JPH0751002B2 - 移動農機の作業部制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ）産業上の利用分野 本発明は、トラクタ等の移動農機の作業部制御装置に係
り、詳しくはポジションレバーの操作に基づき油圧アク
チュエータを作動して、作業部の上昇作動を制御する作
業部制御装置に関する。

（ロ）従来の技術 一般に、移動農機例えばトラクタは前輪、後輪にて支持
されている走行機体を有し、かつ該走行機体の後方にロ
ータリ作業機等を、ポジションレバー操作に基づいて自
在に昇降作動し得るように装着しており、該ポジション
レバーを下降位置に操作して、ロータリ作業機を圃場面
に打込んだ状態で走行することにより耕うん、代掻き等
の作業を行っている。

そして、上述トラクタは、ロータリ作業機等を接地位置
から最上昇位置に向けて上昇する際には、その上昇速度
が単調であるため慣性により作業機の停止時には不快な
ショックが発生してしまう。特に、ロータリと共に施肥
播種機を装着して、耕うん作業と共に播種並びに施肥作
業を同時に行おうとする場合には、作業機全体の重心位
置等の関係により、ホッパー内の種等がこぼれたり種を
傷付ける等の不具合を生じることがある。

（ハ）発明が解決しようとする課題 このためオペレータは、ロータリ等の作業機を上昇操作
する際には、ポジションレバーをゆっくりと操作するこ
とが必要になり、該操作が大変面倒になると共に作業効
率も悪くなってしまう。

そこで、本発明は、作業部の上昇時に、所定上昇位置か
らの速度を減速しそして一定速度になるように制御し、
もって上述課題を解消した作業部制御装置を提供するこ
とを目的とするものである。

（ニ）課題を解決するための手段 本発明は、上述事情に鑑みなされたものであって、例え
ば第１図及び第２図を参照して示すと、ポジションレバ
ー（９）の操作に基づき上昇用、下降用ソレノイド（2
2）、（23）に信号を出力して油圧アクチュエータ（3
4））を作動し、作業部（11）を昇降作動するように構
成した移動農機（１）において、前記作業部（11）の昇
降角度を検出する昇降角度検出手段（19）と、前記作業
部（11）の実際の上昇速度を算出する実速度算出手段
（24）と、前記作業部（11）が前記昇降角度検出手段
（19）に基づく所定高さになった時点から、前記上昇用
ソレノイド（22）への出力信号のデューティー比を次第
に小さくして上昇速度を減速する上昇減速手段（44）
と、前記デューティー比が予め設定した値になった時点
から、前記実速度算出手段（24）に基づき前記作業部
（12）を一定の速度で上昇するフィードバック制御手段
（28）とを設けたことを特徴とするものである。

（ホ）作用 上述構成に基づき、例えば第６図に示すように、移動農
機（１）による作業時、ポジションレバー（９）を最上
昇操作すると、これに基づき油圧アクチュエータ（34）
が作動して作業部（11）が上昇する。更に、昇降角度検
出手段（19）にて検出される該作業部（11）の上昇角度
が所定角度になった時点から、昇降減速手段（44）によ
り、油圧アクチュエータ（34）への出力信号のデューテ
ィー比が次第に小さくされて作業部（11）が減速され
れ、そして前記デューティ比が予め設定した値になった
時点から、作業部（11）はフィードバック制御手段（2
8）により一定速度を維持するように制御されて上昇す
る。従って、作業部（11）は最上昇位置にて滑らかに停
止される。

なお、カッコ内に付す符号は、何等構成を限定するもの
ではない。

（ヘ）実施例 以下、図面に沿って、本発明による実施例について説明
する。

トラクタ１は、第２図及び第３図に示すように、前輪２
及び後輪３にて支持されている走行機体５を有してお
り、かつ該走行機体５の略々中央部には運転席６が配置
されており、該運転席６にはステアリング７、ポジショ
ンレバー９及びシート10がそれぞれ設置されている。ま
た、前記走行機体３の後方には、作業部11がリフトアー
ム８、リンク14等を介して昇降自在に装着され、かつ該
リフトアーム８部分には作業部昇降用油圧シリンダ34が
設置されており、更に該作業部11は、ロータリ作業機12
及び施肥播種機13を有している。なお、図中15は種タン
ク、16は肥料タンクである。

一方、トラクタ１に搭載したマイクロコンピュータ17
（以後マイコンという）は、第１図に示すように、その
入力側に、ポジションレバー９の操作角度を検出するポ
ジション検知センサ18、リフトアーム角度センサ19及び
作業機切換えボリューム20が連結されていると共に出力
側に、出力インターフェイス21を介して、リフトアーム
用切換えバルブを操作するリフトアーム上昇用ソレノイ
ド22及びリフトアーム下降用ソレノイド23が連結されて
いる。更に、マイコン17には、前記リフトアーム角度セ
ンサ19からの出力信号の単位時間当りの値変化量を演算
して実際の作業部11の昇降速度を算出する実速度算出手
段24、該作業部11がリフトアーム角度センサ19に基づく
所定高さになった時点からリフトアーム上昇用ソレノイ
ド22に出力される信号のデューティー比を一定比率ずつ
減少してアクチュエータ19を減速作動する下降減速手段
44、そして前記デューティー比が予め設定した値になっ
た時点から、実速度算出手段24に基づき作業部11を一定
の速度で下降するるフィードバック制御手段28が設けら
れている。更に、マイコン17には、ポジションレバー９
の下降操作に基づき、そのデューティー比が一定比率ず
つ小さくなるようにインチング信号を出力して作業部昇
降用油圧シリンダ34を、ロータリ作業機12の下降速度が
次第に遅くなるように作動する下降減速手段48、そして
所定デューティー比位置からは前記フィードバック制御
手段28が、実速度算出手段24に基づき作業部11を一定の
低速度で下降する。

また、第４図に示すように、運転席６の所定部分には、
モード切換えボリューム26、前記作業機切換えボリュー
ム20及び位置調節ボリューム27等が配設されている。

次いで、第６図のタイムチャートを用いて、本実施例の
作動について説明する。

図中横軸は時間経過を示しており、縦軸（イ）はポジシ
ョンレバー９によるポジション設定を示し、（ロ）はリ
フトアーム角度センサ19によるロータリ作業機12と施肥
播種機13の昇降角度を示し、（ハ）はリフトアーム上昇
用ソレノイド22への制御信号を示し、（ニ）はリフトア
ーム下降用ソレノイド23への制御信号を示している。そ
して、ロータリ作業機12及び施肥播種機13にて耕うん並
びに播種作業を行う場合、オペレータはまず作業機切換
えボリューム20を操作して施肥播種機モードに切換え
る。この状態においてポジションレバー９を最上昇位置
に操作すると（ａ）、該レバー９の操作角度がポジショ
ン検知センサ18により検出されてマイコン17に入力され
る。これに基づき、作業部11即ちリフトアーム８が角度
L₀になるまで（ｂ）リフトアーム上昇用ソレノイド22を
連続的にオン作動して（ｃ）作業部11を速やかに上昇す
る。そして、リフトアーム８の角度がL₀になった時点で
（ｄ）、第５図（ａ）に示すように、上昇減速手段44に
より制御パルス信号のデューティー比が１周期ごとに一
定比率ずつ小さくされ、従って作業部10は滑らかに減速
される。そして、該デューティー比が所定の比率になっ
た時点から即ち図中Ａ部からは、作業部11はフィードバ
ック制御手段28により、実速度検出手段24に基づきその
実際の上昇速度を検知されながらパルス信号のデューテ
ィー比を適宜増減されて一定速度で最上昇位置まで上昇
され（フィードバック制御）（ｅ）、作業部11は最上昇
位置に保持される（ｆ）。従って、ロータリ作業機12及
び施肥播種機13は速やかにそして最上昇付近からはゆっ
くり滑らかに上昇されるため、不快なショックが発生す
ることは無く、種タンク15内の種等が痛んだりこぼれた
りすることは無い。

更に、この状態で走行するトラクタ１が作業位置に到達
した際、ポジションレバー９を下降操作すると（ｇ）、
該レバー９の操作位置がポジション検知センサ18にて検
出され、これに基づく下降減速手段48によって、そのデ
ューティー比を100％に近い部位から一定比率ずつ減少
するインチング信号（ｈ）が（第５図（ｂ）に拡大して
示す）、リフトアーム下降用ソレノイド23に向けて出力
される。これにより、ロータリ作業機12と施肥播種機13
は、最上昇位置から速やかにかつその速度を徐々に減速
されて下降する（ｉ）。そして、リフトアーム上昇用ソ
レノイド22へのパルス信号が予め設定したデューティー
比になった時点から（ｊ）、ロータリ作業機12は、フィ
ードバック制御手段28により、実速度算出手段24に基づ
きその実際の下降速度を検知されながらパルス信号
（ｋ）（第５図（ｃ）に拡大して示す）のデューティー
比を適宜増減されて一定速度で最下降位置まで下降され
る（フィードバック制御）（ｌ）。従って、ロータリ作
業機12が下降する際、速度が急変する変曲点はなく、即
ち地表高さから大きく上方位置にある状態での速い下降
速度と地表高さに基づく位置での遅い下降速度に切換え
る切換え点はなく、作業機12は滑らかに減速し、そして
接地する際、一定の低速度で圃場と滑らかに接して、ダ
ッシング現象が発生することは無い。

また、第４図に示す作業機切換えボリューム20を施肥播
種機モードに切換えた際、位置調節ボリューム27をいず
れかの方向に回動操作すると、リフトアーム角度センサ
19による第６図ｄ点の位置が変化され、従って上昇速度
制御開始位置が適時設定されるため、施肥播種機13の重
量が変化した場合でも上昇時の制御を適正に行うことが
できる。そして、前記施肥播種モードでの調整時の位置
調節ボリューム27の値は記憶され、かつその値調整はモ
ードを施肥播種とした際のみ有効となるため、例えば施
肥播種モードの後、ロータリモードに操作し、その後に
再び施肥播種モードに操作した場合には、前記調整時に
記憶した値がそのまま使用されるため、モードを変更す
る度にいちいち値調整を行わなくてもよく、従って位置
調節ボリューム27が１個のみで複数の値調節が可能とな
る。

なお、作業部11が地表位置付近より下方にある際にポジ
ションレバー９を最上昇位置に操作した場合のみ、前記
作業機切換えボリューム20の切換えによる施肥播種制御
が作用するように構成し、作業部11を途中位置から上昇
するためその上昇速度があまり速くない場合に、不要の
上昇制御しなくてもいいように構成しても良い。

また、第７図により、作業部11を昇降操作する油圧シリ
ンダ34のヘッド部に圧力計を設置して、作業部11の上昇
作動時にその時点での圧を測定し、該作業部11に施肥播
種機13がセットされたか否かを判別し、特別なモードを
設けなくても施肥播種モードに自動的に切換わるように
構成した他の実施例について説明する。

油圧ポンプ31はフィルタ32を介してタンク33に連通して
いると共に、プライオリティバルブ35を介してリフトロ
ッドシリンダ36にそしてコントロールバルブ37を介して
作業部昇降用油圧シリンダ34に連通しており、更に該油
圧シリンダ34のヘッド部には圧力計39が設置されてい
る。なお、図中40はアダプタである。

従って、ポジションレバー９の操作に基づき油圧シリン
ダ34を作動して作業部11を上昇する際、圧力計39にて該
油圧シリンダ34への圧力を計測し、該圧力を判別するこ
とにより、ロータリ作業機12のみが作業部11に装着され
ているか、ロータリ作業機12と共に施肥播種機13が装着
されているのかを判別し、これに基づき施肥播種モード
への切換えを自動的に行うため、常に安定した制御をす
ることができる。

また、前記位置調節ボリューム27を施肥播種機モードで
操作した際に、作業部11下降時のパルス信号のデューテ
ィー比減少幅を適宜変更し得るように構成し、かつボリ
ューム27の中央部を標準位置とすると共に、第４図反時
計回りに操作した場合には前記デューティー比減少幅を
小さくそして時計回りに操作した場合には該デューティ
ー比減少幅を大きく設定し、これによりロータリ作業機
12と共に施肥播種機13を装着する等により作業部11の重
量が変化しても、第６図ｊ点から始まるフィードバック
制御の開始位置を地表面付近で細かく調整できるように
しても良い。

（ト）発明の効果 以上説明したように、本発明によれば、作業部（11）が
昇降角度検出手段（19）に基づく所定高さになった時点
からデューティー比を次第に小さくして上昇速度を減少
し、そしてフィードバック制御手段（28）により、減速
した所定速度を維持するべく制御するように構成したの
で、ポジションレバー（９）を上昇操作するだけで、作
業部（11）を速やかに上昇しそして最上昇位置付近では
滑らかに停止することができ、これにより作業部（11）
停止時の不快なショックを確実に防止して操作フィーリ
ングを向上することができると共に作業効率も向上する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に係る電気回路を示す図、第２図及び第
３図は本発明を適用し得るトラクタを示す全体側面図、
第４図は作業機切換えボリューム等を示す図、第５図は
作業部の上昇・下降時におけるパルス信号の変化等を示
すタイムチャート、第６図は作業部の上昇・下降時にお
けるパルス信号の変化等を示すタイムチャートである。
そして、第７図は油圧回路を示す図である。 １……移動農機（トラクタ）、９……ポジションレバ
ー、11……作業部、19……昇降角度検出手段（リフトア
ーム角度センサ）、22……リフトアーム上昇用ソレノイ
ド（上昇用ソレノイド）、23……リフトアーム下昇用ソ
レノイド（下昇用ソレノイド）、24……実速度算出手
段、28……フィードバック制御手段、34……油圧アクチ
ュエータ（作業部昇降用油圧シリンダ）、44……上昇減
速手段。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポジションレバーの操作に基づき上昇用、
   下降用ソレノイドに信号を出力して油圧アクチュエータ
   を作動し、作業部を昇降作動するように構成した移動農
   機において、 前記作業部の昇降角度を検出する昇降角度検出手段と、 前記作業部の実際の上昇速度を算出する実速度算出手段
   と、 前記作業部が前記昇降角度検出手段に基づく所定高さに
   なった時点から、前記上昇用ソレノイドへの出力信号の
   デューティー比を次第に小さくして上昇速度を減速する
   上昇減速手段と、 前記デューティー比が予め設定した値になった時点か
   ら、前記実速度算出手段に基づき前記作業部を一定の速
   度で上昇するフィードバック制御手段と、 を設けたことを特徴とする移動農機の作業部制御装置。