JP7595562B2 - Grass trimmer - Google Patents
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Description
本発明は、法面の走行が可能な草刈機に関する。 The present invention relates to a lawnmower that can run on slopes.
特許文献1には、左モータによって駆動される左クローラ装置と、右モータによって駆動される右クローラ装置と、草刈装置と、衛星測位装置と、姿勢検出装置と、制御装置とを備えた草刈機が開示されている。この草刈機は、無線式の遠隔操縦装置によって操縦される。姿勢検出装置は、機体の姿勢として少なくとも機体ピッチ角を検出する。制御装置は、機体を法面の等高線に沿って走行させることができる。
特許文献2には、ずれ落ちを防ぎながら法面での横断走行を行う草刈機が開示されている。この草刈機は、左右一対の車輪がそれぞれ独立して電動モータによって駆動される電動芝刈機である。
特許文献1の草刈機が法面における草刈作業を行う場合、法面の一方の端部から他方の端部に亘って、法面の等高線に沿って走行しながら草刈作業を行う。その際、法面の傾斜角が大きい場合、機体が法面の谷側(下側)にずれ落ちようとする大きな力がクローラ装置に作用する。特許文献1には、このような法面の傾斜により左右のクローラ装置に作用する谷側に向かう力に対する処方は開示されていない。
When the mower of
特許文献2には、草刈機が傾斜地をスムーズに走行するための斜面走行制御技術が開示されている。その斜面走行制御技術は電動モータのトルク制御であり、斜面走行時に生じる谷方向へのずれ動きを解消する補償トルクが算出され、この補償トルクが通常走行に必要なトルクに付加される。しかしながら、この斜面走行制御技術は、走行のための動力に左右一対の電動モータではなく、駆動源として単一のエンジンを用いている草刈機には適用できない。
上記実情に鑑み、本発明の課題は、エンジン動力が走行装置に供給される草刈機であって、法面における等高線に沿った草刈り走行が精度よく行われる草刈機を提供することである。 In view of the above situation, the object of the present invention is to provide a grass cutter in which engine power is supplied to a traveling device, and which can accurately mow along the contour lines on a slope.
本発明による、法面の走行が可能な草刈機は、機体と、エンジンと、前記機体が前記法面の等高線に沿って走行する場合、前記法面の等高線と前記機体の進行方向との間に形成される傾斜角を算出する傾斜角算出部と、左走行ユニットと右走行ユニットとを有する走行装置と、前記機体が前記法面の等高線に沿って走行する場合、前記傾斜角が所定範囲内に在る直進走行状態であるか、前記傾斜角が前記所定範囲を超えている不安定直進走行状態であるかを判定する走行状態判定部と、前記左走行ユニットに変速動力を伝達する左変速装置及び前記右走行ユニットに変速動力を伝達する右変速装置とを有するトランスミッションと、前記トランスミッションの変速比を調節する変速制御部と、を備え、
前記変速制御部は、前記機体が前記法面の等高線に沿って走行する場合、前記不安定直進走行状態になると、前記傾斜角を前記所定範囲内に戻して前記直進走行状態に復帰するように、前記左変速装置の変速比と前記右変速装置の変速比とを調節する直進走行保持機能を有する。
A grass cutter capable of traveling on a slope according to the present invention includes a body, an engine, an inclination angle calculation unit that calculates an inclination angle formed between the contour line of the slope and a traveling direction of the body when the body travels along the contour line of the slope, a traveling device having a left traveling unit and a right traveling unit, a traveling state determination unit that determines whether the body is in a straight traveling state in which the inclination angle is within a predetermined range or in an unstable straight traveling state in which the inclination angle exceeds the predetermined range when the body travels along the contour line of the slope, a transmission having a left speed change device that transmits shift power to the left traveling unit and a right speed change device that transmits shift power to the right traveling unit, and a shift control unit that adjusts a gear ratio of the transmission,
The gear shift control unit has a straight-line running maintenance function that adjusts the gear ratio of the left transmission and the gear ratio of the right transmission when the unstable straight-line running state occurs when the vehicle body runs along the contour line of the slope, so as to return the inclination angle to within the specified range and restore the straight-line running state .
法面での走行において、走行装置に谷側(法面の下側)にずれ落ちようとする力が作用して、直進走行が不安定となる不安定直進走行状態に機体が陥る可能性がある。このような場合でも、本発明の構成によれば、法面傾斜角に基づいて、直進走行状態が保持されるように、左変速装置の変速比と前記右変速装置の変速比とが調節される。つまり、走行装置に谷側(法面の下側)にずれ落ちようとする力により一方方向に旋回しようとする機体旋回挙動は、左変速装置の変速比と前記右変速装置の変速比との調節により他方方向に旋回しようとする機体旋回挙動により打ち消される。 When traveling on a slope, a force acts on the traveling gear to slip down toward the valley (the lower side of the slope), which can cause the vehicle to fall into an unstable straight-line traveling state where straight-line traveling becomes unstable. Even in such a case, according to the configuration of the present invention, the gear ratio of the left transmission and the gear ratio of the right transmission are adjusted based on the slope inclination angle so that the straight-line traveling state is maintained. In other words, the vehicle turning behavior that tries to turn in one direction due to the force that tries to slip down the traveling gear to the valley (the lower side of the slope) is countered by the vehicle turning behavior that tries to turn in the other direction by adjusting the gear ratio of the left transmission and the gear ratio of the right transmission.
左右の走行ユニットの対地速度の違いが、機体旋回挙動を生み出す。この原理は、両方向の機体旋回挙動の打ち消し、つまり直進走行保持機能として、利用可能である。したがって、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記変速制御部は、前記左走行ユニットの対地速度と前記右走行ユニットの対地速度との調整によって、前記傾斜角が減少するように前記機体の向きを変更する。 The difference in ground speed between the left and right running units creates the aircraft's turning behavior. This principle can be used to cancel out the aircraft's turning behavior in both directions, that is, as a function to maintain straight-line running. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, the gear shift control unit changes the orientation of the aircraft so that the tilt angle is reduced by adjusting the ground speed of the left running unit and the ground speed of the right running unit.
一方の走行ユニットの対地速度が他方の走行ユニットの対地速度より速くなった場合、機体は、他方の走行ユニットの方に機体は旋回しようとする。この原理も、両方向の機体旋回挙動の打ち消し、つまり直進走行保持機能として、利用可能である。したがって、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記変速制御部は、前記傾斜角を減少させるための、前記左変速装置の変速比と前記右変速装置の変速比とを算出する。 When the ground speed of one driving unit becomes faster than the ground speed of the other driving unit, the aircraft will try to turn toward the other driving unit. This principle can also be used to cancel out the aircraft turning behavior in both directions, that is, as a straight-line driving maintenance function. Therefore, in one preferred embodiment of the present invention, the gear shift control unit calculates the gear ratio of the left transmission and the gear ratio of the right transmission to reduce the lean angle.
本発明の好適な実施形態の1つでは、前記走行状態判定部は、所定時間の間、同一方向の偏向を示している前記不安定直進走行状態を特異不安定直進走行状態と判定し、前記特異不安定直進走行状態において、前記変速制御部は、前記左変速装置の変速比と前記右変速装置の変速比と相違を大きくする。この構成では、法面が滑り易くなっているなどの原因により、通常の変速比の調節では、不安定直進走行状態が解消しない場合でも、谷側の走行ユニットの速度が山側の走行ユニットの速度よりさらに速くなるように、つまり、左変速装置の変速比と前記右変速装置の変速比との相違が大きくなるように調整され、これにより、不安定直進走行状態が所定時間以上にわたって、解消しないという不都合が解消される。
In one preferred embodiment of the present invention, the driving state determination unit determines the unstable straight-line driving state, which shows a deviation in the same direction for a predetermined time, as a peculiar unstable straight-line driving state, and in the peculiar unstable straight-line driving state, the gear change control unit increases the difference between the gear ratio of the left transmission and the gear ratio of the right transmission. In this configuration, even if the unstable straight-line driving state cannot be resolved by normal gear ratio adjustment due to factors such as a slope being slippery, the speed of the traveling unit on the valley side is adjusted to be even faster than the speed of the traveling unit on the mountain side, that is, the difference between the gear ratio of the left transmission and the gear ratio of the right transmission is adjusted to be larger, thereby eliminating the inconvenience that the unstable straight-line driving state does not resolve for more than a predetermined time.
法面における走行には、法面の対角線に沿うような走行、極端には、法面の等高線に直交するような角度で登っていく走行や下っていく走行が含まれる。このような走行では、上述した、左変速装置の変速比と前記右変速装置の変速比との調節は、極端な機体旋回挙動を引き起こす可能性がある。この問題を解決するため、本発明の好適な実施形態の1つでは、前記走行状態判定部は、前記機体が前記等高線に直交する方向に走行する登坂走行状態を判定し、前記登坂走行状態において、前記変速制御部は、前記直進走行保持機能を停止させる。 Driving on a slope includes driving along the diagonal of the slope, and in extreme cases, driving up or down at an angle perpendicular to the contour line of the slope. In such driving, the above-mentioned adjustment of the gear ratio of the left transmission and the gear ratio of the right transmission can cause extreme turning behavior of the vehicle. To solve this problem, in one preferred embodiment of the present invention, the driving state determination unit determines an uphill driving state in which the vehicle is driving in a direction perpendicular to the contour line, and in the uphill driving state, the gear change control unit stops the straight driving maintenance function.
図1と図2に、リモコン操縦される草刈機が示されている。なお、図1と図2において、「F」は機体前後方向(走行方向)に関して前方向を示し、「B」は後方向を示し、図1において、「U」は機体の鉛直方向(垂直方向)に関して上方向を示し、「D」は下方向を示し、図2において、「R」は機体前後方向に直交する機体横断方向(機体幅方向)に関して右方向を示し、「L」は左方向を示している。 Figures 1 and 2 show a remote-controlled grass cutter. In Figures 1 and 2, "F" indicates the forward direction in the fore-and-aft direction of the machine (travel direction), and "B" indicates the rearward direction. In Figure 1, "U" indicates the upward direction in the vertical direction of the machine, and "D" indicates the downward direction. In Figure 2, "R" indicates the rightward direction in the transverse direction of the machine (machine width direction) perpendicular to the fore-and-aft direction of the machine, and "L" indicates the leftward direction.
〔草刈機の全体構成〕
図1及び図2に示すように、草刈機は、機体1と、機体1を対地支持する左走行ユニット2aと右走行ユニット2bとからなるクローラ型式の走行装置2と、機体1の前部に支持された草刈装置3とを備えている。
[Overall configuration of the grass cutter]
As shown in Figures 1 and 2, the grass cutter comprises a
機体1は、ラダーフレーム状に構成されており、クロスフレームによって連結された右及び左の支持フレームと有する。
The
〔走行装置の構成〕
図1及び図2に示すように、左走行ユニット2aと右走行ユニット2bは、それぞれ、駆動輪10と、複数の転輪11と、誘導輪12と、トラックフレーム13と、ガイド部材と、クローラベルト14とからなる。トラックフレーム13が前後方向に沿って配置され、複数の転輪11がトラックフレーム13に支持されて、誘導輪12がトラックフレーム13の後部に支持されている。右及び左の駆動輪10が、トランスミッション20に支持されている。右の駆動輪10が、側面視で右のトラックフレーム13の前後中間部に対して上側に配置され、左の駆動輪10が、側面視で左のトラックフレーム13の前後中間部に対して上側に配置されている。
[Configuration of the running device]
1 and 2, the left
図2に示すように、機体1には、エンジン4とトランスミッション20が搭載されている。エンジン4の出力軸4aとトランスミッション20の入力軸23が連結されている。図2と図3とに示すように、トランスミッション20の前部から、PTO軸24が機体前後方向に延びている。PTO軸24は草刈装置3に動力を伝達する。
As shown in FIG. 2, the
図3に示すように、トランスミッション20には、左走行ユニット2aへ変速動力を伝達する左変速装置と、右走行ユニット2bへ変速動力を伝達する右変速装置とが、備えられている。左変速装置の出力軸は、左走行ユニット2aの駆動輪10の車軸10aに連結され、右変速装置の出力軸は、右走行ユニット2bの駆動輪10の車軸10aに連結されている。左変速装置及び右変速装置は、HST(hydrostatic transmission)で構成されているので、以下、左変速装置を左HST21と称し、右変速装置を右HST22と称する。但し、左変速装置及び右変速装置は、HSTだけで構成されているのではなく、ギヤ伝動機構も付属している。さらに、このギヤ伝動機構をクラッチ切替式のギヤ変速機構で構成することで、左HST21及び右HST22を省略してもよいし、左HST21及び右HST22とクラッチ切替式のギヤ変速機構の両方が用いられてもよい。
As shown in FIG. 3, the
〔草刈装置の構成〕
図2に示すように、草刈装置3には、回転駆動される刈刃41を備えた刈取本体部40と、刈取本体部40を地面から所定の高さに持ち上げ支持するように接地して滑走する左右一対の接地支持体30と、が装備されている。
[Configuration of the grass cutting device]
As shown in FIG. 2, the
刈取本体部40は、多数の刈刃41が支持された回転ドラム部42が、左右方向に沿った軸心周りに回転駆動されるフレルモア型式に構成されている。すなわち、駆動軸の外周に刈刃41が備えられた回転刈刃が構成されている。回転刈刃(刈刃41および回転ドラム部42)は、刈刃ハウジング43に収容されている。
The
刈取本体部40には、草刈装置3に入力された動力を回転ドラム部42に伝達する伝動部44が設けられている。伝動部44は、機体1からの動力の入力を受ける入力伝動ケース部45と、入力伝動ケース部45から入力された動力を回転ドラム部42へ伝動するベルト伝動機構46とを含む。
The
図1と図2に示すように、縦長の右及び左のブラケット35が、機体1の左右の支持フレームに連結されている。右及び左の支持アーム31が、左右方向に沿った軸心P1周りに上下に揺動可能にブラケット35の下部に支持されて、前側に向けて延出されている。
As shown in Figures 1 and 2, right and left
支持アーム31を上下に揺動操作可能な右及び左の昇降シリンダ33が、ブラケット35の上部と支持アーム31とに亘って接続されており、昇降シリンダ33はブラケット35を介して支持フレームに接続されている。
Right and left lifting
〔法面での走行形態〕
図4に、上述した草刈機が、圃場の周辺に形成されている法面で、草刈作業を行っている様子が示されている。ここでは、草刈機は、無線方式の操縦リモコン9によって操縦されている。図4では、草刈機の走行形態として、法面の等高線に沿って走行する等高線走行、等高線走行をつなぐUターン走行、法面を垂直に上っていく垂直上昇走行(登坂走行)、法面を垂直に下っていく垂直下降走行が示されている。
[Traveling on slopes]
Fig. 4 shows the above-mentioned grass cutter mowing the slope formed around the field. Here, the grass cutter is controlled by a wireless control
〔操縦リモコン〕
図5に示すように、操縦リモコン9には、中立を含む前進速度と後進速度とを調節する変速操作具91、左旋回と右旋回とを選択する旋回操作具92と、走行モードを選択する走行モード選定スイッチ93が設けられている。変速操作具91は、前進位置、中立位置、後進位置との間で変位可能であり、旋回操作具92は、左旋回位置、中立位置(直進位置)、右旋回位置との間で変位可能である。操作具としてジョイスティック型を採用すれば、1本のジョイスティックで、前後進速度及び左右旋回を草刈機に指令することができる。走行モード選定スイッチ93は、後述する各走行モード(アンチストール走行モード、等高線アシスト走行モード、踏ん張り走行モードなど)のON/OFFを設定する。操縦リモコン9には、その他の操縦に関する操作具(エンジン回転数の調整、エンジン4の始動・停止など)も設けられているが、図5では、省略されている。
[Control remote control]
As shown in FIG. 5, the
〔制御系〕
図6と図7には、草刈機の制御系を構成する機能部と、各機能部間のデータの流れを示す機能ブロック図が示されている。この制御系は、草刈機の各種動作を制御する制御ユニット100と、制御ユニット100と無線を介して接続可能な操縦リモコン9、制御ユニット100と有線(車載LANなど)を介して接続されている姿勢検出ユニット8を含む。
[Control system]
6 and 7 are functional block diagrams showing the functional parts constituting the control system of the grass cutter and the flow of data between the functional parts. This control system includes a
姿勢検出ユニット8は、IMU(Inertial Measurement Unit)81を備えており、このIMU81には、加速度センサ、回転角加速度センサ、ジャイロセンサ、磁界センサ、などが含まれている。姿勢検出ユニット8は、機体1のロール角、ピッチ角、ヨー角などを算出し、姿勢検出データとして、制御ユニット100に送る。
The
実質的にコンピュータユニットとして構成されている制御ユニット100は、草刈機を制御するために、エンジン回転数を調整するエンジン調整機構4A及びエンジン4の付属機器、トランスミッション20、草刈装置3と接続されている。制御ユニット100は、エンジン調整機構4A及びエンジン4の付属機器にエンジン制御信号を送る。また、エンジン回転数は、エンジン回転数検出部として機能する回転数センサ82によって検出され、制御ユニット100に送られる。
The
制御ユニット100は、走行制御を行うために、トランスミッション20に付属している各種動作機器や各種センサと接続している。例えば、制御ユニット100は、左HST21及び右HST22の斜板角を変更する斜板アクチュエータに変速制御信号をトランスミッション20に送信する。この変速制御信号により、トランスミッション20の変速比、つまり左HST21及び右HST22の変速比が調節され、結果的に、機体1は、前進状態、中立状態(静止状態)、後進状態、旋回状態のいずれかに変更される。前進状態、後進状態、旋回状態における車速も変速制御信号により決定される。左走行ユニット2aの対地速度と右走行ユニット2bの対地速度とを検出する対地速度センサ83が設けられており、対地速度に関係するデータを検出する。検出された対地速度データは、制御ユニット100に送られる。例えば、対地速度は、駆動輪10の車軸10aの回転数から算出することも可能であり、その場合、対地速度センサ83は、左走行ユニット2aと右走行ユニット2bの出力速度センサとしても機能する。また、カメラを用いて、対地速度を算出することも可能である。
The
図7は、制御ユニット100の機能部を示す機能ブロック図を示している。制御ユニット100は、エンジン制御ユニット51、作業制御ユニット52、走行制御ユニット6、走行機体姿勢判定ユニット7、対地速度算出部74、機体動き検出部75を備えている。
Figure 7 shows a functional block diagram showing the functional parts of the
エンジン制御ユニット51は、内部に格納されているエンジン制御プログラムの実行結果、操縦リモコン9からの操縦指令、制御ユニット100の機能部によって生成された指令に基づいて、エンジン制御指令を生成し、エンジン調整機構4Aやエンジン4の付属機器に送る。エンジン制御指令により、エンジン4の始動や停止、エンジン回転数の増減などが行われる。
The
作業制御ユニット52も、内部に格納されている作業制御プログラムの実行結果、操縦リモコン9からの操縦指令、制御ユニット100の機能部によって生成された指令に基づいて、作業制御指令を生成し、草刈装置3に送る。作業制御指令により、草刈装置3の始動や停止、草刈装置3の昇降が行われる。
The
走行機体姿勢判定ユニット7は、姿勢検出ユニット8からの姿勢検出データに基づいて、機体1の種々の姿勢状態を判定する。この実施形態では、走行機体姿勢判定ユニット7は、傾斜角算出部71、傾斜姿勢判定部72、走行状態判定部73を備えている。傾斜角算出部71は、法面の等高線に対する機体1の傾斜角を、ヨー角やピッチ角などから算出する。傾斜姿勢判定部72は、機体1の傾斜姿勢を判定する。この傾斜姿勢は、重力による法面での機体1に作用するずれ動きに強く関係する機体1の傾斜角を示すものであり、ロール角、ピッチ角、ヨー角、あるいは磁気方位角などから求めることができる。走行状態判定部73は、法面を走行中の機体1が直進走行状態であるか、直進走行状態から偏向した不安定直進走行状態であるか、あるいは旋回走行状態であるかを判定する。この走行状態は、実質的には、ヨー角の経時的な監視によって判定することができる。
The traveling vehicle
走行機体姿勢判定ユニット7によって生成される種々のデータは走行制御に用いられる。例えば、アンチストール走行モードでは、傾斜姿勢判定部72による傾斜姿勢が用いられ、等高線アシスト走行モードでは、傾斜角算出部71による傾斜角及び走行状態判定部73による走行状態が用いられ、踏ん張り走行モードでは、傾斜姿勢判定部72による傾斜姿勢が用いられる。
The various data generated by the traveling vehicle
対地速度算出部74は、走行装置2の対地速度を算出する。この実施形態では、対地速度算出部74は、左走行ユニット2a及び右走行ユニット2bの対地速度を検出する対地速度センサ83からの検出値に基づいて、左走行ユニット2a及び右走行ユニット2bの対地速度を算出し、走行装置2の対地速度を算出する。
The ground
機体動き検出部75は、対地速度算出部74と連係し、左走行ユニット2a及び右走行ユニット2bの対地速度の監視に基づいて機体1の動きを検出する。
The aircraft
走行制御ユニット6は、機体1の走行を制御する機能を有する。この実施形態では、走行制御ユニット6は、変速制御部60と、アンチストール部65と、アンチストール管理部66と、走行モード管理部67とを備えている。
The driving
変速制御部60は、左変速信号生成部61と、右変速信号生成部62と、等高線アシスト部63と、踏ん張り変速部64とを備えている。左変速信号生成部61は、左HST21の変速比(斜板角)を調節する左変速信号を生成し、右変速信号生成部62は、右HST22の変速比(斜板角)を調節する左変速信号を生成する。
The
(等高線アシスト走行モード)
等高線アシスト部63は、等高線アシスト走行モードにおいて動作し、傾斜角算出部71及び走行状態判定部73と連係し、機体1が法面の等高線に沿って直進走行することをアシストする。具体的には、等高線アシスト部63は、法面の等高線に対する機体1の傾斜角が所定範囲内に収まっている直進走行状態においては、アシストは行わないが、等高線に対する機体1の傾斜角が所定範囲を超えて不安定直進走行状態になると、等高線に対する機体1の傾斜角を減少させて、当該傾斜角が所定範囲に収まるための必要な左HST21及び右HST22の変速比の調整量を、機体1の傾斜角に基づいて算出する。さらに、等高線アシスト部63は、この調整量を含む調節指令を、左変速信号生成部61と右変速信号生成部62とに与える。この調節により、機体1は不安定直進走行状態から直進走行状態に復帰する。実際上は、機体1が法面の等高線に沿って走行する場合、谷側に向いて機体1が傾斜することになるので、その傾斜角に応じて、谷側の走行ユニットのための変速装置(左HST21または右HST22)の回転数を基準として山側の走行ユニットのための変速装置(右HST22または左HST21)の回転数を減少させることで、機体1が山側に向くようにアシストする。
(Contour assist driving mode)
The
法面が通常より滑り易くなっている場合、等高線アシスト部63による等高線アシスト制御(直進走行保持機能)によっても、不安定直進走行状態が解消しない場合では、アシスト量を大きくする必要がある。このために、走行状態判定部73は、所定時間の間、同一方向の偏向を示している不安定直進走行状態を特異不安定直進走行状態と判定する。特異不安定直進走行状態が判定されると、等高線アシスト部63は、谷側の走行ユニットの速度が山側の走行ユニットの速度よりさらに速くなるように、左HST21の変速比と右HST22の変速比と相違を大きくする。
When the slope is more slippery than usual, and the unstable straight-line driving state is not resolved even by the contour assist control (straight-line driving maintenance function) by the contour assist
上述した等高線アシスト制御は、法面の対角線に沿うような走行、特に、法面の等高線に直交するような角度で登っていく走行や下っていく走行では、不要な旋回を引き起こす可能性がある。このことから、走行状態判定部73が、機体1が等高線に直交する方向に走行する登坂走行状態(下り坂走行状態を含む)を判定した場合、等高線アシスト部63は、等高線アシスト制御(直進走行保持機能)を停止する。
The above-mentioned contour assist control may cause unnecessary turns when traveling along the diagonal of a slope, particularly when traveling uphill or downhill at an angle perpendicular to the contour of the slope. For this reason, when the traveling
(踏ん張り走行モード)
踏ん張り変速部64は踏ん張り変速機能を実現する機能部であり、踏ん張り走行モードにおいて動作し、法面での停車時や、法面での停車から微速発進時に、機体1が不測に谷側に動くことを、走行装置2の駆動力を用いて防止する。つまり、踏ん張り変速部64は、左HST21と右HST22との斜板角が実質的に中立位置であるときに生じる、機体動き検出部75によって検出される法面上での機体1のずれ動きを停止させるために、左走行ユニット2aと右走行ユニット2bとの駆動状態にする。つまり、左走行ユニット2aと右走行ユニット2bとの駆動を通じて、このずれ動きが阻止されるように、左HST21と右HST22との斜板角を調節する。より具体的には、操縦者の操縦により左HST21と右HST22とが停止用変速位置に操作されているにもかかわらず、法面上で機体1が動いていることが機体動き検出部75によって検出された場合、踏ん張り変速部64は、機体1の動きが消失するまで、左HST21と右HST22との変速位置を停止用変速位置から最大前進位置方向または最大後進位置方向に変位させる。この機体1の動きが消失する変速位置が踏ん張り変速位置である。なお、停止用変速位置は、実質的にはHSTの中立位置であるので、中立位置を停止用変速位置として、踏ん張り変速部64は、踏ん張り制御を行う。しかしながら、傾斜角が大きい法面や、滑り易い草が茂っている法面では、踏ん張り制御の基準変速位置となる停止用変速位置は、中立位置から外れることになる。このような場合に対処するため、停止用変速位置は、傾斜姿勢判定部72による機体1の傾斜姿勢やその他の草刈機の状態に応じて設定することも可能である。
(Stretch driving mode)
The striding
踏ん張り変速部64には、オプショナルな機能として、変速操作具91の操作に基づいて、踏ん張り変速位置から前進位置または後進位置に変更された場合、当該操作による変速位置による変速量に踏ん張り変速位置による変速量が加算される変速量加算機能が備えられている。これは、踏ん張り変速位置は、停止用変速位置から所定変速量(オフセット量)が制御的に加算された変速位置であるので、操縦者によって、手動により、停止用変速位置からこの所定変速量以下の変速位置に変更されると、機体1が不測にずれ動く可能性がある。これを回避するために、操縦者によって操作される変速位置が、踏ん張り変速位置を下回った場合、変速量加算機能によって、踏ん張り変速位置以上の変速位置が自動的に維持される。操縦者によって操作される変速位置が、踏ん張り変速位置を超えると、変速量加算機能は停止される。また、傾斜姿勢判定部72による機体1の傾斜姿勢がずれ動きが発生しない所定レベル以下になれば、変速量加算機能は、自動的に停止される。
The bracing shifting
(アンチストール走行モード)
アンチストール部65は、アンチストール走行モードにおいて動作し、エンジン制御ユニット51及び傾斜姿勢判定部72に連係し、機体1が法面の等高線に沿って、エンジン4がストールすることなしに走行できるようにアシストする。アンチストール部65は、エンジン負荷によってエンジン4の回転数がスロットル調整器(非図示)などによって設定された所定回転数より低下した場合、変速制御部60にエンジン負荷を軽減するように、左HST21及び右HST22の変速比(斜板角)を調節する負荷軽減指令を変速制御部60に出力し、車速を低減する。
(Anti-stall driving mode)
The
アンチストール部65は、機体1の走行状態に応じて、変速比の調整量を算出する変速比調整量算出部651を備えている。エンジン回転数の低下度が大きいほど、エンジン負荷が大きく、エンジンストールの可能性が高くなるので、変速比調整量算出部651は、エンジン回転数の低下度が大きいほど、変速比の調節量を大きくする。また、法面の傾斜が大きく、機体1の傾斜が大きくなるほど、エンジン負荷も大きくなる。このため、機体1の傾斜姿勢を判定する傾斜姿勢判定部72の判定結果に基づいて、アンチストール制御のパラメータ(アンチストール制御を開始するエンジン回転数やHST斜板角制御回路におけるゲイン定数)が変更される。例えば、変速比調整量算出部651は、傾斜姿勢判定部72の判定結果に基づいて、機体1がエンジン負荷に大きく影響を与える傾斜姿勢でその傾斜度が大きいほど、変速比の調節量を大きくする。
The
アンチストール管理部66は、機体1の走行状態に応じて、アンチストール部65による負荷軽減指令の出力を禁止する。操縦者の意思で車速やエンジン回転数の調整が行われる場合、負荷軽減指令の出力は禁止される。また、アンチストール制御が不要とみなして、操縦者が変速操作具91を最速位置に操作した場合、アンチストール管理部66によるアンチストール制御が停止され、負荷軽減指令の出力は禁止される。つまり、変速操作具91がアンチストール制御のON/OFFスイッチとして機能する。
The
走行モード管理部67は、アンチストール走行モード、等高線アシスト走行モード、踏ん張り走行モードを、操縦リモコン9からの走行モード設定指令や制御ユニット100の機能部によって生成された指令に基づいて、設定し、また設定解除する。
The driving
〔別実施の形態〕
(1)上述した実施形態では、草刈機は、草刈装置3を機体1の前方に配置したフロントモーアタイプであったが、これに代えて、草刈装置3を機体1の中央下部に配置するミッドタイプを採用してもよい。さらに、草刈装置3も、ブレードタイプ、リールタイプなど任意のタイプが採用されてもよい。
[Another embodiment]
(1) In the above-described embodiment, the grass mower is a front mower type in which the
(2)上述した実施形態では、走行装置2は、クローラタイプであったが、これに代えてホイールタイプが採用されてもよいし、クローラとホイールとを組み合わせたタイプが採用されてもよい。
(2) In the above-described embodiment, the traveling
(3)上述した実施形態では、左変速装置及び右変速装置にHSTが用いられていたが、HSTに代えて、ベルト式無段変速装置や摩擦無段変速装置、さらにはギヤ式の変速装置が用いられてもよい。 (3) In the above-described embodiment, HSTs were used for the left and right transmissions, but instead of HSTs, belt-type continuously variable transmissions, friction continuously variable transmissions, or even gear-type transmissions may be used.
(4)図6及び図7の機能ブロック図における機能部は、説明目的であり、各機能部の統合や分割は自由である。また制御ユニット100は、車載LANで接続される複数のユニットに分割してもよい。走行機体姿勢判定ユニット7は、姿勢検出ユニット8に組み込まれてもよい。さらには、姿勢検出ユニット8は草刈機に搭載されていたが、草刈機の外部に配置し、カメラやレーザを用いて機体1の姿勢を検出し、その姿勢検出データを草刈機に送信するようにしてもよい。
(4) The functional units in the functional block diagrams of Figures 6 and 7 are for explanatory purposes, and each functional unit may be freely integrated or divided. Furthermore, the
(5)上述した実施形態では、機体1は無線式の操縦リモコン9で操縦されたが、有線式の操縦リモコン9が用いられてもよい。また操縦リモコン9ではなく、機体1に設けられた操縦装置を用いて管理者が操縦してもよい。
(5) In the above embodiment, the
なお、上記実施形態(別実施形態を含む、以下同じ)で開示される構成は、矛盾が生じない限り、他の実施形態で開示される構成と組み合わせて適用することが可能であり、また、本明細書において開示された実施形態は例示であって、本発明の実施形態はこれに限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲内で適宜改変することが可能である。 The configurations disclosed in the above embodiment (including other embodiments, the same applies below) can be applied in combination with configurations disclosed in other embodiments, provided no contradictions arise. Furthermore, the embodiments disclosed in this specification are merely examples, and the present invention is not limited to these embodiments. Appropriate modifications can be made without departing from the scope of the present invention.
本発明は、法面の走行が可能な草刈機に適用される。 The present invention is applicable to lawnmowers that can travel on slopes.
1 :機体
2 :走行装置
2a :左走行ユニット
2b :右走行ユニット
3 :草刈装置
4 :エンジン
20 :トランスミッション
21 :左HST(左変速装置)
22 :右HST(右変速装置)
51 :エンジン制御ユニット
63 :等高線アシスト部
64 :踏ん張り変速部
65 :アンチストール部
66 :アンチストール管理部
67 :走行モード管理部
7 :走行機体姿勢判定ユニット
71 :傾斜角算出部
72 :傾斜姿勢判定部
73 :走行状態判定部
74 :対地速度算出部
75 :機体動き検出部
8 :姿勢検出ユニット
82 :回転数センサ(エンジン回転数検出部)
83 :対地速度センサ
9 :操縦リモコン
91 :変速操作具
100 :制御ユニット
1: Machine body 2:
22: Right HST (right transmission)
51: Engine control unit 63: Contour line assist section 64: Ground pressure shift section 65: Anti-stall section 66: Anti-stall management section 67: Traveling mode management section 7: Traveling aircraft attitude determination unit 71: Inclination angle calculation section 72: Inclination attitude determination section 73: Traveling state determination section 74: Ground speed calculation section 75: Aircraft motion detection section 8: Attitude detection unit 82: Rotational speed sensor (engine rotational speed detection section)
83: Ground speed sensor 9: Control remote controller 91: Gear shifter 100: Control unit
Claims (5)
機体と、
エンジンと、
前記機体が前記法面の等高線に沿って走行する場合、前記法面の等高線と前記機体の進行方向との間に形成される傾斜角を算出する傾斜角算出部と、
左走行ユニットと右走行ユニットとを有する走行装置と、
前記機体が前記法面の等高線に沿って走行する場合、前記傾斜角が所定範囲内に在る直進走行状態であるか、前記傾斜角が前記所定範囲を超えている不安定直進走行状態であるかを判定する走行状態判定部と、
前記左走行ユニットに変速動力を伝達する左変速装置及び前記右走行ユニットに変速動力を伝達する右変速装置とを有するトランスミッションと、
前記トランスミッションの変速比を調節する変速制御部と、を備え、
前記変速制御部は、前記機体が前記法面の等高線に沿って走行する場合、前記不安定直進走行状態になると、前記傾斜角を前記所定範囲内に戻して前記直進走行状態に復帰するように、前記左変速装置の変速比と前記右変速装置の変速比とを調節する直進走行保持機能を有する草刈機。 A grass cutter capable of traveling on a slope,
The aircraft and
The engine,
an inclination angle calculation unit that calculates an inclination angle formed between the contour line of the slope and a traveling direction of the vehicle when the vehicle travels along the contour line of the slope ;
A traveling device having a left traveling unit and a right traveling unit;
a running state determination unit that determines whether the vehicle is in a straight running state in which the inclination angle is within a predetermined range when the vehicle runs along the contour line of the slope, or in an unstable straight running state in which the inclination angle exceeds the predetermined range ;
a transmission including a left transmission that transmits shift power to the left traveling unit and a right transmission that transmits shift power to the right traveling unit;
a gear shift control unit that adjusts a gear ratio of the transmission,
The transmission control unit is a grass mower having a straight-line running maintaining function that adjusts the gear ratio of the left transmission and the gear ratio of the right transmission so that, when the machine body travels along the contour lines of the slope and enters the unstable straight-line running state, the inclination angle is returned to within the specified range and the straight-line running state is restored.
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