JPH03193571A

JPH03193571A - 作業車の姿勢制御装置

Info

Publication number: JPH03193571A
Application number: JP33684389A
Authority: JP
Inventors: Shigeki Hayashi; 繁樹林; Katsuya Usui; 克也臼井; Mikio Okada; 幹夫岡田
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1989-12-25
Filing date: 1989-12-25
Publication date: 1991-08-23

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、走行車体の水平面の前後方向に対する傾きを
重力の作用によって検出する傾斜角検出手段と、前記走
行車体の水平面の前後方向に対する傾きを変更する傾斜
角変更手段と、前記傾斜角検出手段の情報に基づいて、
前記走行車体の水平面の前後方向に対する傾きを設定傾
斜角に維持すべく前記傾斜角変更手段を作動させる制御
手段とが備えられた作業車の姿勢制御装置に関する。

〔従来の技術〕

作業車の姿勢制御装置に備えられている傾斜角検出手段
は、−船釣には、前後方向に対して揺動自在な重錘を、
液体で満たされた容器内に収納するとともに、この重錘
の揺動支点にポテンショメータの入力軸を連結した構造
になっている。

重錘は常に重力の作用を受けて鉛直方向に向く性質があ
り、走行車体が水平面に対して傾いた際にも、前後方向
に揺動して鉛直方向に向いた姿勢を維持する。そしてこ
の重錘の揺動角は走行車体の水平面に対する傾斜角と等
しくなる。

上述の構造の傾斜角検出手段では、走行車体が水平であ
る場合の重錘の角度と、走行車体が水平面に対して傾い
た場合の角度との偏角を、要するに鉛直方向に対する揺
動角をポテンショメータを用いて検出することにより、
走行車体の水平面に対する傾斜角を求めている。

〔発明が解決しようとする課題〕重錘が鉛直方向を向いた姿勢を維持するには、前後方向
への揺動に対しては重力だけが有効に作用している状態
でなければならないが、このような状態は作業車が静止
している状態や定速で走行している状態に限られている
。作業車が増速しでいたり減速している状態では加速力
が加わるため、重錘には重力とのベクトルの総和が作用
することになり、重錘は、鉛直方向から前又は後ろに変
位した方向へ向くことになる。

要するに、増速中には鉛直方向から後ろへ変位した方向
へ向き、減速中には鉛直方向から前へ変位した方向へ向
くようになる。

傾斜角検出手段では、鉛直方向に対する揺動角を走行車
体の水平面に対する傾斜角として求めているから、求め
た傾斜角に重錘の変位か誤差として含まれてくる。この
誤差の発生は、走行車体を水平面の前後方向に対する設
定傾斜角に維持するのを困難なものとし、走行機体゛の
姿勢を不安定にする要因となっている。

本発明の目的は、増速や減速時に発生する傾斜角の誤差
に起因として、走行車体の姿勢か不安定になるのを防止
することにある。

〔課題を解決するための手段〕

上記の目的を解消するために、本発明に係わる作業車の
姿勢制御装置の第１の特徴構成は、走行車体の加速度を
検出する加速度検出手段が備えられ、制御手段は、検出
された加速度か設定値を越える場合には、傾斜角検出手
段の情報に基づく傾斜角変更手段の作動を停止するよう
に構成されている点を特徴とする。

次に述べる第２及び第３の特徴構成は、上記第１の特徴
構成の実施に好ましい構成を特定するものである。

第２の特徴構成では、前記制御手段は、検出された加速
度が設定値を越えている間は、それを越える以前の前記
傾斜角検出手段の情報に基づいて前記傾斜角変更手段を
作動させるように構成されている。

第３の特徴構成では、前記制御手段は、検出された加速
度が設定値を越えている間は、前記傾斜角変更手段の作
動を停止するように構成されている。

〔作　用〕

第１の特徴構成では、加速度検出手段が走行車体の加速
度を検出しており、制御手段は、検出された加速度が設
定値を越えると、傾斜角の検出情報に加速力に起因した
誤差が含まれていると判断する。そして、少なくとも傾
斜角検出手段の情報に基づく傾斜角変更手段の作動は停
止するようになる。この場合、加速度が設定値を越える
というのは、増速又は減速時などにおいて単位時間当た
りの速度の変化量が設定値を越えることを意味している
。

第２の特徴構成では、第１の特徴構成において検出され
た加速度が設定値を越えている間は、制御手段は、設定
値を越える以前に検出された情報に基づいて傾斜角変更
手段を作動させるようになる。例えば、走行車体が、傾
きの変動がしにくい地面を走行する場合、換言すると平
坦な地面を走行する場合には、加速度が設定値を越えて
いる間であっても走行車体は以前に検出した傾斜角度を
維持していることが多い。したがって、加速度が設定値
を越えている間は、走行車体は以前に検出した傾斜角度
のままであるとの予想のもとて姿勢制御を続行するので
ある。

第３の特徴構成では、第１の特徴構成において検出され
た加速度が設定値を越えている間は、制御手段は、傾斜
角変更手段の作動を停止するようになる。例えば、走行
車体が、傾きの変動がしやすい地面を走行する場合には
、加速度が設定値を越えている間に走行車体か以前に検
出した傾斜角度のままであると子側することには無理が
あるので、姿勢制御を停止するのである。

〔発明の効果〕

第１の特徴構成では、傾斜角検出手段の情報に誤差か含
まれる場合には制御情報から除外されるので、走行車体
の姿勢制御が増速や減速によって不安定になるの防止す
ることができる。

そして、第２の特徴構成では、走行車体が傾きの変動が
しにくい地面を走行する場合に特に有効であり、第３の
特徴構成では、走行車体が、傾きの変動がしやすい地面
を走行する場合に特に有効である。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第９図に示されているのは作業車の一例としてのコンバ
インである。このコンバインは、穀稈を引き起こす引越
し装置（１）、引き起こされ穀稈を刈る切断装置（２）
、刈られた穀稈を脱穀装置（３）へ搬送する縦搬送装置
（４）などを有する刈取前処理装置（５）を、左右一対
のクローラ走行装置（６Ｌ）、　（６Ｒ）を備えた走行
車体（７）の前部に設けて構成しである。

次に、走行車体（７）を左右のクローラ走行装置（６Ｌ
）、　（６Ｒ）の接地部位に対して前後方向に傾斜させ
るピッチング制御のための構造について説明する。

第６図及び第７図に示すように、左右の主フレーム（８
）の前部同士に亘って正面視形状逆Ｕ字状のブラケット
（９）を架設してあり、このブラケット（９）の左右下
部に亘って支点軸（１０）を架設しである。そしてこの
支点軸（１０）の両端には左右の可動フレーム（１１）
の前部を上下揺動自在に枢着しである。また、第８図に
も示すように、左右の可動フレーム（１１）の後部に亘
ってロット（１２）を架設するとともに、このロッド（
１２）の上部に、左右一対ずつのガイドフレーム（１３
）を左右の主フレーム（８）それぞれを挟む状態で設け
てあり、可動フレーム（１１）が揺動する際に、カイト
フレーム（１３）が主フレーム（８）に対して接当する
作用により、可動フレーム（１１）の横方向のずれを規
制できるようにしである。更に、左右の主フレーム（８
）を連結している横フレーム（１４）と前記ロッド（１
２）とに亘って１個のピッチング用の油圧シリンダ（Ｃ
Ｙ１）（傾斜角度変更手段に相当する）を架設してあり
、このピッチング用の油圧シリンダ（ＣＹ１）の伸長に
よって左右の可動フレーム（１１）が下方へ同時に揺動
し、走行車体（７）が前傾姿勢になるように、且つ、収
縮によって上方へ同時に揺動し、走行車体（７）が後傾
姿勢になるようにしである。尚、左右の主フレーム（８
）の前後には補強プレー１−（１５Ａ）。

（１５Ｂ）を設けてあり、特に後の補強プレート（１５
Ｂ）にはガイドフレーム（１３）の前後動を規制しなが
ら上下移動を案内する機能を兼ねさせである。

前記後の補強プレート（１５Ｂ）には、リミットスイッ
チ（ＬＳＷ１）、　（ＬＳＷ２）を設けてあり、ガイド
フレーム（１３）ひいてはピッチング用の油圧シリンダ
（ＣＹ１）が可動ストローク端に至ったかどうかを検出
できるようにしである。ここで、走行車体（７）が最も
前傾した位置にくる状態を検出するリミットスイッチを
前傾リミットスイッチ（ＬＳＷＩ’）、最も後傾した位
置にくる状態を検出するリミットスイッチを後傾リミッ
トスイッチ（ＬＳＷ２）としである。

第６図に示すように、前記可動フレーム（１１）の前部
と後部のそれぞれに、上向き突出姿勢の揺動リンク（１
６ａ）と下向き突出姿勢の駆動アーム（１６ｂ）とがら
なる前後一対のベルクランク（１６Ａ）、　（１６Ｂ）
を一体揺動自在に軸支しである。

前部と後部の揺動リンク（１６ａ）の下端部にはトラッ
クフレーム（１８）を枢着してあり、前部と後部の駆動
アーム（’１６ｂ）の上部に亘って連結ロッド（１９）
を架設しである。また、後部の駆動アーム（１６ｂ）の
上端部には、可動フレーム（１１）側に支持されたロー
リンク用の油圧シリンダ（ＣＹ２）を連結してあり、こ
のローリング用の油圧シリンダ（ＣＹ２）の伸縮作動に
よって後部の駆動アーム（１６ｂ）が揺動するようにし
である。尚、前部のベルクランク（１６Ａ）は、前記支
点軸（ｌＯ）を可動フレーム（１１）と共用している。

前記トラックフレーム（１８）には複数の接地転輪（２
０）と緊張輪（２１）を軸支しである。また、揺動可能
なアーム（２２）を下方に弾性付勢された状態で設けて
あり、このアーム（２２）の先端にも接地転輪（２０）
を軸支しである。更に、機体側には駆動輪（２３）を設
けである。そしてこれらの接地転輪（２０）と緊張輪（
２１）、及び駆動輪（２３）とに亘ってクローラ（２４
）を巻架しである。

以上のように、前記ローリング用の油圧シリンダ（ＣＹ
２）が伸張作動すると、前後のベルクランク（１６Ａ）
、　（１６Ｂ）とが一体向に揺動し、それに伴ってトラ
ックフレーム（１８）が下降してクローラ走行装置（６
Ｌ）、　（６Ｒ）の接地部位が走行車体（７）に対して
下降するように、また、前記油圧シリンダ（ＣＹ２）が
収縮作動すると、前後のベルクランク（１６Ａ）、　（
１６Ｂ）とが逆方向へ一体的に揺動し、それに伴ってト
ラックフレーム（１８）が上昇してクローラ走行装置（
６Ｌ）、　（６Ｒ）の接地部位が走行車体（７）に対し
て上昇するようにしである。要するに、左右のローリン
グ用油圧シリンダ（ＣＹ２）の伸縮量の差よって機体本
体（７）が左右方向に傾くことになる。

前記ピッチング用の油圧シリンダ（ＣＹ１）と、前記ロ
ーリング用の油圧シリンダ（ＣＹ２）のそれぞれには、
三位置切換え式の電磁バルブｍ）。

（■２）を接続してあり、これら三位置切換え式の電磁
バルブｍ）、　（Ｖ２）を前記制御装置（１００）　ｉ
、：接続しである。そして、この制御装置（１００）か
ら電磁バルブｍ）、　（Ｖ２）へ発せられる昇降命令に
よって各種の油圧シリンダ（ＣＹ１）、　（ＣＹ２）が
伸縮作動するようにしである。

前記制御装置（１００）には、第１図に示しているよう
に、この他に前記前傾リミットスイッチ（ＬＳＷ１）、
後傾リミットスイッチ（ＬＳＷ２）等のスイッチ類、走
行車体（７）の水平基準面に対する前後傾斜角を検出す
るための重錘式の前後傾斜角センサ（Ｓ１）（傾斜角検
出手段に相当している）、左右傾斜角を検出するための
重錘式の左右傾斜角センサ（Ｓ２）、走行車体（７）の
走行速度を検出する車速センサ（Ｓ３）等のセンサ類を
接続しである。

前記前後傾斜角センサ（Ｓ１）は、図示はしないが、前
後方向に揺動自在な重錘を、液体で満たされた容器内に
収納するとともに、この重錘の揺動支点にポテンショメ
ータの入力軸を連結した一般的な構造をしている。そし
て重錘の前後揺動に伴い、揺動角に比例した電圧値がポ
テンショメータから制御装置（１００）へ出力されるよ
うになっている。

また、前記制御装置（１００）は、前後傾斜角センサ（
Ｓｔ）と車速センサ（Ｓ３）に対しては、これらの出力
を所定のサンプリンク゛間隔で読み込んでサンプリング
データとして記憶する記憶機能と、前回の車速のサンプ
リングデータから今回の車速のサンプリングデータを減
算して加速度を演算する演算機能と、その加速度が設定
範囲内であるか否かを判別する演算機能とを備えている
。

特許請求の範囲中の加速度検出手段は、本実施例では制
御装置（１００）と車速センサ（Ｓ３）とがらなるが、
符号には車速センサを示すＳ３を記しておく。

前記制御装置（１００）は、スイッチ類やセンサ類の情
報に基ついて、走行車体（７）が前後傾斜角設定器（２
５）による前後傾斜角になるよう電磁バルブｍ）を制御
するピッチング制御を行うとともに、左右傾斜角設定器
（２６）による左右傾斜角になるよう電磁バルブ（■２
）を制御するローリング制御を行う。また、差（加速度
）の絶対値が設定値以上である場合には、前回に記憶し
た前後傾斜角に基づいてローリング制御を行う。

次に、第２図〜第５図のフローチャートに基づいて、前
記制御装置（１００）の制御動作を説明する。尚、本発
明の要点を分り易くするため、ローリング制御の説明に
ついては省略する。図中でのステップ番号については＃
印を付して表示する。

第２図に示すように、先ず、タイマー並びに各種フラグ
の初期化した後、設定時間経過したら、各種ピッチング
制御用の出力フラグの内容を出力ポートに書き込む出力
制御を行い、出力フラグをクリアする（ステップ１〜４
）。続いて各種のセンサやスイッチ類の情報を読み込ん
で、前後傾斜角センサ（Ｓ１）や前後傾斜角設定器（２
５）の出力値に対するデータ処理を行う（ステップ５，
６）。更に、処理されたデータに基づいて出力評価処理
を行った後、リミット処理を行う（ステップ７．８）。

リミット処理を行った後は、ステップ２へ戻って同じ処
理を繰り返す。

第３図に示されているのはステップ６で実行するデータ
処理のサブルーチンである。ステップ５で読み込んだ前
後傾斜角と車速とをサンプリングデータとして記憶し、
前回の車速から今回の車速を減算して加速度を求める（
ステップ６０．６１）。そしてこの加速度の絶対値が負
の設定値から正の設定値の範囲内であるか否かを判別し
、範囲内であれば今回読み取った前後傾斜角を読み出し
て制御情報とする（ステップ６２．６３）。

範囲内でなければ今回の前後傾斜角を前回の前後傾斜角
と同じ値に置き換えるとともに、置き換えた今回の前後
傾斜角を読み出して制御情報とする（ステップ６２．６
４）。尚、制御装置（１００）には、一定個数（例えば
２個）のサンプリングデータが記憶されるようになって
おり、それ以上のサンプリングデータが記憶されると、
最も古いサンプリングデータから消去されることになる
。

第４図に示されているのはステップ７で実行する出力評
価処理のサブルーチンである。

先ず、ステップ５で設定された前後目標角から前後傾斜
角センサ（Ｓ１）で検出された傾斜角を引いて前後偏角
を計算する（ステップ１００）。そして前後偏角の極性
が正の前上がり状態であり、且つ、前後偏角が不感帯外
にあり、しかも前傾リミットスイッチ（ＬＳＷ１）がＯ
ＦＦの場合には、汲上ソレノイド用カフラグをセットし
てリターンする（ステップ１０２〜１０４）。但し、ス
テップ１０５で不感帯内にあるか、ステップ１０３で前
傾リミットスイッチ（ＬＳＷ１）がＯＮと判別された場
合には汲上ソレノイド用カフラグをセットすることなく
リターンする。

前後偏角の極性が負の抜上がり状態であり、且つ、前後
偏角か不感帯外にあり、しかも後傾リミットスイッチ（
ＬＳＷ２）がＯＦＦの場合には、後下ソレノイド出カフ
ラグをセットしてリターンする（ステップ１０１．１０
５〜１０７）。但し、ステップ１０５で不感帯内にある
か、ステップ１０６で後傾リミットスイッチ（ＬＳＷ２
）がＯＮと判別された場合にはそのままリターンする。

第５図に示されているのはステップ８で実行するリミッ
ト処理のサブルーチンである。

前傾リミットスイッチ（ＬＳＷ１）がＯＮであれば汲上
ソレノイド用カフラグをクリアして次へ進み、ＯＦＦで
あれば汲上ソレノイド用カフラグをそのままにして次へ
進む（ステップ２００．２０１）。

後傾リミットスイッチ（ＬＳＷ２）がＯＮであれば後下
ソレノイド出カフラグをセットし、ＯＦＦであれば後下
ソレノイド出カフラグをそのままにしてリターンする（
ステップ２０２．２０３）。

〔別実施例〕

加速度が設定範囲内でない場合にピッチング制御を停止
するようにしてもよい。例えば、ステップ６のデータ処
理を第１Ｏ図のサブルーチンで示すように変更して、加
速度が設定範囲内でないと判別した場合にステップ２へ
戻るようにする。

本発明は、コンバイン以外の作業車、例えば藺草収穫機
等に適用することも可能である。

４尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にするた
めに符号を記すが、この記入より本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業車の姿勢制御装置の実施例を示
し、第１図は制御系の全体構成図、第２図はメインフロ
ー、第３図はデータ処理のサブルーチン、第４図はピッ
チング制御の出力評価処理のサブルーチン、第５図はリ
ミット処理のサブルーチン、第６図はクローラ走行装置
の側面図、第７図はクローラ走行装置の平面図、第８図
はピッチング用油圧シリンダの連結構造を示す後面図、
第９図はコンバインの全体側面図である。第１０図は別
実施例におけるデータ処理のサブルーチンである。（ＣＹ１）・・・・・・傾斜角変更手段、（Ｓ１）・・
・・・・傾斜角検出手段、（Ｓ３）・・・・・・加速度
検出手段、（７）・・・・・・走行車体、（１００）・
・・・・・制御手段。

Claims

【特許請求の範囲】１、走行車体（７）の水平面の前後方向に対する傾きを
重力の作用によって検出する傾斜角検出手段（Ｓ２）と
、前記走行車体（７）の水平面の前後方向に対する傾き
を変更する傾斜角変更手段（ＣＹ１）と、前記傾斜角検
出手段（Ｓ１）の情報に基づいて、前記走行車体（７）
の水平面の前後方向に対する傾きを設定傾斜角に維持す
べく前記傾斜角変更手段（ＣＹ１）を作動させる制御手
段（１００）とが備えられた作業車の姿勢制御装置であ
って、前記走行車体（７）の加速度を検出する加速度検
出手段（Ｓ３）が備えられ、前記制御手段（１００）は
、検出された加速度が設定値を越える場合には、前記傾
斜角検出手段（Ｓ１）の情報に基づく前記傾斜角変更手
段（ＣＹ１）の作動を停止するように構成されている作
業車の姿勢制御装置。２、前記制御手段（１００）は、検出された加速度が設
定値を越えている間は、それを越える以前の前記傾斜角
検出手段（Ｓ１）の情報に基づいて前記傾斜角変更手段
（ＣＹ１）を作動させるように構成されている請求項１
記載の作業車の姿勢制御装置。３、前記制御手段（１００）は、検出された加速度が設
定値を越えている間は、前記傾斜角変更手段（ＣＹ１）
の作動を停止するように構成されている請求項１記載の
作業車の姿勢制御装置。