JPH088803B2 - 農作業機の傾斜制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は農作業機の左右方向の傾斜を制御するための
傾斜制御装置に関する。

［従来の技術］ トラクタ本機にリンク装置を介して耕耘機等の作業機
を装着した農作業機には、作業機の左右方向の傾きを制
御する制御装置を備えたものが多い。この種の制御装置
は、作業機の左右方向の傾きを検出するセンサの検出結
果に基づいてトラクタ本機の油圧装置を駆動し、作業機
の傾斜角度を所定の設定角度（水平の場合が多い）とす
るようになっている。

ところで、上記傾斜制御装置の油圧シリンダ制御用バ
ルブとしてはON-OFF型のソレノイドバルブが採用されて
いるが、該ソレノイドバルブは、圧油の粘性、慣性力等
の影響で、第５図に示すようにソレノイドに負荷される
電気出力に対して油圧シリンダの動作が遅れるという動
作特性を有する。この動作特性による制御遅れを補正す
るため、従来、単位時間毎の応答を読み取ることによっ
て制御速度を検出し、この検出値を次回の制御にフィー
ドバックさせて電気出力停止のタイミングを調整すると
いう方法が採られていた。

［発明が解決しようとする問題点］ しかしながら、この方法は、フィードバック機構を構
成する構成部材相互間に機械的な遊びやガタ等がある場
合には、制御速度が正確に検出されず、適切な制御を行
なうことができないという問題点があった。

例えば、第７図（ａ），（ｂ），（ｃ）に示す如く、
対本機角センサであるストロークセンサ33は基部に設け
た取付穴50でセンサアームの取付軸51に回動自在に連結
されているが、取付穴と取付軸とは余裕を持たせて嵌合
されているので、ストロークセンサが伸びるときには取
付軸が取付穴の上部に係合し、また縮むときには取付軸
が取付穴の下部に係合する。すなわち、取付穴と取付軸
との隙間ｓが遊びとなっており、この隙間ｓ分だけロー
リング用油圧シリンダの動きに対するストロークセンサ
の反応が遅れるのである。したがって、この遅れ時間ａ
を制御速度を計測するための応答時間に含ませると、導
き出された制御速度が実際の制御速度よりも遅くなり、
作業機を正確に設定角度に保つことができない。

また、傾斜制御用の電気出力が作業機を上動させる方
向と下動させる方向に交互に繰り返し出される場合、ト
ラクタ本機の左右方向の傾斜を検出する傾斜センサの固
有振動の周期に前記電気出力の周期が同期すると、ハン
チングを生ずることがあるという問題点もあった。

［問題点を解決するための手段］ 本発明は、上記問題点を解決するために、つぎのよう
に構成された傾斜制御装置を提供するものである。

すなわち、本発明にかかる農作業機の傾斜制御装置
は、トラクタ本機に作業機を装着した農作業機の左右方
向の傾斜を制御するための制御装置であって、トラクタ
本機に対する作業機の相対的傾斜度を検出する対本機角
センサの検出結果に基づいて出力される出力信号でON-O
FF型ソレノイドバルブを駆動して作業機をローリングさ
せるように作業機ローリング用油圧装置を構成し、前記
対本機角センサの安定動作時における検出値から制御速
度を導き出し、該制御速度に基づき前記出力信号の出力
停止タイミングを補正することを特徴ととしている。

［作用］ 安定動作時における対本機角センサの動作速度をもっ
て制御速度とするので、検出値が正確なものとなり適切
な傾斜制御を行なえる。

［実施例］ 第１図乃至第３図は本発明にかかる農作業機の１実施
例をあらわす図で、トラクタ本機２の後部に3Pリンク方
式の連結装置（3Pヒッチ）３を設け、該3Pヒッチに作業
機としてロータリ耕耘機５を装着した状態をあらわして
いる。

3Pヒッチ３は、前端部がそれぞれトラクタ本機２に枢
着された１本のトップリンク10と左右１対のロワリンク
11,11′をそなえ、トラクタ本機２の油圧式リフトアー
ム12,12の先端部に取り付けたリフトロッド14とリフト
ロッドシリンダ15がロアリンク11,11′の中間部に連結
されている。ロータリ耕耘機５は、取付枠19の上端部を
トップリンク10の後端部に連結するとともに、取付枠19
の下部をロアリンク11,11′の後端部に連結することに
より、3Pヒッチ３に装着される。

左右１対のリフトアーム12,12は、トラクタ本機２の
機枠22の上部に水平に設けた中空軸23に一体に取り付け
られており、図示を省略した昇降用油圧シリンダで中空
軸23を回動させることにより、リフトアーム12,12を上
下に回動させるようになっている。また、中空軸23の内
部には、該中空軸23に対して回動自在に回動軸30が設け
られており、この回動軸30の左右両突出端部にセンサア
ーム31,31′がそれぞれ一体に設けられている。前記リ
フトロッド14側（左側）のセンサアーム31にはセンサロ
ッド32が、また前記リフトロッドシリンダ20側（右側）
のセンサアーム31′にはシリンダ式のストロークセンサ
33がそれぞれ取り付けられている。そして、これらセン
サロッド32およびストロークセンサ33の下端部はロアリ
ンク11,11′のトラクタ本機寄りの位置に連結されてい
る。なお、回動軸30にはセンサアーム31（リフトアーム
12）の回動量を検出するセンサアーム角センサ（リフト
アーム角センサ）35が設けられており、このセンサアー
ム角センサの検出値にもとづいて作業機の昇降制御が行
なわれる。

第４図は本発明にかかる傾斜制御装置40の構成をあら
わす図である。コントローラ41には、作業機５の左右方
向の傾斜度（普通は水平）を設定する傾斜角設定器43、
前記ストロークセンサ33、およびトラクタ本機２の左右
方向の傾斜度を検出する傾斜センサ44が接続されてお
り、これらから供給されるデータを処理してソレノイド
バルブ46に電気出力を発信する。この電気出力によりソ
レノイド46a,46bが励磁され、ローリング用油圧シリン
ダであるリフトロッドシリンダ15が伸縮させられる。

電気出力、油圧出力、および制御速度の相互関係は第
５図に示すようになっている。すなわち、電気出力は一
定であるので、出力時にはバルブ46が全開状態に保た
れ、リフトロッドシリンダ15が一定速度で伸縮する。た
だし、圧油の粘性等のために時間a,b,c,dの反応遅れが
生じている。また、リフトロッドシリンダ15の伸縮にと
もないストロークセンサ33の長さが変化するが、前述し
たストロークセンサ連結部の遊び等のため、リフトロッ
ドシリンダ15の動作に対するストロークセンサ33の反応
が時間ａ′,c′だけ遅れている。

この傾斜制御装置40には、電気出力停止後圧油の惰性
による伸縮分を補正してリフトロッドシリンダを目標位
置に正確に停止させるためのフィードバック機構が設け
られている。該フィードバック機構は、単位時間当りの
応答を読み取ることによってストロークセンサの動作速
度Δe/ΔｔまたはΔf/Δｔを検出し、これを次回の制御
にフィードバックさせるものであるが、ストロークセン
サの動作速度を検出するにあたり、伸縮動作開始後ａ′
またはｃ′時間の時間帯を含まない安定動作時に応答時
間が設定されているので、検出された動作速度は実際の
動作速度をあらわしている。

第６図は出力をOFFするためのニュートラル巾を電気
−油圧のOFF時の応答性と出力中の上げまたは下げ速度
に応じて補正するようにした例をあらわすもので、図は
横軸を時間、縦軸をストロークセンサの伸縮量としてい
る。目標とする作業機の停止高さ（停止ラインSL）から
上下にf,eの位置に電気出力停止ラインFT,ETがそれぞれ
設定されている。ここで、e,fはそれぞれ伸長時と収縮
時におけるストロークセンサの電気出力停止後の伸縮量
であって、前記伸縮速度Δe/Δt,Δf/Δｔから導き出さ
れている。上昇軌跡に沿って作業機が上昇する際、電気
出力停止ラインETを検出すると電気出力が停止され、ｂ
時間後に停止ラインSLの位置が停止する。同様に、下降
軌跡に沿って作業機が下降する際、電気出力停止ライン
FTを検出すると電気出力が停止され、ｄ時間後に停止ラ
インSLの位置で停止する。

このようにすれば、傾斜制御において油温差による粘
度の影響や油圧系の流量バランスの影響を吸収して安定
した制御を行なうことができる。

［発明の効果］ 以上の説明から明らかなように、本発明にかかる農作
業機の傾斜制御装置は、安定動作時における対本機角セ
ンサの安定動作時における検出値から制御速度を導き出
し、該制御速度に基づき前記出力信号の出力停止タイミ
ングを補正するので、フィードバックに用いる制御速度
が正確であり、作業機を設定角度に正確に保つことがで
き、またハンチングも生じなくなった。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を施した農作業機の１例の側面図、第２
図はその要部の斜視図、第３図はその一部を断面であら
わした平面図、第４図は本発明にかかる傾斜制御装置の
構成をあらわすブロック図、第５図は電気出力、油圧出
力および制御速度の相互関係をあらわす説明図、第６図
（ａ），（ｂ）は傾斜制御における補正の実例をあらわ
す説明図、第７図（ａ），（ｂ），（ｃ）はストローク
センサの遊びの説明図である。 １……農作業機、２……トラクタ本機、３……3Pヒッ
チ、５……ロータリ耕耘機（作業機）、12……リフトア
ーム、15……リフトロッドシリンダ（ローリング用油圧
シリンダ）、31,31′……センサアーム、32……センサ
ロッド、33……ストロークセンサ（対本機角センサ）、
40……傾斜制御装置、44……傾斜センサ、46……ソレノ
イドバルブ、46a,46b……ソレノイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラクタ本機に作業機を装着した農作業機
   の左右方向の傾斜を制御するための制御装置であって、
   トラクタ本機に対する作業機の相対的傾斜度を検出する
   対本機角センサの検出結果に基づいて出力される出力信
   号でON-OFF型ソレノイドバルブを駆動して作業機をロー
   リングさせるように作業機ローリング用油圧装置を構成
   し、前記対本機角センサの安定動作時における検出値か
   ら制御速度を導き出し、該制御速度に基づき前記出力信
   号の出力停止タイミングを補正することを特徴とする農
   作業機の傾斜制御装置。