JP6559112B2 - 作業機 - Google Patents

Description

本開示は、刈刃装置を有する作業機に関し、特に、走行面の凹凸に応じて刈刃装置の高さを変更するように構成された制御装置を有する作業機に関する。

一般に、乗用芝刈機や乗用草刈機の刈刃装置は、刈り取り高さを調整するために車体に対して昇降可能に設けられる。例えば、特許文献１には、レバーや、アクチュエータによるリンク機構の操作によって昇降可能な刈刃装置を備える芝刈機が記載されている。

特開２０１５−８４７１０号公報

ところで、普通乗用車の車軸では、乗り心地の良い独立懸架式が採用されることが多いが、乗用芝刈機や乗用草刈機のような乗用作業機の車軸では、一般に、車軸が軸体に固定されて左右の車輪が単独で上下動できない構造が採用される。前後左右の４つの車輪の全てが車体に対して上下動できない構造であるために、走行面の凹凸を乗り越える際に１つの車輪が浮き上がることがある。これを回避するため、例えば、前輪又は後輪の車軸を固定する車軸体を、左右横方向の中心で前後方向を軸として回動可能に支持する構造が考えられる（以下、「センターピボット式」という）。

しかし、この構造の場合、１つの車輪が走行面の凸部に乗り上げ、又は凹部に嵌ると、センターピボット式で支持された車軸体が車体に対して傾き、車体の片側の下面と走行面の凹凸の近傍部分との距離が縮まり、車体の下部に設置された刈刃装置が走行面に過度に近接するおそれがある。

本発明の少なくともいくつかの実施形態は、刈刃装置を有し、前後一方の車軸を含む部材がセンターピボット式で支持された作業機であって、走行面の凹凸によって刈刃装置が走行面に過度に近接することを抑制する制御装置を有する作業機を提供することを目的とする。

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る作業機（２）は、車体（３）と、左右１対の第１車輪（４）を支持し、前記車体に固定支持される第１車軸（１０）と、左右１対の第２車輪（５）を支持し、前記第１車軸に対して前方又は後方に配置され、前記車体に左右横方向の中心で前後方向を向く回動軸（１５）回りに回動可能に支持された横方向部材（１３）を介して、前記車体に支持された第２車軸（１１）と、ブレード（２１）を含み、前記第１車軸及び第２車軸間に位置するように前記車体の下部に取り付けられた刈刃装置（１６）と、前記刈刃装置の高さを調整する制御装置（１，５１）とを有する作業機であって、前記横方向部材の前記車体に対するロール角（θ）を検出するアクスルセンサ（２９）と、前記刈刃装置を前記車体に対して昇降させる昇降機構（１９）と、前記昇降機構を制御する処理装置（３１，５２）とを備え、前記処理装置は、前記ロール角の絶対値が第１ロール角閾値を超えた場合、前記昇降機構に前記刈刃装置を上昇させるように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、走行面の凹凸上を何れか１つの車輪が通過するとき横方部材が車体に対して傾いて、車体の片側の下面と走行面との距離が縮まる。従って、車体の下部に取り付けられた刈刃装置が走行面に過度に近接するおそれが生じるが、ロール角の絶対値が第１ロール角閾値を超えると刈刃装置が上昇するため、刈刃装置が走行面に過度に近接することを抑制することができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る作業機は、上記構成に於いて、前記制御装置（１）は、当該作業機の車速を検出する車速センサ（３０）を更に備え、前記処理装置（３１）は、前記車速が増大するにつれて、前記第１ロール角閾値の値を段階的に又は連続的に小さくするように構成されたことを特徴とする。

刈刃装置を目的の位置まで上昇させるには一定の時間を要するが、この構成によれば、車速が比較的速い場合には、ロール角が比較的小さい場合でも刈刃装置を上昇させるため、比較的大きなロール角に達したときにのみ刈刃装置を上昇させ始める場合に比べて刈刃装置を上昇させている途中で刈刃装置が走行面に過度に近接する可能性を低減することができ、速度に関わらず一律に比較的小さいロール角に達したときに刈刃装置を上昇させる場合に比べて、刈刃装置を上昇させることによって生じる、運転者が意図する位置よりも高い位置で芝や草等を刈る範囲を低減することができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る作業機は、上記の最初の構成に於いて、前記処理装置（５２）は、単位時間当たりの前記ロール角の角変化率の絶対値を算出し、前記ロール角の絶対値が前記第１ロール角閾値以下の場合であっても、前記角変化率の絶対値が角変化率閾値を超える場合、前記昇降機構に前記刈刃装置を上昇させるように構成されたことを特徴とする。この構成に於いて、前記制御装置（５１）は、当該作業機の車速を検出する車速センサ（３０）を更に備え、前記処理装置は、前記車速が増大するにつれ、前記角変化率閾値の値を段階的に又は連続的に小さくするように構成されることが好ましい。

ロール角の角変化率が高い場合には、走行面の凹凸が急であって、車体の下面と走行面との距離が縮まるまでの時間が短いと予想されるが、この構成によれば、ロール角が第１ロール角閾値よりも小さい場合でも、ロール角の角変化率が高い場合には、刈刃装置を上昇させるため、比較的大きなロール角に達したときにのみ刈刃装置を上昇させ始める場合に比べて、刈刃装置を上昇させている途中で刈刃装置が走行面に過度に近接する可能性を低減することができるとともに、ロール角の角変化率に関わらず一律に比較的小さいロール角に達したときに刈刃装置を上昇させる場合に比べて、刈刃装置を上昇させることによって生じる、運転者が意図する位置よりも高い位置で芝や草等を刈る範囲を低減することができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る作業機は、上記の構成の何れかに於いて、前記処理装置（３１，５２）は、前記処理装置によって前記刈刃装置が上昇した状態にあり、かつ前記ロール角の絶対値が第２ロール角閾値以下である場合、前記刈刃装置を上昇前の高さに戻すように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、刈刃装置が走行面に過度に近接するおそれが小さくなったとき、上昇させていた刈刃装置を元の位置に戻すため、運転者が意図する高さで芝や草を刈ることができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る作業機は、上記の最初の構成に於いて、前記処理装置（３１，５２）は、前記ロール角の絶対値が前記第１ロール角閾値の値よりも大きい第３ロール角閾値を超えた場合、前記昇降機構に前記刈刃装置を最大高さまで上昇させるように構成されたことを特徴とする。

ロール角が大きいほど、車体の片側の下面と走行面との間の距離は小さいと予想されるが、この構成によれば、傾きが大きい場合には、刈刃装置高さを最大にして、刈刃装置１６と走行面との過度の近接の回避をより確実にすることができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る作業機は、上記の構成に於いて、前記処理装置は、更に前記ブレードの駆動を制御し、前記処理装置は、前記ロール角の絶対値が前記第１ロール角閾値の値よりも大きい第４ロール角閾値を超えた場合、前記ブレードの駆動を停止させるように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、車体の片側の下面と走行面との間の距離が小さいと予想される場合に、ブレードを停止させるため、仮にブレードが走行面に接触したとしてもその損傷の程度を抑えることができる。

本発明の少なくともいくつかの実施形態に係る作業機は、上記の構成に於いて、前記制御装置（１，５１）は、当該作業機の車速を検出する車速センサ（３０）を更に備え、前記処理装置は、前記ロール角の絶対値が、前記第４ロール角閾値よりも大きい値から、前記第１ロール角閾値よりも小さい第５ロール角閾値以下に下がり、かつ、前記車速が０になったとき、前記ブレードを再駆動可能な状態にさせるように構成されたことを特徴とする。

この構成によれば、作業機を傾きのない状態又は傾きの小さい状態で停止させた場合にのみ、ブレードの再駆動が可能となるため、運転者は、ブレードを再駆動する前に、余裕を持って安全の確認を行うことができる。

本発明に係る作業機によれば、刈刃装置を有し、前後一方の車軸を含む部材がセンターピボット式で支持された作業機に於いて、走行面の凹凸によって刈刃装置が走行面に過度に近接することを抑制できる。

第１実施形態に係る芝刈機の概略構成側面図 第１実施形態に係る芝刈機の概略構成平面図 第１実施形態に係る芝刈機の前車軸体周辺の概略構成背面図 第１実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図 第１実施形態に係る制御装置の手順を示すフロー図 第１実施形態に係る制御装置による制御の時間変化を示す図 第２実施形態に係る制御装置の概略構成を示すブロック図 第２実施形態に係る制御装置の手順を示すフロー図

≪第１実施形態≫
以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。図１〜図３は、第１実施形態に係る制御装置１が搭載された乗用芝刈機２（以下、「芝刈機２」という）の概略構成図である。

＜走行用部材＞
芝刈機２は、車体３に取り付けられた左右１対の後輪４（以下、左右１対設けられた部材に於いて、個々の部材を指す場合には数字の符号に左を示すＬ又は右を示すＲの添え字を付し、両方の部材を指す場合には数字の符号のみ付する）及び左右１対の前輪５を有し、車体３に設けられたシート６に着座した運転者の操作によって走行可能である。車体３には、バッテリ７、バッテリ７から電力の供給を受ける左右１対の電動モータ８及び左右１対の減速機９が搭載されており、左右それぞれについて、駆動輪である後輪４Ｌ、４Ｒは、減速機９Ｌ，９Ｒを介して電動モータ８Ｌ，８Ｒの動力を受けて駆動する。前輪５は、後輪４の駆動に従って回転する従動輪である。

後輪４を回転可能に支持する左右１対の後車軸１０は、車体３に対する相対的な位置が変化しないように車体３に固定されている。

前輪５を回転可能に支持する左右１対の前車軸１１は、前車軸体１２の左右両端に固定されている。左右１対の前車軸１１及と前車軸体１２とを有する横方向部材１３は、車体３によって、横方向（左右方向）の中心で前後方向を軸として回動可能に支持される。このようなセンターピボット式の支持構造を具体的に述べると、前車軸体１２は、前後の面が前後方向に直交するように形成されており、車体３に固定された２枚の平板１４，１４に当接するように挟まれ、２枚の平板１４，１４間に設けられたピボット１５によって前後方向の回動軸回りに回動可能に支持される。従って、左右１対の後輪４及び左右１対の前輪５の何れか１つが走行面の凹凸を乗り越えるとき、横方向部材１３と車体３とが互いに対して相対的に前後方向の軸回りに傾く。なお、横方向部材１３は、左右両端でそれぞれ対応する前輪５を回転可能に支持する１本の軸部材から構成されてもよい。

＜芝刈用部材＞
芝刈機２の車体３の下部の前車軸１１及び後車軸１０間に設けられた刈刃装置１６は、芝を刈り取るとともに空気流を発生させる。刈刃装置１６の後方に設けられたシュータ１７は、刈刃装置１６に連通している。刈り取られた芝は、空気流によってシュータ１７内を通過し、車体３の後部に設けられた刈芝収容部１８に収容される。刈刃装置１６は、リンク機構及びリンク機構を操作するための電動モータ（図示せず）を備える昇降機構１９によって、車体３に対して昇降可能である。シュータ１７は、刈刃装置１６との連結部分が刈刃装置１６の昇降に対応して上下動できるように、少なくとも一部に於いて可撓性を有する。

刈刃装置１６は、車体３に搭載されたエンジン２０によって回転して芝を刈るブレード２１と、下方を開放するようにブレード２１を覆うハウジング２２と、ハウジングに回転可能に支持された前後左右４つの刈刃装置用車輪２３とを有する。なお、エンジン２０の動力で発生させた電力はバッテリ７に蓄えられる。
＜運転者により操作される部材＞

運転者は、車体３のシート６の正面に設けられたステアリングホイール２４を操作することにより、前輪５を転舵し、芝刈機２の進行方向を制御する。また、車体３には、運転者に操作されて、電動モータ８の出力を調整するアクセルペダル（図示せず）や芝刈機２を制動するためのブレーキペダル（図示せず）が設けられている。また、車体３のシート６の近傍には、刈刃装置１６の高さを設定する設定段認識装置２５を操作する高さ調整レバー２６や、ブレード２１の回転のオン・オフを切り替えるブレードクラッチ２７を操作するためのブレードクラッチレバー２８が設けられている。

＜制御＞
制御装置１は、ピボット１５に取り付けられて、横方向部材１３の車体３に対する前後方向の軸回りの回転角であるロール角θを検出するアクスルセンサ２９と、車体３に取り付けられ、芝刈機２の速度を検出する車速センサ３０と、アクスルセンサ２９及び車速センサ３０によって検出された量並びに設定段認識装置２５に運転者によって入力された刈刃装置１６の高さの設定段に基づいて、刈刃装置１６の高さを制御し、かつブレードクラッチ２７を強制的にオフにし得るように構成されたＥＣＵ３１とを備える。

ＥＣＵ３１は、マイクロコンピュータやＲＯＭ、ＲＡＭ、周辺回路、各種ドライバ等から構成されており、図４に示すように、通信回線を介してアクスルセンサ２９、車速センサ３０、設定段認識装置２５、昇降機構１９及びブレードクラッチ２７に接続されている。ＥＣＵ３１は、アクスルセンサ２９、車速センサ３０、設定段認識装置２５からのデータを受信する入力インターフェース３２と、入力インターフェース３２からデータを受信し、刈刃装置１６の高さを設定し、かつブレードクラッチ２７をオフにするか否かを判断する演算部３３と、演算部が算出した結果を昇降機構１９及びブレードクラッチ２７に送信するための出力インターフェース３４とを収容している。

図４のブロック図並びに図５のフロー図を参照して、制御装置１による昇降機構１９及びブレードクラッチ２７の制御手順について説明する。なお、ロール角θは、車体３に対して横方向部材１３の右端が上がるように傾いたときを正、左端が上がるように傾いたときを負とする（図３参照）。以下の説明に於いて、特に断らない限り、「ロール角θの絶対値」を「ロール角｜θ｜」と記す。

まず、演算部３３のフラグ判定部３５は、ブレード保護フラグが０か１かを判定する（ＳＴ１）。ブレード保護フラグが０である場合は、ブレードクラッチ２７のオン・オフの設定がブレードクラッチレバー２８による設定に従っている状態を示し、１である場合は、ブレードクラッチ２７のオン・オフの設定が強制的にオフにされた状態を示す。

ブレード保護フラグが０である場合は、演算部３３のロール角判定部３６がロール角｜θ｜を判定し（ＳＴ２、ＳＴ３）、ＣＡＳＥ１〜３に場合分けする。

・ＣＡＳＥ１（２０°＞｜θ｜≧５°）
ロール角｜θ｜が５°以上２０°未満の場合、車速に関係なく、演算部３３の高さ設定部３７が、刈刃装置１６の高さ（以下、「刈刃装置高さ」という）を設定段認識装置２５に設定された段（以下、「運転者設定段」という）よりも３段高くした高さに補正する（ＳＴ４）。なお、運転者設定段が、最大値のとき、最大値よりも１段低いとき、又は最大値よりも２段低いときは、高さ設定部３７は刈刃装置高さを最大値に設定する。また、演算部３３のフラグ設定部３８は、高さ設定部３７によって刈刃装置高さの補正が行われているか否かを示す補正フラグを１に設定する（ＳＴ５）（補正フラグが１のときは補正が行われていることを示し、０のときは補正が行われていないことを示す）。ＥＣＵ３１からの信号を受信した昇降機構１９は、刈刃装置１６を運転者設定段よりも３段階上昇した状態にする。

・ＣＡＳＥ２（｜θ｜≧２０°）
ロール角｜θ｜が２０°以上の場合、車速に関係なく、高さ設定部３７が刈刃装置高さを最大値に設定し（ＳＴ６）、ＥＣＵ３１からの信号を受信した昇降機構１９は、刈刃装置１６を最も高い状態にする。また、演算部３３のブレードクラッチ設定部３９がブレードクラッチ２７を強制的にオフにするように設定し（ＳＴ７）、ＥＣＵ３１からの信号を受信したブレードクラッチ２７はオフの状態になる。フラグ設定部３８は、ブレード保護フラグを１に設定する（ＳＴ８）。ブレード保護フラグが１のときは、運転者がブレードクラッチレバー２８を動かしても、ブレードクラッチ２７をオンにすることはできない。

・ＣＡＳＥ３（５°＞｜θ｜≧０°）
ロール角｜θ｜が０°以上５°未満の場合、まず、フラグ判定部３５が、補正フラグが０か１かを判定する（ＳＴ９）。

補正フラグが０の場合、すなわち、刈刃装置高さが運転者設定段である場合は、車速との関係を踏まえて、刈刃装置高さを上げるか否かを決定する。まず、演算部３３の車速判定部４０が、車速が４ｋｍ／ｈ以上か否かを判定する（ＳＴ１０）。車速が４ｋｍ／ｈ以上の場合は、更にロール角判定部３６が、ロール角｜θ｜が３°以上か否かを判定する（ＳＴ１１）。ロール角｜θ｜が３°以上の場合、高さ設定部３７は、刈刃装置高さを運転者設定段よりも３段高く設定し（ＳＴ１２）、フラグ設定部３８は、補正フラグを１に設定する（ＳＴ１３）。ＳＴ１０に於いて車速が４ｋｍ／ｈ未満の場合、又はＳＴ１１に於いてロール角｜θ｜が３°未満の場合は、処理を行わず、刈刃装置高さを運転者設定段のままとする。

ＳＴ９に於いて補正フラグが１の場合、すなわち、刈刃装置高さが運転者設定段よりも高くなっている場合、車速判定部４０及びロール角判定部３６は、それぞれ車速及びロール角を判定し（ＳＴ１４，１５，１８）、車速が４ｋｍ／ｈ以上ならばロール角｜θ｜が３°未満の場合に、車速が４ｋｍ／ｈ未満ならばロール角｜θ｜が５°未満の場合に、高さ設定部３７は刈刃装置高さを運転者設定段に戻し（ＳＴ１６，１９）、フラグ設定部３８は補正フラグを０に設定する（ＳＴ１７，２０）。それ以外の場合は、処理を行わず、刈刃装置高さを運転者設定段よりも高くした状態のままとする。

ＳＴ１に於いて、ブレード保護フラグが１の場合（ＣＡＳＥ４）、すなわち、刈刃装置高さが最大であり、ブレードクラッチ２７が強制的にオフとなってブレード２１が停止している場合、車速判定部４０及びロール角判定部３６は、それぞれ車速及びロール角を判定し（ＳＴ２１，２２）、車速が０かつロール角｜θ｜が０°のとき、すなわち、芝刈機２が凹凸のない走行面に停止しているとき、フラグ設定部３８はブレード保護フラグを０に設定する（ＳＴ２３）。ブレード保護フラグが０になることにより、運転者によるブレードクラッチレバー２８の操作により、ブレードクラッチ２７のオン・オフを切り替えることができるようになる。車速が０かつロール角｜θ｜が０°以外の場合は、ＳＴ１４に向かう。

＜作用効果＞
図６を参照して、実施形態に係る制御装置１の作用効果を説明する。

芝刈機２は、左後輪４Ｌ、右後輪４Ｒ、左前輪５Ｌ及び右前輪５Ｒの何れか１つが走行面の凹凸を通過すると、車体３に対して横方向部材１３が傾き、アクスルセンサ２９によって検出されるロール角｜θ｜が０°以外の数値を示す。

図６に於いて、芝刈機２は、刈刃装置高さを８段階に調整可能であり、運転者は、刈刃装置高さを低いほうから２段目に設定している。運転者は、ブレードクラッチレバー２８を動かしてブレードクラッチ２７をオンにすることにより、ブレード２１を回転させてから、芝刈機２の走行を開始する。

図６のＡで示すように、芝刈機２が比較的低速（３ｋｍ／ｈ）で走行しているときは、刈刃装置高さを運転者設定段よりも３段高くするための第１ロール角閾値は５°に設定されており、制御装置１は、ロール角｜θ｜が５°を超えると、刈刃装置高さが３段上がる。刈刃装置１６の位置が車体３に対して高くなるため、走行面の凹凸を通過する際に車体３の片側の下面と走行面との距離が小さくなっても、刈刃装置１６と走行面とが過度に近接することを防止又は抑制できる。また、運転者が意図した高さとは相違するものの芝刈りは継続される。刈刃装置高さを運転者設定段に戻すための第２ロール角閾値は、第１ロール角閾値に等しい５°に設定されている。ロール角｜θ｜が５°以下になると、刈刃装置高さを運転者設定段である低いほうから２段目に戻し、運転者が意図している高さでの芝刈りを再開する。

芝刈機２が比較的高速（４ｋｍ／ｈ以上）で走行しているときは、第１ロール角閾値及び第２ロール角閾値は、比較的低速で走行している場合よりも小さい値である３°に設定される。図６のＢで示すように、運転者は、芝刈機２を比較的高速（５ｋｍ／ｈ）で走行させている場合、ロール角｜θ｜が３°を超えると、刈刃装置高さが３段上がる。車速が比較的高速の場合、芝刈機２が凹凸のある走行面を通過する際の、車体３の下面と走行面との距離が縮まるまでの時間が短くなる。一方、刈刃装置高さが運転者設定段から３段高くなるまでには所定の時間を要する。そこで、芝刈機が比較的高速で走行しているときは、第１ロール角閾値の値を下げて刈刃装置１６の上昇開始時期を早めることにより、刈刃装置１６が走行面に過度に近接する可能性が高まることを回避している。

図６のＣで示すように、ロール角｜θ｜が、刈刃装置高さを最大にするための第３ロール角閾値、及びブレードクラッチ２７をオフにするための第４ロール角閾値である２０°を超えた場合、制御装置１は、刈刃装置高さを最も高い８段目まで上げ、ブレードクラッチ２７をオフにしてブレード２１を停止させる。傾きが大きいほど、車体３の下面と走行面との間の距離は小さくなるため、傾きが大きい場合には、刈刃装置高さを最大にして、刈刃装置１６と走行面との過度の近接の回避をより確実なものにし、また、ブレード２１を停止させることで、仮にブレード２１が走行面に接触したとしてもその損傷の程度を抑えることができる。ロール角｜θ｜が、第２ロール角閾値（３°）以下になると、刈刃装置高さは運転者設定段である２段目に戻るが、ブレードクラッチ２７はオフのままである。芝刈機２の走行中又は後輪４及び前輪５の何れかが走行面の凹凸上にあるときは、運転者がブレードクラッチレバー２８を動かしても、ブレードクラッチ２７をオンにすることはできない。

図６のＣで示す部分を過ぎると、ロール角｜θ｜は０°を示す。Ｄに示す時点は、運転者が芝刈機２の走行を停止させた時点を示す。この時、ブレードクラッチ２７の強制的なオフの状態は解除される。Ｅに示す時点で、運転者が、ブレードクラッチレバー２８を動かし、ブレードクラッチ２７を一度オフにしてから再びオンにすることにより、ブレード２１が再駆動する。芝刈機２を傾きのない状態で停止させた場合にのみ、ブレード２１の再駆動を可能とすることにより、運転者は、ブレード２１を再駆動する前に、安全の確認に十分な注意を払うことができる。

なお、ロール角｜θ｜及び車速の閾値は、適宜変更できる。また、第１ロール角閾値と第２ロール角閾値とは互いに相違していてもよく、例えば、第２ロール角閾値を第２ロール角閾値よりも小さい値としてもよい。また、第３ロール角閾値と第４ロール角閾値とは互いに相違していてもよいが、第１ロール角閾値及び第２ロール角閾値よりも大きいことを要する。また、ブレードクラッチ２７の強制的なオフの状態を解除を、走行面に凹凸のほとんどない位置で行うため、そのための閾値である第５ロール角閾値を０°としたが、走行面に凹凸のほとんどないとみなすロール角｜θ｜にある程度の幅を持たせ、第５ロール角閾値を設定してもよい。また、上記説明において、第１ロール角閾値及び第２ロール角閾値は、車速が所定の値以上となったときに１回小さくしたが、複数の車速の値を超える毎に段階的に小さくしてもよく、車速が増大するにつれ連続的に小さくしてもよい。

≪第２実施形態≫
図７及び図８を参照して、第２実施形態に係る制御装置５１を説明する。説明に当たって、第１実施形態と同様の構成についてはその説明を省略して同一の符号を付す。第２実施形態に係る芝刈機２の構成部材は、第１実施形態と同様であるが、制御装置５１は、ロール角｜θ｜が比較的小さくとも、その変化率が大きい場合には刈刃装置高さを上げるように構成された点で第１実施形態と異なり、ＥＣＵ５２の演算部５３は、第１実施形態の演算部３３の構成に加えて、ロール角変化率判定部５４を有する。

まず、フラグ判定部３５は、ブレード保護フラグが０か１かを判定する（ＳＴ１）。ブレード保護フラグが０である場合は、演算部３３のロール角判定部３６がロール角｜θ｜を判定し（ＳＴ２、ＳＴ３）、ＣＡＳＥ１〜３に場合分けする。

・ＣＡＳＥ１（２０°＞｜θ｜≧１０°）
ロール角｜θ｜が１０°以上２０°未満の場合、高さ設定部３７が、刈刃装置高さを運転者設定段よりも３段高くした高さに補正し（ＳＴ４）、フラグ設定部３８が、補正フラグを１に設定する（ＳＴ５）。ＥＣＵ５２からの信号を受信した昇降機構１９は、刈刃装置１６を運転者設定段よりも３段階上昇した状態にする。

・ＣＡＳＥ２（｜θ｜≧２０°）
第１実施形態と同様に、ロール角｜θ｜が２０°以上の場合、高さ設定部３７が刈刃装置高さを最大値に設定し（ＳＴ６）、ＥＣＵ５２からの信号を受信した昇降機構１９は、刈刃装置１６を最も高い状態にする。また、ブレードクラッチ設定部３９がブレードクラッチ２７を強制的にオフにするように設定し（ＳＴ７）、ＥＣＵ５２からの信号を受信したブレードクラッチ２７はオフの状態になる。フラグ設定部３８は、ブレード保護フラグを１に設定する（ＳＴ８）。

・ＣＡＳＥ３（１０°＞｜θ｜≧０°）
ロール角｜θ｜が１０°以上５°未満の場合、まず、フラグ判定部３５が、補正フラグが０か１かを判定する（ＳＴ９）。

補正フラグが０の場合、すなわち、刈刃装置高さが運転者設定段である場合は、車速と、単位時間当たりのロール角変化率δθの絶対値との関係から、刈刃装置高さを上げるか否かを決定する（「ロール角変化率δθ」に於ける「ロール角」は絶対値ではなく、正負の符号を含む値である。また、以下、「ロール角変化率δθの絶対値」を「ロール角変化率｜δθ｜」と記す）。まず、演算部３３の車速判定部４０が、車速が４ｋｍ／ｈ以上か否かを判定する（ＳＴ１０）。車速が４ｋｍ／ｈ以上ならば、ロール角変化率判定部５４がロール角変化率｜δθ｜は５°／ｓを超えるか否かを判定し（ＳＴ１１）、車速が４ｋｍ／ｈ未満ならば、ロール角変化率判定部５４がロール角変化率｜δθ｜は３°／ｓを超えるか否かを判定する（ＳＴ１４）。それぞれ、ロール角変化率｜δθ｜が対応する閾値を超える場合には、高さ設定部３７は、刈刃装置高さを運転者設定段よりも３段高く設定し（ＳＴ１２，１５）、フラグ設定部３８は、補正フラグを１に設定する（ＳＴ１３,１６）。ＳＴ１１及び１４に於いてロール角変化率｜δθ｜が対応する閾値以下の場合は、処理を行わず、刈刃装置高さを運転者設定段のままとする。

ＳＴ９に於いて補正フラグが１の場合、すなわち、刈刃装置高さが運転者設定段よりも高くなっている場合、ロール角判定部３６は、ロール角を判定し（ＳＴ１７）、ロール角｜θ｜が５°未満の場合に、高さ設定部３７は刈刃装置高さを運転者設定段に戻し（ＳＴ１８）、フラグ設定部３８は補正フラグを０に設定する（ＳＴ１９）。それ以外の場合は、処理を行わず、刈刃装置高さを運転者設定段よりも高くした状態のままとする。

ＳＴ１に於いて、ブレード保護フラグが１の場合（ＣＡＳＥ４）、すなわち、刈刃装置高さが最大であり、ブレードクラッチ２７が強制的にオフとなってブレード２１が停止している場合、第１実施形態と同様に、車速判定部４０及びロール角判定部３６は、それぞれ車速及びロール角を判定し（ＳＴ２０，２１）、車速が０かつロール角｜θ｜が０°のとき、すなわち、芝刈機２が凹凸のない走行面に停止しているとき、フラグ設定部３８はブレード保護フラグを０に設定する（ＳＴ２２）。車速が０かつロール角｜θ｜が０°以外の場合は、ＳＴ１７に向かう。

第２実施形態に係る制御装置５１によれば、ロール角｜θ｜が比較的小さい場合は、ロール角変化率｜δθ｜によって刈刃装置１６と走行面との過度の近接の可能性を判断し、その可能性が高いと判断した場合に、刈刃装置高さを上げる。そのため、第１ロール角閾値の値を第１実施形態より高くしても、刈刃装置１６と走行面との過度の近接を回避できる。第１ロール角閾値の値を高く設定できることにより、運転者が意図した高さで芝を刈ることができる範囲を拡げることができる。

なお、ロール角｜θ｜の閾値、ロール角変化率｜δθ｜の閾値及び車速の閾値は、適宜変更できる。また、刈刃装置１６を上げるための第１ロール角閾値と、下げるための第２ロール角閾値とを互いに等しい値にしてもよい。第１実施形態と同様に、刈刃装置高さを最大にするための第３ロール角閾値と、ブレードクラッチ２７をオフにする第４ロール角閾値とは互いに相違していてもよいが、第１ロール角閾値及び第２ロール角閾値よりも大きいことを要し、また、ブレードクラッチ２７の強制的なオフの状態を解除する第５ロール角閾値に関して、走行面に凹凸がないとみなすロール角に幅を持たせてもよい。を変更してもよい。ロール角｜θ｜が第１ロール角閾値（１０°）よりも小さいときに適用されるロール角変化率閾値は、車速が所定の値（４ｋｍ／ｈ）以上となったときに１回小さくした（５°／ｓから３°／ｓ）が、複数の車速の値を超える毎に段階的に小さくしてもよく、車速が増大するにつれ連続的に小さくしてもよい。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、刈刃装置は、エンジンではなく電動モータによって駆動し、ロール角が第４閾値を超えたときは、電動モータの電源を強制的にオフにしてもよい。バッテリの電力は、エンジンからではなく外部電源によって蓄えられてもよい。前輪を駆動輪、後輪を従動輪として、前車軸を車体に対して固定し、後車軸体をセンターピボット式で支持してもよい。乗用草刈機等の他の乗用作業機や、自律走行型芝刈機又は自律走行型草刈機等の自律走行型作業機に本発明を適用してもよい。

１，５１：制御装置
２：乗用芝刈機（作業機）
３：車体
４：後輪（第１車輪）
５：前輪（第２車輪）
１０：後車軸（第１車軸）
１１：前車軸（第２車軸）
１３：横方向部材
１５：ピボット（回動軸）
１６：刈刃装置
１９：昇降機構
２１：ブレード
２７：ブレードクラッチ
２８：ブレードクラッチレバー
２９：アクスルセンサ
３０：車速センサ
３１，５２：ＥＣＵ（処理装置）

Claims (8)

1. 車体と、
   左右１対の第１車輪を支持し、前記車体に固定支持される第１車軸と、
   左右１対の第２車輪を支持し、前記第１車軸に対して前方又は後方に配置され、前記車体に左右横方向の中心で前後方向を向く回動軸回りに回動可能に支持された横方向部材を介して、前記車体に支持された第２車軸と、
   ブレードを含み、前記第１車軸及び第２車軸間に位置するように前記車体の下部に取り付けられた刈刃装置と、
   前記刈刃装置の高さを調整する制御装置と
   を有する作業機であって、
   前記制御装置は、
   前記横方向部材の前記車体に対するロール角を検出するアクスルセンサと、
   前記刈刃装置を前記車体に対して昇降させる昇降機構と、
   前記昇降機構を制御する処理装置とを備え、
   前記処理装置は、前記ロール角の絶対値が第１ロール角閾値を超えた場合、前記昇降機構に前記刈刃装置を上昇させるように構成されたことを特徴とする作業機。
2. 前記制御装置は、当該作業機の車速を検出する車速センサを更に備え、
   前記処理装置は、前記車速が増大するにつれて、前記第１ロール角閾値の値を段階的に又は連続的に小さくするように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の作業機。
3. 前記処理装置は、単位時間当たりの前記ロール角の角変化率の絶対値を算出し、前記ロール角の絶対値が前記第１ロール角閾値以下の場合であっても、前記角変化率の絶対値が角変化率閾値を超える場合、前記昇降機構に前記刈刃装置を上昇させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の作業機。
4. 前記制御装置は、当該作業機の車速を検出する車速センサを更に備え、
   前記処理装置は、前記車速が増大するにつれ、前記角変化率閾値の値を段階的に又は連続的に小さくするように構成されたことを特徴とする請求項３に記載の作業機。
5. 前記処理装置は、前記処理装置によって前記刈刃装置が上昇した状態にあり、かつ前記ロール角の絶対値が第２ロール角閾値以下である場合、前記刈刃装置を上昇前の高さに戻すように構成されたことを特徴とする請求項１〜４の何れか一項に記載の作業機。
6. 前記処理装置は、前記ロール角の絶対値が前記第１ロール角閾値の値よりも大きい第３ロール角閾値を超えた場合、前記昇降機構に前記刈刃装置を最大高さまで上昇させるように構成されたことを特徴とする請求項１に記載の作業機。
7. 前記処理装置は、更に前記ブレードの駆動を制御し、
   前記処理装置は、前記ロール角の絶対値が前記第１ロール角閾値の値よりも大きい第４ロール角閾値を超えた場合、前記ブレードの駆動を停止させるように構成されたことを特徴とする請求項６に記載の作業機。
8. 前記制御装置は、当該作業機の車速を検出する車速センサを更に備え、
   前記処理装置は、前記ロール角の絶対値が、前記第４ロール角閾値よりも大きい値から、前記第１ロール角閾値よりも小さい第５ロール角閾値以下に下がり、かつ、前記車速が０になったとき、前記ブレードを再駆動可能な状態にさせるように構成されたことを特徴とする請求項７に記載の作業機。

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