JPH08107701A - トラクタの耕深自動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耕深自動制御の感度調整操作を不要にしてオ
ペレータの操作労力を軽減すると共に、誤調整に基づく
ハンチングの発生や作業精度の低下を防止する。 【構成】 検知耕深を設定耕深に一致させるべく作業部
３を自動的に昇降制御するにあたり、ハンチングが発生
し得る小さな不感値α1を運転始めにセットし、以降、
ハンチングの発生を判断して不感値αを序々に大きくす
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、ロータリ等の作業機が
連結されるトラクタの耕深自動制御装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
この種トラクタのなかには、検知耕深を設定耕深に一致
させるべく耕耘作業部を自動的に昇降制御する耕深自動
制御装置を備えるものがあるが、前記検知耕深の変動状
況（検知感度）は、耕土の硬軟や耕深の大小に応じて変
化するため、作業状況に応じて耕深自動制御の制御感度
を調整することが望ましい。そこで、一般的なトラクタ
では、耕深自動制御の感度調整を可能にすべく感度調整
操作具を設けているが、オペレータが作業状況に応じて
感度調整を行う必要があるため、操作の煩雑化を招来す
るうえに、作業状況に適合する感度よりも鋭い感度に調
整した場合には、オーバーシュート（目標位置を越える
アクチュエータ駆動）を繰り返す所謂ハンチングが発生
する一方、必要以上に感度を鈍くした場合には、作業精
度が低下する不都合があった。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、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トラクタ
の耕深自動制御装置を提供することを目的として創案さ
れたものであって、検知耕深を設定耕深に一致させるべ
く耕耘作業部を自動的に昇降制御する耕深自動制御装置
を備えてなるトラクタにおいて、前記耕深自動制御装置
に、耕耘作業部のハンチング動作を判断するハンチング
判断手段と、ハンチング動作を判断した場合に耕深自動
制御の制御感度を自動的に鈍い側に調整する制御感度自
動調整手段とを設けたことを特徴とするものである。そ
して本発明は、この構成によって、耕深自動制御の感度
調整操作を不要にしてオペレータの操作労力を軽減する
と共に、誤調整に基づくハンチングの発生や作業精度の
低下を防止できるようにしたものである。

【０００４】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図面において、１はトラクタの走行機体であっ
て、該走行機体１の後部には、昇降リンク機構２を介し
てロータリ式の作業部３が昇降自在に連結されている。
そして作業部３は、リフトシリンダ４の伸縮に伴うリフ
トアーム５の上下揺動に基づいて昇降する一方、リフト
ロッドシリンダ６の伸縮に基づいて左右傾斜するが、こ
れらの基本構成は何れも従来通りである。

【０００５】７は前記作業部３の後部に上下揺動自在に
設けられるリヤカバーであって、該リヤカバー７は、弾
機の付勢力を受けて弾圧状に接地する均平板として機能
するが、リヤカバー７には、連結リンク９を介して耕深
センサ１０が連結されている。即ち、前記耕深センサ１
０は、耕深に応じて変化するリヤカバー７の上下揺動角
を検知すると共に、この検知値を検知耕深として後述す
る制御部１１に入力するようになっている。

【０００６】さて、前記制御部１１は、所謂マイクロコ
ンピュータを用いて構成されるものであるが、このもの
は、リヤカバー７の揺動角に基づいて耕深を検知する前
述の耕深センサ１０、リフトアーム５の上下揺動角を検
知するアーム角センサ１２、リフトロッドシリンダ６の
ロッド長を検知するロッド長センサ１３、機体の左右傾
斜を検知する第一傾斜センサ１４、機体の前後傾斜を検
知する第二傾斜センサ１５、ポジションレバー（作業部
昇降操作レバー）１６のレバー角を検知するレバー角セ
ンサ１７等のセンサ類と、耕深自動制御をＯＮ−ＯＦＦ
するための耕深自動スイッチ１８、耕深自動制御の目標
耕深を設定するための耕深設定ボリューム１９、傾斜自
動制御をＯＮ−ＯＦＦするための傾斜自動スイッチ２
０、傾斜自動制御の目標傾斜を設定するための傾斜設定
ボリューム２１等の操作具類とから信号を入力し、これ
らの入力信号に基づく判断で、リフトシリンダ用電磁バ
ルブの伸長用、縮小用ソレノイド２２、２３、リフトロ
ッドシリンダ用電磁バルブの伸長用、縮小用ソレノイド
２４、２５等に対して作動信号を出力するようになって
いる。即ち、制御部１１が備えるメモリ（ＲＯＭ）に
は、ポジションレバー１６の設定高さを維持するよう作
業部３を自動的に昇降制御するポジション制御、機体の
前後傾斜に基づいて作業部３を自動的に昇降制御するピ
ッチング制御、耕深設定ボリューム１９で設定された設
定耕深を維持するよう作業部３を自動的に昇降制御する
耕深自動制御、傾斜設定ボリューム２１で設定された設
定傾斜を維持するよう作業部３を自動的に傾斜制御する
傾斜自動制御等の制御手順が予め書き込まれているが、
前記各制御のうち、本発明が要旨とする耕深自動制御お
よびピッチング制御の制御手順をフローチャートに基づ
いて以下に詳述する。但し、図面において、Ａは設定耕
深、Ｂは検知耕深、αは不感値変数、α1〜α4は段階的
に設定される不感値（α1＜α2＜α3＜α4）である。

【０００７】前記耕深自動制御は、耕深自動スイッチ１
８をＯＮし、かつポジションレバー１６を下限位置まで
操作した場合に実行される。そして、耕深自動制御の基
本部分においては、設定耕深Ａに対する検知耕深Ｂの偏
差を演算すると共に、演算した偏差の絶対値が所定の不
感値αを越えているか否かを判断し、ここで、ＮＯと判
断した場合には、リフトアーム５の作動を停止する一
方、ＹＥＳと判断した場合には、設定耕深Ａと検知耕深
Ｂとの大小比較に基づいてリフトアーム５を昇降せしめ
るが、これらの制御概念は従来通りのものである。

【０００８】一方、前記基本部分に先行して実行される
本発明特有の処理部分においては、まず、運転始め（エ
ンジン始動後、始めての耕深自動制御）であるか否かを
判断し、該判断がＹＥＳである場合には、前記不感値変
数αに最小設定値α1をセットする。そして、不感値変
数αをセットした後は、アーム角センサ１２の周期的な
検知値変動に基づいてハンチングの発生を常時判断する
と共に、ハンチングの発生を判断した場合には、不感値
変数αに一段階大きい不感値を自動的にセットするよう
になっている。即ち、ハンチングが発生し得る小さな不
感値α1を運転始めにセットし、以降、ハンチング判断
に基づいて不感値αを序々に大きくするため、ハンチン
グを回避しつつ可及的に小さい不感値αを自動的に選択
することができるようになっている。

【０００９】また、ピッチング制御では、耕深自動制御
のＯＮを確認した後、機体の前後傾斜が所定角度以上変
化したか否かを判断する。そして、該判断がＹＥＳであ
る場合には、傾斜方向に応じてリフトアーム５を所定時
間昇降させるようになっている。即ち、機体の前後傾斜
に伴う作業部３の浮沈に基づいて耕深が変化した場合、
前記耕深自動制御に基づく修正動作が行われることにな
るが、耕深自動制御ではリヤカバー７の揺動角に基づい
て間接的に耕深を検知するため、機体の前後傾斜に伴う
急激な耕深変化に追随できない惧れがあり、そこで、機
体の前後傾斜に基づいて直ちにリフトアーム５を昇降さ
せることにより応答性を高めて耕深変化を最小限に食い
止めるようになっている。

【００１０】さらに、リフトアーム５を所定時間昇降さ
せた後は、所定時間様子を見るためにタイマの終了まで
待機し、しかる後、リヤカバー角度の変化を判断する。
つまり、リフトアーム５を所定時間昇降させたにも拘わ
らず依然としてリヤカバー角度が傾斜に応動する方向
（前上がり傾斜の場合は上げ側、前下がり傾斜の場合は
下げ側）に変化している場合にはリフトアーム５の昇降
を継続する一方、それ以外の場合はリフトアーム５を停
止させるが、上昇作動を継続する場合には、上昇量（上
昇速度）が多くなるよう出力信号を補正するようになっ
ている。即ち、機体の前傾に伴って作業部３が浮いた場
合には、リヤカバー角度が耕深変化に応じて直ち変化す
るが、機体の後傾に伴って作業部３が沈んだ場合には、
盛土が増えるまでのあいだリヤカバー角度に大きな変化
が生じないため、リヤカバー角度が大きく変化するのに
先行して作業部３を多く（速く）上昇させるようになっ
ている。

【００１１】叙述の如く構成された本発明の実施例にお
いて、検知耕深を設定耕深に一致させるべく作業部３を
自動的に昇降制御するものであるが、ハンチングが発生
し得る小さな不感値α1を運転始めにセットし、以降、
ハンチング判断に基づいて不感値αを序々に大きくする
ため、ハンチングを回避しつつ可及的に小さい不感値α
を自動的に選択できることになる。従って、オペレータ
が作業状況に応じていちいち感度調整する必要がないう
えに、作業状況に応じた適正な感度を常に適用できるこ
とになり、この結果、オペレータの操作労力を軽減でき
る許りでなく、誤調整に基づくハンチングの発生や作業
精度の低下も防止することができる。

【００１２】また、本実施例では、機体が所定角度以上
前後に傾斜した場合、耕深自動制御に優先して作業部３
を昇降させるピッチング制御を行うため、耕深自動制御
の応答性を補うことができ、この結果、機体の前後傾斜
に伴う耕深変化を最小限に食い止めて作業精度の向上を
計ることができる許りか、畦に乗り上げながら旋回する
状況でも耕深が深くなることを防止することができる。

【００１３】しかも、前記ピッチング制御では、機体の
前後傾斜に基づく上昇作動を継続するにあたり、その上
昇量（上昇速度）が多くなるよう出力信号を補正するた
め、仮令盛土が増えるまでのあいだリヤカバー角度に大
きな変化が生じなくても、リヤカバー角度変化に先行し
て作業部３を適正高さまで上昇させることができ、この
結果、耕深検知の遅れを解消して作業精度をさらに向上
させることができる。

【００１４】尚、本発明は、前記実施例に限定されない
ものであることは勿論であって、例えば第二実施例の様
に、動作始めの作動速度を変更することに基づいて感度
調整を行うようにしてもよい。即ち、第二実施例の耕深
自動制御においては、ハンチングが発生し得る動作始め
速度Ｓ1を運転始めにセットし、以降、ハンチング判断
に基づいて動作始め速度Ｓを序々に遅くするするため、
第一実施例と略同様の効果を奏することが可能になる
が、このものでは、不感値αを変化させないため、不感
値αの増加に基づいて目標耕深が曖昧になることを回避
し、作業精度の向上が計れるという利点がある。因み
に、第二実施例では、所定流量（２．５Ｌ）に達する時
間がそれぞれ相違する二次曲線的な流量特性を用いて動
作始めの作動速度を切換制御し、前記所定流量に達した
段階で偏差に応じた作動速度に切換えるようになってい
る。

【００１５】

【作用効果】以上要するに、本発明は叙述の如く構成さ
れたものであるから、検知耕深を設定耕深に一致させる
べく耕耘作業部を自動的に昇降制御する耕深自動制御を
行うものであるが、耕耘作業部のハンチング動作を判断
すると共に、該判断に基づいて耕深自動制御の制御感度
を自動的に鈍い側に調整するため、オペレータによる感
度調整を不要にする許りでなく、可及的に鋭い感度を適
用することが可能になり、この結果、オペレータの操作
労力を軽減して作業性を向上させることができるうえ
に、誤調整に基づくハンチングの発生や作業精度の低下
も防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】通常作業状態を示すトラクタの側面図である。

【図２】畦に乗り上げた状態を示す同上側面図である。

【図３】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図４】メインルーチンを示すフローチャートである。

【図５】耕深自動制御を示すフローチャートである。

【図６】ピッチング制御を示すフローチャートである。

【図７】作用を示すタイミングチャートである。

【図８】第二実施例の耕深自動制御を示すフローチャー
トである。

【図９】偏差と流量の関係を示すグラフである。

【図１０】各感度における動作始めの流量を示すグラフ
である。

【符号の説明】

１ 走行機体 ３ 作業部 ４ リフトシリンダ ７ リヤカバー １０ 耕深センサ １１ 制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 検知耕深を設定耕深に一致させるべく耕
   耘作業部を自動的に昇降制御する耕深自動制御装置を備
   えてなるトラクタにおいて、前記耕深自動制御装置に、
   耕耘作業部のハンチング動作を判断するハンチング判断
   手段と、ハンチング動作を判断した場合に耕深自動制御
   の制御感度を自動的に鈍い側に調整する制御感度自動調
   整手段とを設けたことを特徴とするトラクタの耕深自動
   制御装置。
2. 【請求項２】 請求項１の制御感度自動調整手段は、不
   感帯幅の変更に基づいて耕深自動制御の制御感度を調整
   することを特徴とするトラクタの耕深自動制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１の制御感度自動調整手段は、昇
   降速度の変更に基づいて耕深自動制御の制御感度を調整
   することを特徴とするトラクタの耕深自動制御装置。