JPH0714281B2 - 農用作業車の自動昇降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ○産業上の利用分野 本発明は、耕耘作業機等の作業機を付設した農用作業車
の自動昇降制御装置に関するものである。

○従来の技術 この種の作業機の自動昇降制御装置としては、特公昭60
-36721号「対地作業車」が公知である。該公知技術にお
いては、作業機の下降速度を二段制御として作業機降下
の作業能率を高め且つ接地時の瞬間的な負荷増大による
ダッシング現象を防止すべく、作業機昇降装置の電磁弁
を間欠駆動するための間欠信号発生装置を備え作業機が
所定位置まで下降したのち間欠信号を供給するよう構成
されている。

○発明が解決しようとする問題点 上記の公知技術においては、非作業時に作業機位置固定
のためのストップバルブ及び作業機の降下速度を調節す
るスローリターンバルブ（以下総称してスローリター
ン、ストップバルブと称する）等の操作は使用者に開放
され、任意の調整が考えられるが、作業時にストップバ
ルブを完全に開にしないで作業を行った場合、あるい
は、作業条件に応じて作業機を緩速降下させるべくスロ
ーリターン・ストップバルブを絞ると、設定位置以後に
おいて間欠信号が無条件に供給されるため必要以上の減
速降下となって降下時間の増大による作業能率の低下を
生じる問題点があった。さらに、圃場の凹凸により本機
が前後方向に傾斜している場合、作業機の降下時減速時
期は本機が水平時に比べると不適切に遅すぎたり、早す
ぎたりし、よしんば、降下時の減速時期を手動操作具に
より調節可能であった場合においても、調節操作そのも
のがわずらわしいという問題点があった。

○問題点を解決するための手段 本発明は、作業機ポジションセンサ（１）と；作業機耕
深量設定器（２）と；作業機対本機位置設定器（３）
と；耕深センサ（４）と；作業機昇降制御用の電磁弁
（５）とスローリターン・ストップバルブ（６）とを含
む油圧式昇降装置（７）と；油圧式昇降装置（７）の電
磁弁（５）に対し連続通電とパルス通電とを切換替自在
に供電するための電磁弁駆動回路（８）と；作業機ポジ
ションセンサ（１）の検出信号を演算時間処理して作業
機の動作速度を検出するための動作速度検出手段（９）
と、前記設定器、センサ信号の比較、演算により作業機
昇降用電磁弁に制御信号を発する信号比較演算制御回路
（10）とを含む中央処理装置（11）とを有することによ
り、その制御動作によって、前記問題点を解消したこと
を特徴とする農用作業車の自動昇降制御装置を提供する
ものである。

○発明の作用 油圧式昇降装置（７）のスローリターン・ストップバル
ブ（６）の開位置においては、作業機の降下動作は高速
であり、降下中作業機ポジションセンサ信号は、動作速
度検出器により一定時間間隔にてサンプリングの後演
算、時間処理することにより降下速度に変換され、信号
比較、演算、制御回路に入力される。信号比較、演算、
制御回路は降下速度と、降下速度の時間変化率を演算に
より生成し、一定の負極性変化率になるかどうか常に監
視しており、作業機の降下速度がある一定以上の速度を
越えた後、一定の負極性変化率になったことを作業機が
高速にて降下中、地中に突入した時点と判断し、以降設
定器の設定耕深量に至るまで降下したことを作業機ポジ
ションセンサ信号により判定し、自動停止を行うまでの
降下動作を作業機降下用電磁弁の駆動を連続通電より、
パルス通電に切換え、減速動作させる。他方、スローリ
ターンストップバルブが全閉でない状態でやや開いてい
る状態では作業機の降下速度は上述の高速に比べ遅いの
であるが、一定速度以下の場合、すなわち、ダッシン
グ、エンジンストップに至らない様な低速降下時の場
合、上述の一定速度に満たないため、上述の減速動作切
替えを行わないことにより過度の緩速降下を防ぐ制御動
作を行うものである。よって、いかなるバルブ開閉状態
及び作業機の前後方向傾斜状態にあたつても、再短時間
及び最良の作業機降下動作が得られることとなる。

○実施例 第２図に示す実施例においては、作業機ポジションセン
サ（１），作業機耕深量設定器（２），作業機対本機位
置設定器（３），耕深センサ（４）と中央処理装置（1
1）との間にアナログスイッチ（12）とA/Dコンバータ
（13）とを介在させ、中央処理装置（11）として機能す
るワンチップマイコン（11a）とアナログスイッチ（1
2）とA/Dコンバータ（13）と電磁弁駆動回路（８）とを
装備したコントローラ（14）を作業機または本機の適所
に取り付ける。

作業機ポジションセンサ（１）は、作業機（耕耘作業
機）の対本機（トラクター）姿勢を検出しその検出信号
はアナログ電圧信号でありコントローラ内のアナログス
イッチを経由してA/Dコンバータにてデジテル信号に変
換されワンチップマイコンに取り込まれるワンチップマ
イコンはその制御プログラムにより内臓のタイマーカウ
ンタにより生成される一定の時間信号により作業機ポジ
ションセンサの信号を演算による時間処理［（ｔ＋Δ
ｔ）−（ｔ）の演算］をすることにより作業機の動作
速度が検出できる。作業機対本機位置設定器（３）は、
作業機の対本機の相対位置を設定する。作業機耕深量設
定器（２）は、対地昇降位置を設定する。耕深センサ
（４）は、作業機の対地位置を検出する。

油圧式昇降装置（７）は、本機と作業機とを連結すると
ともに本機に対し作業機を昇降操作するためのリフトア
ーム（15）を回動させるためのリフトシリンダ（16）を
有する油圧制御機構を含み、第３図に示すごとく、電磁
弁（５）およびスローリターン・ストップバルブ（６）
の他に、油圧ポンプ（17），チョーク弁（18），リリー
フバルブ（19）およびセフティバルブ（20）を含んでい
る。第３図において、（21）はロワーリンクである。

ワンチップマイコン（11a）は、ワンチップマイコン内
臓のプログラムにより、作業機ポジションセンサ（１）
の検出信号を時間処理［（ｔ＋Δｔ）−（ｔ）の演
算］して作業機の動作速度を検出するための動作速度検
出手段（９）としての機能と、｛（ｔ＋Δｔ）−
（ｔ）｝／（ｔ）の降下速度変化率の生成を行うとと
もに、リフトアームポジションセンサの信号及び耕深設
定機の信号をモニタし、作業機が一定以上の速度で降下
しているか、一定以上の速度で降下中に一定以上の負の
速度変化が生じたかあるいは、作業機の位置が設定耕深
位置まで降下したか等の比較、判定を行った後前出の発
明作用に記した制御動作を行う信号比較演算制御回路
（10）の機能を有するものである。

電磁弁駆動回路（８）は、電磁弁（５）に対し連続通電
とパルス通電とを切替自在に供電するものであり、信号
比較演算制御回路（10）よりのパルス通電制御信号の入
来時にはパルス通電状態とし、連続通電制御信号の入来
時には連続通電状態とするものである。

スローリターン・ストップバルブ（６）の開状態で、作
業機の降下にあたり、耕耘部（ロータリ耕耘爪）が接地
までは降下速度を増加し接地（ａ）点で降下速度N1は最
高である。接地による負荷抵抗の増大により降下速度は
低下し速度の増加率は負に反転する。降下速度の減少
は、中央処理装置（11）における作業機ポジションセン
サ（１）の検出信号の時間処理［（ｔ＋Δｔ）−
（ｔ）＜０］により接地検出点（ｂ）で接地を検出す
る。

（ｂ）点より遅れて（ｃ）点のタイミングで電磁弁駆動
回路（８）をパルス通電状態に変更する。その結果、作
業機昇降速度はN2の下降速度となる。

スローリターン・ストップバルブ（６）の開ぎみ状態で
は、接地以後も連続通電が続行され、所定の耕深値に達
し停止するまでの不用な減速はなされないよう制御され
る。

なお、いずれの場合においても、コントローラ起動スイ
ッチ（図示省略）の操作により作業機の降下は開始し、
耕深センサ（４）による耕深値が、設定器（２）の設定
値と一致したとき中央処理装置（11）による演算による
両者の一致判断により、電磁弁駆動回路（８）を停止さ
せ、電磁弁（５）を閉じリフトシリンダ（15）の降下を
停止、所定の耕深値に維持する。

○発明の効果 本発明は、公知技術と同様に、本機ダッシング防止、作
業機の爪その他の部材の損傷防止、作業機の接地ショッ
クの軽減等の効果を奏するものでありながら、作業機の
前後方向傾斜による作業機の降下速度減速時期のずれを
解消し、さらにスローリターン・ストップバルブを絞っ
て降下速度を遅くした場合には、パルス通電への切替を
行うことなく、連続通電を続行し公知技術に比し作業能
率の向上をはかる効果がある。

更に、本発明は、作業機ポジションセンサ（１）の検出
信号を演算時間処理して作業機の動作速度を検出するた
めの動作速度検出手段（９）により、作業機の動作速度
を検出し動作速度の変化を検出することで、作業機が降
下中に地中に突入した時点が検出されるものであるか
ら、設定下降位置を設定するための設定器は不用であり
制御機構を簡素化できる効果がある。また、動作速度の
変化を検出して制御タイミイングを決定するものである
から、速度切替えのタイミィングが間違いなく行われる
効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の農用作業車の自動昇降制御装置を、特
許請求の範囲の記載に対応して示すブロック図である。 第２図は本発明の農用作業車の自動昇降制御装置の大要
を示すブロック図である。第３図は油圧式昇降装置の油
圧回路図である。 第４図及び第５図は、接地高さと作業機下降速度との関
係を示すグラフであり、第４図はスローリターン・スト
ップバルブが開状態の場合を示し、第５図は同じく全閉
でない状態でやや開いている状態の場合を示す。 １……作業機ポジションセンサ 2,3……設定器 ４……耕深センサ ５……電磁弁 ６……スローリターン・ストップバルブ ７……油圧式昇降装置 ８……電磁弁駆動回路 ９……動作速度検出手段 11……中央処理装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業機・昇降用リフトアーム（15）を駆動
   する油圧シリンダ（16）とスローリターン・ストップバ
   ルブ（６）とを含む油圧式昇降装置（７）と、油圧シリ
   ンダ（16）を駆動する作業機昇降用電磁弁（５）とを備
   え、作業機を上昇位置から下降させ地中の任意の位置に
   て自動停止させる様、前記作業機昇降用電磁弁（５）を
   自動操作する作業深さ制御装置（14）を備えた農作業車
   であって、作業機が降下中作業機ポジションセンサ
   （１）の検出信号を時間処理して作業機の動作速度を動
   作検出手段（９）により検出し、その降下速度が地中に
   突入前一定速度以上の場合作業機が地中に突入したこと
   を作業機の動作速度の緩急により動作検出手段（９）に
   て検出し、検出後、前記作業機昇降用電磁弁（５）を連
   続通電よりパルス通電に切替え所定の耕耘深さ位置にて
   自動停止するまで緩速降下させるとともに、作業機の降
   下速度が地中に突入前一定速度以下の場合においては、
   作業機が地中に突入後自動停止するまで前記緩速降下操
   作を行わせない制御動作を行う制御装置を備えたことを
   特徴とする農用作業車の自動昇降制御装置。