JPH04316414A - トラクタの作業機制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラクタに装着したロ
ータリ耕耘装置等の作業機制御機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来のトラクタの作業機制御機構は、特
開昭５８−２０５２４号公報に記載の如く構成されてい
たのである。即ち、三点リンク式作業機装着装置のトッ
プリンクの部分に掛かる押し力により、バネ付勢された
ドラフトセンサ杆を押圧し、該ドラフトセンサ杆により
、作業機昇降用の油圧バルブを機械的に切換えることに
より、牽引力が大となると作業機を上昇し、牽引力が小
となると作業機を下降させて、ドラフト力を一定にすべ
く制御していたのである。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術
の如く、機械的にセンサ杆を移動させ、フィードバック
も機械的に行うのではなくて、検出を電子ガバナー機構
により電子的に行い、電磁切換弁により構成した作業機
昇降バルブや、その他のフィードバック機構をも切り換
えるべく構成したのである。これにより従来機械的に構
成していた機械的なセンサ杆を廃止することができ、す
べてのトラクタの作業機制御機構を電子回路により構成
することを可能としたものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の解決すべき課題
は以上の如くであり、次に該課題を解決する手段を説明
する。即ち、回転数検出センサ１とラック位置センサ２
とラックアクチュエータ９と電子制御部Ｇにより構成し
た電子ガバナー機構Ａを設け、また設定負荷率Ｆを設定
する負荷率設定器６を設け、該電子ガバナー機構Ａの電
子制御部Ｇにより検出負荷率ＦＳを検出し、該負荷率設
定器６と検出負荷率ＦＳとを比較することにより、ロー
タリ耕耘装置Ｒの耕耘回動カバー２１を前後に回動すべ
く構成したものである。また回転数検出センサ１とラッ
ク位置センサ２とラックアクチュエータ９と電子制御部
Ｇにより構成した電子ガバナー機構Ａと、リフト昇降電
磁弁Ｖ１・Ｖ２と、負荷率設定器６と、リフト角度セン
サ３を具備し、作業状態で電子制御部Ｇにより検出した
検出負荷率ＦＳが、負荷率設定器６により設定した設定
負荷率Ｆの設定範囲となるように、作業機を昇降制御す
るドラフト制御機構において、ドラフト負荷センサをラ
ック位置センサ２により兼用したものである。また、作
業機の作業状態と非作業状態を判断し、作業状態におい
ては負荷率一定で変動するエンジン回転数で走行し、非
作業状態においては回転数一定となるように制御するも
のである。

【０００５】

【作用】次に本発明の作用を説明する。請求項１に記載
の技術においては、ロータリ耕耘装置による耕耘作業中
において、エンジンの負荷率が変動しても、リフト昇降
電磁弁Ｖ１・Ｖ２を動かさず、耕深は一定としたままで
ある。そして、耕深を上下する代わりに、耕耘回動カバ
ー２１とリアカバー２２を前後に回動して、耕耘爪に対
する耕耘負荷率を変更し、これによりエンジン負荷率を
増減させるのである。また請求項２の技術においては、
従来のドラフト制御機構の、トップリンクの部分に設け
た機械式のセンサ機構と、リンクとアームにより構成し
たフィードバック機構により、油圧切換バルブを制御し
ていたのであるが、本発明の場合においては、検出負荷
率ＦＳの検出を電子ガバナー機構Ａのラック位置センサ
２により兼用し、負荷率の設定を負荷率設定器６により
行い、すべての信号を電子信号として得て、ドラフト制
御を可能としたものである。電子ガバナー機構Ａは元々
は、エンジンＥの回転数や負荷率を燃料供給量を自動制
御する為の電子制御機構であるが、本発明は該電子ガバ
ナー機構Ａを、ドラフト制御の制御構成部品の一部とし
て使用することにより、簡潔な構成でかつ全てを電子化
したドラフト制御を構成したのである。また請求項３の
技術においては、作業機が作業状態から、非作業状態に
移る際に、作業機の負荷が変化するので、オペレーター
がアクセルレバー１４の操作を必要としていたのである
が、本発明においては、作業状態においては負荷率一定
に制御し、非作業状態においてはエンジン回転数一定に
制御すべく構成したことにより、オペレーターが作業状
態の変更に際して、アクセルレバー１４の操作を不要と
するのである。

【０００６】

【実施例】次に本発明の実施例を説明する。図１は作業
機としてロータリ耕耘装置を装着したトラクタの側面図
、図２は電子ガバナー機構Ａの側面断面図、図３は同じ
く電子ガバナー機構Ａの側面図、図４は電子ガバナー機
構Ａによる制御マップの一例を示す図面、図５はリフト
昇降電磁弁Ｖ１・Ｖ２を具備した作業機昇降機構Ｂの油
圧回路図である。

【０００７】図１においてトラクタの構成を説明する。 トラクタのボンネットの内部にエンジンＥが配置されて
おり、該エンジンＥの側面に電子ガバナー機構Ａが付設
されている。また該エンジンＥの回転数をオペレーター
が設定するアクセルレバー１４がボンネットのダッシュ
ボードの部分に回動可能に枢支されており、該アクセル
レバー１４の基部にアクセルレバーセンサ５が配置され
ている。該アクセルレバーセンサ５により、オペレータ
ーがアクセルレバー１４をどの程度回動したか、そして
どの程度の回転数を設定すべく望んでいるかを検出する
のである。またトラクタの座席の側方に作業機制御パネ
ル１５が設けられており、該作業機制御パネル１５の部
分に、作業機の自動制御と手動制御を切り換える自動／
手動切換スイッチ８と、作業機の負荷率を設定する負荷
率設定器６と、ポジション制御時に於いて作業機の位置
を設定する作業機位置設定器７が配置されている。また
トラクタの後部に装着したロータリ耕耘装置Ｒには作業
機のデプス制御時において、ロータリ耕耘装置Ｒにはこ
の耕深を検出する耕深位置センサ４が設けられ、また耕
耘回動カバー２１とリアカバー２２が前後に回動可能に
構成されている。またポジション制御の為にリフトアー
ム１３の基部にリフト角度センサ３が配置されている。

【０００８】図２と図３において電子ガバナー機構Ａに
ついて説明する。該電子ガバナー機構ＡはエンジンＥの
側面に付設されており、燃料ポンプのカム軸１６に磁性
回転体１２が固定されている。該カム軸１６の回転を磁
性回転体１２の回転数検出センサ１により検出し、エン
ジン回転数を得るのである。また燃料ラック１０の左右
移動により、電子ガバナー機構Ａの燃料供給量を調節す
るのであるが、該制御指令信号により燃料ラック１０を
駆動するのはラックアクチュエータ９である。また該ラ
ックアクチュエータ９により移動した燃料ラック１０の
位置を検出し、燃料供給量を検出するのがラック位置セ
ンサ２である。該ラック位置センサ２とラックアクチュ
エータ９の内部を、燃料ラック１０と連結されたラック
バー１１が挿通されている。本発明の請求項２において
は、ラック位置センサ２をドラフトセンサに兼用してい
る。

【０００９】次に図４において電子ガバナー機構Ａによ
るエンジンＥの制御曲線を説明する。エンジンＥは燃料
噴射ポンプの噴射量及び噴射時期並びにエンジン回転数
によってエンジン出力と軸トルクが決定される。該燃料
噴射量は燃料ラック１０をラックアクチュエータ９によ
ってスライドさせることにより調整される。そして該燃
料ラック１０の位置とエンジン回転数により噴射量を測
定しておくことにより得られる。また噴射時期は図示し
ないタイミング調整アクチュエータにより調整される。 エンジン回転数は回転数検出センサ１により検出される
。電子制御部Ｇにオペレーターのアクセルレバー１４を
回動することにより、アクセルレバーセンサ５を介して
回転数の指示がなされる。電子制御部Ｇはマイクロコン
ピュータが用いられており、制御プログラムを記憶して
いるプログラムロムが配置されている。また速度変動率
特性など制御演算に必要な諸データを記憶しているデー
タロムが配置されている。

【００１０】該データロムには、オペレーターが自分の
意志で操作するアクセルレバー１４の位置によって、任
意に設定されるエンジン回転数の設定値と、負荷に応じ
て実際の回転数（実際値）がどうなるかという速度変動
率特性を、異なる作業内容ごとに演算式または数表の形
でそれぞれ記憶させている。速度変動率については、期
間回転数の設定値と実際値を認識し、次にオペレーター
によって設定されたモードを認識し、モードに応じてド
ループ率マップにより、設定されるべき目標ラック位置
を計算する。実際のラック位置を修正後の目標ラック位
置にする為の信号が、ラックアクチュエータ９に対して
出され、燃料ラック１０が自動的に調整され、所定の速
度変動率の範囲で運転が行われる。通常は所定の速度変
動を認めるべく図４のドループ制御のマップｄにそって
制御、燃料ラック１０が変化し、軸トルクが変化する。 即ち負荷率を一定にすべくエンジン回転数は上下に変動
するのである。

【００１１】速度変動率特性は作業内容のモードにより
選定されるものであり、定回転運転が必要な場合には、
燃料消費量を増減し、エンジン回転数を一定にすべくア
イソクロノス制御のマップｉに沿った、定回転運転が行
われる。また、アイソクロノス制御の際においても、特
に特殊の作業の場合において、負荷が増大し最大軸トル
クに近い場合に、逆に回転数を上げて、軸トルクを上げ
て、エンストを防止する逆ドループ制御のマップｒを選
択することも可能としている。

【００１２】図５においては、作業機昇降機構Ｂの油圧
回路図を図示している。リフトアーム１３を油圧シリン
ダー２０の伸縮により上下回動し、該リフトアーム１３
の位置を検出するリフト角度センサ３が設けられている
。該油圧シリンダー２０への圧油を制御するのがリフト
昇降電磁弁Ｖ１・Ｖ２であり、上昇電磁弁Ｖ１と下降電
磁弁Ｖ２により構成されている。該上昇電磁弁Ｖ１と下
降電磁弁Ｖ２の切換の信号がリフト電子制御部Ｃより送
信される。

【００１３】図６は、電子ガバナー機構Ａの電子制御部
Ｇと、リフト電子制御部Ｃと、作業機昇降機構Ｂの間の
検出信号と指令信号の動きを図示する図面である。図６
において、回転数検出センサ１とラック位置センサ２と
ラックアクチュエータ９と電子制御部Ｇにより構成した
電子ガバナー機構Ａと、リフト昇降電磁弁Ｖ１・Ｖ２と
、アクセルレバーセンサ５と、負荷率設定器６と、リフ
ト角度センサ３を具備し、作業状態で電子制御部Ｇによ
り検出した検出負荷率ＦＳが、負荷率設定器６により設
定した設定負荷率Ｆの設定範囲になるように、作業機を
昇降制御する技術である。図６に示す如く、電子ガバナ
ー機構Ａの電子制御部Ｇとリフト電子制御部Ｃの間に、
信号が交信されており、またリフト電子制御部Ｃと作業
機昇降機構Ｂとの間でも信号が交信されている。そして
本発明の要部は、電子ガバナー機構Ａの信号を、作業機
昇降機構Ｂの制御信号として使用可能としているのであ
る。即ちリフト電子制御部Ｃを介して、電子ガバナー機
構Ａと作業機昇降機構Ｂが連結された状態となっている
。

【００１４】次に図７において請求項１の技術を説明す
る。図７はエンジン負荷率の増減に基づき、ロータリ耕
耘装置Ｒのリアカバー２２と耕耘回動カバー２１を前後
する制御機構を示す図面である。即ち設定負荷率Ｆに対
して、ラック位置センサ２が検出するエンジン負荷率が
増減する場合には、ロータリ耕耘装置Ｒを上下するので
はなくて、耕耘回動カバー２１を前後することより対応
しようとするものである。ロータリ耕耘装置Ｒの昇降は
行わないので、耕深は一定であり、リアカバー２２の位
置が前後に回動するだけで済むのである。

【００１５】次に図８と図９により、請求項２の発明に
ついて説明する。図８はポジション制御の場合の制御ブ
ロック線図、図９はドラフト制御の場合の制御ブロック
線図である。図８においてポジション制御を行う場合に
は、ポジションレバー７ａの回動によりポジション設定
器７が設定し、トラクタのダッシュボードの部分に設け
られたワンタッチ昇降スイッチ１８により、圃場端回行
の際において一気に上昇が可能である。また該ワンタッ
チ昇降スイッチ１８による上げ高さを上げ高さダイアル
１８ａにより設定可能である。自動／手動切換スイッチ
８によりモードを切換えて、ポジションレバー７ａ又は
上げ高さダイアル１８ａにより設定高さを指示すると、
リフト昇降電磁弁Ｖ１・Ｖ２が切換えられて、リフトア
ーム１３が上下回動し、リフト角度センサ３は回動角度
を検出するのである。そして設定高さに作業機を収束さ
せるのである。

【００１６】次にドラフト制御の場合を説明すると。こ
の場合には、負荷率設定器６により設定負荷率Ｆを設定
するのである。そして該設定負荷率Ｆと、ラック位置セ
ンサ２が検出する検出負荷率ＦＳが略同じとなるように
、リフト昇降電磁弁Ｖ１・Ｖ２を切換制御するのである
。請求項２の発明においては、特にドラフト制御のセン
サを、従来の機械的なセンサから、ラック位置センサ２
に変更し、電子信号として検出した点に要部があるので
ある。

【００１７】次に図１０・図１１・図１２において、請
求項３の発明について説明する。図１０は定負荷率制御
と定回転制御を示す制御ブロック線図、図１１は同じく
制御フローチャート図面、図１２は同じく制御状態を示
す図面である。作業状態と非作業状態との位置の切換点
は、リフト角度センサ３により切換点を判断しても良い
し、負荷率の大小により切換点の判断をしても良いもの
である。該作業・非作業検出器２３による検出に基づい
て、電子ガバナー機構Ａに制御指令を発して、作業状態
ではドラフト制御の為の負荷率一定制御を行い、また非
作業状態では、負荷が軽くなるので負荷率一定とすると
、回転数が異常に上昇するので、負荷率は変動しても良
いので、一定回転数となるように制御を変更するのであ
る。図１１においては作業・非作業検出器２３により判
断した後の、一定負荷率制御と一定回転数制御のフロー
チャートが示されている。図１２においては、該非作業
時の一定回転数を変化する状態を示している。即ち、作
業機が地面に接していない上方の位置の非作業状態では
、エンジン回転数の低い位置の一定回転数に制御し、ロ
ータリ耕耘装置Ｒが下降した場合の、地面に近い位置で
は、設定回転数を高い回転数に設定すべく構成している
。

【００１８】図１３はリアカバー２２に設けた耕深位置
センサ４をもデプスセンサとし、またラック位置センサ
２により、エンジン負荷率を検出しドラフトセンサとし
、両者を重複してセンサとしてリフト昇降電磁弁Ｖ１・
Ｖ２を制御する場合の制御ブロック線図が開示されてい
る。そして両センサを併用しているが、通常は耕深位置
センサ４による検出値により作業機を上下する方を優先
し、エンジンＥの負荷が上昇した場合には、耕深位置セ
ンサ４の検出値に関わらず、設定負荷率となるようにリ
フト昇降電磁弁Ｖ１・Ｖ２を制御すべく構成したのであ
る。また負荷率が減少した場合には、耕深位置センサ４
による制御を切り換えるのである。またエンジンの負荷
により、ドラフト制御が作動し、作業機の昇降回数があ
る一定時間内に一定回数以上となった場合には、過負荷
表示器により表示すべく構成している。

【００１９】図１４は作業機が地面に設置する際におい
てスピードをコントロールする制御を示す図面である。 この場合に、圃場端回行時等の如く、作業機の下降操作
後にエンジン負荷が徐々に設定負荷率Ｆとなるように、
作業機の下降速度を制御するのである。これにより作業
機下降時において、エンジンＥの急激な負荷変動が発生
しないように構成することが出来るのである。

【００２０】図１５は電子ガバナー機構Ａにより、トラ
クタの車速も同時に制御する場合のフローチャート図面
、図１６は同じく制御ブロック線図である。該構成にお
いては、速度設定器２５により速度を設定し、エンジン
回転数域設定器２６により回転数域を設定し、該回転数
域の中でエンジン回転数が設定される。そして速度セン
サ２４により速度が検出されて、両者の比較により電子
ガバナー機構Ａに指示が出されて、常時同じエンジン回
転数と速度になるように燃料ラック１０が移動するので
ある。エンジン回転数域設定器２６により設定した範囲
内から出た場合には、オペレーターに対して警報が発せ
られる。このようにエンジン回転数域設定器２６が設け
られていることにより、以上に高いエンジン回転数とな
りＰＴＯ回転数が以上に高速となることが無いのである
。設定回転数域内で設定速度が得られない場合には、オ
ペレーターは速度段を変速するのである。

【００２１】図１７は車速の制御に加えてスリップ率の
制御も行う場合の、フローチャート図面、図１８は同じ
く制御ブロック線図である。該技術においては、車軸回
転数センサ２８と限界スリップ率設定器２７とを設け、
車軸回転数センサ２８と速度設定器２５からスリップ率
を検出し、速度センサ２４により検出した車輌速度と、
演算したスリップ率からエンジン回転数を演算し、電子
ガバナー機構Ａに指示するのである。そして限界スリッ
プ率設定器２７により設定したスリップ率を超えた場合
には、オペレーターに警報を発するのである。

【００２２】

【発明の効果】本発明は以上の如く構成したので、次の
ような効果を奏するものである。即ち、請求項１の如く
構成したので、負荷率の増減があった場合において、作
業機を昇降することなく、まず耕耘回動カバー２１とリ
アカバー２２の部分を前後に回動することにより、設定
負荷率Ｆに戻すことが出来るので、耕深は一定のままで
維持することが出来るのである。また負荷率の増減は電
子ガバナー機構Ａにより電気信号として検出することが
できるので、別にドラフトセンサを設ける必要が無くな
ったのである。

【００２３】また請求項２の如く構成したので、次のよ
うな効果を奏するものである。即ち従来の如く、機械的
で複雑な従来のようなドラフトセンサ機構を設ける必要
が無く、電子ガバナー機構Ａのラック位置センサ２を兼
したので、耐摩耗性や耐久性が向上したのである。また
油圧リフトアームの基部にセンサやフィードバック機構
を設ける必要が無いので、ドラフト制御機構の構造を簡
単に構成することが出来たのである。

【００２４】また請求項３の如く構成したので、作業と
非作業状態の変化によって発生するアクセルレバー操作
の必要性を無くすことが出来るので、作業のスムーズさ
を得ることが出来たのである。特に旋回時においては、
ハンドル操作の必要があり、アクセルレバー１４を操作
する余裕が無いのであるが、本発明の如く構成すること
により、アクセルレバー１４を操作する必要が無いので
作業者の安全を図ることも出来るのである。

【図面の簡単な説明】

【図１】作業機としてロータリ耕耘装置を装着したトラ
クタの側面図である。

【図２】電子ガバナー機構Ａの側面断面図である。

【図３】同じく電子ガバナー機構Ａの側面図である。

【図４】電子ガバナー機構Ａによる制御マップの一例を
示す図面である。

【図５】リフト昇降電磁弁Ｖ１・Ｖ２を具備した作業機
昇降機構Ｂの油圧回路図である。

【図６】電子ガバナー機構Ａの電子制御部Ｇと、リフト
電子制御部Ｃと、作業機昇降機構Ｂの間の検出信号と指
令信号の動きを図示する図面である。

【図７】エンジン負荷率の増減に基づき、ロータリ耕耘
装置Ｒのリアカバー２２と耕耘回動カバー２１を前後す
る制御機構を示す図面である。

【図８】ポジション制御の場合の制御ブロック線図であ
る。

【図９】ドラフト制御の場合の制御ブロック線図である
。

【図１０】定負荷率制御と定回転制御を示す制御ブロッ
ク線図である。

【図１１】同じく制御フローチャート図面である。

【図１２】同じく制御状態を示す図面である。

【図１３】リアカバー２２に設けた耕深位置センサ４を
もデプスセンサとし、またラック位置センサ２により、
エンジン負荷率を検出しドラフトセンサとし、両者を重
複してセンサとしてリフト昇降電磁弁Ｖ１・Ｖ２を制御
する場合の制御ブロック線図である。

【図１４】作業機が地面に設置する際においてスピード
をコントロールする制御を示す図面である。

【図１５】電子ガバナー機構Ａにより、トラクタの車速
も同時に制御する場合のフローチャート図面である。

【図１６】同じく制御ブロック線図である。

【図１７】車速の制御に加えてスリップ率の制御も行う
場合のフローチャート図面である。

【図１８】同じく制御ブロック線図である。

【符号の説明】

Ｆ　　設定負荷率 ＦＳ　　検出負荷率 Ｄ　　検出牽引負荷 ＤＭ　　平均演算値 Ａ　　電子ガバナー機構 Ｂ　　作業機昇降機構 Ｃ　　リフト電子制御部 Ｖ１　　上昇電磁弁 Ｖ２　　下降電磁弁 １　　回転数検出センサ ２　　ラック位置センサ ３　　リフト角度センサ ４　　耕深位置センサ ５　　アクセルレバーセンサ ６　　負荷率設定器 ７　　作業機位置設定器 ８　　自動／手動切換スイッチ ９　　ラックアクチュエータ １０　　燃料ラック １１　　ラックバー １２　　磁性回転体 １８　　ＰＴＯ断接用電磁弁 １９　　対地作業機負荷検出器 ２０　　油圧シリンダー ２１　　耕耘回動カバー ２２　　リアカバー ２３　　作業・非作業検出器 ２４　　速度センサ ２５　　速度設定器 ２６　　エンジン回転数域設定器 ２７　　限界スリップ率設定器 ２８　　車軸回転数センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】　　回転数検出センサ１とラック位置セン
   サ２とラックアクチュエータ９と電子制御部Ｇにより構
   成した電子ガバナー機構Ａを設け、また設定負荷率Ｆを
   設定する負荷率設定器６を設け、該電子ガバナー機構Ａ
   の電子制御部Ｇにより検出負荷率ＦＳを検出し、該負荷
   率設定器６と検出負荷率ＦＳとを比較することにより、
   ロータリ耕耘装置Ｒの耕耘回動カバー２１を前後に回動
   すべく構成したことを特徴とするトラクタの作業機制御
   機構。
2. 【請求項２】　　回転数検出センサ１とラック位置セン
   サ２とラックアクチュエータ９と電子制御部Ｇにより構
   成した電子ガバナー機構Ａと、リフト昇降電磁弁Ｖ１・
   Ｖ２と、負荷率設定器６と、リフト角度センサ３を具備
   し、作業状態で電子制御部Ｇにより検出した検出負荷率
   ＦＳが、負荷率設定器６により設定した設定負荷率Ｆの
   設定範囲となるように、作業機を昇降制御するドラフト
   制御機構において、ドラフトセンサをラック位置センサ
   ２により兼用したことを特徴とするトラクタの作業機制
   御機構。
3. 【請求項３】　　作業機の作業状態と非作業状態を判断
   し、作業状態においては負荷率一定で変動するエンジン
   回転数で走行し、非作業状態においては回転数一定とな
   るように制御することを特徴とするトラクタの作業機制
   御機構。