JPH0711526Y2 - 農用トラクタのドラフト制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本考案は、プラウ等の作業部を牽引するための農用トラ
クタのドラフト制御装置に関するものである。

［従来技術及び考案が解決しようとする問題点］ 一般に、この種農用トラクタにおいては、プラウ等の作
業部からの作業負荷をトツプリンクを介してドラフト力
として受け、このドラフト力が一定となるよう作業部の
昇降制御を行う所謂ドラフト制御システムが採用されて
いる。ところでこのものにおいて、通常は前行程で耕起
した溝部に左右一方の車輪を落した機体傾斜状態で作業
が成されることになる。

しかるに行程終了近くになつて走行機体が枕地に達した
場合、ここは未耕起部であるので前記傾斜した機体は耕
起溝から抜け出て平坦地を走行するたる機体姿勢は短い
走行距離のうちに大きく変化する。そしてこの場合に
は、機体と共に作業部も上昇するため作業深さが急に浅
くなり、直ちに作業部の下降制御を行う必要が有るが、
従来、このときの下降速度は通常作業の下降速度と同じ
であつたため作業深さがどうしても浅くなつて乱れが生
じ、精度の高い作業ができないばかりでなく、牽引負荷
が急に軽くなつて走行速度が瞬間的に速くなり運転操縦
性にも問題が生じるなどの欠点が有る。

［問題を解決する手段］ 本考案は、上記の如き実情に鑑み、これらの欠点を一掃
することができる農用トラクタのドラフト制御装置を提
供することを目的として創案されたものであつて、走行
機体に牽引される作業部の昇降作動を、該作業部からの
ドラフト力を検知してこれが予め制定される値に成るよ
う制御するドラフト制御機構を設けた農用トラクタにお
いて、前記ドラフト制御機構には、作業部の下降速度が
通常作業に合わせた通常下降速度モードの他にこれより
も速い高速下降速度モードが設定された下降速度モード
手段と、走行機体が作業部下降を必要とする姿勢に変化
したことを検知する姿勢変化検知手段と、該姿勢変化検
知手段の姿勢変化検知に基づいてドラフト力が設定値に
なるまで下降速度を通常下降速度モードから高速下降速
度モードに切換えるモード切換え手段とを設けたことを
特徴とするものである。

そして本考案は、この構成によつて、機体姿勢が、作業
部下降を必要とする姿勢に大きく変化した場合に、高速
で作業部下降制御をして迅速に対応することができるよ
うにしたものである。

［実施例］ 次に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。図
面において、１は農用トラクタの走行機体であつて、該
走行機体１の後部には昇降リンク機構２を介してプラウ
作業部３が取付けられている。前記昇降リンク機構２の
トツプリンク2aの基端部はトツプリンクブラケツト４の
枢支されているが、このトツプリンクブラケツト４の作
業部３からのドラフト力検知をするドラフト力検知セン
サ５が設けられている。一方、ロアリンク2bにリフトロ
ツド（左右何れか一方のものは伸縮シリンダを用いて構
成されている）2cを介して連結されるリフトアーム６に
はその揺動角検知をするアーム角検知センサ７が設けら
れている。

一方、８はマイクロコンピユータを用いて構成される制
御部であつて、該制御部８には前記ドラフト力検知セン
サ５、アーム角検知センサ７の他に、作業部の高さ設定
をするポジシヨンレバー９のレバー位置検知をするポジ
シヨン検知センサ10、機体の左右傾斜を検知する傾斜検
知センサ11等のセンサ類、ドラフト自動制御を行うかの
切換えをするドラフト自動切換えスイツチ12、傾斜自動
制御を行うかの切換えをする傾斜自動切換えスイツチ13
等のスイツチ類、ドラフト力の設定をするドラフト力設
定器14、傾斜制御の設定をする傾斜制御設定器15等の設
定器類などからの信号を入力し、これら入力した信号に
基づいて必要な制御指令を、例えばリフトアーム上昇用
ソレノイド16、下降用ソレノイド17、あるいはリフトロ
ツド伸長用ソレノイド18、縮小用ソレノイド19等の対応
するアクチユエータに出力して種々の制御を行うもので
あるが、以下、ドラフト制御に関するものについてフロ
ーチヤート図、並びにタイミングチヤート図に基づいて
説明する。

即ちこのものは、システムスタートをし、必要なデータ
読込みが成された後、アーム角検知センサ７の検知値
（アーム角検知値）Ａがポジシヨン検知センサ10のポジ
シヨン検知値Ｂ以上（Ａ≧Ｂ）であるか否かが判断され
る。そしてこの判断において、ポジシヨン検知値Ｂの方
が、安定制御をするために設定される不感帯αの範囲を
越えて大きい（Ａ＜Ｂ）と判断される場合には、リフト
アーム６を上動させるべく上昇用ソレノイド16に対して
連続的となる高速モードのON指令が出力され、これによ
つてリフトアーム６は高速で上動すべく制御される。

一方、アーム検知値Ａの方が不感帯αを越えて大きいと
判断され、そしてドラフト自動切換スイツチ12がONにな
つている場合（スイツチ12がONになつていない場合には
下降用ソレノイド17を連続的にONとなる高速モードで下
降をすることになる）に、さらにポジシヨンレバー９が
上限（例えば機体回行時等において作業部を上昇させる
位置）にセツトされているか否かが判断され、上限にセ
ツトされていると判断される場合に、次の操作はポジシ
ヨンレバー９を下限位置（作業位置）まで降ろして作業
開始とするのが一般的であるから、これを判断するため
の作業開始モード設定用の第一レジスタR1を「１」にセ
ツト（R1←１）する。

この様な処理が成された後、さらにドラフト力設定器14
の設定値Ｃとドラフト力検知センサ５の検知値Ｄとが比
較される。そして前記作業開始地においては当然安定制
御のために設定される不感帯β（勿論、α＝βであつて
も無くても良い）の範囲を越えて検知値Ｄの方が大き
く、そして第一レジスタR1も前述したように「１」にセ
ツトされており、この場合には下降用ソレノイド17に連
続による高速モードのON指令が出されて作業部３は高速
下降する。そして作業部３が略設定される作業姿勢まで
降下し、不感帯βの範囲内となつたと判断された場合
に、後述する第二レジスタR2がリフトアーム上昇モード
でない（R2←１でない）ことを条件（作業開始時には第
二レジスタR2は「０」にセツトされている）に、前記第
一レジスタR1を「０」にリセツト（R1←０）すると共
に、下降用ソレノイド17に対して（上昇用ソレノイド16
も後述するよう作動してこの範囲内となつた場合には同
様である）OFF指令が出力されて作業部３の下降制御
（上昇制御）が停止することになり、以降、作業モード
（つまり第一レジスタR1が「０」にセツトされた状態）
となる。

この様に作業モードとなつた後でもドラフト制御をする
場合に当然前記設定値Ｃと検知値Ｄとに不感帯βを越え
て差が有るか否かの判断が成されるが、ここにおいて検
知値Ｄの方が大きい（Ｃ＜Ｄ）、つまり作業部３からの
ドラフト力が設定値よりも大きくなつたと判断される場
合には、前記第一レジスタR1をリセツトして「０」とす
る（R1←０）一方、上昇モード設定用の第二レジスタR2
を「１」にセツト（R2←１）して上昇モードとし、そし
て上昇用ソレノイド16に対して連続的な高速モードのON
指令が出され、これによつて作業部３の高速上昇制御が
成されることになる。この様なことは、作業走行をして
いる場合において、作業部３からのドラフト力が設定値
よりも大きくなつた場合に生じるものであり、従つて、
前述したように作業開始をすべくポジシヨンレバー９を
下限位置まで降ろして作業部３を下降させている場合に
生じることは当然無いのである。そして作業部３が上昇
すると、急激にドラフト検知値Ｄが減少し、不感帯βの
範囲を越えた値となつてドラフト検知値Ｄがドラフト設
定値Ｃよりも小さく（Ｃ＞Ｄ）なるが、この場合には、
第一レジスタR1が「０」で有り、かつ第二レジスタR2が
「０」で無いと判断される。そしてこの場合には、作業
部３が予め設定される高さθだけ上昇したか否かがアー
ム角検知値Ａの変化量に基づいて判断され、未だ高さθ
だけ変化していないと判断される場合には上昇用ソレノ
イド16に対して継続して連続する高速モードのON指令が
出力されて高速上昇制御がなされる。一方、高さθだけ
上昇したと判断された場合には、さらにこの状態を時間
T₁（時間T₁は例えば0.1から0.5秒程度に設定されること
が通常作業では好ましい）だけ継続（つまり時間T₁内で
あるときには昇降用ソレノイド16、17には何れもOFF指
令が出力される）し、そして時間T₁を経過したと判断さ
れると、第二レジスタR2を「０」にリセツトし、以降、
通常の作業モードとなる。従つて、ドラフト力Ｄが不感
帯βを越えて小さい（Ｃ＞Ｄ）と判断される場合には下
降用ソレノイド17に対してインチングによる低速モード
によるON指令が出力されて低速での下降制御が成され、
而して通常の作業モード状態においては、作業部３を上
昇制御させる場合には高速モードによる上昇制御が成さ
れ、下降制御させる場合には低速モードによる下降制御
が成されるように構成されている。

因みに、通常作業状態で作業部３の下降速度を低速モー
ドとするのは、作業部３が下降する場合において、作業
部が上昇している状態では牽引負荷が小さく、そのうえ
に自重下降作用が加わるため、下降時の負荷が小さくな
つて必要以上に高速で下降してしまうためであり、従つ
てこの様に低速モードとしないと、作業部３の下降停止
を制御位置でさせようとした場合に、下降慣性によりこ
れを越えて下降してしまい、このため所謂ハンチング現
象が生じて安定制御が損なわれることを回避するためで
ある。従つて本実施例においては、通常作業時における
ハンチング防止も果たし得るものである。

さらに本実施例において、牽引負荷が増大したため作業
部３の上昇制御をする場合に、上昇高さθを一定にし、
この状態を時間T₀だけ継続させてから通常制御とするよ
うになつているので、作業部３の上昇動作が安定化して
不必要な動きが抑えられ、仕上りが改善されるという利
点が有る。

一方、前記通常モードでの制御において、機体が枕地に
達し、右側車輪が既耕起溝から脱出して機体の左右姿勢
が急激に水平姿勢に近づいた場合や深い凹溝から脱出す
るような場合が有るが、その場合には、機体が急に大き
く持ち上がることにより作業部３も持ち上がり、これに
よつて当然ドラフト力検知値Ｄが小さくなつて設定値Ｃ
の方が大きい（Ｃ＞Ｄ）と判断されることとなり、かつ
前述したように通常作業モードでは第一、第二レジスタ
R1、R2の何れも「０」にセツトされた状態となつてい
る。しかもこの機体の急激な姿勢変化、例えば耕起溝か
ら脱出して右下り状態が急激に回復したことは、傾斜検
知センサ11の検知値が短時間のうちに大きくＬ以上変化
したか否かで判断でき、そしてこの状態で、さらに確実
を期するため実施例ではドラフト検知値Ｄが下限値であ
ると判断される場合に、機体が既耕起溝を脱したものと
判断し、この状態が予め設定される時間T₀を越えない範
囲において、下降用ソレノイド17に対して連続的な高速
モードによるON指令が出力されて作業部３は高速下降す
ることとなり、一方、ドラフト検知値Ｄが下限値でなか
つたり、時間T₀（例えば２〜５秒程度の時間であり、こ
の時間は、後輪が溝から抜け出るまでに要する時間を考
慮し、これよりは長い時間が設定される）を越えた場合
にはインチングによる低速モードでのON指令が出力され
て通常の下降速度で下降するようになつており、而し
て、枕地近くになつて機体が既耕起溝から脱したような
場合には、作業部３を高速で下降させて、所要の耕起深
さとなるよう迅速対処が成されるように構成されてお
り、この様にしてドラフト制御機構に、作業部の下降速
度が通常作業に合わせた通常速度モードの他にこれより
も高速のモードが設定された下降速度モード手段と、走
行機体が作業部下降を必要とする姿勢に大きく変化した
ことを検知する姿勢変化検知手段と、該姿勢変化検知手
段の姿勢変化検知に基づいて下降速度モード手段を通常
速度モードから前記高速モードに切換えるモード切換え
手段とが設けられている。

叙述の如く構成された本考案の実施例において、前述し
たように、プラウ作業を行う場合のドラフト制御はトツ
プリンク2aを介して検知されるドラフト力検知に基づい
て成されることになるが、機体が枕地近くに達し、前回
行程による既耕起溝から脱して右下り姿勢が急激に水平
姿勢に回復した場合に、作業部３は機体に対して高速で
下降制御せしめられて、前記姿勢変化に直ちに対応した
耕起姿勢となる。

従つて、従来の作業部３の下降速度が通常作業の際と同
じ低速モードのままであるものの如く迅速な対応ができ
なくなつて、耕起深さが浅くなつて作業精度が低下して
しまう不具合を確実に防止できるうえに、走行機体１の
牽引負荷が急に軽くなつて走行速度が瞬間的に速くなつ
てしまうようなことがなく、急激な機体姿勢の変化に充
分対応させた精度の高い安全な圃場作業ができることに
なる。

尚、本考案において、走行機体が作業部下降を必要とす
る姿勢に変化する場合として、既耕起溝から脱出する場
合に限らず、圃場に段差状の凹溝があつてここから脱出
するような場合も有り、この場合の姿勢変化の検知は左
右傾斜検知センサによらず前後傾斜検知センサ等の適宜
センサ手段により検知するようにしても良いことは言う
までもない。

また、前記実施例では右下り状態からの変化についての
場合に限定されているが、これに限定されず、同様にし
て左下り状態からの変化についても実施できる。さらに
この種の作業機においては、上下向きを反転させて両用
型にしたものも有るが、この場合には、機体の右下り、
左下りをそれぞれ検知し、左右下り状態からの変化につ
いてどちらも制御できるようにしておけば良いものであ
ることは勿論である。

［作用効果］ 以上要するに、本考案は叙述の如く構成されたものであ
るから、作業部の昇降をドラフト制御に基づいて行う場
合に、作業部の下降制御は、通常作業走行時においては
低速の通常下降速度モードによつて安定して行うことが
できるが、走行機体が既耕起溝から脱して機体姿勢が傾
斜姿勢から急速に水平姿勢に変化する場合の如く迅速な
作業部下降を必要とする姿勢に変化したとき、この検知
に基づいて下降速度が通常の通常下降速度モードから高
速下降モードに切換えられて、ドラフト力が設定値にな
るまで作業部は高速下降することになる。

この結果、従来のように作業部の下降が追随せずに作業
深さが浅い状態となつて作業精度が損なわれてしまうこ
とを回避し得て、作業部を、機体姿勢の変化に迅速に対
応させて下降でき、もつて作業精度を高めることができ
ると共に、牽引負荷の変化も僅かになつて安定した走行
速度で圃場作業が行えることになる。

【図面の簡単な説明】

図面は、本考案に係る農用トラクタのドラフト制御装置
の実施例を示したものであつて、第１図は農用トラクタ
の側面図、第２図は機体が傾斜姿勢での作業走行を示す
作用説明図、第３図は機体が水平姿勢での作業走行を示
す作用説明図、第４図は制御機構のブロツク回路図、第
５図は制御システムのフローチヤート図、第６図はその
タイミングチヤート図である。 図中、１は走行機体、３は作業部、５はドラフト力検知
センサ、８は制御部、11は傾斜検知センサ11である。

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】走行機体に牽引される作業部の昇降作動
   を、該作業部からのドラフト力を検知してこれが予め設
   定される値に成るよう制御するドラフト制御機構を設け
   た農用トラクタにおいて、前記ドラフト制御機構には、
   作業部の下降速度が通常作業に合わせた通常下降速度モ
   ードの他にこれよりも速い高速下降速度モードが設定さ
   れた下降速度モード手段と、走行機体が作業部下降を必
   要とする姿勢に変化したことを検知する姿勢変化検知手
   段と、該姿勢変化検知手段の姿勢変化検知に基づいてド
   ラフト力が設定値になるまで下降速度を通常下降速度モ
   ードから高速下降速度モードに切換えるモード切換え手
   段とを設けたことを特徴とする農用トラクタのドラフト
   制御装置。