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発明の名称 トラクタ
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2007−89484(P2007−89484A)
公開日 平成19年4月12日(2007.4.12)
出願番号 特願2005−283675(P2005−283675)
出願日 平成17年9月29日(2005.9.29)
代理人 【識別番号】100096541
【弁理士】
【氏名又は名称】松永 孝義
発明者 石田 智之 / 楫野 豊 / 二宮 伸治
要約 課題
代掻き作業時でも圃場の整地性がある対地作業機のローリング制御が可能なトラクタを提供すること。

解決手段
ハンドルの旋回角度検出センサ43の検出値に応じて作業機6のリンク機構の左右一対のリフトロッド28の内の一方のリフトロッド28の長さを変更するローリングシリンダ30を伸縮して一対のリフトロッド28の長さを変更することで、作業機6の左右ローリング姿勢の傾斜角度を徐々に走行車体1と平行にする制御装置100を備えたトラクタである。たとえば、ハンドル11の切れ角を小、中、大の3段階に分けて、それぞれ現在のトラクタの検出傾斜角度に対して、作業機6の現在の傾斜角度の1/2、1/4、1/8とする。
特許請求の範囲
【請求項1】
走行車体(1)を旋回させる旋回操作具(11)と、走行車体(1)の後部にリンク機構(28)を介してアクチュエータ(30)により昇降かつローリング自在に連結した対地作業機(6)と、前記旋回操作具(11)の左右旋回角度を検出する旋回角度検出センサ(43)と、走行車体(1)の左右傾斜角を検出する傾斜センサ(50)と、該傾斜センサ(50)の検出値に基づいて前記対地作業機(6)をアクチュエータ(30)により水平状態に保つ制御装置(100)とを備えたトラクタにおいて、
前記制御手段(100)には、前記旋回角度検出センサ(43)の旋回角度の検出値に応じてリンク機構(28)とアクチェータ(30)により対地作業機(6)の左右ローリング姿勢の傾斜角度を徐々に走行車体(1)と平行にする補正手段(101)を備えたことを特徴とするトラクタ。
【請求項2】
前記制御装置(100)には車速を検出する車速センサ(51)を備え、該車速センサ(51)により検出された車速が一定値以上の時に、前記補正手段(101)を作動させることを特徴とする請求項1記載のトラクタ。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、農業用トラクタに関し、特に対地作業機のローリング制御を備えたトラクタに関する。
【背景技術】
【0002】
トラクタには、車体の後部に昇降自在に対地作業機を連結し、対地作業機の左右ローリング姿勢を変更するためのアクチュエータを設け、車体若しくは対地作業機に設けた左右のローリング角を検出する傾斜センサの検出値に基づいて前記アクチュエータを駆動して、対地作業機のローリング姿勢を調整する対地作業機ローリング制御装置を備えているものが知られている。
【0003】
前記傾斜センサは、振り子式傾斜センサや液面の傾きを検出する方式の傾斜センサであり、トラクタの旋回時には、遠心力によって実際の傾きよりも大きな傾斜角を検出することがある。例えば、代掻き作業を行う際には、対地作業機を予め設定した下降位置のまま高速旋回することがあり、このときは、傾斜センサの振り子や液面が大きく動いて実際の傾斜角と異なる信号が出力され、該傾斜センサの検出値に基づいて前記アクチュエータが駆動されると、対地作業機のローリング姿勢が過剰に変化して、圃場を荒らし均平性を損なうという不具合があった。
【0004】
そこで、ローリング制御中のトラクタが、対地作業機を下降位置のまま旋回する場合に、対地作業機のローリング姿勢が過剰に変化して、圃場を荒らし均平性を損なうことを防止した発明を、本出願人は先に出願している。
【特許文献1】特開2000−253706号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
前記特許文献記載の発明は、トラクタがローリング制御中に、対地作業機を予め設定した下降位置のまま旋回状態に入ったときには、対地作業機のローリング作動を停止する制御をする構成である。
しかし、上記特許文献記載の発明では、代掻き作業時には、車体の沈み込みが発生するため、圃場の整地性が十分でなく、改良の余地があった。
本発明の課題は、代掻き作業時でも圃場の整地性がある対地作業機のローリング制御が可能なトラクタを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の上記課題は、次の構成により解決される。
請求項1記載の発明は、走行車体(1)を旋回させる旋回操作具(11)と、走行車体(1)の後部にリンク機構(28)を介してアクチュエータ(30)により昇降かつローリング自在に連結した対地作業機(6)と、前記旋回操作具(11)の左右旋回角度を検出する旋回角度検出センサ(43)と、走行車体(1)の左右傾斜角を検出する傾斜センサ(50)と、該傾斜センサ(50)の検出値に基づいて前記対地作業機(6)をアクチュエータ(30)により水平状態に保つ制御装置(100)とを備えたトラクタにおいて、前記制御手段(100)には、前記旋回角度検出センサ(43)の旋回角度の検出値に応じてリンク機構(28)とアクチェータ(30)により対地作業機(6)の左右ローリング姿勢の傾斜角度を徐々に走行車体(1)と平行にする補正手段(101)を備えたトラクタである。
【0007】
請求項2記載の発明は、前記制御装置(100)には車速を検出する車速センサ(51)を備え、該車速センサ(51)により検出された車速が一定値以上の時に、前記補正手段(101)を作動させる請求項1記載のトラクタである。
【発明の効果】
【0008】
請求項1の発明によれば、旋回角度検出センサ(43)により検出される旋回操作具(11)の左右旋回角度に応じて対地作業機(6)の左右ローリング姿勢の傾斜角度を徐々に走行車体(1)と平行にすることが可能となり整地性が従来より良くなる。
【0009】
請求項2の発明によれば、請求項1の発明の制御は車速が一定以上の時に作動させることで、それより低速域では遠心力による影響が少ないと想定して補正を行わない。これにより耕深を一定とすることができるので整地性が良い。
【発明を実施するための最良の形態】
【0010】
本発明の実施の形態を図面と共に説明する。
図1は本発明の一実施の形態のトラクタの側面図を示し、図2には図1のトラクタの背面図を示す。
【0011】
トラクタは車体1の前部にエンジン2を載置し、このエンジン2からクラッチハウジング(図示せず)、ミッションケース3等を一体的に連結して車体1の主枠としている。エンジン2の回転動力をミッションケース3内の変速装置にユニバーサルジョイントを介して伝達する。また、車体1の後部に昇降自在にリヤカバー6aを備えたロータリ作業機6を昇降自在に連結している。
【0012】
フロア8の右側(以下、左、右側とは前進方向に向かっての側方をいい、ここでは前進方向に向かって右側をいう。)に設けられたアクセルペダル9の踏み込み量に応じてエンジン2のスロットルバルブの開度が変わり、変速装置へ入力される動力軸の回転数が増減する。また、フロア8の上方には、ステアリングハンドル11、操縦席12、クラッチペダル14などが設けられ、操縦席12の側方には変速レバー16が設けられている。
【0013】
そしてボンネット15の左右両側には、ホイール式の左右一対の前輪21,21をセンターピボット(図示せず)を中心に対してローリング自在に設けている。ミッションケース3内には主・副変速装置が設けられ、この変速装置で最終的に減速された回転動力が左右一対の後輪20,20に伝達される。ミッションケース3の前部には前輪21,21を駆動するための前輪駆動軸22が軸支されている。
【0014】
ミッションケース3の後上部には昇降シリンダ24を内装する油圧シリンダケース25が取り付けられ、この油圧シリンダケース25の左右両側部にはリフトアーム26,26が回動自在に枢着されている。リフトアーム26、26とロワーリンク27,27との間には左右一対のリフトロッド28が設けられ、トップリンク23とロワーリンク27,27の後端にロータリなどの作業機6を連結し、コントロールレバー39および作業機昇降用ワンタッチレバー64により前記昇降シリンダ24を伸縮操作するとリフトアーム26,26を介して作業機6が昇降するように構成している。また、一対のリフトロッド28の内の一方の中間部にはローリングシリンダ30が設けられており、該ローリングシリンダ30が伸縮することで左右のロワーリンク27,27のリフト量を左右で変えることにより車体1に対するロータリ作業機6の左右方向への傾きを変更できる。
【0015】
本実施例のトラクタの後方に連結する作業機6の姿勢を制御する姿勢制御装置は図3の制御ブロック図に示す。
図3に示すように、作業機6を水平状態するように油圧シリンダケース25内の昇降シリンダ24を作動するための水平手動スイッチ38、作業機昇降用コントロールレバー39、リフトアーム26の作動位置を検出するリフトアームセンサ40、耕耘深さを検出するデプスセンサ42、ハンドル切れ角を検出するハンドル切れ角センサ(旋回角度センサ)43、エンジン2のスロットル弁の開度を検出するストロークセンサ44、左右それぞれの加速度(車体1の旋回時の遠心力による振られ度合い)を検出する左加速度センサ46、右加速度センサ47、耕深調整ダイヤル48、車体1の前後傾斜角度を検出するスロープセンサ49、車体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ50、車速センサ51、耕深制御の入切を設定するオート切換スイッチ53、車体1の後進時に作業機を上昇させるバックアップ制御入切のバックアップスイッチ54、デセラ設定スイッチ55、水平モード切換スイッチ57などからの信号がなどの入力信号がコントローラ100に入力され、これらの信号入力に基づきコントローラ100は、作業機6の昇降シリンダ24の油圧回路を作動させる上昇ソレノイド33と下降ソレノイド34、ローリングシリンダ30を駆動させる水平伸びソレノイド35と水平縮みソレノイド37などの作動により、前記ローリングシリンダ30、昇降シリンダ24の作動制御、エンジン2の回転数の制御、ミッションケース3の変速装置の制御などを行う。
なお、ハンドル切れ角センサ(旋回角度センサ)43の代わり前輪の操向角度を検出する前輪切角センサや包囲を検出するジャイロセンサを用いても良い。
【0016】
また図4には作業機6の姿勢を制御する姿勢制御のメインフローチャートを示し、図5にはローリング制御のフローチャートを示す。
図4に示す作業機6のロータリカバー6aの角度を一定として圃場の耕深を一定にするための耕深制御、作業機6の左右の傾き度合いを制御するローリング制御、作業機6の昇降位置を制御する昇降制御及びリフトアーム26を下動する際に一定高さになると減速させるデセラ制御は本実施例のコントローラ100で常時行われている。
【0017】
上記耕深制御は、作業機姿勢制御により作業機6の水平出力要求が発生している間(ローリングシリンダ30が作動中)は、特に早めに耕深さ制御を行うことが重要である。その理由はローリングシリンダ30が伸縮すると、その影響でロータリカバー6aが上下してしまい、そのために耕深さが変わるので、耕深さをいち早く修正したいためである。
【0018】
たとえば、耕深制御を行う必要がある場合には、ハンドル切り操作による角速度が発生した場合は、従来のシリンダ30内の圧油の流量カーブ×1.3〜×1.5で制御を行う。すなわち、耕深制御を行う必要がある場合には、圧油の流量を増加することで、耕深さが安定する。
【0019】
図5に示すローリング制御では、まず各種センサ、設定器類の読み込みを行い、その後作業機6の前後傾斜角度が一定値(例えば15度)以下及び車速が一定値(例えば2.0km/hr)以上であることを条件にローリング制御に入る。
【0020】
なお、走行車体1の前後傾斜を検出できるセンサ(スロープセンサ)49を設けているので、トラクタの前後傾斜角度が15度を越える時は前輪21の切れ角に応じた傾斜制御は行わないようにする。
【0021】
これは、例えば、圃場の出入り等(最後の圃場の仕上げ時における上りながら耕耘し、斜め上向きの斜面を走行しながら圃場を出る場合等)においては、ハンドル11を切った時には、作業機6は対地水平が維持できるようになる。
【0022】
また、上記作業機姿勢制御は、トラクタの車速が通常2〜3km/hr以上で行う。このように作業機姿勢制御を旋回走行時にトラクタに遠心力が働く一定車速以上で有効にすることによって、圃場の出入り口のスロープ等ではハンドル11の切れ角にかかわらず通常の水平制御を実行する。従って、高速で走ることが多い代掻き作業などに本実施例の作業機姿勢制御は適しているが、軟弱な箇所ではトラクタは低速で旋回する場合は誤出力の原因となるので、本実施例の作業機姿勢制御は行わない。
【0023】
また、車速が0〜0.5km/hの時は作業機姿勢制御を行わないで、この車速で通常行う耕深を優先させ、目標耕深位置まで作業機6を下げ続ける構成とする。低速で耕深合わせをする場合には作業機姿勢制御を行わないことで耕深が合わせやすくなる。
【0024】
ところで、従来のトラクタでは作業機6を圃場上に接地させた状態で旋回すると、傾斜センサ50の実傾斜角度が遠心力による実傾斜角度とは異なった検出となり、作業機6が水平にならないことがあった。しかし本実施例のトラクタにおいては、旋回時に圃場に下げている作業機6が傾斜していても、ハンドル11の切れ角に応じてトラクタの現在の検出傾斜角度を小さくし、作業機6の傾斜角度をトラクタ本体の傾斜角度に近づける作業機6の姿勢制御を行う。
【0025】
たとえば、ハンドル11の切れ角を小、中、大の3段階に分けて、それぞれ現在のトラクタの検出傾斜角度に対して、作業機6の傾斜角度を次のように小さくする。
(a)ハンドル11の切れ角小・・・現在左右傾斜角×1/2
(b)ハンドル11の切れ角中・・・現在左右傾斜角×1/4
(c)ハンドル11の切れ角大・・・現在左右傾斜角×1/8
例えば、ハンドル11の切れ角が「大」で、トラクタ本機の傾斜角度が6度の場合は「6度×1/8=0.75」で作業機6を0.75度だけ傾斜させる。
【0026】
このように傾斜センサ50の検出傾斜角度をトラクタの旋回角度が大きくなるにつれて鈍くして、作業機6の傾斜角度をトラクタの傾斜角度に近づけることで、トラクタの旋回中の傾斜センサ50の誤検出による作業機6の誤動作を小さくすることが可能となる。
【0027】
また、本実施例の作業機姿勢制御において、作業機6を上昇位置から下降させる時、リフトアーム26がある一定高さになると減速させる制御(デセラ制御)で、下降後の作業機6の位置は目標耕深位置よりやや浅めで停止させ、上げ出力を出さない状態で一定時間耕深して、その後目標耕深位置で耕深させる。
【0028】
例えば、耕深設定が10cmであれば80%の耕深(8cm)で作業機6の耕深制御を停止させ、その状態で一定時間耕耘し、その後目標とする耕深位置にして耕耘を行う構成である。前記一定時間内に耕深があまりにも深くなる場合(耕深設定に対し120%以上)には作業機6の上げ出力を許可する。
【0029】
なお、上記一定時間とはロータリ6の耕深が、その設定値の80%になり、その後ロータリ6の前後方向の長さ分進んだ距離に対応する時間とする。
このデセラ制御により作業機6の下降後の圃場面の盛り上がりが減少する。
【0030】
また、上記制御において、次のような旋回制御機構を追加してもよい。
すなわち、ハンドル切れ角センサ43を用いて旋回制御を行う場合に、ハンドル切れ角センサ43が直進範囲内からオートブレーキ範囲(ハンドル切れ角が一定値以上であるとき、旋回内側の車輪にブレーキがかかる範囲)となる時のハンドル11を回す速度が一定値以上である場合は、ブレーキ圧力(ブレーキダイヤルランク)を1ランク上げて旋回制御するような制御とする構成である。
この構成により、ハンドル11を早く回すときは、オペレータは早く回りたいときであり、オペレータのフィーリングにトラクタの旋回制御をマッチさせることができる。
【0031】
本実施例のトラクタでは作業機昇降用ワンタッチレバー64(図1)の回動基部に上げスイッチ65と下げスイッチ66を設ける。
普通に下げスイッチ66を操作した時(短押し時)は普通に作業機6は下がり、下げスイッチ66を長押し(例えば1秒以上)した時は予め設定した高さで作業機6が停止する構成である。
【0032】
このとき、短押し時と長押し時でブザー67の報知回数を変える。たとえば、短押し時はブザー67が1回鳴り、長押し時はブザー67が2回鳴る構成にすると、操作した時に、作業機6の下がり方がブザー音の違いで作業機6が途中で止まるか否かが容易に分かるようになる。
【産業上の利用可能性】
【0033】
この発明は、トラクタや乗用芝刈機等の動力車両において、走行用の多段の変速位置を運転者の意志により、または走行状態に応じて自動的に変更する自動変速制御装置を備えた動力車両に利用できる。
【図面の簡単な説明】
【0034】
【図1】本発明の一実施例のトラクタの側面図である。
【図2】図1のトラクタの背面図である。
【図3】図1のトラクタの制御ブロック図である。
【図4】図1のトラクタの作業機姿勢制御のフローチャートである。
【図5】図1のトラクタの作業機姿勢制御の中のローリング制御のフローチャートである。
【符号の説明】
【0035】
1 車体 2 エンジン
3 ミッションケース 6 作業機
6a ロータリカバー 8 フロア
9 アクセルペダル 11 ステアリングハンドル
12 操縦席 14 クラッチぺダル
15 ボンネット 16 変速レバー
20 後輪 21 前輪
22 前輪駆動軸 25 油圧シリンダケース
24 昇降シリンダ 23 トップリンク
26 リフトアーム 27 ロワーリンク
28 リフトロッド 30 ローリングシリンダ
33 上昇ソレノイド 34 下降ソレノイド
35 水平伸びソレノイド 37 水平縮みソレノイド
38 水平手動スイッチ 39 コントロールレバー
40 リフトアームセンサ 42 デプスセンサ
43 ハンドル切れ角センサ 44 ストロークセンサ
46 左加速度センサ 47 右加速度センサ
48 耕深調整ダイヤル 49 スロープセンサ
50 傾斜センサ 51 車速センサ
53 オート切換スイッチ 54 バックアップスイッチ
55 デセラ設定スイッチ 57 水平モード切換スイッチ
64 作業機昇降用ワンタッチレバー 65 作業機上げスイッチ
66 作業機下げスイッチ 67 ブザー
100 コントローラ 101 補正手段




 

 


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