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発明の名称 作業車の姿勢制御装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−260960(P2001−260960A)
公開日 平成13年9月26日(2001.9.26)
出願番号 特願2000−79889(P2000−79889)
出願日 平成12年3月22日(2000.3.22)
代理人 【識別番号】100107308
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
【テーマコード(参考)】
2B076
【Fターム(参考)】
2B076 AA03 BA07 BB06 CC02 CC12 DA14 EA01 EC23 ED27 
発明者 高原 一浩 / 池田 博
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 走行装置の接地部に対する機体本体の前後傾斜姿勢を変更操作自在な姿勢変更操作手段と、前記姿勢変更操作手段の作動を制御する姿勢制御手段とが設けられている作業車の姿勢制御装置であって、前記機体本体の前進走行時、及び、後進走行時における加速度を検出する加速度検出手段と、前記走行装置の接地部に対する前記機体本体の前後傾斜姿勢を検出する傾斜姿勢検出手段とが設けられ、前記姿勢制御手段は、前記加速度検出手段により検出される前進走行時の加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、前記機体本体の前記走行装置の接地部に対する前後傾斜姿勢が設定前傾姿勢になるように、前記傾斜姿勢検出手段の検出情報に基づいて、前記姿勢変更操作手段の作動を制御し、前記加速度検出手段により検出される後進走行時の加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、前記機体本体の前記走行装置の接地部に対する前後傾斜姿勢が設定後傾姿勢になるように、前記傾斜姿勢検出手段の検出情報に基づいて、前記姿勢変更操作手段の作動を制御するように構成されている作業車の姿勢制御装置。
【請求項2】 前記姿勢変更操作手段が、前記機体本体の前部側を前記接地部に対して昇降操作自在な前部側機体昇降手段と、前記機体本体の後部側を前記接地部に対して昇降操作自在な後部側機体昇降手段とを備えて構成され、前記傾斜姿勢検出手段が、前記前部側機体昇降手段による昇降操作量を検出する前部側操作量検出手段と、前記後部側機体昇降手段による昇降操作量を検出する後部側操作量検出手段とを備えて構成され、前記姿勢制御手段は、前記前部側操作量検出手段の検出値が予め設定した前傾用設定前部側操作量になり、前記後部側操作量検出手段の検出値が予め設定した前傾用設定後部側操作量になるように、前記前部側機体昇降手段及び前記後部側機体昇降手段の作動を制御することにより前記設定前傾姿勢にさせ、前部側操作量検出手段の検出値が予め設定した後傾用設定前部側操作量になり、前記後部側操作量検出手段の検出値が予め設定した後傾用設定後部側操作量になるように、前記前部側機体昇降手段及び前記後部側機体昇降手段の作動を制御することにより前記設定後傾姿勢に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。
【請求項3】 前記機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角を検出する傾斜角検出手段が設けられ、前記姿勢制御手段は、前記加速度検出手段により検出される前進走行時の加速度及び後進走行時の加速度が前記設定値未満であれば、前記傾斜角検出手段の検出値が予め設定された設定前後傾斜角になるように前記姿勢変更操作手段の作動を制御するように構成されている請求項1又は2記載の作業車の姿勢制御装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、コンバイン等の作業車における姿勢制御装置に関し、詳しくは、走行装置の接地部に対する機体本体の前後傾斜姿勢を変更操作自在な姿勢変更操作手段と、前記姿勢変更操作手段の作動を制御する姿勢制御手段とが設けられている作業車の姿勢制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】上記構成の作業車の姿勢制御装置において、従来では、例えば、特開平3―61421号公報に示されるように、前記機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角を検出する重力式の傾斜角検出手段が設けられて、この傾斜角検出手段にて検出される前後傾斜角が設定値になるように姿勢変更操作手段の作動を自動制御するように構成したものがあった。尚、上記従来技術においては、姿勢変更操作手段を人為操作レバーの操作に基づいて作動させて機体本体の前後傾斜角を変更させることもできるようになっている。
【0003】水平基準面に対する機体本体の前後傾斜角を検出する重力式の傾斜角検出手段は、例えば、特開平10−75635号公報に示されるように、容器内にシリコンオイル等の所定粘度の液体を入れ、機体が前後傾斜するに従って液体への浸漬量が異なる一対の電極を設けて、各電極間の静電容量に基づいて前後傾斜角を検出する構成となっていた。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】上記従来構成は、例えば、圃場等において作業走行するときに、圃場面に存在する凹凸等に起因して機体本体が前後方向に傾斜した場合であっても、上記したように水平基準面に対する前後傾斜角が設定値になるように自動制御することで、機体本体の前後傾斜姿勢を適正な状態に戻すことができるようにしたものであるが、上記構成においても、未だ、次のような不利があり改善が望まれていた。
【0005】つまり、上記従来構成においては、作業車が走行停止しているときや、走行を開始して速度が安定した状態になっているときには、上記したような自動制御に基づいて、機体本体の前後傾斜姿勢が適正な状態に維持されることになるが、例えば、停止状態から走行を開始して発進するとき等加速度が大きくなるときに、慣性力によって例えば前進の場合には機体本体が一時的に後傾姿勢になり、後進の場合には機体本体が一時的に前傾姿勢になることがあるが、このとき上記したような自動制御が実行されたとしても、上記したような水平基準面に対する前後傾斜角を検出するための重力式の傾斜角検出手段は、その構成上、検出速度が遅く、最終的な傾斜姿勢を検出するまでに時間がかかるので、機体本体が姿勢変化してから傾斜角検出手段にてその傾斜状態が検出されて姿勢操作手段による姿勢変更操作が行われても、それまでに遅れ時間があり、上記したような発進時等における過渡的な前傾姿勢や後傾姿勢に対しては充分な対応が取れないおそれがあった。
【0006】尚、このような場合、上記自動制御による姿勢変更を実行する代わりに、人為操作レバーの操作による手動指令に基づいて機体本体の前後傾斜角を変更させることも可能であるが、上記したような発進時等においては操縦操作に専念する必要があり、このような姿勢修正操作を行うのは難しいものであった。
【0007】本発明はかかる点に着目してなされたものであり、その目的は、発進時等において煩わしい手動操作を必要とすることなく、機体本体を極力、前後傾斜の少ない適正な状態にすることが可能となる作業車の姿勢制御装置を提供する点にある。
【0008】
【課題を解決するための手段】請求項1に記載の特徴構成によれば、走行装置の接地部に対する機体本体の前後傾斜姿勢を変更操作自在な姿勢変更操作手段と、前記姿勢変更操作手段の作動を制御する姿勢制御手段とが設けられている作業車の姿勢制御装置において、前記機体本体の前進走行時、及び、後進走行時における加速度を検出する加速度検出手段と、前記走行装置の接地部に対する前記機体本体の前後傾斜姿勢を検出する傾斜姿勢検出手段とが設けられ、前記姿勢制御手段は、前記加速度検出手段により検出される前進走行時の加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、前記機体本体の前記走行装置の接地部に対する前後傾斜姿勢が設定前傾姿勢になるように、前記傾斜姿勢検出手段の検出情報に基づいて、前記姿勢変更操作手段の作動を制御し、前記加速度検出手段により検出される後進走行時の加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、前記機体本体の前記走行装置の接地部に対する前後傾斜姿勢が設定後傾姿勢になるように、前記傾斜姿勢検出手段の検出情報に基づいて、前記姿勢変更操作手段の作動を制御するように構成されている。
【0009】上記したような前進発進時等において、加速度検出手段により検出される加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、機体本体の前後傾斜姿勢が設定前傾姿勢になるように姿勢変更操作手段の作動が制御される。又、後進発進時等において、加速度検出手段により検出される加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、機体本体の前後傾斜姿勢が設定後傾姿勢になるように姿勢変更操作手段の作動が制御される。従って、発進時等において慣性力により前傾姿勢や後傾姿勢になることがあっても、上記したような姿勢制御によって、機体本体を極力、前後傾斜の少ない適正な状態にさせることができる。
【0010】前記姿勢制御において、走行装置の接地部に対する機体本体の前後傾斜姿勢は傾斜姿勢検出手段にて検出され、その検出情報に基づいて前記姿勢変更操作手段の作動が制御されるのであるが、この傾斜姿勢検出手段は、走行装置の接地部に対する機体本体の前後傾斜姿勢、すなわち、走行装置の接地部と機体本体との間での相対位置関係に基づいて前後傾斜姿勢を検出するので、上述したような水平基準面に対する前後傾斜角を検出するような重力式の傾斜角検出手段とは異なり、ポテンショメータやスイッチ等の応答性に優れた構成のものを利用することが可能であり、上記したような姿勢変更操作手段の作動が制御を迅速に行わせることが可能となる。
【0011】又、制御手段は、加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、上記したような姿勢制御を実行するので、時間遅れの少ない状態で迅速に制御の実行を開始することができるとともに、機体本体の前後傾斜姿勢の検出も迅速に行うことが可能であり、発進時等において、煩わしい手動操作を必要とすることなく、機体本体を極力、前後傾斜の少ない適正な状態にすることが可能となる作業車の姿勢制御装置を提供できるに至った。
【0012】請求項2に記載の特徴構成によれば、請求項1において、前記姿勢変更操作手段が、前記機体本体の前部側を前記接地部に対して昇降操作自在な前部側機体昇降手段と、前記機体本体の後部側を前記接地部に対して昇降操作自在な後部側機体昇降手段とを備えて構成され、前記傾斜姿勢検出手段が、前記前部側機体昇降手段による昇降操作量を検出する前部側操作量検出手段と、前記後部側機体昇降手段による昇降操作量を検出する後部側操作量検出手段とを備えて構成され、前記姿勢制御手段は、前記前部側操作量検出手段の検出値が予め設定した前傾用設定前部側操作量になり、前記後部側操作量検出手段の検出値が予め設定した前傾用設定後部側操作量になるように、前記前部側機体昇降手段及び前記後部側機体昇降手段の作動を制御することにより前記設定前傾姿勢にさせ、前部側操作量検出手段の検出値が予め設定した後傾用設定前部側操作量になり、前記後部側操作量検出手段の検出値が予め設定した後傾用設定後部側操作量になるように、前記前部側機体昇降手段及び前記後部側機体昇降手段の作動を制御することにより前記設定後傾姿勢にさせるように構成されている。
【0013】機体本体の前部側を走行装置の接地部に接近させるとともに、機体本体の後部側を走行装置の接地部から離間させ、前部側操作量検出手段の検出値が予め設定した前傾用設定前部側操作量になり、後部側操作量検出手段の検出値が予め設定した前傾用設定後部側操作量になるように、前部側機体昇降手段及び後部側機体昇降手段の作動を制御することにより設定前傾姿勢にさせるのである。又、機体本体の前部側を走行装置の接地部から離間させるとともに、機体本体の後部側を走行装置の接地部に接近させ、前部側操作量検出手段の検出値が予め設定した後傾用設定前部側操作量になり、後部側操作量検出手段の検出値が予め設定した後傾用設定後部側操作量になるように、前部側機体昇降手段及び後部側機体昇降手段の作動を制御することにより設定後傾姿勢にさせるのである。
【0014】例えば、機体本体を、走行装置に対して一つの横軸芯周りで回動自在に支持して、アクチュエータによって横軸芯周りで回動させることにより、前傾姿勢や後傾姿勢にさせる構成とすることも考えられるが、このように構成した場合には、前傾姿勢から後傾姿勢にわたる広い範囲で回動させるためにアクチュエータによる操作量が大になるが、上記構成によれば、走行機体の前後両側夫々を各別に接地部に接近・離間させることで、姿勢変更用の操作量を少ないものにしながら、前傾姿勢から後傾姿勢にわたる広い範囲で姿勢変更させることが可能となり、請求項1を実施するのに好適な手段が得られる。
【0015】請求項3に記載の特徴構成によれば、請求項1又は2において、前記機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角を検出する傾斜角検出手段が設けられ、前記姿勢制御手段は、前記加速度検出手段により検出される前進走行時の加速度及び後進走行時の加速度が前記設定値未満であれば、前記傾斜角検出手段の検出値が予め設定された設定前後傾斜角になるように前記姿勢変更操作手段の作動を制御するように構成されている。
【0016】走行を開始した後に車速が安定して加速度が設定値以下の小さい値になると、慣性力に起因した過渡的な機体本体の前後傾斜は少なくなるので、このように速度が安定した状態では、上記したような重力式の傾斜角検出手段を用いて検出の遅れが生じても、そのことによる不具合は少なく、機体本体の水平基準面に対する前後傾斜角が設定前後傾斜角になるように適正に制御することが可能となる。従って、発進時だけでなく作業走行中においても、機体本体の前後姿勢を適正な状態に制御することが可能となり、請求項1又は2を実施するのに好適な手段が得られる。
【0017】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を、図面に基づいて説明する。図1に示すように、左右一対のクローラ走行装置1R,1L(走行装置に相当する)、刈取穀稈を脱穀処理する脱穀装置3、脱穀された穀粒を貯留する穀粒タンク4、搭乗運転部2等を備えた走行機体V(機体本体に相当する)に対して、稲や麦等の植立穀稈を刈り取って脱穀装置3に供給する刈取部10が昇降調節自在に備えられて、刈取収穫機としてのコンバインを構成してある。
【0018】刈取部10は、先端部に設けた分草具6、分草具6にて分草された植立穀稈を引き起こす引起し装置5、引き起こされた穀稈の株元側を切断するバリカン型の刈刃7、刈取穀稈を徐々に横倒れ姿勢に変更しながら後方側に搬送する縦搬送装置8等にて構成され、走行機体Vの前部に横軸芯P1周りに油圧式の刈取シリンダC1によって揺動昇降自在に設けられている。尚、上記分草具6の後方側箇所に、刈取部10の地面に対する高さを検出する超音波式の刈高さセンサ9が設けられている。詳述はしないが、この刈高さセンサ9は、下方側に向けて超音波を発信してから受信するまでの時間を計測することで、刈取部10の地面に対する高さを検出するように非接触式に構成されている。
【0019】そして、このコンバインでは、左右のクローラ走行装置の接地部に対する走行機体の左右傾斜角並びに前後傾斜角夫々を変更操作自在な姿勢変更操作手段が設けられている。以下、その構成について説明する。先ず、左右のクローラ走行装置1R,1Lの走行機体Vへの取付構造を説明する。尚、左右のクローラ走行装置1R,1Lは夫々同一構成であるから、そのうち左側のクローラ走行装置1Lについて以下に説明し、右側のクローラ走行装置1Rについてはその説明を省略する。図2に示すように、走行機体Vを構成する前後向き姿勢の主フレーム11に対して固定される支持フレーム12の前端側には駆動スプロケット13が回転自在に支持されるとともに、この複数個の遊転輪体14を前後方向に並べた状態で枢支され、且つ、後端部にテンション輪体15を支持したトラックフレーム16が前記支持フレーム12に対して上下動可能に装着されている。そして、前記駆動スプロケット13とテンション輪体15及び各遊転輪体14にわたり無端回動体であるクローラベルトBが巻回されている。前記支持フレーム12の前部側には水平軸芯P2周りで回動可能に側面視で略L字形に構成される前ベルクランク17aが枢支され、支持フレーム12の後部側には水平軸芯P3周りで回動可能に側面視で略L字形に構成される後ベルクランク17bが枢支されている。そして、前ベルクランク17aの下方側端部がトラックフレーム16の前部側個所に枢支連結され、後ベルクランク17bの下方側端部は、ストローク吸収用の補助リンク17b1を介して、トラックフレーム16の後部側個所に枢支連結されている。一方、前後ベルクランク17a,17bの夫々の上方側端部には、夫々、駆動手段としての油圧シリンダC2,C3のシリンダロッドが連動連結されている。前記各油圧シリンダC2,C3のシリンダ本体側は主フレーム11における横フレーム部分に枢支連結されており、前記各油圧シリンダC2,C3は夫々複動型の油圧シリンダにて構成されている。
【0020】そして、前ベルクランク17aに対応する油圧シリンダC2(以下、左前シリンダという)を最も伸張させるとともに、後ベルクランク17bに対応する油圧シリンダC3(以下、左後シリンダという)を最も短縮させると、図2に示すように、トラックフレーム16が支持フレーム12に受け止め支持され、トラックフレーム16が主フレーム11に最も近づいてほぼ平行状態となる。この状態を下限基準姿勢という。
【0021】そして、前記下限基準姿勢にある状態から、左後シリンダC3をそのままの状態に維持しながら左前シリンダC2を短縮作動させると、図3に示すように、走行機体Vの前部側を接地部に対して離間する方向に姿勢変更(即ち、上昇操作)することになる。前記下限基準姿勢にある状態から、左前シリンダC2をそのままの状態に維持しながら左後シリンダC3を伸長作動させると、図4に示すように、走行機体Vの後部側を接地部に対して離間する方向に姿勢変更(上昇操作)することになる。又、前記下限基準姿勢にある状態から、左前シリンダC2を短縮作動させ、且つ、左後シリンダC3を伸長作動させると、図5に示すように、走行機体Vが接地部に対して平行姿勢のまま離間する方向に姿勢変更(上昇操作)することになる。
【0022】尚、図6に示すように、右側のクローラ走行装置1Rにおいても同様に、機体前部側に位置する駆動手段としての右前シリンダC4と、機体後部側に位置する駆動手段としての右後シリンダC5とが夫々備えられ、左側のクローラ走行装置1Lと同様な動作を行うことになる。
【0023】そして、前記4個の機体姿勢変更用のシリンダC2,C3,C4,C5を利用して、左右のクローラ走行装置1R,1Lの接地部に対して走行機体Vの前後傾斜角を変更操作するピッチング作動を実行することができる。即ち、前記下限基準姿勢にある状態から、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を、夫々、そのままの状態に維持しながら、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を同時に短縮作動させると、走行機体Vの前部側が左右クローラ走行装置1R,1Lの夫々の接地部に対してほぼ同量づつ上昇して後傾姿勢に姿勢変化することになる。又、前記下限基準姿勢にある状態から、左前シリンダC2及び右前シリンダC4を、夫々、そのままの状態に維持しながら、左後シリンダC3及び右後シリンダC5を同時に伸長作動させると、走行機体Vの後部側が左右クローラ走行装置1R,1Lの夫々の接地部に対してほぼ同量づつ上昇して前傾姿勢に姿勢変化することになる。このようにして、走行機体Vを接地部に対して前後方向に傾けるピッチング作動を実行することができる。
【0024】又、前記4個の機体姿勢変更用のシリンダC2,C3,C4,C5を利用して、左右のクローラ走行装置1R,1Lの接地部に対して走行機体Vの左右傾斜角を変更操作するローリング作動を実行することができる。即ち、前記下限基準姿勢にある状態から、左側のクローラ走行装置において、左前シリンダC2を短縮作動させ、且つ、左後シリンダC3を伸長作動させると、図13に示すように、走行機体Vが接地部に対して左上り傾斜姿勢に変化することになる。又、前記下限基準姿勢にある状態から、右側のクローラ走行装置において、右前シリンダC4を短縮作動させ、且つ、右後シリンダC5を伸長作動させると、図13に示すように、走行機体Vが接地部に対して右上り傾斜姿勢に変化することになる。このようにして、走行機体Vを接地部に対して左右方向に傾けるローリング作動を実行することができる。これら4個の機体姿勢変更用のシリンダC2〜C5にて姿勢変更操作手段が構成され、左前シリンダC2及び右前シリンダC4夫々により前部側機体昇降手段が構成され、左後シリンダC3及び右後シリンダC5夫々により後部側機体昇降手段が構成される。
【0025】尚、図6にも示すように、左右クローラ走行装置1R,1Lにおける前記各ベルクランク17a,17bの回動支点部に対応する箇所に、その回動量に基づいて前記各シリンダC2,C3,C4,C5の伸縮作動したストローク量を検出するポテンショメータ形のストロ−クセンサ18,19,20,21が設けられており、走行機体には、走行機体Vの水平基準面に対する左右傾斜角を検出する左右傾斜角検出手段としての重力式の左右傾斜角センサ23、走行機体Vの水平基準面に対する前後傾斜角を検出する前後傾斜角検出手段としての重力式の前後傾斜角センサ24、走行機体Vの前進走行時、及び、後進走行時における加速度を検出する加速度検出手段としての加速度センサ40、及び、変速レバーの操作状態に基づいて前進走行中であるか後進走行中であるかを検出する前後進センサ41が夫々備えられている。
【0026】図6に示すように、姿勢制御手段としてのマイクロコンピュータ利用の制御装置22が設けられ、この制御装置22に、前記各ストロークセンサ18〜21、刈高さセンサ9、左右傾斜角センサ23、前後傾斜角センサ24、加速度センサ40、前後進センサ41夫々の各検出情報が入力されている。又、搭乗運転部2には、走行機体Vの水平基準面に対する左右傾斜角を設定する左右傾斜角設定器25、走行機体Vの水平基準面に対する前後傾斜角を設定する前後傾斜角設定器26、及び、走行機体Vに対する刈取部10の地面に対する高さ即ち刈取高さを設定するボリューム式の刈高さ設定器27、刈取部10の上昇指令及び下降指令を指令する刈取昇降レバー28の操作に基づいて、刈取部上昇を指令する上昇スイッチSW1、刈取部下降を指令する下降スイッチSW2等が備えられており、これらの情報も制御装置に入力される構成となっている。一方、制御装置22からは、前記刈取シリンダC1及び前記4個の機体姿勢変更用のシリンダC2〜C5を油圧制御するための油圧制御用の電磁弁29〜33に対する駆動信号が夫々出力される構成となっている。
【0027】前記制御装置22は、刈高さセンサ9の検出値が刈高さ設定器27にて設定された設定刈高さに維持されるように刈取シリンダC1を作動させる刈高さ制御を実行するとともに、後述するような姿勢制御を実行するように構成されている。
【0028】姿勢制御について説明すると、制御装置22は、加速度センサ40にて検出される加速度が設定値より小さい安定走行状態においては、後述するようなローリング制御及びピッチング制御を実行するように構成され、加速度センサ40により検出される前進走行時の加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、走行機体Vのクローラ走行装置の接地部に対する前後傾斜姿勢が設定前傾姿勢になるように、各ストロークセンサ18〜21の検出情報に基づいて、各シリンダC2〜C5の作動を制御する前傾処理を実行し、且つ、加速度センサ40により検出される後進走行時の加速度が設定値以上であることが検出されるに伴って、走行機体Vのクローラ走行装置の接地部に対する前後傾斜姿勢が設定後傾姿勢になるように、各ストロークセンサ18〜21の検出情報に基づいて、各シリンダC2〜C5の作動を制御する後傾処理を実行する。
【0029】前記ローリング制御は、前記4個のシリンダのうち、左前シリンダC2と左後シリンダC3、又は、右前シリンダC4と右後シリンダC5を同時に同量づつ駆動操作することにより、左右傾斜角センサ23の検出値が左右傾斜角設定器25にて設定された設定左右傾斜角になるように自動でローリング作動する制御である。又、前記ピッチング制御は、前記4個のシリンダのうち、左前シリンダC2と右前シリンダC4、又は、左後シリンダC3と右後シリンダC5を同時に同量づつ駆動操作することにより、前後傾斜角センサ24の検出値が前後傾斜角設定器26にて設定された設定前後傾斜角になるように自動でピッチング作動する制御である。更に、制御装置22は、ローリング制御及びピッチング制御が同時に指令されたときは、ローリング制御をピッチング制御に優先して実行した後に、ピッチング制御を実行するように構成されている。
【0030】前記制御装置22は、ローリング制御及びピッチング制御を実行するときに、前記各ストロークセンサ18〜21の検出情報に基づいて、走行機体Vの左右傾斜角を設定左右傾斜角にするために、及び、走行機体Vの前後傾斜角を前記設定前後傾斜角にするために、各シリンダが操作すべき全ストロ−クに対するストロークセンサ18〜21にて検出される操作ストロークの割合が、同時に駆動される一対のシリンダの夫々において同じになるように、駆動状態を制御するように構成されている。
【0031】即ち、ストロークセンサの検出情報により、同時に駆動される一対のシリンダによる単位時間あたりの操作量を求めて、それらのうち、単位時間あたりの操作量が他方のものより大きいシリンダにおける全ストロ−クに対する操作ストロークの割合が他方のシリンダよりも大となる場合には、前記割合が他方のシリンダよりも小となるまで、そのシリンダの駆動を停止させることにより、全ストロ−クに対する操作ストロークの割合が、一対のシリンダの夫々において同じになるように、一対のシリンダの駆動状態を制御するように構成されている。
【0032】しかも、制御装置22は、ローリング制御及びピッチング制御を夫々実行して、走行機体Vの左右傾斜角が設定左右傾斜角になり、且つ、前後傾斜角が設定前後傾斜角になった後に、設定前後傾斜角を維持しながらローリング制御を実行すべく、各ストロークセンサ18〜21の検出情報に基づいて、ローリング制御を実行するときの一対のシリンダの操作可能範囲を規制するように構成されている。
【0033】以下、制御装置22の制御動作についてフローチャートに基づいて具体的に説明する。制御装置22は、図7に示すように、加速度センサ40により検出される加速度Gが設定値Gs未満であれば、ローリング制御をピッチング制御に優先して先に実行した後にピッチング制御を実行し、これらの制御を実行した後に、ローリング制御を実行するときの一対のシリンダの操作可能範囲を規制するための操作範囲設定処理を実行する。そして、加速度センサ40により検出される加速度Gが設定値Gs以上であれば、そのとき前進走行ならば前傾処理を実行し、そのとき後進走行ならば後傾処理を実行する(ステップ100〜700)。
【0034】先ず、ローリング制御について説明する。図8に示すように、左右傾斜角センサ23の検出値と左右傾斜角設定器25にて設定された設定左右傾斜角とを比較して、その角度偏差が不感帯内になく、走行機体Vが左方向に傾斜していれば(ステップ1)、右側のクローラ走行装置1Rにおける前後の各ストロークセンサ20、21の検出情報に基づいて、右側のクローラ走行装置1Rが、図2に示すような基準下限姿勢にあるか否かを判断し(ステップ2、3)、基準下限姿勢になければ、その基準下限姿勢になるまで、後述するようなストローク調整処理を実行しながら、右前シリンダC4を伸長作動させるとともに、右後シリンダC5を短縮作動させる(ステップ4、5、6)。右側のクローラ走行装置1Rが前記基準下限姿勢になれば、後述するようなストローク調整処理を実行しながら、左前シリンダC2を短縮作動させるとともに、左後シリンダC3を伸長作動させる(ステップ7、8)。
【0035】走行機体Vが右方向に傾斜していれば(ステップ2)、左側のクローラ走行装置1Lに対応する前後の各ストロークセンサ18、19の検出情報に基づいて左側のクローラ走行装置1Lが図2に示すような基準下限姿勢にあるか否かを判断し(ステップ9)、基準下限姿勢になければ、その基準下限姿勢になるまで、後述するようなストローク調整処理を実行しながら、左前シリンダC2を伸長作動させるとともに、左後シリンダC3を短縮作動させる(ステップ10、11)。左側のクローラ走行装置1Lが基準下限姿勢になれば、後述するようなストローク調整処理を実行しながら、右前シリンダC4を短縮作動させるとともに、右後シリンダC5を伸長作動させる(ステップ12、13、14)。このようにして、左右傾斜角センサ23の検出値と左右傾斜角設定器25にて設定された設定左右傾斜角との角度偏差が不感帯内に収まるようにローリング作動を実行するのである。そして、角度偏差が不感帯内に収まると、次に、ピッチング制御を実行する。
【0036】次に、ピッチング制御について説明する。図9に示すように、前後傾斜角センサ24の検出値と前後傾斜角設定器26にて設定された設定前後傾斜角とを比較して、その角度偏差が不感帯内になく、走行機体Vが前方向に傾斜していれば(ステップ15、16)、後部側に位置する左右のストロークセンサ19、21の検出情報に基づいて、走行機体Vの後部側が左右クローラ走行装置1R、1Lの接地部に最も近づく後部下限姿勢にあるか否かを判断し(ステップ17)、後部下限姿勢になければ、そのような後部下限姿勢になるまで、後述するようなストローク調整処理を実行しながら、左後シリンダC3を短縮作動させるとともに、右後シリンダC5を短縮作動させる(ステップ18、19、20)。走行機体Vの後部側が前記後部下限姿勢になれば、後述するようなストローク調整処理を実行しながら、左前シリンダC2を短縮作動させるとともに、右前シリンダC4を短縮作動させる(ステップ21、22)。
【0037】走行機体Vが後方向に傾斜していれば(ステップ16)、前部側に位置する左右のストロークセンサ18、20の検出情報に基づいて、走行機体Vの前部側が左右クローラ走行装置1R、1Lの接地部に最も近づく前部下限姿勢にあるか否かを判断し(ステップ23)、前部下限姿勢になければ、その前部下限姿勢になるまで、後述するようなストローク調整処理を実行しながら、左前シリンダC2を伸長作動させるとともに、右前シリンダC4を伸長作動させる(ステップ24、25、26)。走行機体Vの前部側が前部下限姿勢になれば、後述するようなストローク調整処理を実行しながら、左後シリンダC3を伸長作動させるとともに、右後シリンダC5を伸長作動させる(ステップ27、28)。このようにして、前後傾斜角センサ24の検出値と前後傾斜角設定器26にて設定された設定左右傾斜角との角度偏差が不感帯内に収まるようにピッチング作動を実行するのである。そして、角度偏差が不感帯内に収まると、次に、操作範囲設定処理を実行する。
【0038】次に、上記したように一対のシリンダを同時駆動するときに行われる前記ストローク調整処理について説明する。図10に示すように、同時駆動される一対のシリンダC(A)、C(B)の夫々に対応するストロークセンサの夫々の検出情報に基づいて、各シリンダによる単位時間あたりの操作量V1,V2を求めるとともに、操作すべき全ストロ−クに対する現在の操作ストロークの割合W1,W2を求める(ステップ29)。前記単位時間あたりの操作量V1,V2は操作速度に相当するものであり、前記割合W1,W2は操作の進捗度に相当するものである。尚、前記全ストロークは、シリンダが姿勢制御するときに操作することができる最大ストローク量であり、後述するような操作範囲設定処理が実行された後は、その処理にて設定された量に対応するものとなる。
【0039】そして、例えば、一方のシリンダC(A)の単位時間あたりの操作量V1が他方のシリンダC(B)における前記操作量V2よりも大であるときに、前記一方のシリンダC(A)の前記割合W1、即ち、操作の進捗度が他方のシリンダC(B)における前記割合W2よりも大であることが検出されると、前記一方のシリンダC(A)の前記割合W1が他方のシリンダC(B)における前記割合W2よりも小となるまで、前記一方のシリンダC(A)の作動を停止し、他方のシリンダC(B)だけを作動させる(ステップ30、31、32)。
【0040】逆に、一方のシリンダC(A)の単位時間あたりの操作量V1が他方のシリンダC(B)における前記操作量V2よりも小であるときに、前記一方のシリンダC(A)の前記割合W1、即ち、操作の進捗度が他方のシリンダC(B)における前記割合W2よりも小であることが検出されると、前記一方のシリンダC(A)の前記割合W1が他方のシリンダC(B)における前記割合W2よりも大となるまで、前記他方のシリンダC(B)の作動を停止し、一方のシリンダC(A)だけを作動させる(ステップ30、33、34)。尚、上記したような条件以外であれば、一対のシリンダC(A)、C(B)の両方を同時に作動させることになる(ステップ35)。
【0041】このようにして、シリンダが操作すべき全ストロ−クに対する操作ストロークの割合が、一対のシリンダの夫々において同じになるように、各シリンダの駆動状態を制御するようにしている。
【0042】次に、操作範囲設定処理(ステップ400)について、具体例に基づいて説明する。例えば、走行機体Vが左に傾斜するとともに後に傾斜した場合に、左前シリンダC2と左後シリンダC3とを作動させてローリング制御を実行した後、左後シリンダC3と右後シリンダC5とを作動させてピッチング制御を実行した結果、例えば、図14に示すように、前記各シリンダが異なる操作状態で制御が停止したものとする。このとき、右前シリンダC4は下限位置を維持している。尚、図では理解し易くするために各シリンダによる走行機体Vの接地部に対する昇降量で表現している。その後、ローリング制御を実行するとき、例えば、右前シリンダC4と右後シリンダC5とを同時に作動させる場合、右後シリンダC5の操作可能な範囲は、現在の値から上限値までの範囲であるから、現在の値を新たな下限値として設定するとともに、その操作範囲に合わせて、右前シリンダC4も現在の値(下限値)から同じ操作量だけ変位した値を新たな上限値として設定し、それらの新たな操作範囲内でローリング制御を実行することになる。
【0043】次に、前傾処理(ステップ600)について説明する。図11に示すように、前部側に位置する左右のストロークセンサ18、20の検出情報に基づいて、走行機体Vの前部側が左右クローラ走行装置1R、1Lの接地部に最も近づく前部下限姿勢にあるか否かを判断し(ステップ36)、前部下限姿勢になければ、その前部下限姿勢になるまで、前記ストローク調整処理を実行しながら、左前シリンダC2を伸長作動させるとともに、右前シリンダC4を伸長作動させる(ステップ37,38)。走行機体Vの前部側が前部下限姿勢になれば、即ち、各ストロークセンサ18、20の検出値が最小(前傾用設定前部側操作量の一例)になれば、後部側に位置する左右のストロークセンサ19、21の検出情報に基づいて、ストローク調整処理を実行しながら、左後シリンダC3を伸長作動させるとともに、右後シリンダC5を伸長作動させる(ステップ39,40,41)。そして、前記ストロークセンサ19、21により検出される左後シリンダC3、右後シリンダC5夫々の操作ストロークが予め設定されている設定操作量(前傾用設定後部側操作量の一例)に達すると、各シリンダC3、C5の作動を停止させる(ステップ42,43)。このようにして走行機体Vを設定前傾姿勢にさせるのである。
【0044】次に、後傾処理(ステップ700)について説明する。図12に示すように、後部側に位置する左右のストロークセンサ19、21の検出情報に基づいて、走行機体Vの後部側が左右クローラ走行装置1R、1Lの接地部に最も近づく後部下限姿勢にあるか否かを判断し(ステップ44)、後部下限姿勢になければ、そのような後部下限姿勢になるまで、前記ストローク調整処理を実行しながら、左後シリンダC3を短縮作動させるとともに、右後シリンダC5を短縮作動させる(ステップ45,46)。走行機体Vの後部側が前記後部下限姿勢になれば、即ち、各ストロークセンサ19、21の検出値が最小(後傾用設定後部側操作量の一例)になれば、、前部側に位置する左右のストロークセンサ18、20の検出情報に基づいて、ストローク調整処理を実行しながら、左前シリンダC2を短縮作動させるとともに、右前シリンダC4を短縮作動させる(ステップ47,48,49)。そして、前記ストロークセンサ18、20により検出される左前シリンダC2、右前シリンダC4夫々の操作ストロークが予め設定されている設定操作量(後傾用設定前部側操作量の一例)に達すると、各シリンダC2、C4の作動を停止させる(ステップ50,51)。このようにして、走行機体Vを設定後傾姿勢にさせるのである。
【0045】上記前傾処理や後傾処理では、ストロークセンサの情報に基づいて制御するので、発進時等において機体が慣性によって傾斜しようとしても、時間遅れ等がなく迅速に設定傾斜姿勢にまで操作することができ、走行機体Vの前後姿勢を適正な状態にできる。
【0046】前記各ストロークセンサ18〜21がクローラ走行装置1L,1Rの接地部に対する走行機体Vの前後傾斜姿勢を検出する傾斜姿勢検出手段に対応し、前部側の左右のストロークセンサ18、20が前部側操作量検出手段に対応し、後部側の左右のストロークセンサ19、21が後部側操作量検出手段に対応する。
【0047】〔別実施形態〕次に別実施形態を列記する。
【0048】(1)上記実施形態では、前傾処理における前傾用設定前部側操作量や後傾処理における後傾用設定後部側操作量として、機体が最も接地部に近づく状態としたが、このような構成に限らず、操作ストロークの途中における設定値になるように制御してもよい。又、前傾処理における前傾用設定後部側操作量や後傾処理における後傾用設定前部側操作量としては、操作ストロークの途中の値に限らず機体が最も接地部から離間する最大値になるように制御してもよい。
【0049】(2)上記実施形態では、前傾姿勢や後傾姿勢にさせる構成として、走行機体の前部側を接地部に対して昇降操作自在な前部側機体昇降手段としての左前シリンダC2及び右前シリンダC4を備えるとともに、走行機体の後部側を接地部に対して昇降操作自在な後部側機体昇降手段としての左後シリンダC3及び右後シリンダC5を備える構成を例示したが、このような構成に限らず、例えば、走行機体を、走行装置に対して一つの横軸芯周りで回動自在に支持して、一つのアクチュエータによって横軸芯周りで回動させることにより、前傾姿勢や後傾姿勢にさせる構成としてもよい。
【0050】(3)上記実施形態では、姿勢変更操作手段として、前後左右の4個の油圧シリンダを用いて、ローリング作動とピッチング作動とを夫々実行可能な構成としたが、このような構成に限らず、ピッチング作動だけを実行する構成としてもよい。
【0051】(4)上記実施形態では、前進状態や後進状態での発進時における加速度が大のおきに前傾処理や後傾処理を実行するようにしたものを例示したが、このような構成に限らず、走行途中で急減速したようなときの減速側での加速度が大のときには、前進中なら後傾処理を実行し、後進中なら前傾処理を実行するようにする等、減速用の処理を付加して実施するようにしてもよい。
【0052】(5)上記実施形態では、走行機体の水平基準面に対する前後傾斜角を検出する重力式の傾斜角検出手段が設けられ、前記傾斜角検出手段の検出値が予め設定された設定前後傾斜角になるように姿勢制御するピッチング制御を実行する構成としたが、このようなピッチング制御を実行しない構成としてもよい。又、このような自動ピッチング制御の構成に代えて、例えば、加速度が前記設定値未満であれば、操作レバーによる手動指令に基づいて、機体の前後傾斜角を変更操作する構成としてもよい。
【0053】(6)上記実施形態では、走行装置を、左右一対のクローラ走行装置で構成したが、これに限るものではなく、例えば、単一の走行装置でもよく、又、クローラ式ではなく車輪式の走行装置でもよい。又、上記実施形態では、姿勢変更操作手段を油圧シリンダにて構成したが、これに限るものではなく、電動モータとネジ送り機構等、他の駆動機構にて構成してもよい。
【0054】(7)上記実施形態では、作業車としてコンバインを例示したが、コンバインに限らず、苗移植機やトラクター等の他の農作業車でもよく、農作業車に限らず、建設用の作業車や土木用の作業車であってもよい。




 

 


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