JPS63276403A - 走行作業車 - Google Patents

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】 技亙水災 本発明は、トラクタなどの走行車両に耕うん用のロータ
リーなどの対地作業機を連結させた走行作業車に関する
。

又象伎県 一般に、この種の走行作業車にあっては、走行車両に３
点リンク機構を介して対地作業機を連結し、リフトアー
ムのリフト動作によって左右一対のリフトロッドを介し
て前記３点リンク機構を押し上げたり押し下げたりして
対地作業機の昇降を行なわせるとともに、前記リフトロ
ッドの一方の伸縮動作によって前記３点リンク機構を介
して対地作業機の左右方向の傾動を行なわせることがで
きるようにし、対地作業機が作業位置にあるとき、水平
センサによって走行車両の左右の傾きを検出しながら、
その検出結果に応じてリフトロッドの伸縮駆動の制御を
その伸縮量をストロークセンサにより監視しながら行な
い、走行車両がローリングしても対地作業機が常に水平
（または予め設定された対地傾斜角度）に保持されるよ
うな水平制御装置が設けられているものがある。

しかしてこのような水平制御装置が設けられた走行作業
車では、その水平制御の実行に際してリフトロンドの伸
縮により３点リンク機橘を全体にねしるようにして対地
作業機を左右方向に傾動させるようにしているため、対
地作業機の作業高さを変えるべくリフトアームにより３
点リンク機構をリフトさせて対地作業機を所定量だけ昇
降させることにより３点リンク機構自体の基準姿勢が変
化すると、対地作業機の制御姿勢に狂いを生じてしまう
。

そのため従来では、例えば、リフトアームのリフト角を
検出するリフトセンサを設け、そのリフトセンサの検出
信号に応じて前記水平センサの出力補正を行なわせるこ
とにより、水平制御実行時に対地作業機の作業高さを変
化させたときの制御誤差を抑制させるようにしている（
特開昭５８−２１６６０３号公報参照）。

しかしその場合、車両の傾きを検出する水平センサとし
ては、普通、傾斜追従、性良好で動作敏感な応答ゲイン
の高い振子式のものが用いられるため、従来のように出
力変動の大きな水平センサの出力信号をポテンショメー
タからなるリフトセンサの基準入力側に加えたときのリ
フトセンサの出力信号を水平センサの出力補正信号とし
てとらえて、その出力補正信号とストロークセンサの出
力信号との比較をなしながら水平制御を行なわせるよう
にするのでは、補正量そのものが外乱による変動分の多
いものとなって制御系全体が不安定になりやすい。しか
して、水平センサの出力変動分を制御するゲイン変換な
どの格別な手段を講じないと、水平センサの出力に振子
の慣性によるオーバシュートなどの周波数成分をもった
外乱が加わった場合に制御系が大きく影響を受けて水平
制御の精度が低下してしまうおそれがある。

また従来では、水平センサの出力信号をポテンショメー
タからなるリフトセンサの基準入力側に加えるようにし
ているので、走行車両が傾斜状態にあるときにはリフト
センサの出力が変動してその出力信号をリフト角の検出
信号として別途に用いることができず、そのリフトセン
サ出力によってリフト角のモニタ表示を行なわせたり、
対地作業機の昇降位置をリフトセンサにより検出しなが
ら例えば対地作業機の上昇時に傾斜状態にある対地作業
機を走行車両に対して平行に復帰させるような他の制御
を行なわせることができなくなっている。

■煎 本発明は以上の点を考慮してなされたもので、前述した
水平制御の実行に際して、リフトセンサによって検出し
たリフトアームのリフト角に応じた水平センサの出力補
正を行なわせる際、従来のようにゲイン変換などの格別
な手段を何ら設けることなく外乱の影響が抑制された安
定した制御系でもって水平制御を精度良く行なわせるこ
とができるとともに、リフトセンサを独立させてそのセ
ンサ出力を他の制御にも利用させることができるように
水平制御の制御系を組み込んだ走行作業車を提供するも
のである。

１１文 本発明はその目的達成のため、走行車両にリンク機構を
介して連結され、かつリフトアームのリフト動作によっ
て前記リンク機構を介して昇降自在に、また左右のリフ
トロンドの一方の伸縮動作によって前記リンク機構を介
して左右に傾動自在になるように対地作業機が取り付け
られた走行作業車において、走行車両の左右傾斜角を検
出する水平センサの検出値にもとづいて前記一方のリフ
トロンドの伸縮駆動をなして対地作業機の対地角度が設
定値になるように制御する手段と、前記一方のリフトロ
ンドの伸縮量を検出するストロークセンサの検出値と前
記リフトアームのリフト角を検出するリフトセンサの検
出値とにより補正値を作成して前記水平センサにおける
検出値の補正を行なわせる手段とをとるようにしている
。

以下、添付図面を参照して本発明の一実施例について詳
述する。

第２図は一般的な走行作業車を示しており、トラクタ１
に連結機構部２を介して耕うん用のロータなどからなる
対地作業機３が連結されている。

またその連結機構部２は、第３図に示すように、トップ
リンク４および左、右一対のロアーリンク５．６からな
る３点リンク機構を介して対地作業機３がトラクタ１側
に連結されており、またトラクタ１側に取り付けられた
油圧シリンダ７によって駆動される左、右一対のリフト
アーム８，９とロアーリンク５，６とが左、右一対のリ
フトロッド１０，１１を介してそれぞれ接続されて、油
圧シリンダ７におけるロッドの伸縮動作によって対地作
業機３を昇降させることができるように構成されている
。

また、トラクタ１側には振子式の水平センサ１２が、リ
フトロッド１１にはそのロッドを伸縮させる油圧シリン
ダ１３が、またそのリフトロッド１１の伸縮量を検出す
るストロークセンサ１４がそれぞれ設けられており、ト
ラクタ１がローリングしても対地作業機３が地面に対し
て水平に保持されるように、水平センサ１２によって検
出されたトラクタ１の左右の傾きの程度に応じて油圧シ
リンダ１３をリニア型ポテンショメータからなるストロ
ークセンサ１４によりその伸縮量を監視しながら駆動し
て水平制御をなすことができるようにしている。また、
リフトアーム８，９にはそのリフト角度を検出する回転
型ポテンショメータからなるリフトセンサ１５が設けら
れており、そのセンサ出力に応じて対地作業機３の非作
業位置への上昇および作業位置への下降の制御を行なわ
せることができるようにしている。

さらに、対地作業機３側には、対地作業機３が作業位置
にあるとき地面をならって、耕うんの深さに応じて開度
θ（第２図参照）が変化するりャカバー１６の開度θを
ロッド１７を介して検出するりャカバーセンサ（角度セ
ンサ）１８が設けられており、そのセンサ出力に応じて
耕うんの深さを設定値に保持させる耕深制御をなすこと
ができるようにしている。

また、特に図示しないが、対地作業機３の昇降を手動に
よって行なわせる昇降レバーの操作位置を検出するレバ
ーセンサが設けられている。

第４図に、このような走行作業車における制御系統の一
構成例を示している。

ここでは各種センサの検出出力および各種スイッチによ
る制御動作の指示信号に応じて、ＥＣＵの制御下におい
て、対地作業機３の上昇、下降および左傾斜、右傾斜の
各動作指令を前記各油圧シリンダ７．１３にそれぞれ与
える各電磁バルブの開閉駆動を適宜行なわせるようにな
っている。

図中、１９は前記レバーセンサを、２ｏは対地作業機３
の水平制御を行なわせる際の制御基準となる地面に対す
る水平度を初期設定する水平調整器を、２１は耕深制御
を行なわせる際の耕うんの深さを初期設定する耕深調整
器をそれぞれ示している。また２２はモード切換スイッ
チであり、手動モード、水平制御モード、耕深制御モー
ド、水平十耕深制御モードおよび非常モードを選択的に
設定することができるようになっている。なお、非常モ
ード選択時にはＥＣＵ内のＣＰＵにリセットがかけられ
、それと同時に図示しない非常操作スイッチと昇降用シ
リンダ７の上昇用電磁バルブ２５および下降用電磁バル
ブ２６の各出力回路とがつながって、非常操作スイッチ
の操作による対地作業機３の上昇または下降をＥＣＵと
は関係なく行なわせることができるようになっている。

また２３は感度切換スイッチであり、土の固さに応じて
耕深制御の感度を切り換えることができるようになって
いる６図中、２７は油圧シリンダ１３の右傾斜用電磁バ
ルブを、２８は油圧シリンダ１３の左傾斜用電磁バルブ
をそれぞれ示している。

２９は各種制御状態のモニタを、３０は対地作業機３の
水平度、耕深などの各種制御内容を表示するディスプレ
イをそれぞれ示している。また、Ａ／Ｄはアナログ・デ
ジタル変換器、Ｉ／Ｆはモニタ用インターフェイスであ
る。

なお、第３図ではストロークセンサ１４として、ロッド
の進退によってそのストローク量を検出するリニア型の
ポテンショメータからなるものが使用されているが、そ
の代わりに第５図に示すような検出アーム３１、検出ロ
ッド３２および回転型ポテンショメータ３３からなるス
トロークセンサ１４′を用いるようにしてもよい、すな
わちそのストロークセンサ１４′は、検出アーム３１の
一端がリフトアーム９の回動させる軸３４に対して回動
自在に取り付けられているとともに、その検出アーム３
１の他端とロアーリンク６との間にはリフトロッド１０
と等長の検出ロッド３２が装架されており、油圧シリン
ダ１３の駆動によってリフトロッド１１が伸縮したとき
に検出ロッド３２を介して検出アーム３１が回動するよ
うになっている。また、検出アーム３１の一端には回転
型ポテンショメータ３３の可動部３３ａが固定され、ま
たそれと共動する固定部３３ｂが軸３４側に固定されて
設けられており、リフトロッド１１の伸縮に応じた検出
アーム３１の回動によって回転ポテンショメータ３３の
可動部３３ａが回転してその伸縮量が検出されるように
なっているこのような走行作業車にあって、本発明では
、対地作業機３の水平制御を第１図に示す構成によって
実行させるようにしている。

水平制御の基本構成としては、水平センサ１２によって
検出されたトラクタ１の傾斜角度αにしたがって、リフ
トロッド１１の伸縮量をストロークセンサ１４　（また
は１４′）によって監視しながら、対地作業機３が水平
調整器２０によって設定された制御基準となる水平角度
βに保持されるようにするべく、水平センサ１２の検出
角度αと水平調整器２ｏの設定角度βとを比較して両者
が一致するように、その比較結果に応じてドライブ手段
３６においてバルブ駆動信号を発生させて右傾斜用電磁
バルブ２７または左傾斜用電磁バルブ２８に駆動信号を
与え、それにより油圧シリンダ１３を駆動してリフトロ
ッド１１を適宜伸縮させるようになっている。

その際、特に本発明では、耕深制御などによって対地作
業機３の対地作業高さが位置決めされているときのリフ
トアーム８，９のリフト角φをリフトセンサ１５によっ
て検出し、その検出されたリフト角φに応じて補正手段
３５においてそのときストロークセンサ１４（または１
４′）によって検出されるリフトロッド１１の伸縮量δ
の補正を行なわせ、その補正された伸縮量δ′を補正量
として水平センサ１２の検出角度αに加えてリフト角φ
に応じた水平センサ１２の出力補正を行なわせるように
している。そのときの水平センサ１２の出力補正値（δ
′−α）と設定角度βとの比較結果による制御目標すな
わち対地作業機３のトラクタ１に対する傾斜角度γは、
γ＝δ′−α−βによって与えられることになる。

前記補正手段３５には、水平制御の実行に際して、リフ
ト角を種々に変化させたときのリフトロッド１１の伸縮
量の最適補正量が予め実験的に求められてテーブル設定
されており、ストロークセンサ１４（または１４′）お
よびリフトセンサ１５によってそれぞれ検出された各位
δ、φにしたがってテーブル探索されることにより、そ
のときの最適補正量δ′が求められるようになっている
。

なお、補正手段３５において、予め設定された実験式に
したがってストロークセンサ１４（または１４′）およ
びリフトセンサ１５によってそれぞれ検出された各位δ
、φにしたがって最適補正量δ′を演算によってわり出
すようにすることも可能である。

なお、第１図中点線で囲った制御部３４内における処理
は、具体的には第４図に示すＥＣＵによって行なわれる
ことになる。

このような本発明では、水平制御の制御目標γ中に対地
作業＠３の対地作業高さにしたがうリフトアーム８，９
のリフト角φが加味されて、そのリフト角φに応じた補
正がなされているため、耕深制御などによって対地作業
機３の対地作業高さが変化しても常にそのときのリフト
角φに対応した最適な制御量を得ることができ、水平制
御を高精度に行なわせることができるようになる。

その際特に本発明では、従来のようにリフトセンサの出
力に応じて応答ゲインの高い振子式による水平センサ１
２の出力補正を直接行なわせることなく、外乱による出
力変動分が比較的小さくて応答ゲインの低いストローク
センサ１４（または１４′）の検出信号δをリフトセン
サ１５の検出信号φにより補正して水平センサ１２の出
力補正をなす補正量を間接的に作り出すようにしている
ため、その補正量そのものの外乱による変動分が小さく
なって不安定要素が低減され、制御系全体が安定して、
従来のように水平センサ１２の出力のゲイン変換を行な
わせるような格別な手段を何らとることなく、水平制御
を応答性良く安定して行なわせることができるようにな
る。

また本発明では、第１図に示す水平制御系にあって水平
センサ１２およびストロークセンサ１４（または１４′
）のみならず、リフトセンサ１５をも独立的に用いるよ
うにしているため、各センサ、特にリフトセンサ１５の
検出値を必要に応じて表示器にモニタ表示させることが
できる。第１図の構成では、リフト角φに応じて補正さ
れたストロークセンサ１４　（または１４′）の検出信
号δ′を表示器３７に与えて対地作業機３のトラクタ１
に対する傾斜角度をモニタ表示させるようにしている。

さらに、他のセンサ出力による影響を何ら受けることな
くリフトセンサ１５によって検出されたリフト角φの検
出信号をそのまま別途にとり出すことができ、そのリフ
トセンサ１５の検出信号にもとづいて、例えば対地作業
機３の上昇時に傾斜状態にある対地作業機３をトラクタ
１に対して平行に復帰させる制御や、対地作業機３の下
降時にある高さから降下速度を減速させて対地作業機３
を緩やかに作業面におろす制御などの他の制御を容易に
行なわせることができる。　　・羞米 以上、本発明による走行作業車にあっては、水平制御の
実行に際して、外乱に対する出力変動分の小さなストロ
ークセンサの出力信号にもとづいてリフトセンサ出力に
応じて補正信号を作成し、その補正信号にしたがって水
平センサの出力補正を行なわせるようにしているため、
外乱の影響が抑制された安定した制御系でもって水平制
御を精度良く行なわせることができ、また各センサ出力
を互いに何ら影響を受けることなく別途にとり出してそ
のまま他の制御に利用することができるという優れた利
点を有している。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の走行作業車における水平制御系統の一
構成例を示すブロック図、第２図は一般的な走行作業車
を示す正面図、第３図はその走行作業車における対地作
業機およびトラクタへの連結機構部の斜視図、第４図は
走行作業車の一般的な制御系統の全体の構成例を示すブ
ロック図、第５図は第３図中に用いられているストロー
クセンサの他の構成例を示す斜視図である。 ■・・・トラクタ　２・・・連結機構部　３・・・対地
作業機４．５．６・・・３点リンク機構の各構成リンク
　７゜１３・・・油圧シリンダ　８，９・・・リフトア
ーム　１０．１１・・・リフトロッド　１２・・・水平
センサ　１４．１４’　・・・ストロークセンサ　１５
・・・リフトセンサ　２ｏ・・水平調整器　２７・・・
右傾斜用電磁バルブ　２８・・・左傾斜用電磁バルブ　
３５・・・補正手段　３６・・・ドライブ手段　３７・
・・表示器第１図 第２図 第３ｊｉ！！！ 第５図 第４図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 　走行車両にリンク機構を介して連結され、かつリフト
   アームのリフト動作によって前記リンク機構を介して昇
   降自在に、また左右のリフトロッドの一方の伸縮動作に
   よって前記リンク機構を介して左右に傾動自在になるよ
   うに対地作業機が取り付けられた走行作業車において、
   走行車両の左右傾斜角を検出する水平センサの検出値に
   もとづいて前記一方のリフトロッドの伸縮駆動をなして
   対地作業機の対地角度が設定値になるように制御する手
   段と、前記一方のリフトロッドの伸縮量を検出するスト
   ロークセンサの検出値と前記リフトアームのリフト角を
   検出するリフトセンサの検出値とにより補正値を作成し
   て、前記水平センサにおける検出値の補正を行なわせる
   手段とをそなえたことを特徴とする走行作業車。