JP2969808B2 - 動力車両の水平制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はトラクタ等の動力車両の水平制御装置に関
するものであり、特に、傾斜地で作業する場合にストロ
ークセンサ制御により車体を対地平行に保持できるよう
にした動力車両の水平制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、此種動力車両はロータリやプラウ等の対地作業
機を連結して農作業を行っている。圃場の凹凸や傾斜等
によって動力車両が左右に傾斜した場合は、動力車両の
車体に設けたセンサにより左右の傾斜を検出し、油圧シ
リンダ等の変更手段を作動させて片側の前輪及び後輪を
伸縮する。而して、動力車両の車体は水平状態を保持
し、対地作業機も水平状態で作業が行われる。

［発明が解決しようとする課題］ 従来の動力車両の水平制御装置は、圃場の凹凸や傾斜
等により車体が傾斜したときは自動的に水平状態に修正
される。然し、畝立作業や傾斜地での作業を行う場合に
傾斜角度が大きくなると、車体を水平状態に修正すれば
対地作業機と地面との傾斜が大となつて作業が困難とな
る。

又、傾斜地で車体の谷側の車輪を伸長して水平制御を
行っているとき、車体を反対方向へ旋回すると傾斜が逆
になつて車体の姿勢が極めて不安定となる。

そこで、斯かる場合に車体の水平制御を停止し、車体
を対地平行に効率良く保持できるようにするために解決
せられるべき技術的課題が生じてくるのであり、本発明
はこの課題を解決することを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するために提案せられたも
のであり、左右前輪及び左右後輪と、該前後輪を支持す
るギヤケースを夫々独立して上下方向に伸縮する油圧式
駆動アクチュエータとを備え、該駆動アクチュエータの
駆動により車体の左右傾斜状態を変更する動力車両の水
平制御装置に於て、前記ギヤケースの夫々に伸縮量を検
出するセンサを設け、前記駆動アクチュエータの駆動時
には、左右同側の駆動アクチュエータの作動速度が等し
くなるように前記各センサの検出値に基づいて、各駆動
アクチュエータへの通油量を補正する制御手段を備えた
ことを特徴とする動力車両の水平制御装置を提供せんと
するものである。

［作用］ この発明は、左右の前後輪を支持するギヤケースを夫
々独立して上下方向に伸縮する油圧式の駆動アクチユエ
ータを有し、この駆動アクチユエータの夫々の伸縮量を
夫々独立して検出するセンサが設けられており、そし
て、該駆動アクチユエータの駆動時には、左右同側の駆
動アクチユエータの作動速度が等しくなるように、前記
各別に検出するセンサの検出値に基いて該駆動アクチユ
エータへの通油量が補正される。従って、畝立作業や傾
斜地での作業を行う場合、車体を対地平行状態に修正す
る。而して、対地平行制御モードとなった後は、車体は
地面の凹凸や傾斜の変化に追随した姿勢となり、不意に
傾斜が急変することがない。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を別紙添付図面に従って詳
述する。第１図はトラクタ等の動力車両の側面を示し、
車体（１）の後部にリンク機構（２）を介して対地作業
機（３）を連結してある。シート（４）の側方にはポジ
シヨンレバー（５）、耕深設定ダイヤル（６）、左右傾
斜調節ダイヤル（７）等が設けられ、シート（４）の下
部には左右方向の傾斜を検出するスロープセンサ
（８）、前後方向の傾斜を検出するスロープセンサ
（９）、比例流量制御バルブ（10）、水平制御バルブ
（11）が設けられている。又、リンク機構（２）にはリ
フトアーム角センサ（12）、デプスセンサ（13）等を設
けて対地作業機（３）の姿勢を検出する。

第２図及び第３図は車体の傾斜を修正する変更手段を
示し、前輪又は後輪のアクスルシヤフト（14）の回転は
ベベルギヤ（15）を介して上部ギヤシヤフト（16）へ伝
達され、該上部ギヤシヤフト（16）に上下動自在にスプ
ライン嵌合した下部ギヤシヤフト（17）から、ベベルギ
ヤ（18）を介して前輪又は後輪のホイールシヤフト（1
9）へ回転が伝動される。固定側ギヤケース（20）に対
して回向側ギヤケース（21）は左右に回動自在であり、
且つ、上部ギヤシヤフト（16）と下部ギヤシヤフト（1
7）とがスプライン嵌合されているので上下に摺動自在
となつている。そして、回向側ギヤケース（21）にブラ
ケツト（22）を固設し、その外側部近傍に回向側ギヤケ
ース（21）の回動軌跡に対応して円弧状の長孔（23）を
開穿する。又、固定側ギヤケース（20）に油圧によつて
伸縮する駆動アクチユエータ（24）の上端部を取り付
け、該駆動アクチユエータ（24）の伸縮ロツド（24a）
を前記ブラケツト（22）の長孔（23）へ挿入する。そし
て、ブラケツト（22）の上面及び下面を挟持しながら転
動するローラ（25）（25）（25）（25）を伸縮ロツド
（24a）へ枢着し、駆動アクチユエータ（24）の側面に
ストロークセンサ（26）を取り付ける。

前記駆動アクチユエータ（24）の伸縮ロツド（24a）
が伸長したときは、ローラ（25）（25）（25）（25）に
よりブラケツト（22）が押圧されて回向側ギヤケース
（21）は押し下げられる。然しながら、車輪（27）が接
地しているため、実際には回向側ギヤケース（21）に対
して固定側ギヤケース（20）が上昇し、車体は高地上高
となる。一方、駆動アクチユエータ（24）の伸縮ロツド
（24a）が収縮したときは、上記とは逆の作用にて車体
は低地上高となる。又、車輪（27）を回向させる場合、
固定側ギヤケース（20）に対し回向側ギヤケース（21）
は回動するが、前記駆動アクチユエータ（24）の伸縮ロ
ツド（24a）は長孔（23）内に挿通されているため駆動
アクチユエータ（24）及びストロークセンサ（26）は回
動しない。そして、第１図に示したスロープセンサ
（８）及び（９）の検出値に基づくCPUの指令により、
水平制御バルブ（11）の切り替え動作によつて駆動アク
チユエータ（24）が伸縮するほか、後述するように、対
地平行制御に切り替えたときには、左右のストロークセ
ンサ（26）（26）の検出値に基づき、予め規定した位置
へ左右の駆動アクチユエータ（24）（24）を同一ストロ
ークにてロツクする。

次に、本発明の制御手順について、第４図のブロツク
図及び第５図のフローチヤートに従って説明する。先
ず、ステツプ101で各種スイツチ及びセンサの状態を読
み、ステツプ102で「自動」モードか、「手動」モード
又は「対地平行」モードかをチエツクする。「手動」モ
ードのときはステツプ201へジヤンプし、「対地平行」
モードのときはステツプ501へジヤンプする。そして、
「自動」モードであるときは、ステツプ103及び104でup
ロツク１又はupロツク２のフラグがセツトされているか
をチエツクし、各フラグがセツトされているときは夫々
ステツプ301又はステツプ401へジヤンプし、各フラグが
セツトされていないときはステツプ105で走行速スイツ
チのON・OFFをチエツクする。この走行速スイツチは、
動力車両が路上走行するときに変速レバーを高速位置へ
シフトしたときにONとなり、然るときはステツプ106でu
pロツク１フラグがセツトされてステツプ101へ戻る。
又、変速レバーが高速位置へシフトされていないときは
ステツプ107へ進み、リフトアーム角センサの検出値に
基づき対地作業機が上昇しているか否かをチエツクし、
ステツプ108ではステアリングが左右何れかの方向へ規
定角度以上に操舵され、左右のステアリングスチツチの
どちらかがONとなつているかをチエツクする。即ち、対
地作業機が上昇した状態でステアリングを規定角度を超
えて操舵すれば、ステツプ109でupロツク２フラグがセ
ツトされてステツプ101へ戻る。又、ステツプ107で対地
作業機が上昇していないとき、又はステツプ108でステ
アリングスイツチが左右ともOFFのときは、ステツプ110
で自動モードが水平制御モードか固定モードかをチエツ
クする。

ステツプ110で「水平」モードのときはステツプ601へ
ジヤンプし、固定モードのときはステツプ111でステア
リングスイツチが左右どちらへ変化しているかをチエツ
クする。ステアリングスイツチが右から左へ変化してい
るときは左方向へ操舵しているときであり、ステツプ11
2で左モードセツトされ、左から右へ変化しているとき
はステツプ113で右モードセツトされる。ステツプ114で
は、予め左右傾斜調節ダイヤルで設定した値と前記ステ
アリングスイツチの左右モードに基づき、駆動アクチユ
エータのストロークセンサの目標値を設定する。そし
て、ステツプ115で現在のストロークセンサの読み取り
値と前記目標値との差を算出し、ステツプ116でその偏
差に応じたパルスのオン時間を演算してオンタイムセツ
ト及び出力要求フラグをセツトする。

然る後、ステツプ117へ進んで出力要求が「伸び」で
あるか「縮み」であるか「ニユートラル」であるかをチ
エツクし、「伸び」の出力要求があつた場合は前記セツ
トされたオンタイムデータで伸び出力ONとなり（ステツ
プ118）、「縮み」の出力要求があつた場合は上記オン
タイムデータで縮み出力ONとなつて（ステツプ119）、
夫々の駆動アクチユエータのストロークを変更して車体
を設定角度の姿勢に修正した後にステツプ101へ戻る。
又、ステツプ117で「ニユートラル」の出力要求があつ
たときは、駆動アクチユエータが設定したストロークに
達して車体が設定角度の姿勢に修正されている場合であ
り、然るときは、ステツプ120で出力OFFとした後にステ
ツプ101へ戻る。

ここで、ステツプ102で「手動」モードである場合は
ステツプ201へジヤンプし、手動スイツチがONであれ
ば、ステツプ202にて連続するオンタイムデータをセツ
トすると共に出力要求フラグをセツトした後にステツプ
117へジヤンプし、手動スイツチがONでなければ、ステ
ツプ203にてニユートラルフラグをセツトした後にステ
ツプ117へジヤンプする。

一方、ステツプ103でupロツク１のフラグがセツトさ
れているときは、ステツプ301で走行速スイツチがOFFで
あるかをチエツクし、更に、ステツプ302で解除用の手
動スイツチがオンであることを確認したときは動力車両
が路上走行していない場合であり、且つ、作業者の意志
で解除用の手動スイツチがONとなつており、然るときは
ステツプ303でupロツク１フラグをリセツトした後にス
テツプ101へ戻る。ステツプ301で走行速スイツチがOFF
でないとき又はステツプ302で手動スイツチで解除され
ていないときは、動力車両が未だ路上走行状態であるこ
とを示し、ステツプ501へジヤンプする。

又、ステツプ104でupロツク２のフラグがセツトされ
ているときは、ステツプ401でステアリングスイツチがO
FFであるかをチエツクし、更に、ステツプ402で対地作
業機が下降しているか否かを確認したときは、ステツプ
403でupロツク２フラグをリセツトした後にステツプ101
へ戻る。ステツプ401でステアリングスイツチがOFFでな
いとき又はステツプ402で作業機が下降していないとき
は、動力車両が未だ圃場の端等で旋回状態にあることを
示し、然るときはステツプ501へジヤンプする。

ここで、ステツプ102で「対地平行」モードである場
合はステツプ501へジヤンプし、予め左右同一のストロ
ーク位置を規定したストロークセンサ規定値と現在の各
ストロークセンサの読み取り値との差を算出し、ステツ
プ502でその偏差に応じたオンタイムセツト及び出力要
求フラグをセツトした後ステツプ117へジヤンプする。
然るときは、ステツプ118乃至120の何れかの処理後は左
右の駆動アクチユエータは同一ストロークとなり、動力
車両は対地平行状態に保持される。又、ステツプ301又
は302で動力車両が未だ路上走行状態である場合には、
車速が規定値以下になつてもステツプ501及び502で左右
同一のストローク位置となるようにオンタイムセツトさ
れ、動力車両が不意に傾斜することを防止する。又、ス
テツプ401又は402で動力車両が未だ圃場の端等で旋回状
態にある場合には、一旦停車して対地作業機の昇降動作
を行っても、前述と同様にステツプ501及び502で左右同
一のストローク位置となるようにオンタイムセツトさ
れ、動力車両の傾斜が急変することを防止する。

一方、ステツプ110で「水平」モードになつている場
合はステツプ601へジヤンプし、予め左右傾斜調節ダイ
ヤルで設定した値に基づきスロープセンサの目標値を設
定する。そして、ステツプ602で現在のスロープセンサ
の読み取り値と前記目標値との差を算出し、ステツプ60
3でその偏差に応じたオンタイムセツト及び出力要求フ
ラグをセツトした後ステツプ117へジヤンプする。然る
ときは、ステツプ118乃至120の処理後の動力車両は地面
の傾斜に拘らず水平状態に保持される。

又、水平制御或は対地平行制御を行う際には車体の前
後左右の車輪に設けてある駆動アクチユエータのうち、
片側の前後の駆動アクチユエータを伸縮させて車体の傾
斜を修正するのであるが、前後の駆動アクチユエータが
独立して動作するため、夫々の動作速度が異なると車体
の傾斜バランスが悪化する。そこで、第６図のフローチ
ヤートに示すように後輪側の駆動アクチユエータを制御
する。即ち、水平制御がスタートした後に車体の傾斜を
修正すべく、片側の前後の駆動アクチユエータを作動さ
せた場合に、先ずステツプ701で車体片側の前後のスト
ロークセンサの検出値を一定間隔で測定し、今回のデー
タとその前回のデータとの差を算出する。そして、ステ
ツプ702では前後のストロークセンサの上記データを比
較し、前側のストロークセンサのデータが大であればス
テツプ703にて後側の駆動アクチユエータのオンタイム
データをプラス側に補正し、後側のストロークセンサの
データが大であればステツプ704にて後側の駆動アクチ
ユエータのオンタイムデータをマイナス側に補正する。
ステツプ703若しくは704、又はステツプ702で前後のデ
ータが等しい場合は夫々ステツプ705へ進み、ストロー
クセンサの検出値に基づきオンタイムデータをセツトし
た後、ステツプ706で前記後側のオンタイム補正データ
を加減算する。

然る後は、第５図にて説明したフローチヤートのステ
ツプ117乃至120と全く同様にして、ステツプ707で出力
要求が「伸び」か「縮み」か「ニユートラル」かをチエ
ツクし、夫々ステツプ708又は709で駆動アクチユエータ
のストロークを変更し、或はステツプ710では出力をOFF
として車体を水平又は対地平行等、設定角度の姿勢に修
正する。斯くして、前後のストロークセンサの変化量に
基づいて後側のオンタイムデータを補正し、前後の駆動
アクチユエータの移動量が等しくなるため、夫々の動作
速度が一致して車体の傾斜変更時のバランスが良好とな
る。

尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限り種
々の改変を為す事ができ、そして、この発明が該改変せ
られたものに及ぶことは当然である。

［発明の効果］ この発明は上記一実施例に詳述したように、左右の前
後輪を支持するギヤケースを夫々独立して上下方向に伸
縮する油圧式の駆動アクチユエータを有し、この駆動ア
クチユエータの夫々の伸縮量を夫々独立して検出するセ
ンサが設けられており、そして、該駆動アクチユエータ
の駆動時には、左右同側の駆動アクチユエータの作動速
度が等しくなるように、前記各別に検出するセンサの検
出値に基いて該駆動アクチユエータへの通油量が補正さ
れる。従って、畝立作業や傾斜地での作業を行う場合、
車体を対地平行状態に修正する。而して、対地平行制御
モードとなった後は、車体は地面の凹凸や傾斜の変化に
追随した姿勢となり、不意に傾斜が急変することがな
い。更に、対地作業機も動力車両の対地平行制御に追随
して当然に対地平行制御が行われる。依って、動力車両
の畝立作業や傾斜地での作業に際し、傾斜の変化や旋回
時における車体の傾斜が不慮変動することがなくなり、
安定した姿勢制御が行えるのである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示したものであり、第１図はト
ラクタの側面図、第２図は車体の傾斜を修正する変更手
段の解説図、第３図は変更手段の要部斜面図、第４図は
ブロツク図、第５図及び第６図はフローチヤートであ
る。 （１）……車体、（３）……対地作業機 （８）（９）……スロープセンサ （24）……駆動アクチユエータ （26）……ストロークセンサ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】左右前輪及び左右後輪と、該前後輪を支持
   するギヤケースを夫々独立して上下方向に伸縮する油圧
   式駆動アクチュエータとを備え、該駆動アクチュエータ
   の駆動により車体の左右傾斜状態を変更する動力車両の
   水平制御装置に於て、前記ギヤケースの夫々に伸縮量を
   検出するセンサを設け、前記駆動アクチュエータの駆動
   時には、左右同側の駆動アクチュエータの作動速度が等
   しくなるように前記各センサの検出値に基づいて、各駆
   動アクチュエータへの通油量を補正する制御手段を備え
   たことを特徴とする動力車両の水平制御装置。