JP2002125410A - 作業車輌における作業部の昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走行車輌の走行中において、オペレータが目
前にあるメータパネルを視線変化が少ない操作姿勢で容
易に目視することができる作業車輌における作業部の昇
降制御装置を提供する。 【解決手段】 作業部の高さ表示を行う表示器２５を、
走行車輌の運転席１８内で操作ハンドルの前方に設けた
メータパネル２３ａに内装した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、農業機械、建設機
械等の作業車輌における作業部の昇降制御装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近来、この種の走行車輌を用いて整地、
均平、耕耘等の作業を行うにあたり、作業現場の所定箇
所に、水平方向もしくは任意の傾斜方向にレーザー光を
投光する投光器を設置し、走行車輌側には前記レーザー
光を受光する受光器を設けて、該受光器の検出信号を表
示器に入力して作業部の高さ表示を行うものがある。し
かるに、このものでは、高さ表示を見ながらオペレータ
が手動で昇降操作を行う必要があるため、オペレータの
操作労力を考慮すれば、前記検出信号に基づいて作業部
を自動的に昇降制御することが望ましい。

【０００３】そこで本出願人は、投光器から水平方向も
しくは任意の傾斜方向に投光されたレーザー光を受光す
る受光器と、該受光器の検出信号に基づいて作業部の高
さ表示を行う表示器とを備える走行車輌において、前記
表示器の表示面に、表示される高さ表示状態を判別する
判別器を装着する一方、作業部を昇降制御する制御部に
は、前記判別器の検出信号に基づいて作業部を自動的に
昇降制御する自動昇降制御手段を設けた作業車輌におけ
る作業部の昇降制御装置を提案した（特開平８−１１６
７１７）。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、前記した作
業部の昇降制御装置の操作性を追求する研究、開発の過
程で創案されたものであって、その目的とするところ
は、走行車輌の走行中において、オペレータが目前にあ
るメータパネルを視線変化が少ない操作姿勢で容易に目
視することができると共に、実作業とは直接関係のない
表示変更の余計な操作を要することなく、レーザ光によ
る自動制御への切り替えと同時に表示器の表示内容を変
更し得て、オペレータが実作業に関わる各操作に集中力
を振り向けることができる作業車輌における作業部の昇
降制御装置を提供しようとするものである。

【０００５】

【課題を解決するための手段】課題を解決するため、本
発明が採用した第１の技術的手段は、投光器から水平方
向もしくは任意の傾斜方向に投光されたレーザ光を受光
する受光器を備え、当該受光器の検出信号に基づいて作
業部の高さを自動制御するようにした走行車輌におい
て、上記作業部の高さ表示を行う表示器を、走行車輌の
運転席内で操作ハンドルの前方に設けたメータパネルに
内装したことを特徴とし、第２の技術的手段として、上
記メータパネルに内装した表示器は、通常の手動操作に
よる作業部の高さ制御では、作業部の作業位置と機体の
傾き状態を表示し、レーザ光による自動制御に切り替え
た際には、上記作業部の高さ表示に自動で切り替わるよ
うにしたことを特徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】次に、発明の一実施例を図面に基
づいて説明する。図において、１はクローラ走行装置２
を備えるトラクタの走行機体であって、該走行機体１の
後部には、昇降リンク機構３を介して圃場面を耕耘する
作業部をなすロータリ等の作業機４（以下、後部作業機
４という）が昇降自在に連結されており、該後部作業機
４は、リフトアームシリンダ５の伸縮作動に伴うリフト
アーム６の上下揺動に基づいて昇降し、かつリフトアー
ム６と昇降リンク機構３との間に介在するリフトロッド
シリンダ７の伸縮作動に基づいて左右に傾斜するように
構成されている。

【０００７】８は前記走行機体１の前部に上下揺動自在
に枢支される左右一対の支持アームであって、該支持ア
ーム８の前端部には、整地、均平等の作業を行うための
ブレード９が設けられており、リフトシリンダ１０の伸
縮作動に伴うリフト動作（昇降動作）、アングルシリン
ダ１１の伸縮作動に伴うアングル動作（ブレード９の左
右何れかを前後に変位させる動作）、チルトシリンダ１
２の伸縮作動に伴うチルト動作（ブレード９の左右何れ
かを上下に変位させる動作）等を可能にし、前記支持ア
ーム８の枢支部に設けたリフト角センサ１３で、リフト
角（支持アーム８の揺動角）を検出し、ブレード制御部
９ａを介して後述の制御部２２に入力するようになって
いる。

【０００８】１４は前記後部作業機４上に一体的に立設
されるマストであって、該マスト１４の上端部には、上
下方向に所定の受光幅を有する受光器１５が設けられ、
また作業現場や圃場の所定箇所には、水平方向もしくは
任意の傾斜方向にレーザー光を回転投光する投光器１６
が設置されており、該投光器１６から投光されたレーザ
ー光を前記受光器１５で受光すると共に、受光器１５に
おける受光高さ検出に基づいてレーザー光を基準とする
後部作業機４の高さ検出を行うが、前記マスト１４には
伸縮作動自在なマストシリンダ１７が介設されており、
運転席１８の近傍に配設されるマストシリンダスイッチ
１９（上げスイッチ１９ａ、下げスイッチ１９ｂ、スラ
イドボリューム１９ｃ）の操作に基づいて受光器１５に
対する後部作業機４の高さを調整することにより、該後
部作業機４の対地作業高さを変更できる構成となってい
る。

【０００９】また上記運転席１８の近傍には表示器２０
が設けられており、該表示器２０は、前記受光器１５か
ら入力した検出信号に基づいてレーザー光を基準とする
後部作業機４の高さ表示を行うものである。つまり、表
示器２０の表示面２０ａには、上下方向に所定間隔を存
して複数の発光表示部２０ｂ〜２０ｄが並設されてお
り、レーザー光に対するズレ量が許容範囲内（例えば、
−５ｍｍ〜＋５ｍｍ）である場合には、表示面２０ａの
中央に位置する中央発光表示部２０ｂを点灯作動（もし
くは点滅作動）させ、また、ズレ量が許容範囲を越え、
かつレーザー光検出範囲内（例えば、−５ｍｍ〜−９５
ｍｍ、＋５ｍｍ〜＋９５ｍｍ）である場合には、前記中
央発光表示部２０ｂの上下に隣接する発光表示部２０
ｃ、２０ｄのうち、ズレ方向に対応するものを点灯作動
（もしくは点滅作動）させるように構成されると共に、
上記発光表示部２０ｂ〜２０ｄにそれぞれ対応する検出
信号を、所定のインタフェース回路２１を介して後述す
る制御部２２に入力するようになっている。

【００１０】２３ａは運転席１８の前方に配設されたは
メータパネル、２３ｂは該運転席１８の右側方に配設さ
れるサイドパネルであって、上記メータパネル２３ａに
は、エンジンオイルランプ２４ａ、傾き自動ランプ２４
ｂ、速度表示メータ２４ｃ等の他に、液晶構造を有する
表示器２５がそれぞれ配設されていると共に、上記サイ
ドパネル２３ｂの前部には、後部作業機４を昇降操作す
るための作業機昇降用操作レバー２６ａおよび走行用操
作レバー２６ｂが配設され、後部には耕深自動制御をＯ
Ｎ−ＯＦＦ操作するための耕深自動スイッチ２７ａ、傾
斜自動制御をＯＮ−ＯＦＦ操作するための傾斜自動スイ
ッチ２７ｂ、傾斜自動制御の目標傾斜を設定するための
傾斜設定ボリューム２７ｃ等の操作具類が開閉自在なカ
バー２７に覆蓋される状態で配設され、さらに、サイド
パネル２３ｂの中間部には、他操作具に比べて大型な摘
み部を有する耕深設定ボリューム２８と、後部作業機４
への駆動力を断続するＰＴＯ入切スイッチ２９が配設さ
れており、上記各操作具の操作信号は、前記と同様に制
御部２２に入力されるようになっている。

【００１１】更に、前記リフトアーム６の回動基端に
は、図７〜図９に示すように、その内側に位置してリフ
ト角センサ３０が垂直状に配設されており、当該リフト
アーム６に固定した検出プレート３０ａの上下回動変
化、すなわちリフトアーム６の上下方向の揺動角を検出
して前記制御部２２に入力するように構成されている。

【００１２】次に、前記した制御部２２について説明す
る。該制御部２２は、支持アーム８に設けたリフト角セ
ンサ１３の検出信号を受けるブレード制御部９ａからの
ブレード制御とともに、受光器１５からの検出信号をイ
ンターフェイス回路２１を介した後部作業機４の制御を
マイクロコンピュータを用いて行うものであるが、上記
ブレード制御の構成、制御機能およびマスト１４の調整
制御については、特開平８−１１６７１７号公報のもの
を援用することとし、本実施の形態では、後部作業機４
の昇降制御についてのみ以下において説明する。

【００１３】上記制御部２２では、図１０に示すよう
に、後部作業機４に設けたリヤカバー４ａの揺動角に基
づいて後部作業機４の耕深を検出する耕深センサ３１、
リフトアーム６の上下揺動角を検出する前述のリフト角
センサ３０、リフトロッドシリンダ７のロッド長を検出
するロッド長センサ３２、機体の左右傾斜を検出する傾
斜センサ３３、作業機昇降用操作レバー２６ａのレバー
角を検出するポジションセンサ３４およびレーザー自動
切替スイッチ３５の各信号が、前記サイドパネル２３ｂ
に設けられる操作具等から入力されると共に、上記各入
力信号に基づく判断により、前述したリフトアームシリ
ンダ５、リフトロッドシリンダ７等を作動制御する油圧
バルブ（図示せず）に対して作動信号を出力するように
なっている。即ち、制御部２２は、作業機昇降用操作レ
バー２６ａの設定高さを維持するよう後部作業機４を昇
降制御するポジション制御、耕深設定ボリューム２８で
設定された設定耕深を維持するよう後部作業機４を自動
的に昇降制御する耕深自動制御、傾斜設定ボリューム２
７ｃで設定された設定傾斜を維持するよう後部作業機４
を自動的に傾斜制御する傾斜自動制御等の制御が実行さ
れるようになっている。

【００１４】一方、前記メータパネル２３ａに設けた表
示器２５の近傍位置には、図５および図１２に示すよう
に、メニューボタン３６、設定ボタン３７、下操作およ
び上操作の選択ボタン３８ａ、３８ｂを有する調整部３
９が併設されており、上記メニューボタン３６の押圧操
作で、後部作業機４の耕深「深さ」、走行機体１の「傾
き」、「深さ・傾き」および「エンジン回転」が表示器
２５に表示され、かつ当該各制御に仕様する制御データ
の変更が設定ボタン３７の操作で行える。

【００１５】そして図１３および図１４に示すように、
上記調整部３９の近傍に配設された前述のマストシリン
ダスイッチ１９（上げスイッチ１９ａ、下げスイッチ１
９ｂ、スライドボリューム１９ｃ）と一体をなすレーザ
ー切替スイッチ３５を操作するのみで、通常の制御状態
とレーザー光による制御状態の切り替えを簡単に行うこ
とができ、レーザー自動制御に切り替えた際には、図１
２（ａ）に示すように表示器２５の表示が通常の状態表
示から自動的にレーザー制御状態における後部作業機４
の高さ表示に切り替わり、前記した運転席１８近傍の表
示器２０と同様に、ズレ方向に対応して表示面の該当部
２０ｂ´、２０ｃ´、２０ｄ´の何れかを点灯作動（も
しくは点滅作動）させるようになっている。

【００１６】上記レーザー制御状態では、図１２（ｂ）
に示すように、選択ボタン３８ａ、３８ｂをそれぞれ下
方向あるいは上方向に操作することにより、レーザー光
の受光感度を調整でき、かつ現在の受光感度の表示を行
えるようになっている。すなわち、受光感度調整制御で
は、図１５に示すように、作業部制御フラグのセット状
態を確認した後、選択ボタン３８ａ、３８ｂの操作量を
判断する。そして、上記操作量が例えば「最大受光感
度」である場合には、平均サンプル数ｎに小さい値ａを
セットすると共に一方、「最小受光感度」である場合に
は、平均サンプル数ｎに大きな値ｇをセットし、また、
最大、最小の各受光感度の中間に位置する場合には、そ
の操作量の大小に応じて平均サンプル数ｎに中間値ｂ〜
ｆをセットするようになっている。

【００１７】また、後部作業機４の昇降速度の調整制御
は、図１６に示すように、上記レーザー光の受光感度調
整制御に連動しており、作業部制御フラグのセット状態
を確認した後、前記受光感度調整制御における感度調整
信号に変化があったか否かを判断する。そして、該判断
がＹＥＳの場合には、同図（ｂ）に示すように、その値
に基づいてリフトアームシリンダ５に対する流量関数の
傾き（標準状態ではＱaveとθaveで規定される傾き）を
変更して後部作業機４の昇降速度を増減制御するように
なっている。

【００１８】本発明は叙述の如く構成されているから、
レーザー切替スイッチ３５の操作でレーザー制御状態に
切り替えた場合には、投光器１６から水平方向もしくは
任意の傾斜方向に投光されたレーザー光を受光器１５で
受光し、該受光器１５の検出信号に基づいて後部作業機
４の昇降が、図１７に示す作業部昇降制御のフローチャ
ートに基づいて自動的に制御される。そして上記後部作
業機４の高さ表示は、運転席１８の近傍に配設した表示
器２０の発光表示部２０ｂ〜２０ｆで逐次に状態表示さ
れると共に、メータパネル２３ａに設けた表示器２５の
表示が、通常の状態表示から自動的にレーザー制御状態
における後部作業機４の高さ表示に切り替わり、上記表
示器２０と同様に、ズレ方向に対応して表示面の該当部
２０ｂ´、２０ｃ´、２０ｄ´の何れかが点灯作動（も
しくは点滅作動）することになる。

【００１９】したがって、走行車輌１の走行中におい
て、表示器２０のみならず視線変化の少ない表示器２５
で現状の作業部４高さを容易に把握することができ、ま
た実作業とは直接関係のない表示変更の余計な操作が不
要となって、操作性の向上とともにオペレータの負担を
軽減して各操作に集中力を振り向けることができるよう
になる。

【００２０】

【発明の効果】これを要するに本発明は、投光器から水
平方向もしくは任意の傾斜方向に投光されたレーザ光を
受光する受光器を備え、当該受光器の検出信号に基づい
て作業部の高さを自動制御するようにした走行車輌にお
いて、上記作業部の高さ表示を行う表示器を、走行車輌
の運転席内で操作ハンドルの前方に設けたメータパネル
に内装し、また上記メータパネルに内装した表示器は、
通常の手動操作による作業部の高さ制御では、作業部の
作業位置と機体の傾き状態を表示し、レーザ光による自
動制御に切り替えた際には、上記作業部の高さ表示に自
動で切り替わるようにしたから、 走行車輌の走行中において、オペレータが目前にある
メータパネルを視線変化が少ない操作姿勢で容易に目視
することができ、操作性の向上を図ることができる。 レーザ光による自動制御への切り替えと同時に表示器
の表示内容も変更されるので、実作業とは直接関係のな
い表示変更の余計な操作が不要となり、オペレータに負
担をかけることなく実作業に関わる各操作に集中力を振
り向けることが可能となる。 等という極めて有用な新規的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】走行機体と後部作業機および投受光器の位置関
係を示す側面図である。

【図２】走行機体の制御系統を示す一部省略側面図であ
る。

【図３】（ａ）は表示器の斜視図である。（ｂ）は同上
制御のブロック図である。

【図４】運転席を中心とする要部平面図である。

【図５】（ａ）はメータパネルの要部正面図である。
（ｂ）同上一部省略拡大正面図と表示器の表示切り替え
を示す説明図である。

【図６】サイドパネルと運転席を示す要部側面図であ
る。

【図７】走行機体の後面図である。

【図８】リフトアームシリンダおよびリフトロッドシリ
ンダの周辺構成を示す要部斜視図である。

【図９】リフト角センサの取り付け状態を示す要部拡大
側面図である。

【図１０】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図１１】レーザー切替制御を示すフローチャートであ
る。

【図１２】（ａ）は作業部の高さを表示する表示器の正
面図である。（ｂ）は調整部の正面図である。

【図１３】マストシリンダスイッチとレーザー切替スイ
ッチの拡大正面図である。

【図１４】マストシリンダスイッチとレーザー切替スイ
ッチの配置を示す正面図である。

【図１５】受光感度調整制御を示すフローチャートであ
る。

【図１６】（ａ）は速度調整制御を示すフローチャート
である。（ｂ）はリフトアームシリンダの流量とリフト
角の関係（流量関数）を示すグラフ図である。

【図１７】作業部昇降制御のフローチャート図である。

【符号の説明】

１６ 投光器 １５ 受光器 ４ 作業部（後部作業機） ２０ 表示器 １ 走行車輌（走行機体） １８ 運転席 ２５ 表示器 ３９ 調整部 ２２ 制御部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 遠藤 豊春 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地 １ 三菱農機株式会社内 Ｆターム(参考） 2B304 KA01 KA08 LA02 LA06 LB05 LB15 MA02 PC11 QA11 QB12 QC08 QC17 RA01 RB01 2D015 HA03 HB05 5H223 AA17 BB05 CC01 EE08

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 投光器から水平方向もしくは任意の傾斜
   方向に投光されたレーザ光を受光する受光器を備え、当
   該受光器の検出信号に基づいて作業部の高さを自動制御
   するようにした走行車輌において、上記作業部の高さ表
   示を行う表示器を、走行車輌の運転席内で操作ハンドル
   の前方に設けたメータパネルに内装したことを特徴とす
   る作業車輌における作業部の昇降制御装置。
2. 【請求項２】 上記メータパネルに内装した表示器は、
   通常の手動操作による作業部の高さ制御では、作業部の
   作業位置と機体の傾き状態を表示し、レーザ光による自
   動制御に切り替えた際には、上記作業部の高さ表示に自
   動で切り替わるようにしたことを特徴とする請求項１記
   載の作業車輌における作業部の昇降制御装置。