JPH0714284B2 - 対地作業機のドラフト制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、トラクタ等の牽引車輌によつて牽引されて
走行するプラウ等の対地作業機のドラフト制御装置に関
するものであり、特に、ドラフト制御にて作業している
とき、プラウの自重による引張荷重をトツプリンクが負
荷されているときに、耕深（抗力）設定器にて「浅」の
指定を為したときのドラフト制御装置に関するものであ
る。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

従来、此種対地作業機のドラフト制御装置は、操作員に
よつて設定された耕深（抗力）が維持されるように、対
地作業機を自動的に昇降動作させるものであり、該耕深
（抗力）を設定するドラフト設定値と、耕深（抗力）を
検出するドラフト検出センサによる検出値との差である
偏位値を算出し、この偏位値に応じて油圧昇降機構が昇
降制御され、之によつてリフトアームを昇降せしめ、以
て、ドラフト制御によるプラウ作業が行われているので
ある。

然るに、上記ドラフト制御によつてプラウ作業を為して
いるとき、耕深が一定以上深い場合にはプラウ前面に耕
起抵抗が作用してトツプリンクに押圧力として負荷する
が、一定の耕深に達しない場合には、プラウ前面への耕
起抵抗の作用力がプラウの自重による牽引抵抗に打ち消
されてしまい、逆に引張り荷重（マイナス荷重）がドラ
フトセンサに負荷することになつていた。

又、ドラフト制御においては、プラウ先端が早く潜り込
むよう作業開始時点のみ一定時間（３秒前後）に亘つて
ドラフト制御を自動的にカツトしていた。このため、耕
深（抗力）設定器にて「浅」の指定をしてドラフト制御
を行うと、一定以上浅い場合ももつと浅すぎの場合も、
プラウは一度深い位置まで潜つた後、自動制御でバラン
スする位置まで上昇する。

プラウ前面への耕起抵抗の作用力がプラウの自重による
牽引抵抗に打ち消されてしまい、逆に引張り荷重（マイ
ナス荷重）がドラフトセンサに負荷することになる状態
で、自動制御中のプラウ取付姿勢がトツプリンク位置で
略対地水平状に調整されていると、この自動制御走行時
にプラウ先端に岩石や木根等が接当した場合トツプリン
クに押圧力が少し作用してトツプリンクの引張り荷重
（マイナス荷重）が少なくなり、これによりプラウは浅
い方に少し吊り上げられる。

又、耕深（抗力）設定器にて「浅」の指定をしてドラフ
ト制御が浅くてうまく働いているとき、操作員が更に耕
深（抗力）設定器にて「浅」の指定をしたとすると、自
動制御によつてそれだけリフトアームが上昇し、これに
よつてロワーリンクも上昇回動してトツプリンクに負荷
される引張荷重（マイナス荷重）の方向が水平方向より
偏位して或る角度に変る。然るときは、このマイナス荷
重が小となり、CPUはプラウが通常の（一定以上の深さ
の耕起状態）耕起において、下降したためにプラウ前面
への耕起抵抗の作用力が増加し、この増加分がトツプリ
ンクを押圧しトツプリンクの引張り荷重（マイナス荷
重）が少なくなりつつある状態と感違いして上げの操作
指令を出力し、このためにプラウが上昇した儘、何時ま
でも下降しないと云う不具合が生じるのである。そこ
で、自動制御に於て上記のような不具合を解消するため
に解決せらるべき技術的問題点が生じてくるのである。

〔問題点を解決するための手段〕

この発明は、上記問題点を鑑み之を克服せんとして提案
せられたものであり、油圧昇降機構によって昇降自在に
設けられている対地作業機の耕起抵抗を検出するドラフ
トセンサと、抗力を設定する抗力設定器とを備え、上記
ドラフトセンサの検出値と、抗力設定器によって指定さ
れた設定値との差である偏位値を算出し、この偏位値に
応じた昇降動作を為すべく油圧昇降機構を昇降制御する
ように構成されているドラフト自動制御装置に於て、対
地作業機の自重の引張荷重がドラフトセンサに負荷され
ているとき、トラクタのリフトアーム角によって該ドラ
フトセンサの検出値を補正し、この補正された補正値に
て操作指令を出力する制御部をCPUに設け、且つ、該制
御部からの指令により、上昇用比例ソレノイド弁及び下
降用比例ソレノイド弁が夫々励磁されて油圧昇降機構が
作動するように構成された対地作業機のドラフト制御装
置を提供せんとするものである。

〔作用〕

この発明は、ドラフト制御にてプラウ作業を為している
とき、殆ど地表面近傍にてプラウ作業を行う場合、この
地表面近傍の極めて浅い地面に於てはプラウの荷重は、
単に引きづられるだけの自重だけがトツプリンクに引張
りとして作用する荷重となつてトツプリンクに負荷され
るのであるが、このときはトツプリンクの方向が地表面
に対して略平行状に調節されている場合、プラウのマイ
ナス荷重がトツプリンクに負荷され乍ら走行していると
き、例えば操作員が更に耕深（抗力）設定器にて「浅」
の指定を為せば、プラウは当然浅の方向に上昇する。そ
して、このときリフトアームも上昇するが、このリフト
アームの上昇角を検出し、前記トツプリンクの平行時に
於けるリフトアーム角との偏位値を算出して、前記トツ
プリンクに負荷されるマイナス荷重を補正するので、プ
ラウの上昇状態をドラフトセンサにより確実に検出する
ことになり、依つて、ドラフト制御によるプラウ作業が
確実に行われ、従来のような前述した不具合はすべて解
消せられるようになつたのである。

〔実施例〕

以下、この発明の一実施例を別紙添附図面に従つて詳述
する。尚、説明の都合上、従来公知に属する構成も同時
に説明することにする。

第２図に示すように、牽引車輌としてのトラクタ（１）
の後部にプラウの如き対地作業機（２）を左右一対のリ
フトアーム（３）（３）へ、左右のリフトロツド（４）
（４）を介して上下に揺動する左右のロワーリンク
（５）（５）及び中央上部のトツプリンク（６）からな
る作業機連結機構（７）によつて連結し、且つ、この作
業機連結機構（７）は、そのリフトアーム（３）（３）
を油圧を用いたリフトシリンダ（８）によつて昇降回動
させる油圧昇降機（９）によつて昇降動作をするように
構成されている。又、リフトシリンダ（８）への圧力油
の給排制御は、マイクロコンピューターの如きものによ
つて構成しているCPU（10）の操作指令が、上昇駆動部
（11）又は下降用駆動部（12）にて増幅されて上昇用比
例ソレノイド弁（13）又は下降用比例ソレノイド弁（1
4）を開閉動作させて、これによつてリフトシリンダ
（８）にポンプ（15）の圧力油が供給されてリフトアー
ム（３）（３）が上昇し、又はリフトシリンダ（８）の
圧力油が排出されてリフトアーム（３）（３）が下降す
るように構成されている。

更に又、操縦席近傍に設けたポジシヨンレバー（I₁）及
びポテンシヨメーターの如きものより成る前記ポテンシ
ヨメーターの検出軸をリフトアーム（３）に結合して形
成したリフトアーム角センサ（S₁）を夫々CPU（10）に
接続して、前記ポジシヨンレバー（I₁）の操作によつて
設定された設定値に、リフトアーム角センサ（S₁）にて
検出される高さ検出値が一致するようにCPU（10）から
昇降指令が上昇用駆動部（11）又は下降用駆動部（12）
に出力して、これによつて昇降制御が行われるものであ
る。又、耕起抵抗を検出するドラフトセンサ（S₂）とし
て、例えばトツプリンク（６）の前部に連結されたドラ
フト杆（16）が、ドラフトばね（17）に抗して耕起抵抗
力によつて前方へ動く動き量を、例えばポテンシヨメー
タ（18）によつて検出するものを用いているが、ドラフ
トセンサ（S₂）は之に限定されるべきではない。

更に又、操縦席の近傍に耕深（抗力）設定器（I₂）を設
け、之を操作することによつて設定した耕起抵抗設定値
に、ドラフトセンサ（S₂）にて検出された耕起抵抗検出
値が一致するように、CPU（10）から対地作業機（２）
が昇降動作を為すべく上昇用駆動部（11）及び下降用駆
動部（12）に操作指令が出力し、之によつてドラフトコ
ントロールが行われるように構成されている。又、上昇
ソレノイド弁（13）及び下降ソレノイド弁（14）は一般
に使用されているものでよい。

而して、前記トツプリンク（６）にプラウ（２）の自重
の引張荷重が負荷されたときは、トツプリンク（６）は
地表面に対して略平行状態近くまでなつているのである
が、もし、操作員が例えば圃場の中割れ作業を行うよう
な場合、前記プラウの位置を「浅」即ち、ドラフトのマ
イナス荷重をより大にしようとして、耕深（抗力）設定
器（I₂）によつて設定したとすれば、リフトアーム
（３）（３）は当然上昇する。そこで、この上昇したリ
フトアーム角を検出するためのセンサをリフトアーム
（３）に設けるか、或は前述したリフトアーム角センサ
（S₁）によつて前記の回動角を検出してCPU（10）に入
力し、このリフトアーム（３）の回動角にてトツプリン
ク（６）の前端部に設けたドラフトセンサ（S₂）の検出
値を補正して該ドラフトセンサ（S₂）の検出値とし、こ
の補正された検出値に基いて制御部（10a）からの操作
指令が上昇用比例ソレノイド弁（13）或は下降用比例ソ
レノイド弁（14）に出力してリフトシリンダ（８）に圧
力油が夫々給排され、リフトアーム（３）が昇降するよ
うになつているのである。而して、前記のリフトアーム
（３）の上昇した角度例えば、トツプリンク（６）がロ
ワーリンク（５）に対して平行であつて殆ど地表面近傍
でプラウ作業を為すときに、ドラフト荷重が押し荷重よ
りプラウ（２）の自重の引張り荷重になつているとすれ
ば、更に上昇した前記の場合の角度を検出するためのセ
ンサは、前述した前記リフトアーム角センサ（S₁）を利
用してもよいが、別にトツプリンク（６）部に直接設け
ることもできる。

そこで、第３図及び第４図に従つて説明すれば、第３図
の状態はプラウ（２）が殆ど地表面近傍にあつて、ドラ
フト荷重がマイナス荷重に転じたときを示す。即ち、プ
ラウ（２）による作業は極めて圃場の浅い地表面で為さ
れており、プラウ（２）の自重による引張荷重がトツプ
リンク（６）に負荷されている状態である。このとき、
トツプリンク（６）とロワーリンク（５）が平行となつ
ているように調節すれば、このときのロワーリンク
（５）とリフトロツド（４）との角はａ′である。而し
て、第４図は、上記第３図の状態からリフトアーム
（３）が上昇した状態を示すものであるが、之は前記第
３図の状態に於て操作員が耕深（抗力）設定器（I₂）を
操作して、更に「浅」の指定をしたときに前記リフトア
ーム（３）が上昇することになる。そこで、このリフト
アーム（３）の上昇によつてロワーリンク（５）も回動
し、リフトロツド（４）とロワーリンク（５）との角が
ａ″となり、トツプリンク（６）もロワーリンク（５）
に対して一定の傾斜状態を保持するに到るのである。こ
のとき、トツプリンク（６）に負荷される水平方向のマ
イナス荷重は同一の自重が作用していても分力分だけ減
じられて返つて小となる。而して、このとき、もしドラ
フトセンサ（S₂）がその儘小となつたマイナス荷重を検
出してCPU（10）に入力したとすれば、CPUはプラウ
（２）が下降してプラウ前面に耕起抵抗が作用し、この
ためトツプリンク（６）に加わる負荷が減じたものと判
断してプラウ（２）の上昇指令を出力することになるの
で、これをなくするために前記のａ′とａ″との角の
差、即ちリフトアーム（３）が上昇すれば、それに順じ
て、トツプリンク（６）に負荷されるマイナス荷重が同
一であつてもａ′＞ａ″となるから、これをリフトアー
ム角により補正しａ′≒ａ″となるようにして、制御部
（10a）よりプラウ（２）の昇降指令を出力するのであ
る。従つて、前記のようにCPU（10）の誤つた判断がな
くなり、自動制御時に於て、プラウ（２）が上昇した儘
で相当時間に及んで下降しないようなことは全くなくな
つたのである。そして、上述した作動は第５図のフロー
チャートによつて充分に理解できる。

〔発明の効果〕

この発明は、上述した一実施例に於て詳述せる如く、ト
ツプリンクにマイナス荷重が負荷したとき、即ち殆ど地
表面近傍に於てプラウ作業を為すとき、トツプリンクに
はプラウの自重によるマイナス荷重（引張荷重）が負荷
されるが、例えば操作員がもう少し浅く耕起せんとし
て、耕深（抗力）設定器にて「浅」の指定をしたときに
於て、前記マイナス荷重が、リフトアームの上昇回動に
よつて小となつたとしてもCPUはプラウが下降したもの
と感違いして上昇指令を出力しないようにリフトアーム
角によつて補正し、この補正された値をドラフトセンサ
の検出値として制御部から操作指令を出力するから、た
とえ浅い地表面に於けるプラウ作業も極めて円滑に行わ
れ作業精度を向上するものである。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示し、第１図は制御回路図、第
２図はトラクタ及びプラウの側面図、第３図はプラウ作
業時に於て、トツプリンクにマイナス荷重が負荷された
状態の解説側面図、第４図は第３図の状態より稍リフト
アームが上昇したときの解説側面図、第５図はフローチ
ャートである。 符号説明 （１）……トラクタ、（２）……対地作業機 （３）……リフトアーム、（４）……リフトロツド （５）……ロワーリンク、（６）……トツプリンク （７）……作業機連結機構、（８）……リフトシリンダ （９）……油圧昇降機構、（10）……CPU （10a）……制御部、（11）……上昇用駆動部 （12）……下降用駆動部 （13）……上昇用比例ソレノイド弁 （14）……下降用比例ソレノイド弁 （15）……ポンプ、（I₁）……ポジシヨンレバー （I₂）……耕深（抗力）設定器 （S₁）……リフトアーム角センサ （S₂）……ドラフトセンサ （S₃）……昇降切換スイツチ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧昇降機構によって昇降自在に設けられ
   ている対地作業機の耕起抵抗を検出するドラフトセンサ
   と、抗力を設定する抗力設定器とを備え、上記ドラフト
   センサの検出値と、抗力設定器によって指定された設定
   値との差である偏位値を算出し、この偏位値に応じた昇
   降動作を為すべく油圧昇降機構を昇降制御するように構
   成されているドラフト自動制御装置に於て、対地作業機
   の自重の引張荷重がドラフトセンサに負荷されていると
   き、トラクタのリフトアーム角によって該ドラフトセン
   サの検出値を補正し、この補正された補正値にて操作指
   令を出力する制御部をCPUに設け、且つ、該制御部から
   の指令により、上昇用比例ソレノイド弁及び下降用比例
   ソレノイド弁が夫々励磁されて油圧昇降機構が作動する
   ように構成されたことを特徴とする対地作業機のドラフ
   ト制御装置。