JP5457641B2 - 作業車のサスペンション構造 - Google Patents
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Description
本発明は作業車のサスペンション構造において、サスペンション機構に対し作動変更手段を備えた場合、作動変更手段の耐久性と言う面で有利なものとなるように構成することを目的としている。
(構成)
本発明の第1特徴は、作業車のサスペンション構造において次のように構成することにある。
走行用のサスペンション機構を備えて、サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更自在な作動変更手段を備える。一定の制御周期が経過する毎に、制御周期の経過時点から、サスペンション機構の作動の極大位置及び極小位置が複数個含まれる設定時間だけ過去の時間領域において検出されたサスペンション機構の作動位置から複数個の極大位置のうちの最大の極大位置及び複数個の極小位置のうちの最小の極小位置を検出し、その最大の極大位置及び最小の極小位置の間の中間位置を検出する中間位置検出手段、中間位置がサスペンション機構の作動の中央位置に対して機体上昇側及び機体下降側にある程度の範囲を持って設定された目標範囲から外れると、中間位置が目標範囲側に移動するように、作動変更手段を操作する制御手段を備える。
機体の走行速度を検出する走行速度検出手段を備える。機体の走行速度が低速であると作動変更手段の作動頻度を高くし、機体の走行速度が高速であると作動変更手段の作動頻度を低くする補助制御手段を備える。
[I]−1
本発明の第1特徴によれば、サスペンション機構、サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更自在な作動変更手段を備えた場合、サスペンション機構が作動して、サスペンション機構の作動位置が目標範囲から機体上昇側及び機体下降側に変位しても、直ちに作動変更手段が作動することはない。
本発明の第1特徴によると、サスペンション機構の作動の極大位置及び極小位置が検出され、極大及び極小位置の間の中間位置が検出されて、中間位置と目標範囲とが比較される。
従って、サスペンション機構の作動位置が目標範囲から機体上昇側及び機体下降側に変位する度に、作動変更手段が作動する構成に比べて、作動変更手段の作動頻度を小さくすることができる。
作業車の一例である農用トラクタでは、例えば機体の前部にフロントローダ (作業装置の一例)を連結して、フロントローダによる土砂のすくい上げ(積載)や放出、荷物の積み上げ積み下ろしを行うことがある。
この場合、フロントローダによる土砂のすくい上げ(積載)や放出、荷物の積み上げ積み下ろしを行うと、機体に掛かる重量が大きく変化して、機体の姿勢が変化する(サスペンション機構が機体上昇側及び機体下降側に作動する) (例えば、フロントローダによる土砂のすくい上げ(積載)を行うと、機体に掛かる重量が大きくなり、サスペンション機構が機体下降側に作動し、フロントローダによる土砂の放出を行うと、機体に掛かる重量が小さくなり、サスペンション機構が機体上昇側に作動する)。
一般に、フロントローダによる土砂のすくい上げ(積載)や放出、荷物の積み上げ積み下ろしは、機体の走行速度が低速である場合、又は機体が停止している場合に行われることが多い。
本発明の第1特徴によると、作業車のサスペンション構造において、サスペンション機構に対し作動変更手段を備えた場合、作動変更手段の作動頻度を小さくすることができ、作動変更手段の耐久性と言う面で有利な構成を得ることができて、作動変更手段の耐久性を向上させることができた。
(構成)
本発明の第2特徴は、作業車のサスペンション構造において次のように構成することにある。
走行用のサスペンション機構を備えて、サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更自在な作動変更手段を備える。一定の制御周期が経過する毎に、制御周期の経過時点から、サスペンション機構の作動の極大位置及び極小位置が複数個含まれる設定時間だけ過去の時間領域において検出されたサスペンション機構の作動位置から複数個の極大位置のうちの最大の極大位置及び複数個の極小位置のうちの最小の極小位置を検出し、その最大の極大位置及び最小の極小位置の間の中間位置を検出する中間位置検出手段、中間位置がサスペンション機構の作動の中央位置に対して機体上昇側及び機体下降側にある程度の範囲を持って設定された目標範囲から外れる回数を積算する積算手段、中間位置が目標範囲から外れる回数が設定回数を越えると、中間位置が目標範囲側に移動するように、作動変更手段を操作する制御手段を備える。
機体の走行速度を検出する走行速度検出手段を備える。機体の走行速度が低速であると設定回数を小さくし、機体の走行速度が高速であると設定回数を大きくする補助制御手段を備える。
[II]−1
本発明の第2特徴によれば、サスペンション機構、サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更自在な作動変更手段を備えた場合、サスペンション機構が作動して、サスペンション機構の作動位置が目標範囲から機体上昇側及び機体下降側に変位しても、直ちに作動変更手段が作動することはない。
本発明の第2特徴によると、サスペンション機構の作動の極大位置及び極小位置が検出され極大及び極小位置の間の中間位置が検出されて、中間位置と目標範囲とが比較され、中間位置が目標範囲から外れる回数が積算される。
従って、サスペンション機構の作動位置が目標範囲から機体上昇側及び機体下降側に変位する度に、作動変更手段が作動する構成に比べて、作動変更手段の作動頻度を小さくすることができる。
前項[I]−2に記載のように、作業車の一例である農用トラクタでは、例えば機体の前部にフロントローダ (作業装置の一例)を連結して、フロントローダによる土砂のすくい上げ(積載)や放出、荷物の積み上げ積み下ろしを行うことがある。
本発明の第2特徴によると、作業車のサスペンション構造において、サスペンション機構に対し作動変更手段を備えた場合、作動変更手段の作動頻度を小さくすることができ、作動変更手段の耐久性と言う面で有利な構成を得ることができて、作動変更手段の耐久性を向上させることができた。
(構成)
本発明の第3特徴は、サスペンション機構を油圧シリンダにより構成し、油圧シリンダの油室にアキュムレータを接続して、油圧シリンダがサスペンション機構として作動するように構成する。油圧シリンダの油室とアキュムレータとを接続する油路に、ポンプの作動油を給排自在な制御弁を接続して、制御弁により油圧シリンダの油室の圧力制御を行うことにより、サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更するように、作動変更手段を構成することにある。
本発明の第3特徴によると、油圧シリンダに掛かる負荷の変化により、油圧シリンダの油室からアキュムレータへ作動油が流入し、アキュムレータから油圧シリンダの油室へ作動油が流入することにより、油圧シリンダがサスペンション機構として伸縮作動する。前述のような油圧シリンダにおいて、油圧シリンダの油室の圧力制御を制御弁によって行うことにより、サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更するように作動変更手段を構成している。
本発明の第3特徴によると、サスペンション機構を油圧シリンダにより構成して、油圧シリンダをサスペンション機構として伸縮作動させる為のアキュムレータと、サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更する為の制御弁とを備えた場合、油路を少なくすることができて、構造の簡素化の面で有利なものとなった。
図1に示すように、右及び左の前輪1、右及び左の後輪2を備えて、作業車の一例である農用トラクタが構成されている。右及び左の後輪2は機体後部のミッションケース3にサスペンション機構を介して支持されておらず、位置固定状態で支持されている。
次に、油圧シリンダ7の油圧回路構造について説明する。
図3に示すように、油圧シリンダ7は底部側の油室7a及びピストン側の油室7bを備えた複動型に構成されている。油圧シリンダ7の油室7aに接続された油路9に、ガス封入式のアキュムレータ11、パイロット操作式の一対の逆止弁13及び油圧回路の保護用のリリーフ弁15が接続されており、口径が「大」「中」「小」の3種類のオリフィス部を備えたパイロット操作式の切換弁17が、アキュムレータ11の手前部分に備えられ、切換弁17を操作するパイロット弁20が備えられている。油圧シリンダ7の油室7bに接続された油路10に、ガス封入式のアキュムレータ12、パイロット操作式の一対の逆止弁14及び油圧回路の保護用のリリーフ弁16が接続されている。
パイロット弁19,20,29は電磁操作式であり、後述の[3][4][5]に記載のように、制御装置35によってパイロット弁19及びパイロット弁20,29が操作され、逆止弁13,14、制御弁18及び切換弁17が操作される。
次に、油圧シリンダ7の作動について説明する。
前項[2]に記載の構造により、図3に示すように、制御弁18が中立位置18Nに操作され、逆止弁13,14が開放状態に操作されている場合、地面の凹凸に応じて前車軸ケース8及び支持ブラケット6が横軸芯P1周りに上下に揺動しようとすると、油圧シリンダ7が伸縮して、油圧シリンダ7の油室7a,7bとアキュムレータ11,12との間で作動油が往復し、油圧シリンダ7がバネ定数K1を備えたサスペンション機構として作動する。
式(1) M×g=PH×AH−MP1×AR
次に、油圧シリンダ7の制御の前半について、図7に基づいて説明する。
図6に示すように、油圧シリンダ7の作動位置(伸縮位置)を検出する作動位置センサー37が備えられて、作動位置センサー37の検出値が制御装置35に入力されており、制御装置35において油圧シリンダ7の作動位置(伸縮位置)が記憶されている。この場合、伸縮式の作動位置センサー37を油圧シリンダ7に直接に取り付けて、油圧シリンダ7の作動位置(伸縮位置)を検出したり、ロータリ式の作動位置センサー37を図2に示す横軸芯P1の位置に取り付けて、支持フレーム5に対する支持ブラケット6の角度を検出することによって、油圧シリンダ7の作動位置(伸縮位置)を検出する。
ステップS6,S7において、設定時間T11をある程度長いものに設定すると、設定時間T11の間に複数個の極大位置A1及び複数個の極小位置A2が検出される。この場合には、複数個の極大位置A1のうちの最大の極大位置A1を検出し、複数個の極小位置A2のうちの最小の極小位置A2を検出して、最大の極大位置A1及び最小の極小位置A2から中間位置B1が検出される(ステップS8)。
次にステップS4に移行し、ステップS4〜S11が行われて、中間位置B1の検出、中間位置B1と目標範囲H1との比較、積算回数Nの加算及び減算が行われるのであり、再びステップS4に移行して、ステップS4〜S11が繰り返して行われる。
次に、油圧シリンダ7の制御の後半について、図8に基づいて説明する。
図6に示すように、機体の走行速度Vを検出する走行速度センサー38 (走行速度検出手段に相当)が備えられて、走行速度センサー38の検出値が制御装置35に入力されている。
機体の走行速度Vが第1設定速度V1よりも高速であると(ステップS14)、下降側設定回数ND1として第2基準数NDLが維持され、上昇側設定回数NU1として第2基準数NULが維持される (以上、補助制御手段に相当)。
機体の走行速度Vが第2設定速度V2よりも低速であると(ステップS16)、下降側設定回数ND1として第1基準数NDSが維持され、上昇側設定回数NU1として第1基準数NUSが維持される (以上、補助制御手段に相当)。
前述の[発明を実施するための最良の形態]の図7のステップS4〜S8において、設定時間T11を少し長く設定して、複数個の極大位置A1及び複数個の極小位置A2を検出するように構成した場合、以下のようにして図7のステップS8の中間位置B1を検出してもよい。
前述の[発明を実施するための最良の形態][発明の実施の第1別形態]において、中間位置B1を極大及び極小位置A1,A2の間の中央の位置に設定するのではなく、機体の前部に装着する作業装置(例えばフロントローダ)の有無や種類、作業形態等に基づいて、中間位置B1を極大及び極小位置A1,A2の間の中央の位置から少し機体上昇側(油圧シリンダ7の伸長側)の位置に設定したり、中間位置B1を極大及び極小位置A1,A2の間の中央の位置から少し機体下降側(油圧シリンダ7の収縮側)の位置に設定したりしてもよい。
例えば機体の前部に作業装置(例えばフロントローダ)を装着した場合、中間位置B1を極大及び極小位置A1,A2の間の中央の位置から少し機体上昇側(油圧シリンダ7の伸長側)の位置に設定することにより、機体が地面に対して少し前上がり状態になるようにすればよい。
7a,7b 油圧シリンダの油室
9,10 油路
11,12 アキュムレータ
18 作動変更手段、制御弁
38 走行速度検出手段
A1 極大位置
A2 極小位置
B1 中間位置
H1 目標範囲
N 中間位置が目標範囲から外れる回数
NU1,ND1 設定回数
V 機体の走行速度
Claims (3)
- 走行用のサスペンション機構を備えて、前記サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更自在な作動変更手段を備え、
一定の制御周期が経過する毎に、前記制御周期の経過時点から、前記サスペンション機構の作動の極大位置及び極小位置が複数個含まれる設定時間だけ過去の時間領域において検出された前記サスペンション機構の作動位置から複数個の極大位置のうちの最大の極大位置及び複数個の極小位置のうちの最小の極小位置を検出し、その最大の極大位置及び最小の極小位置の間の中間位置を検出する中間位置検出手段と、
前記中間位置が、前記サスペンション機構の作動の中央位置に対して機体上昇側及び機体下降側にある程度の範囲を持って設定された目標範囲から外れると、前記中間位置が前記目標範囲側に移動するように、前記作動変更手段を操作する制御手段とを備え、
機体の走行速度を検出する走行速度検出手段を備えて、
機体の走行速度が低速であると前記作動変更手段の作動頻度を高くし、機体の走行速度が高速であると前記作動変更手段の作動頻度を低くする補助制御手段を備えてある作業車のサスペンション構造。 - 走行用のサスペンション機構を備えて、前記サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更自在な作動変更手段を備え、
一定の制御周期が経過する毎に、前記制御周期の経過時点から、前記サスペンション機構の作動の極大位置及び極小位置が複数個含まれる設定時間だけ過去の時間領域において検出された前記サスペンション機構の作動位置から複数個の極大位置のうちの最大の極大位置及び複数個の極小位置のうちの最小の極小位置を検出し、その最大の極大位置及び最小の極小位置の間の中間位置を検出する中間位置検出手段と、
前記中間位置が、前記サスペンション機構の作動の中央位置に対して機体上昇側及び機体下降側にある程度の範囲を持って設定された目標範囲から外れる回数を積算する積算手段と、
前記中間位置が前記目標範囲から外れる回数が設定回数を越えると、前記中間位置が前記目標範囲側に移動するように、前記作動変更手段を操作する制御手段とを備え、
機体の走行速度を検出する走行速度検出手段を備えて、
機体の走行速度が低速であると前記設定回数を小さくし、機体の走行速度が高速であると前記設定回数を大きくする補助制御手段を備えてある作業車のサスペンション構造。 - 前記サスペンション機構を油圧シリンダにより構成し、前記油圧シリンダの油室にアキュムレータを接続して、前記油圧シリンダがサスペンション機構として作動するように構成すると共に、
前記油圧シリンダの油室とアキュムレータとを接続する油路に、ポンプの作動油を給排自在な制御弁を接続して、前記制御弁により油圧シリンダの油室の圧力制御を行うことにより、前記サスペンション機構の作動を機体上昇側及び機体下降側に変更するように、前記作動変更手段を構成してある請求項1又は2に記載の作業車のサスペンション構造。
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