JPH0755082B2 - 作業機の昇降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （イ） 産業上の利用分野 この発明は、作業機の昇降制御装置に関するものであ
る。

（ロ） 従来の技術 従来、一定耕深を保持するための作業機の昇降制御装置
は、主に作業機のリヤカバーの上下位置を検出して耕深
を検出し、この検出信号にもとづいて作業機の昇降作動
をフィードバック制御するように構成されている。

（ハ） 発明が解決しようとする問題点 しかしながら、かかる構成の耕深自動制御には、次のよ
うな欠点がある。

a.リヤカバーによる耕深検出では、耕起後の耕土のボリ
ュームを検出するに止まり、実耕深を検出することがで
きず、耕土下方の耕盤に凹凸が生ずる。

b.トラクターが圃場の凹凸により前後方向に傾斜する
と、リヤカバーによる検出値が不正確になり、正確な耕
深制御を行うことができず、誤差が大きくなる。また、
トラクターの後輪が凹部に陥入すると、瞬間的に耕深が
深くなりすぎて、耕深負荷が急増してエンストを起すな
どの不具合が生ずることがある。

c.リヤカバーをセンサーとして用いるフィードバック制
御であるため、タイムラグがあり、圃場の凹凸に完全に
は追従できない欠点がある。

（ニ） 問題点を解決するための手段 この発明では、トラクターとその後方に連結した作業機
との間に昇降機構を介設して作業機を昇降自在とした作
業機の昇降制御装置において、トラクタの機体側に、耕
深設定器と、機体の前後傾斜を検出するためのピッチン
グセンターと、昇降機構のリフトアームの回動角度を検
出する昇降センサーと、機体の前側に設けた地上高セン
サーと、機体の走行速度を検出する車速センサーと、各
センサー及び耕深設定器からの信号を記憶する記憶装置
と、各信号にもとづき昇降機構に制御出力するコントロ
ーラーを具備し、同コントローラーにより、ピッチング
センサーの検出値と昇降センサーの検出値とから作業機
の昇降制御出力値を比較演算して同作業機の昇降動作を
フィードバック制御すると共に、地上高センサーによる
検出値と車速センサーの検出値とから前記昇降制御出力
値を補正して、フィードバック制御のタイムラグを可及
的に少なくしたを特徴とする作業機の昇降制御装置を提
供せんとするものである。

（ホ） 作用・効果 本発明では、機体の前後傾斜を検出するためのピッチン
グセンサーと、昇降機構のリフトアームの回動角度を検
出する昇降センサーとコントローラとを具備することに
より、昇降制御出力値を得て作業機の昇降動作をフィー
ドバック制御し、一定耕深を保持することができる。

さらに、機体の前側に設けた地上高センサーと、機体の
走行速度を検出する車速センサーとを具備することによ
り、進行方向前方の圃場面の凹凸等を検出すると共に、
同凹凸をトラクタの車輪及び作業機が通過する時間を予
め検知することが可能となる。

したがって、地上高センサー及び車速センサーの検出値
により前記フィードバック制御による昇降制御出力値を
補正することにより、フィードバック制御では避けるこ
とのできないタイムラグを可及的に少なくでき、正確な
耕深制御が可能となり、圃場の凹凸に略完全に追従しな
がら耕盤が平坦な耕深制御を行うことができまる。

また、トラクターの前後傾斜による耕深変動やエンスト
等の不具合を防止することができる。

（ヘ） 実施例 この発明の実施例を図面にもとづき詳説すれば、（Ａ）
は農業用のトラクターを示し、フレーム（１）の上面に
エンジン（２）及びエンジン（２）と直結した油圧ポン
プ（３）を内蔵した原動機部（４）を搭載し、原動機部
（４）の後方に連設したクラッチハウジング（５）の後
部にミッションケース（６）を連設して、同ケース
（６）の左右側に配設した左右後車輪（７）を駆動する
と共に、フレーム（１）の下方左右側に配設した左右前
車輪（８）を運転部（９）に立設したハンドル（10）で
操向してトラクター（Ａ）を走行させるように構成して
いる。

また、ミッションケース（６）の後面には、左右傾動自
在としたヒッチ（11）を連設して、同ヒッチ（11）を介
して作業機（Ｂ）を連結しており、同作業機（Ｂ）は、
機枠（12）の下方に軸架した耕耘軸（13）を連動機構
（14）を介して回動せしめ、同軸（13）に多数植設した
耕耘爪（15）にて圃場面を耕起するように構成してい
る。

なお、耕耘爪（15）の後方には、上カバーの後端に連設
された上端を中心として回動自在のリヤカバー（16）が
連設されており、更に機枠（12）の後方にはデプスアジ
ャストフレーム（17）を介して尾輪（18）が垂設されて
いる。

また、ミッションケース（６）の上面には、油圧作動の
昇降機構（19）が配設されており、同機構（19）から後
方向に延出したリフトアーム（20）（20）を、同機構
（19）を中心として上下回動せしめ、同アーム（20）
（20）の先端を、それぞれリフトロッド（21）を介して
作業機（Ｂ）の機枠（12）と連結して、同機構（19）の
作動により同作業機（Ｂ）を昇降作動させるものであ
る。なお、同作業機（Ｂ）の上昇作動は、油圧ポンプ
（３）からの油圧により行われるものであるが、降下作
動は同作業機（Ｂ）の自重によって行われるものであ
る。

そして、これらの油圧アクチュエータの作動は、下記の
ように構成した制御装置（Ｃ）によって制御されてい
る。

すなわち、同トラクター（Ａ）には、トラクター（Ａ）
の水平からの前後傾斜を検出するためにピッチングセン
サー（22）を運転部（９）の左側に配設し、昇降機構
（19）の一方のリフトアーム（20）の基端には、同アー
ム（20）の昇降回動角度を検出して、作業機（Ｂ）の上
下位置を検知するための昇降センサー（23）が配設され
ており、更にトラクター（Ａ）の機体前端部で、左右前
車輪（８）よりも前方位置に、超音波型の地上高センサ
ー（24）を配設して左右前車輪（８）の前方と、機体間
の地上高を検出させ、また、左右前車輪（８）の一方の
車輪（８′）にパルスカウンター型の車速センサー（2
5）を配設している。

そして、昇降機構（19）の作動は、上記の各センサー
（22）（23）（24）（25）の検出結果により制御されて
おり、この制御の初期設定のためのコントロールボック
ス（26）を運転部（９）の右側フェンダー上面に配設し
ている。

コントロールボックス（26）は、内部にコントローラー
（27）及び記憶回路（28）を内蔵しており、同ボックス
（26）の表面には、耕深設定器（29）が配設されてい
る。

そして、コントローラー（27）にて各センサー（22）
（23）（24）（25）からの出力を、耕深設定器（29）の
設置位置を参照して処理し、昇降機構（19）の作動を制
御するための電磁油圧制御弁（30）のソレノイド（31）
へ制御出力するように構成している。

この発明の実施例は上記のように構成されており、耕起
作業の開始に際して、まず耕深設定器（29）を、所要の
耕深にセットすれば、同耕深の設定値がコントローラー
（27）に入力され、この時点でのピッチングセンサー
（22）の検出値と、上記設定値とから算出された値と、
昇降センサー（23）の検出値とを比較して、算出値と昇
降センサー（23）の検出値との差がなくなる方向の制御
出力を昇降機構（19）のソレノイド（31）に出力するこ
とにより、作業機（Ｂ）を上昇または降下させて、所要
の耕深と一致させる。

次いでトラクタ（Ａ）で作業機（Ｂ）を牽引して圃場内
を走行するのであるが、圃場面の凹凸に左右前後車輪
（８）（７）がさしかかるとトラクター（Ａ）の機体が
傾動して作業機（Ｂ）が上下動するために耕深に乱れが
生じようとするが、この傾動はピッチングセンサー（2
2）で検出されコントローラー（27）を介して昇降機構
（19）を制御することで一定耕深を保持させる。

なお、上記の制御だけでは、トラクター（Ａ）のピッチ
ングという結果を検出して制御出力を行うというフィー
ドバック制御であるため、どうしても、制御系のタイム
ラグを解消できないものであるが、特に本発明では、ト
ラクター（Ａ）の左右前車輪（８）の前方に配設した地
上高センサー（24）で左右前後車輪（８）（７）が通過
する圃場面の凹凸が、同車輪（８）（７）の通過前に前
もって検知されているのでこれを記憶装置（28）に記憶
させておき、車速センサー（25）で検出したトラクター
（Ａ）の走行速度から、左右前後車輪（８）（７）が上
記凹凸を通過する時刻を算出して、上記のタイムラグに
相当する時間だけ早い時刻に、前記フィードバック制御
における制御出力値を、記憶装置（28）から読み出した
地上高センサー（24）の検出値で補正することにより、
タイムラグが少ない耕深制御を行うことができる。

つまり、耕深制御におけるデスターバンスの主要因たる
圃場面の凹凸を予知して、制御出力を補正することによ
り、タイムラグを減少させている。

上記のように、リヤカバーによる耕深検出を廃し、トラ
クターに配設したピッチングと昇降センサーとの検出値
によって耕深を算出するようにしたことで、実耕深にも
とづく耕深制御を行うことができて耕盤を平坦にした耕
起作業を行うことができ、また、前後車輪が通過する以
前に圃場面の凹凸を検知することができるので、タイム
ラグが少ない耕深制御が可能となり、また、凹凸による
エンストを防止することができるという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明による昇降制御装置を有するトラクタ
ー及び作業機の全体側面図。 第２図は、制御装置の構成を示すブロック図。 （Ａ）：トラクター （Ｂ）：作業機 （19）：昇降機構 （20）：リフトアーム （22）：ピッチングセンサー （23）：昇降センサー （24）：地上高センサー （25）：車速センサー （27）：コントローラー （28）：記憶装置 （29）：耕深設定器

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラクター（Ａ）とその後方に連結した作
   業機（Ｂ）との間に昇降機構（19）を介設して作業機
   （Ｂ）を昇降自在とした作業機の昇降制御装置におい
   て、 トラクタ（Ａ）の機体側に、耕深設定器（29）と、機体
   の前後傾斜を検出するためのピッチングセンサー（22）
   と、昇降機構（19）のリフトアーム（20）の回動角度を
   検出する昇降センサー（23）と、機体の前側に設けた地
   上高センサー（24）と、機体の走行速度を検出する車速
   センサー（25）と、各センサー（22）（23）（24）（2
   5）及び耕深設定器（29）からの信号を記憶する記憶装
   置（28）と、各信号にもとづき昇降機構（19）に制御出
   力するコントローラー（27）を具備し、 同コントローラー（27）により、ピッチングセンサー
   （22）の検出値と昇降センサー（23）の検出値とから作
   業機（Ｂ）の昇降制御出力値を比較演算して同作業機
   （Ｂ）の昇降動作をフィードバック制御すると共に、地
   上高センサー（24）による検出値と車速センサー（25）
   の検出値とから前記昇降制御出力値を補正して、フィー
   ドバック制御のタイムラグを可及的に少なくしたことを
   特徴とする作業機の昇降制御装置。