、運動体の挙動を計測するために一般的に用いられるものであり、図示はしていないが、３軸のジャイロと３方向の加速度センサを有し、３次元の角速度と加速度を求めることができる。そして、この検出情報を積分する等の演算処理により、車体の変動状態、具体的には、車体の水平姿勢からの左右傾斜角や前後傾斜角等を求めることができる。従って、この慣性計測装置８１は車体の傾斜状態を計測する傾斜センサとして機能する。

制御装置８０は、車体の姿勢変動に対して油圧シリンダ４１による車高調整によって車体が目標状態になるように各油圧制御弁７３の作動を制御する。すなわち、制御装置８０は、慣性計測装置８１及び各ストロークセンサ６０の検出結果に基づいて、車体を目標対地高さで且つ目標姿勢にするために必要とされる各油圧シリンダ４１の目標圧力を求め、圧力センサ７８の検出値が目標圧力となるように、油圧制御弁７３の作動を制御する圧力調節制御を実行する。

制御装置８０は、図１１に示すように、慣性計測装置８１の検出結果に基づいて、車体の水平姿勢からの左右傾斜角及び前後傾斜角を求め、その検出傾斜角の検出情報と、４個のストロークセンサ６０の検出結果（検出ストローク量）との情報に基づいて、車両重心位置Ｇを目標位置（目標地上高）に制御するのに必要な油圧シリンダ４１の力を操作圧に対応する値（第１操作圧）として求める（ステップ♯１）。次に、車両重心位置Ｇが目標位置にあるときの車体の姿勢（前後方向及び左右方向）を水平姿勢にするために必要な油圧シリンダ４１の力（第２操作圧）を演算にて求める（ステップ♯２）。

この第１操作圧や第２操作圧は、油圧シリンダ４１を作動すべき必要ストローク量を作動させるのに必要な力（推力）に相当するものである。そして、第１操作圧と第２操作圧とを加算し、且つ、その加算した値を、各走行車輪Ｓの路面との接触力に変換して目標操作圧として求め（ステップ♯３）、対応する圧力センサ７８にて検出される圧力が目標操作圧に対応した圧力になるように、各油圧制御弁７３の作動を制御する（ステップ♯４）。

このような目標操作圧を求めて油圧制御弁７３を制御する処理は、車体の姿勢の変動に伴って設定単位時間毎に繰り返し行われるのであり、その結果、車体を目標対地高さで且つ目標姿勢に維持することが可能となる。

上記構成によれば、例えば、車体が走行する路面が傾斜地である場合、あるいは、畦を乗り越えて作業地に進入する場合、作業地から畦を乗り越えて畦道に出ていくような場合等において、上記したような圧力調整制御を実行することにより、車体を目標対地高さで且つ目標姿勢に維持することが可能である。

そして、車体が走行する路面が大まかには平坦な面であっても小さな凹凸が存在しているような場合においては、アキュムレータ７５の作用によって、走行車輪Ｓの相対的な上下動を許容することで車体の振動を抑制して、車体の姿勢を目標姿勢に維持することが可能となる。

又、制御装置８０が、圧力センサ７８の検出値に基づいて、油圧制御弁７３の作動を制御する圧力調節制御を実行するものであるから、アキュムレータ７５の作用による走行車輪Ｓの相対的な上下動があっても、そのことによって、制御動作中にハンチングが発生するおそれが少なく円滑な姿勢制御を行える。この実施形態では、ストロークセンサ６０、圧力センサ７８、慣性計測装置８１が、車体の目標対地高さ並びに目標姿勢からの変動状態を計測する変動状態計測手段に対応する。

上記構成の乗用形作業車では、車体の地上高を広い範囲で上下移動させることが可能である。例えば、図１２（ａ）、（ｂ）に示すように、４本の油圧シリンダ４１を夫々短くした低姿勢状態と、４本の油圧シリンダ４１を夫々長くした高姿勢状態とに切り換え可能である。従って、作物を跨いで作業する場合、作物が背低のときは、低姿勢状態に切り換えて、低い位置で薬剤散布できる。作物が成長して背高のときは、高姿勢状態に切り換えることで、作物を傷めることがない。又、図１２（ｃ）に示すように、路面が左右方向に大きく傾斜している状態で、その傾斜面に沿って作業走行する場合には、傾斜下方側の油圧シリンダ４１を長く伸長させ、傾斜上方側の油圧シリンダ４１を短くすることで、車体を水平姿勢あるいは水平姿勢に近づいた姿勢で走行することができる。

〔第２実施形態〕（参考実施形態１）
次に、本発明に係る作業車の参考実施形態１を図面に基づいて説明する。
この実施形態では、制御装置８０の構成が第１実施形態と異なるが、他の構成は第１実施形態と同じである。以下、第１実施形態と異なる点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。

この実施形態では、制御装置８０は、慣性計測装置８１（傾斜センサ）及びストロークセンサ６０の検出結果に基づいて、車体を目標対地高さで且つ目標姿勢にするための油圧シリンダ４１の目標作動量を求め、ストロークセンサ６０の検出値が目標作動量になるように、油圧制御弁７３の作動を制御する車高姿勢制御を実行し、且つ、車高姿勢制御を実行しているときに、圧力センサ７８にて計測される圧力の変動に応じて目標作動量を補正する補正処理を実行する。

制御装置８０は、図１３に示すように、慣性計測装置８１の検出結果に基づいて、車体の水平姿勢からの左右傾斜角及び前後傾斜角を求め、その検出傾斜角の検出情報と、４個のストロークセンサ６０の検出結果（検出ストローク量）との情報に基づいて、路面傾斜具合を求める（ステップ♯１１）。次に、車体を水平姿勢にし、且つ、車両重心位置Ｇを目標高さにするのに必要な目標ストローク量を求め（ステップ♯１２）、油圧シリンダ４１の実ストローク量が目標ストローク量になるように油圧制御弁７３の作動を制御する（ステップ♯１３）。この制御が車高姿勢制御に対応する。

具体的には、実ストローク量と目標ストローク量との偏差に応じて、偏差が大きいほど作動速度が大になるように、油圧シリンダに対する作動油流量に設定して、油圧制御弁の作動を制御する。又、実際の作動にあたっては、目標ストローク量に対して所定範囲の不感帯が設定されている。これにより、操作すべき伸縮量が大きく素早く操作された場合であっても、オーバーシュート等が発生してハンチング動作が生じないようにしている。尚、偏差が小さくなると操作すべき伸縮量は小さくなるので、目標ストローク量に次第に収束していく。

そして、車高姿勢制御を実行しているときに、圧力センサ７８の検出結果により、いずれかの油圧シリンダ４１に加わる外力を求める（ステップ♯１４）。走行路面に大きめの凸部や凹部が存在しており、いずれかの走行車輪が凸部に乗り上げると、接地圧が増大して油圧シリンダ４１の油室の圧力が、他の油圧シリンダ４１よりも高くなる。凹部に入り込むと、それとは逆に、接地圧が減少して油圧シリンダ４１の油室の圧力が低くなる。

そこで、このような外力を加味して、圧力が変化した油圧シリンダ４１に対する目標ストローク量を補正する（ステップ♯１５）。この処理が補正処理に対応する。例えば、圧力が高まると、目標ストローク量を短めに補正し、圧力が低下すると、目標ストローク量を長めに補正する。そして、このように補正した目標ストローク量になるように、油圧シリンダ４１を作動させるべく油圧制御弁７３の作動を制御する（ステップ♯１６）。

このような制御により、路面の凹凸にかかわらず、４個の走行車輪Ｓが地面に沿わせて接地する状態で走行させることができ、スリップしたり、他の走行車輪Ｓが地面から浮き上がって空回りする等の不利を回避できる。

〔第３実施形態〕（参考実施形態２）
次に、本発明に係る作業車の参考実施形態２を図面に基づいて説明する。
この実施形態では、制御装置８０の構成が第１実施形態と異なるが、他の構成は第１実施形態と同じである。以下、第１実施形態と異なる点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。

この実施形態では、制御装置８０は、図１４に示すように、慣性計測装置８１の検出結果に基づいて、車体の水平姿勢からの左右傾斜角及び前後傾斜角を求め、その検出傾斜角の検出情報と、４個のストロークセンサの検出結果（検出ストローク量）との情報に基づいて、路面傾斜具合を求める（ステップ♯２１）。次に、車体を水平姿勢にし、且つ、車両重心位置Ｇを目標高さにするのに必要な目標ストローク量を求め（ステップ♯２２）、油圧シリンダ４１の実ストローク量が目標ストローク量になるように油圧制御弁７３の作動を制御する（ステップ♯２３）。この制御が車高姿勢制御に対応しており、第２実施形態で説明したのと同様な制御が行われる。

この実施形態では、車体の傾斜情報とストローク量の情報のみに基づいて、車高姿勢制御を実行するのであり、この実施形態では、圧力センサ７８が不要であり、制御構成が簡素になり、低コスト化が図れる。従って、この実施形態では、ストロークセンサ６０と慣性計測装置８１とが、車体の目標対地高さ並びに目標姿勢からの変動状態を計測する変動状態計測手段に対応する。

〔別実施形態〕
（１）上記実施形態では、ストロークセンサ６０が、油圧シリンダ４１に内装される構成としたが、この構成に代えて、油圧シリンダ４１の外部に別途備えられる構成としてもよい。

（２）上記実施形態では、圧力センサ７８が、各油圧シリンダ４１におけるボトム側油室４１ａ及びロッド側油室４１ｂの夫々に対して備えられる構成としたが、この構成に代えて、ボトム側油室４１ａ及びロッド側油室４１ｂのいずれか一方に備えられる構成としてもよい。

（３）上記実施形態では、各油圧シリンダ４１におけるボトム側油室４１ａ及びロッド側油室４１ｂの夫々に対してアキュムレータ７５が備えられる構成としたが、この構成に代えて、ボトム側油室４１ａ及びロッド側油室４１ｂのいずれか一方に備える構成としてもよく、このようなアキュムレータ７５を備えない構成としてもよい。

（４）上記実施形態では、傾斜センサとして慣性計測装置（ＩＭＵ）を用いるようにしたが、この構成に代えて、重錘式の傾斜センサや液面検知式の傾斜センサ等の各種の形式の傾斜センサを用いることができる。

（５）上記実施形態では、作業装置として走行車体の後部に薬剤散布装置２が備えられる構成としたが、作業装置としては施肥装置や他の種類の作業装置を備える構成としてもよい。又、作業装置が走行車体において前輪３と後輪４との前後中間位置に位置する状態で備えられる構成としてもよい。

本発明は、複数の走行車輪を備えた作業車に適用できる。

９運転座席
１０ステアリングハンドル（操作部材）
１９支持部材
４０車高調節機構
４１油圧シリンダ
６０ストロークセンサ
７３油圧制御弁
７５アキュムレータ
７８圧力センサ
８０制御部
８１慣性計測装置（傾斜センサ）
Ｆ車体フレーム
Ｓ走行車輪

Claims

複数の走行車輪が伸縮可能な筒状の支持部材を介して車体フレームに支持され、
油圧シリンダにより前記支持部材を伸縮操作して前記走行車輪の前記車体フレームに対する相対高さを所定長さ範囲内で切り換え可能な油圧操作式の車高調節機構が、複数の前記走行車輪の夫々に対して備えられ、
複数の前記車高調節機構の夫々に備えられた油圧シリンダに対して各別に作動油の供給状態を制御可能な油圧制御弁と、
前記油圧制御弁の作動を制御する制御部と、
車体の傾斜角を計測する傾斜センサと、
前記油圧シリンダの伸縮操作量を計測するストロークセンサと、
前記油圧シリンダの油室の圧力を計測する圧力センサと、が備えられ、
前記制御部は、前記傾斜センサ及び前記ストロークセンサの検出結果に基づいて、車体を前記目標対地高さで且つ前記目標姿勢にするために必要とされる前記油圧シリンダの目標圧力を求め、前記圧力センサの検出値が前記目標圧力となるように、前記油圧制御弁の作動を制御する圧力調節制御を実行する作業車。
複数の前記油圧シリンダ夫々の油室にアキュムレータが接続されている請求項１に記載の作業車。
運転者が着座する運転座席と、前記運転座席の前方に配置された操作部材とを備えている請求項１又は２に記載の作業車。