JPH0923704A - トラクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 浅耕用耕深自動制御と深耕用耕深自動制御と
の切換えを行う際に、リフトアームが大きく作動してオ
ペレータに違和感を与える不都合を解消する。 【解決手段】 浅耕用耕深自動制御から深耕用耕深自動
制御への制御切換えが生じた場合には、制御切換前のリ
ヤカバー角に基づいて目標カバー角を補正する一方、深
耕用耕深自動制御から浅耕用耕深自動制御への制御切換
えが生じた場合には、制御切換前のリフトアーム角に基
づいて目標アーム角を補正する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ロータリ等の作業
部が連結されるトラクタの技術分野に属するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種トラクタのなかには、耕
深設定器の耕深設定値に基づいてリヤカバーの目標カバ
ー角を設定し、かつリヤカバーが目標カバー角を維持す
るようリフトアームを昇降制御する耕深自動制御機能を
備えるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、前記リヤカ
バーは、耕深が浅くなるほど耕深変化量に対する変化角
が大きくなり、また、耕耘盛土量が少なくなるほど圃場
に存在する排藁、刈草、車輪跡等の影響を受けやすくな
るという特性がある。このため、浅耕作業時において
は、リヤカバー変位をフィードバックするカバー角セン
サの検出値が変動し易くなって耕深自動制御の精度が低
下する許りか、オーバーシュートを繰り返す所謂ハンチ
ング現象が発生して安定した作業を行い難いのが実状で
あった。そこで、耕深設定器の耕深設定値が深耕側設定
範囲に含まれる場合には、従来通りの耕深自動制御を実
行する一方、耕深設定器の耕深設定値が浅耕側設定範囲
に含まれる場合には、耕深設定値に基づいてリヤカバー
が一定角となるリフトアームの目標アーム角を設定し、
該目標アーム角を維持すべくリフトアームを昇降制御す
る浅耕用耕深自動制御を実行することが考えられる。し
かるに、このものでは、耕深設定器の設定変更操作に伴
って制御を切換える場合に、制御切換前のリフトアーム
角と制御切換後に設定される目標アーム角（もしくは制
御切換前のリヤカバー角と制御切換後に設定される目標
カバー角）とが合致するとは限らないため、その偏差に
基づいてリフトアームが大きく作動してオペレータに違
和感を与える可能性があり、ここに本発明が解決しよう
とする課題があった。また、上記の課題を解決するにあ
たり、仮に目標アーム角や目標カバー角を補正するよう
にした場合には、本来の目標角との間に大きな差が生じ
て制御精度が犠牲になる可能性があり、ここにも本発明
が解決しようとする課題があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することができるトラクタ
を提供することを目的として創作されたものであって、
作業部を上下昇降せしめるリフトアームと、該リフトア
ームの上下揺動角を検出するアーム角センサと、前記作
業部の耕深変動に伴って上下揺動するリヤカバーと、該
リヤカバーの上下揺動角を検出するカバー角センサと、
作業部の耕深を設定するための耕深設定器と、設定され
た耕深を維持するよう作業部を自動的に昇降制御する制
御部とを備えたトラクタにおいて、前記制御部に、耕深
設定器の耕深設定値が浅耕側設定範囲に含まれる場合
に、耕深設定値に基づいてリヤカバーが一定角となるリ
フトアームの目標アーム角を設定し、該目標アーム角を
維持すべくリフトアームを昇降制御する浅耕用耕深自動
制御手段と、耕深設定器の耕深設定値が深耕側設定範囲
に含まれる場合に、耕深設定値に基づいてリヤカバーの
目標カバー角を設定し、かつリヤカバーが目標カバー角
を維持するようリフトアームを昇降制御する深耕用耕深
自動制御手段と、浅耕用耕深自動制御から深耕用耕深自
動制御への制御切換えが生じた場合に、耕深設定値に基
づいて設定されるリヤカバーの目標カバー角を、制御切
換え時のリヤカバー検出角に基づいて補正する目標カバ
ー角補正手段と、深耕用耕深自動制御から浅耕用耕深自
動制御への制御切換えが生じた場合に、耕深設定値に基
づいて設定されるリフトアームの目標アーム角を、制御
切換え時のリフトアーム検出角に基づいて補正する目標
アーム角補正手段とが設けられているものである。そし
て、このものでは、耕深設定器の設定変更操作に伴って
制御を切換える場合に、制御切換前のリフトアーム角と
制御切換後に設定される目標アーム角（もしくは制御切
換前のリヤカバー角と制御切換後に設定される目標カバ
ー角）とが合致するよう目標アーム角および目標カバー
角を補正することが可能になるため、制御切換時にリフ
トアームが大きく作動してオペレータに違和感を与える
不都合を解消することができる。さらに、目標カバー角
補正手段は、耕深設定値に基づいて設定されるリヤカバ
ーの目標カバー角を、制御切換え時にはリヤカバー検出
角に合致させ、以降は補正量を徐々に減少させて本来の
目標カバー角に合致させる一方、目標アーム角補正手段
は、耕深設定値に基づいて設定されるリフトアームの目
標アーム角を、制御切換え時にはリフトアーム検出角に
合致させ、以降は補正量を徐々に減少させて本来の目標
アーム角に合致させるようにした場合には、目標アーム
角および目標カバー角の補正量を可及的に小さくするこ
とができるため、補正に伴って大きな制御誤差を生じる
不都合を解消することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の三つ
を図面に基づいて説明する。まず、第一の実施の形態を
図１〜図８に示すが、該図面において、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を介してロータリ耕耘式の作業部３が連結され
ている。そして、作業部３は、リフトシリンダ４で油圧
作動するリフトアーム５の上下揺動に連動して昇降する
が、これらの基本構成は何れも従来通りである。

【０００６】６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６は、耕
耘盛土に弾圧状に接地する均平板として機能するが、リ
ヤカバー６の基端部には、リヤカバー６上下揺動角に基
づいて耕深を検出するカバー角センサ７が連繋され、該
カバー角センサ７の検出信号を所定のインタフェース回
路（Ａ／Ｄ変換回路）を介して後述する制御部８に入力
するようになっている。

【０００７】９は運転席１０の側方に配設される操作パ
ネルであって、該操作パネル９には、作業部３の対機高
さを設定するためのポジションレバー１１、後述する耕
深自動制御をＯＮ−ＯＦＦするための耕深自動スイッチ
１２、耕深自動制御の目標耕深を設定するための耕深設
定器１３等が組み込まれているが、これらの操作信号も
所定のインタフェース回路を介して制御部８に入力され
るようになっている。

【０００８】前記制御部８は、所謂マイクロコンピュー
タ（ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ等を含む）を用いて構成さ
れるものであり、そして、このものは、前述したカバー
角センサ７、リフトアーム５の上下揺動角を検出するア
ーム角センサ１４、ポジションレバー１１の操作角を検
出するポジションセンサ１５等のセンサ類や、前述した
操作具類１２、１３等から信号を入力する一方、これら
の入力信号に基づいてリフトシリンダ用電磁バルブの伸
長用ソレノイド１６ａ、縮小用ソレノイド１６ｂ等に作
動信号を出力するようになっている。即ち、制御部８の
メモリ（ＲＯＭ）には、作業部３の耕深が耕深設定器１
３の設定耕深を維持するようリフトアーム５を自動的に
昇降制御する耕深自動制御ルーチンが格納されており、
以下、耕深自動制御の制御手順をフローチャートに基づ
いて説明する。

【０００９】前記耕深自動制御のメインルーチンは、ア
ーム角センサ１４、カバー角センサ７および耕深設定器
１３のデータを入力した後、サブルーチンとして定義さ
れるデータ設定部および出力部を実行するものであり、
これらの処理をループ内で繰り返し実行するようになっ
ている。

【００１０】前記データ設定部では、まず、耕深設定器
１３の耕深設定値が浅耕側設定範囲に含まれるか否かを
判断する。そして、該判断がＹＥＳである場合には、耕
深設定値に基づいてリヤカバー６が一定角となるリフト
アーム５の目標アーム角を演算する一方、ＮＯである場
合には、耕深設定値に基づいてリヤカバー６の目標カバ
ー角を演算し、この演算結果を出力部の参照メモリ領域
に格納するようになっている。つまり、リヤカバー変位
が比較的安定している深耕作業時には、目標カバー角を
維持するようにリフトアーム５を昇降制御する深耕用耕
深自動制御（リヤカバー方式の耕深自動制御）を行う一
方、リヤカバー変位が生じ易い浅耕作業時には、耕深設
定値に基づいて仮想目標カバー角を演算した後、仮想目
標カバー角となり得るリフトアーム５の目標アーム角を
演算し、該目標アーム角を維持するようにリフトアーム
５を昇降制御する浅耕用耕深自動制御（非リヤカバー方
式の耕深自動制御）を実行するようになっている。

【００１１】ところで、本実施形態の目標カバー角演算
（仮想目標カバー角演算も含む）においては、耕深設定
値に応じて三つの関数を用いるようになっている。つま
り、耕深設定値の変化量に対する目標カバー角の変化量
（グラフ上では傾きで表される）を、浅耕時には小さく
して微妙な耕深設定を可能にする一方、深耕時には大き
くして最大設定耕深を可及的に深くするようになってい
る。

【００１２】さらに、データ設定部では、耕深設定器１
３の耕深設定値が浅耕側設定範囲に含まれる場合には、
深耕補正終了フラグをリセットすると共に、浅耕補正終
了フラグのリセット判断を行い、一方、耕深設定値が深
耕側設定範囲に含まれる場合には、浅耕補正終了フラグ
をリセットすると共に、深耕補正終了フラグのリセット
判断を行うようになっている。そして、前記浅耕補正終
了フラグのリセット判断がＹＥＳになった場合には、耕
深設定値が深耕側設定範囲から浅耕側設定範囲に変化し
たと判断して目標アーム角の補正を行う一方、深耕補正
終了フラグのリセット判断がＹＥＳになった場合には、
耕深設定値が浅耕側設定範囲から深耕側設定範囲に変化
したと判断して目標カバー角の補正を行うようになって
いる。即ち、前記目標アーム角の補正処理においては、
制御切換え時点ではリフトアーム検出角に合致し、か
つ、以降は補正量が徐々に減少して本来の目標アーム角
に合致する補正用関数（本実施形態では一次関数）を用
いる一方、目標カバー角の補正処理においては、制御切
換え時点ではリヤカバー検出角に合致し、かつ以降は補
正量が徐々に減少して本来の目標カバー角に合致する補
正用関数を用いて目標角補正を行うようになっている。
そして、この様な補正を実行した場合には、耕深設定器
１３の設定変更操作に伴って制御が切換わる際、制御切
換前のリフトアーム角と制御切換後に設定される目標ア
ーム角（もしくは制御切換前のリヤカバー角と制御切換
後に設定される目標カバー角）との間に大きな偏差が生
じることを回避できるため、制御切換時にリフトアーム
５が大きく作動してオペレータに違和感を与える不都合
を解消することができ、しかも、目標角の補正量は、徐
々に減少して本来の目標角に合致し、合致した時点で補
正処理を終了（補正終了フラグのリセット）するため、
目標アーム角および目標カバー角の補正量を可及的に小
さくして制御精度の低下も回避することができるように
なっている。

【００１３】一方、出力部では、まず、耕深設定器１３
の耕深設定値が浅耕側設定範囲に含まれるか否かを判断
する。そして、この判断がＹＥＳ（浅耕）である場合
は、目標アーム角とリフトアーム検出角とを比較し、そ
の偏差が不感帯の範囲に納まるようリフトアーム５を自
動昇降制御する一方、ＮＯ（深耕）である場合には、目
標カバー角とリヤカバー検出角とを比較し、その偏差が
不感帯の範囲に納まるようリフトアーム５を自動昇降制
御することになるが、前記偏差が不感帯の範囲である場
合には、リフトアーム検出角（深耕時）もしくはリヤカ
バー検出角（浅耕時）を読み込むと共に、過去に読み込
まれた検出角との平均値を演算して所定のメモリ領域に
格納するようになっている。そして、前記目標角（目標
アーム角もしくは目標カバー角）の補正を前記平均値に
基づいて行うようにした場合には、仮令検出角（リフト
アーム検出角もしくはリヤカバー検出角）が大きく変動
している時に制御切換えが生じたとしても、大きく変動
した検出角に基づいて目標角が補正されることを回避で
きるため、目標角の補正量が必要以上に大きくなって制
御精度を低下させる不都合を解消できることになる。

【００１４】叙述の如く構成されたものにおいて、耕深
設定器１３の耕深設定値が浅耕側設定範囲に含まれる場
合には、目標アーム角を基準としてリフトアーム５を昇
降制御する浅耕用耕深自動制御を実行する一方、前記耕
深設定値が深耕側設定範囲に含まれる場合には、目標カ
バー角を基準としてリフトアーム５を昇降制御する深耕
用耕深自動制御を実行することになるが、浅耕用耕深自
動制御から深耕用耕深自動制御への制御切換えが生じた
場合には、制御切換前のリヤカバー角に基づいて目標カ
バー角を補正する一方、深耕用耕深自動制御から浅耕用
耕深自動制御への制御切換えが生じた場合には、制御切
換前のリフトアーム角に基づいて目標アーム角を補正す
るため、制御切換えに際して目標角と検出角とが合致す
るように補正することが可能になり、この結果、制御切
換時（設定耕深変更時）にリフトアーム５が大きく作動
してオペレータに違和感を与える不都合を解消すること
ができる。

【００１５】しかも、目標アーム角の補正処理において
は、制御切換え時点ではリフトアーム検出角に合致し、
かつ、以降は補正量が徐々に減少して本来の目標アーム
角に合致する補正用関数を用いる一方、目標カバー角の
補正処理においては、制御切換え時点ではリヤカバー検
出角に合致し、かつ以降は補正量が徐々に減少して本来
の目標カバー角に合致する補正用関数を用いて目標角補
正を行うため、目標アーム角および目標カバー角の補正
量を可及的に小さくして制御精度の低下も回避すること
ができる。

【００１６】さらに、不感帯の範囲に納まる検出角を平
均化し、該平均化したデータに基づいて検出角の補正を
行うようにした場合には、仮令検出角が大きく変動して
いる時に制御切換えが生じたとしても、大きく変動した
検出角に基づいて目標角が補正されることを回避できる
ため、目標角の補正量が必要以上に大きくなって制御精
度を低下させる不都合を解消することができる。

【００１７】次に、第二の実施の形態を図１１および図
１２に示すが、第一の実施の形態とは目標角の補正処理
のみが相違するため、全体の手順を示すフローチャート
等の図面は第一の実施の形態のものを共用し、かつ詳細
な説明については省略する。さて、第二実施形態の補正
処理は、制御切換え時点でリフトアーム検出角（もしく
はリヤカバー検出角）に合致し得る補正用関数を用いて
目標アーム角（もしくは目標カバー角）を補正する点は
前記実施形態と同様であるが、第二実施形態で用いる補
正用関数の傾きが目標角演算関数の傾きと略同一である
点が前記実施形態と相違する。つまり、補正された目標
角は本来の目標角と平行に変化することになるが、この
様にした場合であっても、制御切換時にリフトアーム５
が大きく作動することを回避できるため、オペレータに
違和感を与える不都合を解消することができる。

【００１８】さらに、第三の実施の形態を図１３および
図１４に示すが、第一の実施の形態とは目標カバー角の
補正処理のみが相違するため、全体の手順を示すフロー
チャート等の図面は第一の実施の形態のものを共用し、
かつ詳細な説明については省略する。さて、第三実施形
態の補正処理は、制御切換時に記憶したリヤカバー検出
角と現在のリヤカバー検出角とを比較し、耕深設定値に
基づいて演算される目標カバー角に近い方を目標カバー
角として採用するようにしたものであり、現在のリヤカ
バー検出角が本来の目標カバー角に合致した時点で補正
処理を終了するようになっている。つまり、制御切換時
に目標カバー角がリヤカバー検出角に合致する点では前
記実施形態と同様であるが、時間の経過に伴って目標カ
バー角の補正量が減少するため、耕深設定値の変化に応
じて補正量を減少させる場合に比して、補正量を確実に
減少させることが可能になる。

【００１９】尚、本発明は、前記実施形態に限定されな
いものであることは勿論であって、例えば、浅耕用耕深
自動制御では、機体ピッチング角等の耕深変動因子を目
標アーム角の演算要素に加えることも可能であり、ま
た、耕深設定器の耕深設定値に応じてリヤカバーの支点
位置を変化させるものでも実施できることは言うまでも
ない。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図である。

【図２】操作パネルの平面図である。

【図３】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図４】耕深自動制御の制御手順を示すフローチャート
である。

【図５】データ設定部の制御手順を示すフローチャート
である。

【図６】出力部の制御手順を示すフローチャートであ
る。

【図７】浅耕から深耕に切換える際の作用を示すグラフ
図である。

【図８】深耕から浅耕に切換える際の作用を示すグラフ
図である。

【図９】本発明が実施されていないものの作用を示すグ
ラフ図である。

【図１０】同上作用説明図である。

【図１１】第二実施形態において浅耕から深耕に切換え
る際の作用を示すグラフ図である。

【図１２】第二実施形態において深耕から浅耕に切換え
る際の作用を示すグラフ図である。

【図１３】第三実施形態の作用を示すグラフ図である。

【図１４】同上タイミングチャート図である。

【符号の説明】

１ 走行機体 ３ 作業部 ５ リフトアーム ６ リヤカバー ７ カバー角センサ ８ 制御部 １３ 耕深設定器 １４ アーム角センサ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業部を上下昇降せしめるリフトアーム
   と、該リフトアームの上下揺動角を検出するアーム角セ
   ンサと、前記作業部の耕深変動に伴って上下揺動するリ
   ヤカバーと、該リヤカバーの上下揺動角を検出するカバ
   ー角センサと、作業部の耕深を設定するための耕深設定
   器と、設定された耕深を維持するよう作業部を自動的に
   昇降制御する制御部とを備えたトラクタにおいて、前記
   制御部に、耕深設定器の耕深設定値が浅耕側設定範囲に
   含まれる場合に、耕深設定値に基づいてリヤカバーが一
   定角となるリフトアームの目標アーム角を設定し、該目
   標アーム角を維持すべくリフトアームを昇降制御する浅
   耕用耕深自動制御手段と、耕深設定器の耕深設定値が深
   耕側設定範囲に含まれる場合に、耕深設定値に基づいて
   リヤカバーの目標カバー角を設定し、かつリヤカバーが
   目標カバー角を維持するようリフトアームを昇降制御す
   る深耕用耕深自動制御手段と、浅耕用耕深自動制御から
   深耕用耕深自動制御への制御切換えが生じた場合に、耕
   深設定値に基づいて設定されるリヤカバーの目標カバー
   角を、制御切換え時のリヤカバー検出角に基づいて補正
   する目標カバー角補正手段と、深耕用耕深自動制御から
   浅耕用耕深自動制御への制御切換えが生じた場合に、耕
   深設定値に基づいて設定されるリフトアームの目標アー
   ム角を、制御切換え時のリフトアーム検出角に基づいて
   補正する目標アーム角補正手段とが設けられているトラ
   クタ。
2. 【請求項２】 請求項１の目標カバー角補正手段は、耕
   深設定値に基づいて設定されるリヤカバーの目標カバー
   角を、制御切換え時にはリヤカバー検出角に合致させ、
   以降は補正量を徐々に減少させて本来の目標カバー角に
   合致させる一方、目標アーム角補正手段は、耕深設定値
   に基づいて設定されるリフトアームの目標アーム角を、
   制御切換え時にはリフトアーム検出角に合致させ、以降
   は補正量を徐々に減少させて本来の目標アーム角に合致
   させるトラクタ。