JP2000342011A - トラクタの作業機昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 （修正有） 【課題】 作業機の昇降に連動してスロットル位置を変
更するものは、この変更位置を常時同じ位置に設定して
いる。このスロットル調整装置と、作業機が着地する前
に下降速度を減速する装置とを共に搭載したトラクタに
おいて、一回の作業機下降から着地の過程において、下
降速度の変化を極力少なくでき、オペレータの条合わせ
操作を行ないやすくする。 【解決手段】 作業機１の昇降に連動してスロットル位
置を調整するトラクタ１０において、作業機昇降用油圧
シリンダ２を比例圧力制御弁のソレノイドへの通電量に
より駆動速度を変更する構成とする。そして、設定器６
にて設定した対車体高さにて作業機１の下降速度を通常
速から低速に切り替えると共に、同位置でスロットル位
置を復帰する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラクタの作業
機昇降制御装置の構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平８−２１２６８号公報に示
されるように、車体後部に連結した対地作業機の油圧昇
降装置と、エンジンのスロットル位置を変更するアクチ
ュエータを備え、前記作業機の上昇時に前記アクチュエ
ータの作動によりスロットル位置をエンジン低回転側へ
変更し、同作業機の下降時に前記低回転側へ変更したス
ロットル位置を復帰するトラクタが知られている。一
方、車体に連結した作業機の下降時にこの下降速度を減
速して、作業機を緩やかに着地する作業機昇降制御装置
も知られている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】これらトラクタは、一
般的にエンジンの回転動力を駆動輪及び作業機側へ伝達
すると共に、車体に備えた油圧シリンダ等へ圧油を送る
油圧ポンプをも駆動する構成となっている。この為、特
にスロットル位置をエンジン低回転状態に設定している
状態から、この位置を変更する時は前記油圧アクチュエ
ータへの圧油の供給量が変更されて、駆動速度が変化す
るという特徴を備えている。

【０００４】しかしながら、前記作業機の昇降時にスロ
ットル位置を変更するものは、この変更位置を工場出荷
時等に設定する為、常時同じ位置でスロットル位置を変
更する構成となっている。従って、同装置と、作業機が
着地する前に下降速度を減速する装置とを共に搭載した
トラクタでは、一回の作業機の下降から着地の過程にお
いて、スロットル位置が復帰する時と、その後作業機が
下降して着地する時に下降速度が変更され、オペレータ
は圃場端での条合わせが行い難いという課題が有った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は上記課題を鑑
みて、トラクタの作業機昇降制御装置を以下のように構
成した。即ち、車体後部に連結した対地作業機１の油圧
昇降装置２と、エンジンのスロットル位置を変更するア
クチュエータ３を備え、前記作業機１の上昇時に前記ア
クチュエータ３の作動によりスロットル位置をエンジン
低回転側へ変更し、同作業機１の下降時に前記低回転側
へ変更したスロットル位置を復帰するトラクタにおい
て、作業機１の対車体高さを検出する手段４と、油圧昇
降装置２の駆動速度を変更する手段５ｕ，５ｄと、この
駆動速度を変更する前記対車体高さを設定する設定手段
６とを設け、前記作業機１の下降時にスロットル位置を
復帰する対車体高さを、前記設定手段６で設定した作業
機１の対車体高さに応じて変更する制御手段７Ａ，７Ｂ
を備えたことを特徴とするトラクタの作業機昇降制御装
置とした。

【０００６】

【発明の効果】以上のように構成したトラクタでは、前
記作業機１の下降時にスロットル位置を復帰する対車体
高さを、駆動速度を変更する前記対車体高さを設定する
設定手段７にて設定された位置に応じて変更したので、
下降時の速度変化を極力少なくでき、前記圃場での条合
わせ操作が行い易くなる。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図
面に基づいて説明する。最初にトラクタ１０の全体構成
に付いて説明する。トラクタ１０は、図１に示すよう
に、ボンネット１１内部にエンジン１２を備え、このエ
ンジン１２の回転動力を各種変速装置を介して後輪１
３、または前後輪１４，１３へ伝達して走行すると共
に、後述する対地作業機であるロータリ作業機１へも動
力を伝達しこの耕耘爪４７…を回転駆動する構成となっ
ている。

【０００８】操縦席１７の前方には前記前輪１４を操舵
するステアリングハンドル１８を突出して設け、同ハン
ドル１８の下方に、作業機昇降ワンタッチレバー１５や
アクセルレバー１６を設け、作業機昇降ワンタッチレバ
ー１５の回動基部にはレバー１５の上下方向の操作を検
出するリミットスイッチ１５Ｓを設けている。また前記
アクセルレバー１６の回動基部には、ブレーキ機構を設
けこのレバー設定位置、即ちスロットル位置を保持する
構成となっている。

【０００９】ハンドル１８下方のフロア２３上には、ア
クセルペダル１９を設け、同ペダル１９の踏込み時にだ
け前記アクセルレバー１９の設定位置よりこのスロット
ル位置をエンジン高回転側に変更する構成となってい
る。また、操縦席１７側方には、前記変速装置を切り替
える変速レバー２０、作業機１の高さを変更する作業機
昇降用レバー２１等を設け、この作業機昇降用レバー２
１の回動基部には操作位置を検出するポテンショメータ
２１Ｐを設けている。

【００１０】また更に、前記作業機昇降用レバー２１の
ガイド近傍には、ダイヤル式の耕深設定器２５や、この
発明に係る作業機の下降時に下降速度を減速する高さを
設定する手段である下降速度減速位置設定器６、ローリ
ング制御モード設定器２６等を設けている。尚、前記下
降速度減速位置設定器６は、所謂「デセラ制御」を行う
作業機高さを任意に設定する設定器であり、作業機の下
降速度はこの設定高さで通常速から低速に切替わる。ま
た前記ローリング制御モード設定器２６は、作業機１を
トラクタ１０の車体と平行状態に保つ「平行モード」
と、水平状態に保つ「水平モード」と、これら制御を行
わなわずローリング用油圧シリンダ３２へ連通する圧油
をロックする「切」の位置を選択する構成となってい
る。

【００１１】そして、前記検出器１５Ｓ，２１Ｐ…や設
定器６，２５…は、操縦席１７下方に設けた制御手段で
ある各種コントローラ７Ａ，７Ｂへ接続する構成となっ
ている。トラクタ１０の車体後部には、作業機１の昇降
装置となる作業機昇降用油圧シリンダ２を内装するシリ
ンダケース２９を備え、前記シリンダ２のピストン伸縮
によりケース左右に支持するリフトアーム３０，３０を
上下回動する構成となっている。また、このリフトアー
ム３０，３０には、トップリンク３１ａと左右のロワー
リンク３１ｂ，３１ｂとからなる三点リンク機構３１を
接続し、同リンク機構３１に作業機１を連結する構成と
なっている。

【００１２】前記三点リンク機構３１は、左右片側（図
２中右側）のロアリンク３１ｂとリフトアーム３０とを
作業機全体の左右傾斜姿勢を変更するアクチュエータで
あるローリング用油圧シリンダ３２を介して連結し、他
方（図２中左側）のロアリンク３１ｂとリフトアーム３
０とを固定長のロッド３３にて接続する構成となってい
る。

【００１３】これにより油圧回路内の切替制御弁８を切
替えてローリング用油圧シリンダ３２のピストンを伸長
すると作業機１の右側を下げ、反対にピストンを短縮す
ると作業機１の右側が上げて左右傾斜姿勢を変更するこ
とができる。また、図３に示すように、前記固定長のロ
ッド３３を接続した片側のリフトアーム３０近傍には、
前記シリンダケース２９に正面視「Ｌ」型のブラケット
３５を設け、これに前記作業機１の対車体高さを検出す
る手段であるリフトアーム角センサ４と、後述する作業
機１のローリング制御に係る車体の左右傾斜姿勢を検出
する水平センサ４０及び車体の上下左右の角速度を検出
する角速度センサ４１を設けている。

【００１４】前記水平センサ４０及び角速度センサ４１
は、車体中心位置に対し、前記固定長のロッド３３を接
続したリフトアーム側へ配置することで、シリンダ３２
を設けた側に配置する構成と比較して、作業機１のロー
リング中にこの反作用により車体が振れても極力センサ
４０，４１の検出値に影響の受けないように図られてい
る。

【００１５】尚、図３中符号３４はリンク側ローリング
用油圧シリンダ７のピストン伸縮量をワイヤーを介して
検出するセンサを示す。以上のようなトラクタ１０の昇
降装置は、後述するコントローラ７Ａによって次のよう
な作業機のポジション制御が行われる。即ち、作業機昇
降用レバー２１の検出角度とリフトアーム３０（３０）
の設定角度とを一致するよう油圧回路の作業機上昇用、
若しくは下降用の比例圧力制御弁のソレノイド５ｕ，５
ｄへ適宜通電し、また、作業機昇降ワンタッチレバー１
５を上下方向に１回操作する毎に、前記耕深設定器２５
で設定した作業位置から別途定めた上昇位置まで作業機
１を連続的に上昇、若しくは下降するよう前記比例圧力
制御弁のソレノイド５ｕ，５ｄへ通電する構成となって
いる。

【００１６】そして、コントローラ７Ａは、前記比例圧
力制御弁のソレノイド５ｕ，５ｄへ通電量を適宜変更す
ることで作業機１の昇降速度を変更できる構成となって
いる。次に、ロータリ作業機１について説明する。ロー
タリ作業機１は、トラクタ１０後部に突出するＰＴＯ軸
４５の回転動力をユニバーサルジョイントを介してメイ
ンビーム内の動力伝達機構へ伝達し、減速機構等を介し
てロータリ軸４６へ伝達し、同軸４６に設けた耕耘爪４
７…を回転する構成となっている。そして耕耘爪４７…
の上方には前記減速機構等を内装するチェーンケース４
８に固定したロータリカバー４９を設け、このロータリ
カバー４９の後端に地表面に追従しながら上下回動する
リヤカバー５０を設けている。そして、前記ロータリカ
バー４９上には、ポテンショメータ式の耕深センサ２８
を設け、前記リヤカバー５０の回動状態をリンク機構を
介して検出する構成となっている。

【００１７】トラクタのエンジン２のスロットル調整機
構５２について図４に基づいて説明する。スロットル調
整機構５２は、エンジン１１のガバナ装置５３側部に設
けられ、同ガバナ機構５３内のコントロールラック位置
をガバナ側部に突出させたスロットル調整軸５４を回転
することで、前記アクセルレバー１６で設定保持したス
ロットル位置を変更し、エンジン燃焼室への燃料供給量
を調整する構成となっている。そして前記調整軸５４に
は、アーム部材５５を同軸５４と一体構成し、このアー
ム部材５５に、後方から前記アクセルペダル１９に接続
するワイヤー５６と、アクセルレバー１６に接続するワ
イヤー５７とを連結する構成となっている。

【００１８】また、前記アーム部材５５の前方からは、
エンジン１２のスロットル位置を変更するアクチュエー
タであるステッピング式の電動モータ３をワイヤー５８
を介し、更にアーム部材５５の回動位置を検出するアク
セル位置センサ５９をロッド６０を介して連結する構成
となっている。前記前記電動モータ３は、ボンネット１
１内部のラジエータ６１前方に配置するラジエータネッ
ト取付枠６２上部に取り付ける構成となっている。ま
た、前記アクセル位置センサ５９は、前記ラジエータネ
ット取付枠６２の側部に取付ける構成となっている。こ
れにより、前記アーム部材５５を、図４中右側へ回動さ
せるとエンジン１２の回転速度を低速側に変更し、図４
中左側へ回動させると高速側へ変更する構成となってい
る。

【００１９】次に、トラクタ１０の制御系統について図
５に基づいて説明する。前記トラクタ１０には、制御手
段として作業機の昇降及びローリングに関する各種制御
を行うメインコントローラ７Ａと、エンジン１２に関す
る各種制御を行うエンジン制御用コントローラ７Ｂとを
設け、夫れ夫れ内部に各種信号を処理するＣＰＵと、こ
れら信号情報を一時記憶するＲＡＭと、この各種制御プ
ログラムを格納するＥＥＰＲＯＭ等を有する構成となっ
ている。また両コントローラ７Ａ，７Ｂは夫れ夫れ必要
な情報を通信ラインを介して通信する構成となってい
る。

【００２０】前記メインコントローラ７Ａの入力部に
は、作業機昇降用レバー２１のポテンショメータ２１
Ｐ、作業機昇降ワンタッチレバー１５のリミットスイッ
チ１５Ｓ、リフトアーム角センサ４、下降速度減速位置
設定器６、耕深設定器２５、耕深センサ２８、ローリン
グ制御モード設定器２６、水平センサ４０、角速度セン
サ４１、ストロークセンサ３４を接続して設けている。

【００２１】また、この出力部には、前記作業機昇降用
油圧シリンダ３２へ油路を接続する作業機上昇用、及び
下降用の比例圧力制御弁のソレノイド５ｕ，５ｄと、作
業機ローリング用油圧シリンダ３２のピストンを伸縮す
る切替制御弁のソレノイド８ｕ，８ｄ等を接続して設け
ている。尚、前記比例圧力制御弁５や切替制御弁８は、
前記エンジン１２の回転動力により駆動される油圧ポン
プの圧油を夫れ夫れ接続する油圧シリンダへ連通する構
成となっている。

【００２２】またエンジン制御用コントローラ７Ｂの入
力部には、エンジン回転センサ６５とアクセル位置セン
サ５９、バッテリ残量センサ６６等を接続して設けてい
る。そしてこの出力部には、電動モータ３と、電磁クラ
ッチ６７等を接続して設けている。尚、前記電磁クラッ
チ６７は、エンジン１２に設けた二つのオルタネータ６
８Ａ，６８Ｂ間の動力伝達軸の動力伝達を入切するクラ
ッチであり、このクラッチはアクセル位置センサ５９と
エンジン回転センサ６５との検出値から、予め設定した
エンジントルクに余裕があるとき、またはバッテリ残量
が所定値以下のときに「入」となって、大容量の発電を
行いバッテリを充電する構成となっている。

【００２３】以上のように構成したトラクタ１０では、
図６及び図７に示すプログラムの概要を示すフローチャ
ートのように作業機昇降制御が行われる。図６に示すフ
ローチャートは、前記メインコントローラ８Ａの全体の
処理を示すフローチャートで、トラクタ１０のエンジン
キースイッチＯＮと共に、各種センサやスイッチの接続
状態、検出状態を読み込み、その後ポジション制御、耕
深制御、ローリング制御等が順に実行される。

【００２４】この発明の作業機昇降制御装置は、前記ポ
ジション制御の一部であり、図７に示したフローのよう
に実行される。最初にＳＴＥＰ１で、前記作業機昇降ワ
ンタッチレバー１５の操作があったかどうかを判定し、
これがＹＥＳであればＳＴＥＰ２へ進み、現在の作業機
高さが作業位置と想定される程度の低位置かどうかが判
定される。そしてこれがＹＥＳであれば、作業位置に有
る作業機１を別途定めた上げ高さまで連続的に上昇する
と共に、この上昇途中、例えば前記リヤカバー５０が最
下げ状態となると、電動モータ３へ通電が行われスロッ
トル位置が所定量だけエンジン低回転側へ変更される。
これによりトラクタ１０の車速は減速される。

【００２５】また、ＳＴＥＰ２の判定がＮＯであれば、
作業機１は現在上昇位置である状態なので、作業状態と
なる耕深設定値まで作業機１を連続的に下降すると共
に、この下降途中で前記下降速度減速位置設定器６で定
められた高さとなると、前記比例圧力制御弁のソレノイ
ド５ｕ，５ｄへ通電量が変更して同制御弁の油路の開度
を減少させると共に、電動モータ３へ通電してスロット
ル位置を所定量だけ増速する。即ち、前記減速側へ変更
されたスロットル位置を元の位置（アクセルレバー１６
の設定位置）へ復帰する。

【００２６】これにより、前記作業機１の下降時にスロ
ットル位置を復帰する位置を、下降速度減速位置設定器
６にて設定された位置に一致させて変更する構成とした
ので、例えばスロットルの復帰位置を常時一定する構成
や、前記減速位置となんら関係の無い位置に設定する場
合と比較して、作業機１の下降時に速度変化が極力少な
くなり圃場での条合わせ操作が行い易くなる。

【００２７】尚、前記形態ではスロットル位置の復帰高
さを下降速度減速位置設定器６の設定値と一致させなが
ら変更する構成としたが、リンク機構や油圧機構の応答
遅れを加味して一方を前後時間差、または高さをずらし
て調整する構成としてもよい。また前記フローチャート
のローリング制御について図８に基づいて説明する。

【００２８】前記トラクタ１０のローリング制御は、水
平センサ４０と角速度センサ４１により傾きを水平、或
いは車体に対して平行に維持する構成である。詳しく
は、前記コントローラ７Ａの制御プログラムに、前記水
平センサ４０の検出が遅れると想定される程度の角速度
を設定し、この角速度が発生する時は、通常水平センサ
４０の検出値による作業機１のローリング制御から、角
速度センサ４１による作業機１のローリング制御に切替
える構成となっている。

【００２９】しかしながら、前記角速度センサ４１は、
エンジンキースイッチＯＮ後、電源が入となると検出電
圧が上昇し、これが車体のローリングと判定されて前記
切替制御弁のソレノイド８ｕ，８ｄへ通電が行われると
いう課題が有った。よって、このトラクタ１０のローリ
ング制御では、センサ信号のピーク電圧の検出より一定
電圧低下するまで、或いは一定時間経過するまで通電出
力を停止する構成としている。これによりエンジン始動
時の作業機１のローリング誤作動を防止することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの全体側面図。

【図２】トラクタの背面図。

【図３】（Ａ）シリンダーケースの一部上面図。 （Ｂ）シリンダケースの一部左側面図。

【図４】（Ａ）スロットル調整機構を示す側面図。 （Ｂ）スロットル調整機構を示す上面図。

【図５】コントローラの接続状態を示す図。

【図６】メインコントローラの制御全体の流れを示すフ
ローチャート。

【図７】ポジション制御の概要を示すフローチャート。

【図８】ローリング制御の概要を示すフローチャート。

【符号の説明】

１ ロータリ作業機 ２ 作業機昇降用油圧シリンダ ３ 電動モータ ４ リフトアーム角センサ ５ｕ 作業機上昇用の比例制御弁のソレノイド ５ｄ 作業機下降用の比例制御弁のソレノイド ６ 下降速度減速位置設定器 ７Ａ メインコントローラ ７Ｂ エンジン制御用コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 二宮 伸治 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 脇野 崇 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 堀 敏行 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 村上 達三 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 Ｆターム(参考） 2B304 KA08 LA02 LA05 LB05 LB15 MA03 MB02 MC02 MC08 PB02 PB06 QA11 QA22 QB13 RA27

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 車体後部に連結した対地作業機１の油圧
   昇降装置２と、エンジンのスロットル位置を変更するア
   クチュエータ３を備え、前記作業機１の上昇時に前記ア
   クチュエータ３の作動によりスロットル位置をエンジン
   低回転側へ変更し、同作業機１の下降時に前記低回転側
   へ変更したスロットル位置を復帰するトラクタにおい
   て、作業機１の対車体高さを検出する手段４と、油圧昇
   降装置２の駆動速度を変更する手段５ｕ，５ｄと、この
   駆動速度を変更する前記対車体高さを設定する設定手段
   ６とを設け、前記作業機１の下降時にスロットル位置を
   復帰する対車体高さを、前記設定手段６で設定した作業
   機１の対車体高さに応じて変更する制御手段７Ａ，７Ｂ
   を備えたことを特徴とするトラクタの作業機昇降制御装
   置。