JPH11275911A - トラクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタの耕深自動制御において、耕耘負荷
の増大に伴うエンストや作業精度の低下を防止する。 【解決手段】 耕深自動制御中に耕耘負荷が増大した場
合、エンジン回転数の低下分に相当するリフトアーム上
昇量をリフトアーム目標値に加えたエンジン回転耕深目
標値をセットし、該エンジン回転耕深目標値に対するリ
フトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム５を自
動的に昇降制御するエンジン回転耕深制御を実行する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耕深自動制御機能
を備えるトラクタの技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種トラクタにおいては、昇
降リンク機構を介して機体後部に連結される耕耘部を、
耕深設定器の設定耕深を目標として自動的に昇降制御す
る耕深自動制御手段を備えるものが知られているが、耕
耘部が設定耕深を維持したとしても、耕耘部の負荷は土
質等の圃場条件に応じて変動するため、耕耘部の過負荷
に基づいてエンスト等の不都合が生じる可能性がある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】そこで従来では、耕耘
部の過負荷をオペレータが判断し、該判断に基づいて耕
耘部を手動で上昇操作していたが、この場合には、耕耘
部を必要以上に上昇させて作業精度が大幅に低下した
り、逆に耕耘部の上昇量が不足してエンストを回避でき
ない可能性があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作
されたものであって、走行機体に昇降リンク機構を介し
て連結される耕耘部と、該耕耘部の耕深を設定する耕深
設定器と、該耕深設定器の設定耕深を目標として耕耘部
を自動的に昇降制御する耕深自動制御手段とを備えるト
ラクタにおいて、前記耕深自動制御手段に、耕耘部の過
負荷を判断する過負荷判断手段と、過負荷に応じた量だ
け耕耘部を自動的に上昇させる過負荷回避手段とを設け
たことを特徴とするものである。つまり、耕耘部に過負
荷が生じた場合に、過負荷に応じた量だけ耕耘部を自動
的に上昇させるため、過負荷に伴うエンスト等の不都合
を回避することができる許りでなく、耕耘部の上昇に伴
う作業精度の低下も最小限に抑えることができる。ま
た、過負荷に応じて上昇させた耕耘部を、設定耕深位置
に向けて低速で下降復帰させる低速復帰手段を設けたこ
とを特徴とするものである。つまり、過負荷に応じて上
昇させた耕耘部を急激に復帰下降させた場合の如く、再
び過負荷状態に陥る不都合を可及的に回避することがで
きるため、過負荷に応じた耕耘部の自動上昇を頻繁に繰
り返す不都合がなく、その結果、耕耘部の昇降作動を安
定させることができる許りでなく、作業精度も向上させ
ることができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一つ
を図面に基づいて説明する。図面において、１はトラク
タの走行機体であって、該走行機体１の後部には、昇降
リンク機構２を介してロータリ等の作業機（耕耘部）３
が昇降自在に連結されている。そして、前記作業機３
は、リフトロッド４を介して昇降リンク機構２を吊持す
るリフトアーム５の上下揺動に伴って昇降作動する一
方、左右何れかのリフトロッド４に介設されるリフトロ
ッドシリンダ６の伸縮に伴って左右傾斜するが、これら
の基本構成は何れも従来通りである。

【０００６】７は前記リフトアーム５を昇降作動させる
リフトシリンダであって、該リフトシリンダ７は、リフ
トアーム用電磁切換バルブ８のバルブ切換作動に伴って
伸縮作動するが、リフトアーム用電磁切換バルブ８を切
換える伸長用ソレノイド８ａおよび縮小用ソレノイド８
ｂは、インチングパルスに基づく駆動が可能であるた
め、インチングパルスのデューティ設定（ＯＮ時間／周
期）に基づいてリフトシリンダ７の作動速度を制御する
ことができるようになっている。

【０００７】９はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯ
Ｍ、ＲＡＭ等を含む）を用いて構成される制御部であっ
て、該制御部９の入力側には、リフトアーム５の位置を
検出するリフトアームセンサ１０、リヤカバー３ａの揺
動角に基づいて耕深を検出するリヤカバーセンサ１１、
ポジションレバー（作業機対機高さ設定器）１２の操作
位置を検出するポジションセンサ１３、図示しないエン
ジンコントロールレバー（エンジン回転数設定器）の操
作位置を検出するレバー位置センサ１４、走行機体１の
前後傾斜を検出するピッチングセンサ１５、耕耘負荷等
に応じて変化するエンジン回転数を検出するエンジン回
転センサ１６（本実施形態ではエンジン回転で交流発電
を行うオルタネータの出力信号を利用）、耕深自動制御
をＯＮ−ＯＦＦする耕深自動スイッチ１７、耕深自動制
御の目標耕深を設定する耕深設定ボリューム（作業機対
地高さ設定器）１８、耕深自動制御のモード（ピッチン
グ制御モード、リヤカバー制御モード）を切換える耕深
モード切換スイッチ１９等が入力インタフェース回路を
介して接続される一方、出力側には、リフトアーム用電
磁切換バルブ８の伸長用および縮小用ソレノイド８ａ、
８ｂ等が出力インタフェース回路を介して接続されてい
る。

【０００８】即ち、前記制御部９は、各種の入力データ
を所定の変数にセットする「入力データセット」、ポジ
ションセンサ値に基づいてポジション目標値（リフトア
ーム目標値）をセットする「ポジションデータセッ
ト」、耕深設定ボリューム値等に基づいて耕深目標値
（リフトアーム目標値もしくはリヤカバー目標値）をセ
ットする「耕深データセット」、ポジション目標値に対
するリフトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム
昇降指令を出力する「ポジション出力制御」、耕深目標
値に対するリフトアームセンサ値（もしくはリヤカバー
センサ値）の偏差に応じてリフトアーム昇降指令を出力
する「耕深出力制御」等のサブルーチンを繰り返し実行
するように構成されており、以下、本発明の要部である
「耕深データセット」および「耕深出力制御」の制御手
順をフローチャートに基づいて説明する。尚、耕深自動
制御のモードとしては、耕深設定ボリューム値およびピ
ッチングセンサ値に基づいてリフトアーム目標値をセッ
トし、該リフトアーム目標値に対するリフトアームセン
サ値の偏差に応じてリフトアーム昇降指令を出力するピ
ッチング制御モードと、耕深設定ボリューム値に基づい
てリヤカバー目標値をセットし、該リヤカバー目標値に
対するリヤカバーセンサ値の偏差に応じてリフトアーム
昇降指令を出力するリヤカバー制御モードとを設定し、
前記耕深モード切換スイッチ１９の操作に応じた手動モ
ード切換え、もしくは、所定の状況判断に基づく自動モ
ード切換えを実行するが、各モードにおける本発明の実
施概念は略同じであるため、リヤカバー制御モード（モ
ード切換えを含む）のフローチャートおよび詳細な説明
は省略する。

【０００９】さて、前記「耕深データセット」では、サ
ブルーチンである「ピッチング制御目標データセッ
ト」、「エンジン回転基準データ更新」および「エンジ
ン回転耕深目標データセット」を順次実行するようにな
っている。そして、「ピッチング制御目標データセッ
ト」では、耕深設定ボリューム値に基づいてリフトアー
ム基準目標値（グラフ１参照）をセットすると共に、該
リフトアーム基準目標値をピッチングセンサ値に基づい
て補正（グラフ２参照）し、しかる後、リフトアーム補
正目標値をピッチング目標値にセットするようになって
いる。

【００１０】また、「エンジン回転基準データ更新」で
は、まず、ポジション上昇操作時にセットされるエンジ
ン回転読込許可フラグの状態を判断し、該判断結果がセ
ットである場合には、後述するエンジン回転読込フラグ
の状態を判断する。そして、該判断結果がセットである
場合には、エンジン回転基準データに現在のエンジン回
転数をセットした後、エンジン回転読込許可フラグおよ
びエンジン回転読込フラグをリセットするようになって
いる。つまり、前記エンジン回転読込フラグは、リフト
アームセンサ値がピッチング目標値の不感帯に入り、か
つエンジン回転数が所定時間安定状態を維持した場合に
セットされるフラグであるため、ポジションレバー１２
を下降操作して耕深自動制御（ピッチング制御）を再開
する毎にエンジン回転基準データが適正値に更新される
ようになっている。尚、前記エンジン回転読込許可フラ
グのセット処理、エンジン回転読込フラグのセット処
理、ポジション制御と耕深自動制御との切換処理につい
ては、フローチャート中の記載を省略する。

【００１１】一方、エンジン回転読込許可フラグがリセ
ット状態であると判断した場合には、エンジンコントロ
ールレバー操作および耕深設定ボリューム操作を判断す
るようになっている。そして、エンジンコントロールレ
バー操作があった場合には、前記エンジン回転読込フラ
グのセット判断を経てエンジン回転基準データの更新を
行うが、後述するエンジン回転耕深制御（耕耘負荷に応
じて作業機３を昇降させる制御）の動作中にエンジンコ
ントロールレバー操作があった場合には、現在のエンジ
ン回転数を読み込むことなく、前記レバー位置センサ１
４の検出値に基づいてエンジン回転基準データの補正を
行うようになっている。つまり、エンジン回転耕深制御
の動作中はエンジン回転数が不安定であるため、エンジ
ンコントロールレバーの操作量をエンジン回転数の変化
量に換算し、該換算値をエンジン回転基準データに加算
（もしくは減算）するようになっている。

【００１２】また、耕深設定ボリューム操作があった場
合も、エンジン回転読込フラグのセット判断を経てエン
ジン回転基準データの更新を行うが、リフトアームセン
サ値がピッチング目標値よりも大きく、かつエンジン回
転耕深制御が動作中である場合には、現在のエンジン回
転基準データを保持するようになっている。つまり、耕
深設定ボリューム１８を深方向に操作し、それに伴って
エンジン回転耕深制御が動作した状況では、不安定なエ
ンジン回転数の読込みを回避すべく現在のエンジン回転
基準データを保持するようになっている。

【００１３】また、「エンジン回転耕深目標データセッ
ト」では、エンジン回転基準データに対する現エンジン
回転データの偏差（耕耘負荷変動に伴うエンジン回転変
化量）を演算すると共に、該偏差が予め設定される下限
データよりも大きいか否かを判断し、該判断がＮＯであ
る場合には、偏差を所定データ（例えば「０」）に置換
（セット）する。そして、偏差が確定した後は、所定の
関数（エンジン回転数を基準回転数に戻すために必要な
リフトアーム上昇量を偏差に基づいて特定する関数）を
用いて偏差をリフトアーム上昇量に変換すると共に、該
変換データをリフトアーム記憶データ（もしくはピッチ
ング目標値）に加え、このデータをリフトアーム目標値
にセットするようになっている。さらに、リフトアーム
目標値をセットした後は、該リフトアーム目標値がピッ
チング目標値よりも大きいか否かを判断し、該判断がＹ
ＥＳの場合には、リフトアーム目標値をエンジン回転耕
深目標値にセットすると共に、エンジン回転耕深制御フ
ラグをセットするようになっている。

【００１４】また、「耕深出力制御」では、まず、リフ
トアームデータ（現リフトアームセンサ値）がピッチン
グ目標値よりも小さいか否かを判断する。そして、リフ
トアームデータがピッチング目標値よりも小さく、かつ
不感帯から外れている場合には、ピッチング目標値に対
するリフトアームデータの偏差に応じた速度でリフトア
ーム５を上昇させる一方、リフトアームデータがピッチ
ング目標値よりも大きく、かつ不感帯から外れている場
合には、ピッチング目標値に対するリフトアームデータ
の偏差に応じた速度でリフトアーム５を下降させ、さら
に、リフトアームデータがピッチング目標値の不感帯に
含まれる場合には、リフトアーム５の昇降を停止させる
ことになるが、リフトアーム５を下降させる場合は、そ
れに先立って前記エンジン回転耕深制御フラグがリセッ
ト状態であるか否かを判断すると共に、該判断がＮＯで
ある場合には、リフトアーム５の下降処理に代えてエン
ジン回転耕深制御を実行するようになっている。

【００１５】前記エンジン回転耕深制御においては、リ
フトアームデータがエンジン回転耕深目標値よりも小さ
いか否かを判断し、ここでリフトアームデータがエンジ
ン回転耕深目標値よりも小さく、かつ不感帯から外れて
いる場合には、エンジン回転耕深目標値に対するリフト
アームデータの偏差に応じた速度でリフトアーム５を上
昇させる一方、リフトアームデータがエンジン回転耕深
目標値よりも大きく、かつ不感帯から外れている場合に
は、エンジン回転耕深目標値に対するリフトアームデー
タの偏差に応じた速度でリフトアーム５を下降させ、さ
らに、リフトアームデータがエンジン回転耕深目標値の
不感帯に含まれる場合には、リフトアーム５の昇降を停
止させるようになっている。そして、前記エンジン回転
耕深目標値は、前述の如く、エンジン回転の低下分に相
当するリフトアーム上昇量をリフトアーム記憶データに
加えた値であるため、耕耘負荷の増大に伴うエンジン回
転の低下を相殺するようにリフトアーム５を自動的に上
昇させることになり、その結果、耕耘負荷の増大に伴う
エンスト等の不都合を回避することができる許りでな
く、作業機３の上昇に伴う作業精度の低下も最小限に抑
えることができるようになっている。

【００１６】また、エンジン回転耕深制御による作業機
３の自動上昇に伴ってエンジン回転数が上昇すると、リ
フトアーム５をピッチング目標値（リフトアーム記憶デ
ータ）に向けて自動的に下降させることになるが、エン
ジン回転耕深制御の下降指令信号は、デューティ比が低
い間欠駆動信号であるため、リフトアーム５がピッチン
グ目標値に向けて低速で下降復帰することになる。従っ
て、耕耘負荷に応じて上昇した作業機３を急激に復帰下
降させた場合の如く、再び過負荷状態に陥るような不都
合を回避することができ、その結果、耕耘負荷に応じた
作業機３の自動上昇を頻繁に繰り返す不都合を防止する
ことができ、延ては、作業機３の昇降作動を安定させる
ことができる許りでなく、作業精度の向上も計ることが
できるようになっている。尚、エンジン回転耕深制御
は、リフトアームデータがピッチング目標値の不感帯に
入った時点で自動的にピッチング制御に切換えられるよ
うになっている。

【００１７】叙述の如く構成されたものにおいて、耕深
自動制御状態では、耕深設定ボリューム値およびピッチ
ングセンサ値に基づいてリフトアーム５の目標値である
ピッチング目標値をセットし、該ピッチング目標値に対
するリフトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム
５を自動的に昇降制御するピッチング制御を実行するこ
とになるが、作業機３の耕耘負荷が増大した場合には、
エンジン回転数の低下分に相当するリフトアーム上昇量
をリフトアーム記憶データ（もしくはピッチング目標
値）に加えたエンジン回転耕深目標値（リフトアーム目
標値）をセットし、該エンジン回転耕深目標値に対する
リフトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム５を
自動的に昇降制御するエンジン回転耕深制御を実行する
ことになる。従って、耕耘負荷の増大に伴うエンジン回
転の低下を相殺するように作業機３が自動的に上昇する
ことになり、その結果、耕耘負荷の増大に伴うエンスト
等の不都合を回避することができる許りでなく、作業機
３の上昇に伴う作業精度の低下も最小限に抑えることが
できる。

【００１８】また、エンジン回転耕深制御に基づいて上
昇した作業機３を自動的に復帰下降させるにあたり、リ
フトアーム５を低速で下降させるため、耕耘負荷に応じ
て上昇した作業機３を急激に復帰下降させた場合の如
く、再び過負荷状態に陥るような不都合を回避すること
ができる。従って、耕耘負荷に応じた作業機３の自動上
昇を頻繁に繰り返す不都合を防止することができ、その
結果、作業機３の昇降作動を安定させることができる許
りでなく、作業精度も向上させることができる。

【００１９】また、耕耘負荷の判断基準となるエンジン
回転基準データは、リフトアームセンサ値がピッチング
目標値の不感帯に入り、かつエンジン回転数が所定時間
安定状態を維持した場合に更新されるため、適正なエン
ジン回転基準データに基づいて精度の高い耕耘負荷判断
を行うことができる。

【００２０】また、エンジンコントロールレバー操作や
耕深設定ボリューム操作があった場合には、エンジン回
転基準データを更新するため、エンジンコントロールレ
バー操作や耕深設定ボリューム操作に基づいて耕耘負荷
判断の精度が低下する不都合を防止することができる。

【００２１】また、エンジンコントロールレバー操作も
しくは耕深設定ボリューム操作に基づいてエンジン回転
基準データを更新するにあたり、エンジン回転耕深制御
中はエンジン回転基準データの更新を行わないようにし
たため、過負荷に応じて低下したエンジン回転数をエン
ジン回転基準データにセットしてしまう不都合を回避す
ることができる。

【００２２】また、エンジン回転耕深目標値は、制御開
始時に記憶されたリフトアームデータを基準として演算
されるため、耕深設定ボリューム操作に基づいてピッチ
ング目標値がエンジン回転耕深制御中に変化したとして
も、安定した制御状態を維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図である。

【図２】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図３】メインルーチンを示すフローチャートである。

【図４】「耕深データセット」を示すフローチャートで
ある。

【図５】「ピッチング制御目標データセット」を示すフ
ローチャートである。

【図６】「エンジン回転基準データ更新」を示すフロー
チャートである。

【図７】「エンジン回転耕深目標データセット」を示す
フローチャートである。

【図８】「耕深出力制御」を示すフローチャートであ
る。

【図９】各状態の昇降作動速度を示すグラフである。

【符号の説明】

１ 走行機体 ３ 作業機 ５ リフトアーム ９ 制御部 １０ リフトアームセンサ １６ エンジン回転センサ １８ 耕深設定ボリューム

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田村 智志 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地 １ 三菱農機株式会社内 (72)発明者 木村 重治 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地 １ 三菱農機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に昇降リンク機構を介して連結
   される耕耘部と、該耕耘部の耕深を設定する耕深設定器
   と、該耕深設定器の設定耕深を目標として耕耘部を自動
   的に昇降制御する耕深自動制御手段とを備えるトラクタ
   において、前記耕深自動制御手段に、耕耘部の過負荷を
   判断する過負荷判断手段と、過負荷に応じた量だけ耕耘
   部を自動的に上昇させる過負荷回避手段とを設けたこと
   を特徴とするトラクタ。
2. 【請求項２】 請求項１において、過負荷に応じて上昇
   させた耕耘部を、設定耕深位置に向けて低速で下降復帰
   させる低速復帰手段を設けたことを特徴とするトラク
   タ。