JPH0753043B2 - 作業機の制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は田植機等で使用されるもので、操作具の操作量
を検出するセンサの検出結果に基づいて作業装置の作業
位置又は走行変速装置の変速位置を、アクチュエータに
よって切換える制御手段を設けてある作業機の制御装置
に関する。

〔従来の技術〕

この種の作業機の制御装置においては、変速操作をアク
チュエータで行うものであるから、その分操作負担を軽
減できて使用性が良好なものであるが、前記センサとし
てのポテンショメータと前記操作具との対応を確定する
必要がある。

〔発明が解決しようとする課題〕 つまり、例えばセンサとしてのポテンショメータを採用
すると、操作具の全ストロークに対してポテンショメー
タの＋5V〜＋35V（実際の数値ではない）を対応させる
ように設計上で算出していても、実際にポテンショメー
タを取付けて操作具と連係させる＋4V〜34Vまでが指示
値として表示される場合がある。これではアクチュエー
タに与える指令と設定器としての操作具の実際の操作で
設定された目標操作量との間に誤差ができるので、変速
等が正確に行われなくる。

この為に、ポテンショメータの取付姿勢を微調整できる
ように取付孔を長孔状に形成する等の対策を施している
が、前記ポテンショメータの微調整作業もポテンショメ
ータの分解能が高い為に簡単には行い得ないものであっ
た。

本発明の目的はセンサとしてのポテンショメータの取付
姿勢を微調整するといった手間をかけずに、正確な制御
を行えるものを提供する点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明にかかる作業機の制御装置は、操作具の操作量を
検出するセンサの検出結果に基づいて作業装置の作業位
置又は走行変速装置の変速位置を、アクチュエータによ
って切換える制御手段を設けてある作業機の制御装置に
おいて、前記操作具の操作量と前記センサの検出値との
対応関係を調整する調整モード状態に設定する調整モー
ド設定手段と、この調整モード設定手段で調整モード状
態に設定されているときにおける前記操作具の全ストロ
ークにわたる操作に対応して前記センサが検出した値を
記憶する記憶装置とを設け、この記憶値を基準にして、
前記操作具が実運転状態で操作された際の前記センサの
検出値に基づいて、前記操作具で設定される目標操作量
を判断する判断手段を設けてあることを特徴構成とす
る。

かかる特徴構成によるその作用効果は次の通りである。

〔作用〕

操作具の操作量とセンサの検出値との対応関係を調整す
る場合は制御装置を調整モード状態にする必要がある
が、その調整モード状態にする手段の一つとして、例え
ば、専用のスイッチを設け、このスイッチを操作して調
整モード状態に設定し、さらに、例えばタイマー等の作
動によってある一定時間その調整モード状態が維持され
るといった方法を採ることができる。この一定時間内で
前記操作具を全ストローク作動させ、このときに前記セ
ンサが示す値を取込む。この取込む数値としては、操作
具の操作範囲の下限と上限とを規定するその両端の操作
位置と対応して前記センサが示す値が適当であり、この
両端数値（通常は最大最小値に対応している）を基に、
実際の作業状態でのセンサの検出値を操作具で設定され
る目標操作量に換算即ち判断できることになる。つま
り、例えば、操作具の操作量に対して線型的にセンサの
検出値が変化する場合には記憶手段に取込まれた最大最
小値を基にした次式（ｉ） （実検出値−最小値）／（最大値−最小値）……（ｉ） により操作具で実際に設定された目標操作量の全ストロ
ークに対する割合いが判別手段で判断され、この割合い
を設計上の最大値と最小値とに掛け合せて算出した値
を、制御基準値として使用できる。他にも、最大値と最
小値を利用して実際の設定量は考えられる。

〔発明の効果〕

したがって、実際の作業を行う前に調整モード状態にし
て操作具を全ストローク動かすことによって、操作具の
操作量とセンサの検出値との対応関係を制御装置内でソ
フト的に修正処理でき、機械的にはポテンショメータの
取付誤差があってもその取付状態を補正する必要がな
い。又、操作具を全ストローク作動させることに対応し
てその時センサで得られる最大・最小値を基に補正を行
うことができるので、センサとしてのポテンショメータ
等が示す全ストロークに対応する範囲（例えば5V〜35
V）が設計値に対して誤差があっても、センサ自体の取
換えや取付状態の修正等を必要としない。

〔実施例〕

第６図に示すように、前後車輪（１），（２）を装備し
た走行車体（３）の前部にエンジン（４）及びこのエン
ジン（４）と走行変速装置としてのベルト式無段変速装
置（５）を介して伝動連結されているミッションケース
（６）、機体中間に設けてある操縦部（７）、操縦部
（７）の後方に昇降シリンダ（32）によって駆動される
昇降リンク機構（８）を介して昇降自在に連結してある
苗植付装置（９）とを備えて作業機の一例としての乗用
型田植機を構成してある。尚、第４図中の（34）は前記
苗植付装置（９）を昇降リンク機構（８）に対してロー
リング作動させるシリンダである。

第１図中に示すように、前記ベルト式無段変速装置
（５）はエンジン（４）側の出力プーリを割プーリ（5
a），（5b）とし、この割プーリ（5a），（5b）とミッ
ションケース（６）側入力プーリ（5c）との間に巻回し
たベルト張力を、アクチュエータ（11）で切換え、ベル
トの巻付角を変更して無段に変速可能である。前記ミッ
ションケース（６）の入力軸に対して主クラッチ（12）
が設けてあり、フットペダル（13）によって入力操作さ
れる。又、第５図に示すように、操縦部（７）の足元に
は主変速レバー（14）が設けてあり、植設走行時に使用
される前進１速及び路上走行時に使用される前進２速、
及び、行進１速の３段に切換え可能である。従って、夫
々の変速位置において前記無段変速装置（５）の段数が
重畳される。この主変速レバー（14）の上方操縦部パネ
ルには、苗植付装置（９）を強制上昇・下降させる植付
レバー（25）及び耕深設定器（16）等が設けられてい
る。

又、前記苗植付装置（９）の下方には接地圧の変動によ
って上下動する接地センサ（15）を設けてあり、一方、
前記操縦部（７）の表示パネルにはエンコーダ式の耕深
設定器（16）を設け、この耕深設定器（16）の設定値に
維持すべく、前記接地センサ（15）の検出結果に基いて
苗植付装置（９）を昇降させ、植付深さを一定に維持す
る昇降制御装置を設けてある。

主クラッチペダル（13）に対してはクラッチの入状態を
検出するリミットスイッチ式の第１クラッチセンサ
（S₁）と、クラッチの切状態を検出するリミットスイッ
チ式の第２クラッチセンサ（S₂）とを設け、前記第２ク
ラッチセンサ（S₂）がクラッチの切状態を検出した場合
には、走行変速位置を後記する操作具としてのシフト操
作レバー（17）の変速操作位置にかかわらず、所定の減
速位置としての最低速位置（LOW）に強制的に切換え
る。

他の操作機構について説明する。ベルト式無段変速装置
（５）の変速位置を設定するシフト操作レバー（17）を
設け、この変速操作量を検出するセンサ（17A）として
のポテンショメータを設けてある。よって、このポテン
ショメータからの信号を受けて制御手段としての制御装
置（27）からの制御信号により前記アクチュエータ（1
1）が作動され、前記ベルト式無段変速装置（５）を所
定変速位置に変速切換えする。又、エンジン（４）に対
してはその回転速度を検出する電磁ピックアップ式回転
検出計（18）が設けてあり、これら回転検出計（18）及
びシフト操作レバー（17）のポテンショメータからの信
号を前記制御装置（27）に入力して、前記アクチュエー
タ（11）等を制御する構成を採っている。

以上のような構成をもとに、走行負荷によって車速制御
を行う形態を第３図のフロー図に基づいて説明する。エ
ンジン始動時は前記無段変速装置用シフト操作レバー
（17）を一旦最低速位置（LOW）にしなければ、制御は
開始されない。したがって、まず、前記シフト操作レバ
ー（17）が最低速位置（LOW）に一旦操作されたかどう
かを確認する。そして、一旦操作されていれば、主クラ
ッチ（12）のON−OFF状態をみて、更に、植付レバー（1
5）位置が“植付位置”か又は苗植付装置の“上昇位
置”か“中位位置”か“下降位置”かをみる。そして、
シフト操作レバー（17）、主クラッチ（12）、及び、植
付レバー（25）位置の３条件のうちで無段変速装置用操
作レバー（17）が最低速位置（LOW）に操作されていな
い場合、或いは、主クラッチ（12）が切状態の場合、或
いは植付レバー（25）が苗植付装置の“上昇位置”“中
位位置”“下降位置”にある場合には、前記無段変速装
置（５）に対するソフト内のシフト目標値（OBPBUF）を
最低速位置（LOW）にセットし、前記無段変速装置
（５）の現操作位置（PRERO）が最低速位置（LOW）にな
ければ前記最低速位置（LOW）にアクチュエータ（11）
によって切換える。

つまり、換言すると、エンジン（４）が始動し、主クラ
ッチ（12）が入状態で前記シフト操作レバー（17）が未
だ最低速位置（OBP）に操作されていない場合には最低
速状態を維持し乍ら田植機は一旦発進する。そして、運
転者がそれに気づいて前記シフト操作レバー（17）を一
旦最低速位置（LOW）に切換えて更に所望のシフト位置
に切換えると速度制御等のメインルーチン制御に入って
行く。ただし、シフト操作レバー（17）が一旦最低速位
置（LOW）に維持し、植付レバー（25）が上昇等では畦
際旋回時として最低速位置（LOW）に操作されたとして
も主クラッチ（12）が切及び半クラッチ状態の場合には
苗補給時と判断して最低速位置（LOW）にして緩旋回す
る。これらの場合は何れもシフト操作レバー（17）の操
作位置としてのシフト指示位置（OBP）とは無関係に設
定される。

ここで、前記植付レバー（25）の位置は主変速レバー
（14）が植付位置に相当する変速域にセットされている
場合、つまり、植付作業時の場合だけ判断の対象とす
る。

前記シフト操作レバー（17）が一旦最低速位置（LOW）
に操作されて、更に、主クラッチ（12）が入状態の場合
には、フローでは示していないが発進形態としては前記
無段変速装置（５）を前記操作レバー（17）のシフト指
示位置（OBP）に急速に移行させるか、前記シフト指示
位置（OBP）又は所定の減速値まで緩やかに移行させる
方法を採る。前記主変速レバー（14）が植付位置に操作
されている場合には、植付作業中であるから、前記植付
レバー（25）の位置をみて、前記植付レバー（25）が、
“上昇位置”にあるときには畦際旋回時であると判断し
て前記無段変速装置（５）を最低速位置（LOW）にし、
緩旋回させるとともに、前記植付レバー（25）が“植付
位置”にあるときには植付作業を行う為に前記無段変速
装置用操作レバー（17）のシフト指示位置（OBP）に急
速に移行させるか、前記シフト指示位置（OBP）又は所
定の減速値まで緩やかに移行させる方法を採る。又、前
記植付レバー（25）が、“中位位置”“下降位置”では
苗補給時であるとして無段変速装置（５）を最低速位置
（LOW）にする。

以上、主変速レバー（14）の変速位置によって、植付作
業中であるか又は路上走行中であるかを判断し、次の自
動車速制御に移行する（ステップＩ）。

次に、エンジン負荷によって前記無段変速装置用操作レ
バー（17）のシフト指示位置（OBP）に関係なく、前記
アクチュエータ（11）を制御して自動的に変速操作する
自動車速制御について説明する。この自動車速制御モー
ドと前記シフト操作レバー（17）への操作に基づいて車
速を設定する人為的車速制御モードとは前記アクセルレ
バー（24）の位置がフルアクセル位置かどうかで決ま
り、フルアクセル位置で自動車速制御モードとなる。こ
の実施例ではフルアクセル位置を基準として車速制御を
行うことになるが、この基準位置としてはフルアクセル
位置以外でもよい。

まず、制御を行う前に制御基準を設定する。アクセル位
置を検出するセンサとしてポテンショメータを設け、ア
クセルレバー（24）がフルアクセル位置に操作されれ
ば、まず、フルアクセル位置に対応した無負荷エンジン
回転数を基準エンジン回転数とする。これを実際には38
00rpmとしている。そして、走行負荷に応じてベルト式
無段変速装置（５）の変速位置を変更する基準としての
エンジン回転数として、前記基準エンジン回転数（3800
rm）より所定量だけ低い第１所定回転数（例えば3400rp
m）、及び、第１所定回転数より低い第２所定回転数
（例えば3000rp）を設定する。フロー図では第１所定回
転数をHIGHLIMIT、及び、第２所定回転数をLOWLIMITと
略称する。

自動車速制御においては、前記エンジン回転検出計（1
8）からの出力によって、実エンジン回転数を検出し、
この実エンジン回転数（ER）が前記第２所定回転数（LO
WLIMIT）未満であれが、走行負荷がエンジン出力より大
であるから、前記ベルト式無段変速装置（５）を低速側
に切換えるとともに、前記実エンジン回転数（ER）が前
記第２所定回転数（LOWLIMIT）以上で第１所定回転数
（HIGHLIMIT）以下であれば走行負荷がエンジン出力と
バランスしているので前記ベルト式無段変速装置（５）
を現状変速位置に維持し、前記実エンジン回転数（ER）
が前記第１所定回転数（HIGHLIMIT）を越える回転数で
あれば走行負荷がエンジン出力より小さくなっているの
で前記ベルト式無段変速装置（５）を高速側に切換える
ようにしてある（ステップII）。

次に、第４図に示すように、シフト操作レバー（17）用
センサ（17A）の調整について説明する。

まず、制御状態を基準に戻す所期設定スイッチ（1
9）を操作する。するとタイマーが作動し、調整モード
状態が設定され、所定の時間がカウントされる。

この時間内に前記シフト操作レバー（17）を全スト
ロークに亘って作動させる。

すると、このときに前記センサ（17A）が出力する
値のうち、最小値と最大値とが前記制御装置（27）内の
記憶装置（20）としてのRAM内に取込まれる。このRAM
（20）内に取込まれた数値に基づいて、前記シフト操作
レバー（17）の全ストロークに対応する前記センサ（17
A）の表示範囲（4V〜33V）の設計範囲（5V〜35V）との
ズレ、及び、全体範囲量（33V−4V＝29V）の違い（35V
−5V＝30V）等を制御装置（27）に備えた判断手段によ
って補正する。ここで、初期設定スイッチ（19）及び制
御装置（27）は調整モード設定手段を構成している。

そして、〔作用の項〕で示したものと別の補正方法とし
ては次のようなものが考えられる。つまり、（最小値＋
最大値）/2より平均値を算出してこの平均値と、設計上
得られる平均値との偏差を求め、この偏差を記憶装置
（20）に収納して、実作業時のセンサ（17A）の検出値
にこの偏差分だけの補正を加える方法を採ってもよい。

したがって、制御装置（27）内でソフト的に調整できる
ので、前記センサ（17A）の取付微調節を行う必要がな
く、調整作業を容易迅速に行うことができる。

前記割プーリ（5a）に対してその移動を検出するストロ
ークセンサ（23）を設け、このストロークセンサ（23）
からの出力値があらかじめ見込まれた上下限値を越える
出力値を示す場合には、電動シリンダ（11）を強制的に
停止させ、電動シリンダ（11）の伸び過ぎや縮みすぎに
よって大電流が流れ焼損すること等の不具合を回避でき
る。

又、前記調整の手順を電動シリンダ（11）におけるフィ
ードバック系に採用してもよい。つまり、電動シリンダ
（11）における変速ストロークの両端にリミットスイッ
チ（S₃），（S₄）を配し、前記所期設定スイッチ（19）
が操作されて調整モード状態になると、自動的に電動シ
リンダ（11）が作動して、前記両リミットスイッチ
（S₃），（S₄）が夫々作動した時点の前記ストロークセ
ンサ（11A）の出力値を前記RAM（20）に収納し、電動シ
リンダ（11）の取付誤差等をソフト的に補正する構成を
採ることができる。

〔別実施例〕 本願発明の構成は、前記実施例に示した乗用型田植
機のみならず、他の農機及びその他の作業機に適用でき
る。

本願発明の構成は、前記実施例に示した変速用のシ
フト操作レバーのみならず、例えば、前記実施例で示し
た耕深設定器（16）等の作業装置（９）の作業位置を設
定する操作具に対する調整に使用してもよく、走行系・
作業系何れにも限定されない。

記憶装置（20）としては不揮発性メモリーを使用し
てもよい。

センサ（17A）としてはロータリーエンコーダであ
ってもよく、ポテンショメータ式のものに限定されな
い。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る作業機の制御装置の実施例を示し、
第１図は全体構成図、第２図はベルト式無段変速装置の
変速構造を示す作用図、第３図は走行制御フロー図、第
４図は走行変速レバーの調整制御用フロー図、第５図は
操縦部を示す平面図、第６図は乗用型田植機の側面図で
ある。 （５）……走行変速装置、（９）……作業装置、（11）
……アクチュエータ、（17）……操作具、（17A）……
センサ、（20）……記憶装置。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】操作具（17）の操作量を検出するセンサ
   （17A）の検出結果に基づいて作業装置（９）の作業位
   置又は走行変速装置（５）の変速位置を、アクチュエー
   タ（11）によって切換える制御手段を設けてある作業機
   の制御装置であって、前記操作具（17）の操作量と前記
   センサ（17A）の検出値との対応関係を調整する調整モ
   ード状態に設定する調整モード設定手段と、この調整モ
   ード設定手段で調整モード状態に設定されているときに
   おける前記操作具（17）の全ストロークにわたる操作に
   対応して前記センサ（17A）が検出した値を記憶する記
   憶装置（20）とを設け、この記憶値を基準にして、前記
   操作具（17）が実運転状態で操作された際の前記センサ
   （17A）の検出値に基づいて、前記操作具（17）で設定
   される目標操作量を判断する判断手段を設けてある作業
   機の制御装置。