JPH10136710A - トラクタの負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 耕深制御と負荷制御とを備えたトラクタに於
いて、負荷制御により作業機が上昇した後に再び下降さ
せる際、作業機を速やかに接地させるとともに接地後の
負荷変動を小さくし、整地性の良い作業を行う。 【解決手段】 作業機１８を下降させる際は、１ステッ
プずつ段階的に下降させる。先ず１ステップ目は、負荷
制御により作業機１８を上昇させた最上げ位置と、設定
耕深値に相当する位置との差の１／２だけ作業機１８を
下降させる。次に２ステップ目は、前回の１ステップで
下降した位置から設定耕深値に相当する位置との差の１
／２、即ち１ステップ目から更に残りの１／２だけ作業
機１８を下降させる。このように、作業機１８が設定耕
深値に一致するまで１ステップずつ段階的に下降させ、
且つ設定耕深値に接近するのに伴って１ステップ毎の下
降量を順次小さくしていく。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトラクタの負荷制御
装置に関するものであり、特に、エンジン回転数に変動
があったときに作業機の昇降を行うようにしたトラクタ
の負荷制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】機体の
後部に耕耘用の作業機を昇降自在に連結し、デプスセン
サにより検出される実耕深値を設定耕深値に一致させる
ように作業機を昇降する耕深制御と、作業機の牽引負荷
をエンジン回転数から判別し、該エンジン回転数が所定
の範囲内に維持されるように作業機を昇降する負荷制御
とを備えたトラクタは知られている。

【０００３】負荷制御により作業機が上昇した後、エン
ジン回転数が通常の状態に復帰して作業機を下降させる
際、該作業機を急激に下降して接地させると負荷が増大
してエンジン回転数が低下し、再び作業機が上昇するこ
とになる。然るときは、作業機が上昇と下降を繰り返し
てハンチングが起きるので、圃場面に大きなうねりが生
じる。

【０００４】これを防止するため、一定の高さを１ステ
ップとして、作業機を１ステップずつ段階的に下降させ
るようにした負荷制御装置が知られている。しかし、設
定耕深値が深いときは、作業機が設定耕深値に到るまで
数ステップ乃至十数ステップの下降動作が必要となり、
元の耕深位置に戻るのに時間が掛かる。一方、作業機を
早く設定耕深値に戻すために１ステップの設定高さを大
きくし過ぎると、設定耕深値が浅いときに、作業機が１
ステップ下降するだけで設定耕深値を超えることがあ
り、このときは急激に負荷が増大して作業機が上昇し、
ハンチングの原因となる。

【０００５】そこで、耕深制御と負荷制御とを備えたト
ラクタに於いて、負荷制御により作業機が上昇した後に
再び下降させる際、該作業機を速やかに接地させるとと
もに接地後の負荷変動を小さくし、整地性の良い作業を
行うために解決すべき技術的課題が生じてくるのであ
り、本発明はこの課題を解決することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、機体の後部に耕耘用
の作業機を昇降自在に連結し、デプスセンサにより検出
される実耕深値を設定耕深値に一致させるように作業機
を昇降する耕深制御と、作業機の牽引負荷をエンジン回
転数から判別し、該エンジン回転数が所定の範囲内に維
持されるように作業機を昇降する負荷制御とを備えたト
ラクタに於いて、負荷制御による作業機の上昇指令が出
力された後に作業機を下降する際は、該作業機を１ステ
ップずつ段階的に下降させ、且つ設定耕深値に接近する
のに伴い１ステップの下降量を順次小さくするトラクタ
の負荷制御装置を提供するものである。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
に従って詳述する。図１はトラクタ１０を示し、該トラ
クタ１０の前部にエンジン１１を載置し、エンジン１１
の側部に電子ガバナ１２が搭載されている。エンジン１
１の動力はミッションケース１３内に設けられた変速装
置により減速され、前後輪１４ａ，１４ｂ若しくは後輪
１４ｂへ伝達されるとともにＰＴＯ軸１５にも伝達され
る。エンジン１１の回転数はエンジン回転数センサ１６
にて検出する。

【０００８】一方、該トラクタ１０の後部にリンク機構
１７を介して耕耘用の作業機１８を連結する。このリン
ク機構１７はトップリンク１９と左右のロワーリンク２
０からなる３点リンク方式であり、左右のリフトアーム
２１の先端と左右のロワーリンク２０とを夫々リフトロ
ッド２２にて連結してある。

【０００９】そして、ミッションケース１３の上部に設
けられたリフトシリンダ２３の作動によりリフトアーム
２１を回動すれば、前記ロワーリンク２０が上下動して
作業機１８が昇降する。リフトアーム２１の回動角はリ
フトアームセンサ２４にて検出する。また、作業機１８
のメインカバー２５の後端にリヤカバー２６を回動自在
に取り付け、デプスセンサ２７によりリヤカバー２６の
回動角を検出する。

【００１０】ここで、運転席２８の近傍にはコントロー
ラ２９が設けられており、このコントローラ２９にポジ
ションレバー３０、耕深設定ダイヤル３１、負荷制御モ
ードスイッチ３２等を設ける。また、運転席１８の下部
に車速センサ３３を設ける。更に、ステアリングホイー
ル３４の近傍位置に作業機昇降スイッチ３５を設け、ス
テアリングシャフト３６に操舵角センサ３７を装着す
る。

【００１１】図２はトラクタの耕深制御及び負荷制御系
のブロック図であり、前述したポジションレバー３０、
耕深設定ダイヤル３１、負荷制御モードスイッチ３２等
の設定信号はコントローラ２９へ入力される。また、エ
ンジン回転数センサ１６、リフトアームセンサ２４、デ
プスセンサ２７、車速センサ３３等の検出信号もコント
ローラ２９へ入力される。このほか、電子カバナ１２の
スロットル操作量は、スロットルレバーの回動基部に設
けたスロットル位置センサ３８により検出され、コント
ロールラックの位置（ガバナの開度）はラック位置セン
サ３９により検出する。更に、変速装置にシフト位置セ
ンサ４０を設け、変速レバーのシフト操作を検出する。

【００１２】コントローラ２９は、デプスセンサ２７に
て検出したリヤカバー２６の回動角から実耕深値を演算
し、この実耕深値を耕深設定ダイヤル３１にて入力した
設定耕深値に一致させるように作業機１８の耕深制御を
行う。然るときは、前記リフトシリンダ２３を伸縮作動
させて作業機１８を昇降すべく、電磁比例弁の上昇用ソ
レノイド４１または下降用ソレノイド４２へ制御信号を
出力する。

【００１３】一方、電子ガバナ１２の制御は、スロット
ル位置センサ３８の検出値に応じて、コントローラ２９
からラックアクチュエータ４３へ制御信号を出力し、コ
ントロールラックの位置を調整してエンジン回転数を制
御する。また、負荷制御モードスイッチ３２をオンした
ときは、後述するように負荷制御が行われる。このとき
は、負荷制御モニタランプ４４がオンとなり、オペレー
タに負荷制御が実行中であることを知らせる。

【００１４】次に、負荷制御について説明すれば、作業
機１８の牽引負荷をエンジン回転数から判別するため
に、コントローラ２９ではエンジン回転数センサ１６に
より周期的にエンジン回転数Ｒを検出し、一定時間内の
エンジン回転数の変化率Ｄを演算する。

【００１５】予め、設定耕深値に応じたエンジン回転数
の下限値Ｌ_R とエンジン回転数の変化率の規定値Ｄ_R を
決めておき、作業負荷によりエンジン回転数Ｒが緩やか
に低下して前記下限値Ｌ_R 以下になったときは、コント
ローラ２９から上昇用ソレノイド４１へ作業機上昇指令
を出力し、作業機１８を上昇してエンストを防止する。
また、エンジン回転数Ｒが急激に低下してエンジン回転
数の変化率Ｄが前記規定値Ｄ_R 以上になったときは、た
とえエンジン回転数Ｒが前記下限値Ｌ_R まで低下してい
ない場合でも、コントローラ２９から上昇用ソレノイド
４１へ作業機上昇指令を出力し、作業機１８を上昇して
エンストを防止する。

【００１６】そして、作業機１８が上昇して作業負荷が
軽減されることにより、低下していたエンジン回転数Ｒ
が上昇して所定値まで復帰したとき、或いはエンジン回
転数の変化率Ｄが小さくなったときは、コントローラ２
９から下降用ソレノイド４２へ作業機下降指令を出力し
て作業機１８を下降する。

【００１７】図３は耕深制御と負荷制御とを併用して実
施する場合のフローチャートを示し、耕深制御が「入」
の場合はステップ１０２からステップ１０３へ進み、負
荷制御が「入」でないときは、デプスセンサ２７の検出
値に基づいて耕深制御を行い（ステップ１０３→１０
５）、負荷制御が「入」となっているときは、耕深制御
と負荷制御のミックス制御を行う（ステップ１０３→１
０６）。

【００１８】これに対して、耕深制御が「入」でない場
合はステップ１０２からステップ１０４へ進み、負荷制
御が「入」となっているときは、エンジン回転数センサ
１６の検出値に基づいて負荷制御を行い（ステップ１０
４→１０７）、負荷制御が「入」でないときは、ポジシ
ョンレバー３０によるポジション制御を行う（ステップ
１０４→１０８）。

【００１９】図４は前記ステップ１０６のミックス制御
に於ける負荷制御、及びステップ１０７に於ける負荷制
御のフローチャートを示し、前記ステップ１０１にて読
込んだエンジン回転数Ｒからエンジン回転数の変化率Ｄ
を演算し（ステップ２０１）、負荷制御による作業機上
昇指令が出力されていない場合、即ち通常の作業を継続
して負荷上昇出力がオフである場合はステップ２０２か
らステップ２０３へ進む。

【００２０】前述したように、作業負荷によりエンジン
回転数Ｒが前記下限値Ｌ_R 以下になったとき、或いはエ
ンジン回転数の変化率Ｄが前記規定値Ｄ_R 以上になった
ときは、コントローラ２９から上昇用ソレノイド４１へ
作業機上昇指令を出力、即ち負荷上昇出力オンにする
（ステップ２０３→２０４）。

【００２１】ここで、ステップ２０２に於いて負荷上昇
出力オンである場合は、次に負荷上昇出力オフ処理を行
う。例えば、エンジン回転数Ｒが前記下限値Ｌ_R 以下に
なったときに負荷上昇出力オンとした場合の負荷上昇出
力オフ処理について、図５及び図６に従って説明する。
作業負荷の増大によりエンジン回転数Ｒが前記下限値Ｌ
_R 以下になると負荷上昇出力オンになり、作業機が上昇
して負荷が軽減されるが、負荷上昇出力オンになった直
後はまだエンジン回転数Ｒが下降し続ける。そして、エ
ンジン回転数Ｒが最低値Ｒ_B に達した後に上昇へ転換す
る（ステップ３０１）。このときのエンジン回転数の最
低値Ｒ_B をメモリに記憶する（ステップ３０２）。

【００２２】負荷制御のみを実行している場合はステッ
プ３０３からステップ３０４へ進み、エンジン回転数Ｒ
が前記最低値Ｒ_B より回転数α（約５０〜１００rpm ）
だけ上昇したときに負荷上昇出力オフにして（ステップ
３０４→３０５）、このときのリフトアームセンサ値を
メモリに記憶する（ステップ３０６）。エンジン回転数
Ｒが最低値Ｒ_B より少し高い回転数に上昇したときに負
荷上昇出力をオフするのは、作業機１８の上昇が長びい
てエンジン回転数Ｒが高くなり過ぎるのを防止するとと
もに、エンジン回転数Ｒが上昇傾向になったことを確認
してから負荷上昇出力をオフするためである。

【００２３】一方、ミックス制御を行っている場合はス
テップ３０３からステップ３０７へ進み、負荷上昇出力
オフした後に、デプスセンサ値に基づく耕深制御に移行
する（ステップ３０８）。即ち、エンジン回転数Ｒが最
低値Ｒ_B 以上になったら直ちに耕深制御を行うので、作
業機１８が早く設定耕深値に復帰できる。

【００２４】而して、図４に示した負荷制御のステップ
２０３に於いて、エンジン回転数Ｒが下限値Ｌ_R まで低
下していないとき、或いはエンジン回転数の変化率Ｄが
規定値Ｄ_R より小さい場合、即ちエンジン回転数Ｒの変
動がなくなって通常の状態に復帰したときは負荷下降出
力処理を行う。図７及び図８に従って、負荷下降出力処
理について説明する。先ず負荷上昇出力オフ後または負
荷下降出力オフ後に、夫々一定時間経過しているかを判
別する（ステップ４０１）。

【００２５】出力オフ後に一定時間経過したときは、出
力オフ時にメモリへ記憶したリフトアームセンサ値θ_F
と、作業機１８が設定耕深値に位置するときのリフトア
ームセンサ値θ_S との差Ｘを算出し（ステップ４０
２）、設定耕深位置に相当するリフトアームセンサ値θ
_S を前記差Ｘの１／２だけ増加して補正リフトアームセ
ンサ値θ_X とする（ステップ４０３）。続いて、出力オ
フ時のリフトアームセンサ値θ_F と前記補正リフトアー
ムセンサ値θ_X との差Ｘ₂ を算出し、この差Ｘ₂ を１回
の下降量としてセットする（ステップ４０４）。

【００２６】そして、現在のリフトアームセンサ値θ_N
が前記補正リフトアームセンサ値θ _X に一致するまで負
荷下降出力オンにする（ステップ４０５→４０６）。負
荷下降出力オンにより作業機１８が下降し、現在のリフ
トアームセンサ値θ_N が補正リフトアームセンサ値θ_X
に一致したときはステップ４０５からステップ４０７へ
進む。負荷下降出力オンであるので一旦負荷下降出力オ
フにし（ステップ４０７→４０８）、このときのリフト
アームセンサ値をメモリに記憶して（ステップ４０
９）、１回目の負荷下降出力処理が終了する。

【００２７】而して、負荷下降出力オフから一定時間経
過後に、２回目の負荷下降出力処理を行うために再びス
テップ４０２に到ったときは、前回ステップ４０９にて
新たに記憶したリフトアームセンサ値θ_F と、設定耕深
位置に相当するリフトアームセンサ値θ_S との差Ｘは前
回値の半分になり、この差Ｘに基づいて新たな補正リフ
トアームセンサ値θ_X を算出する（ステップ４０３）。
前回と同様にして、出力オフ時のリフトアームセンサ値
θ_F とこの補正リフトアームセンサ値θ_X との差Ｘ₂ を
算出して今回の下降量としてセットする（ステップ４０
４）。

【００２８】そして、現在のリフトアームセンサ値θ_N
が新たな補正リフトアームセンサ値θ_X に一致するまで
負荷下降出力オンにする（ステップ４０５→４０６）。
現在のリフトアームセンサ値θ_N が新たな補正リフトア
ームセンサ値θ_X に一致したときはステップ４０５から
再びステップ４０７へ進み、負荷下降出力オフにして
（ステップ４０８）このときのリフトアームセンサ値を
メモリに記憶し（ステップ４０９）、２回目の負荷下降
出力処理が終了する。

【００２９】尚、図示は省略するが、ステップ４０２に
於いて前記差Ｘが一定値より小さくなったとき、即ち作
業機１８が設定耕深位置へ十分に接近したときは、ステ
ップ４０４ではＸ₂ ＝Ｘとして下降量を設定し、現在の
リフトアームセンサ値θ_N が設定耕深位置に相当するリ
フトアームセンサ値θ_S になるまで直接下降し、最終回
目の負荷下降出力処理を終了させる。

【００３０】このように、負荷制御により作業機１８を
上昇させた後に該作業機１８を下降する際は、先ず１ス
テップ目は負荷上昇出力オフ時の作業機位置と設定耕深
値に相当する作業機位置との差の半分、即ち作業機１８
の上昇量の１／２だけ下降させる。次に、一定時間経過
後の２ステップ目は前記下降位置から設定耕深値に相当
する作業機位置との差の半分、即ち１ステップ目から更
に残りの１／２だけ下降させる。

【００３１】斯くして、作業機１８は設定耕深値との差
の１／２ずつ段階的に下降し、且つ設定耕深値に接近す
るのに伴い１ステップ毎の下降量が小さくなるので、作
業機１８が急激に接地して負荷が急増する虞がなく、最
短時間で作業機を元の耕深状態に復帰させることができ
る。

【００３２】尚、作業機１８が設定耕深位置に復帰した
ときに、エンジン回転数Ｒが下降し続けている場合は負
荷がまだ大きいと考えられるため、然るときは再度負荷
上昇出力オンして作業機１８を上昇させる。

【００３３】また、負荷制御により作業機１８を上昇さ
せた場合に、図８では最上げ位置で作業機１８が圃場面
から浮上しているが、エンジン回転数Ｒが最低値Ｒ_B か
ら上昇した時点で負荷上昇出力オフにするので、実際に
は最上げ位置で作業機１８が圃場面に接地していること
もある。

【００３４】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。

【００３５】

【発明の効果】以上説明したように、本発明では耕深制
御と負荷制御とにより作業機を昇降可能にしたトラクタ
に於いて、負荷制御により作業機が上昇した後に作業機
を下降させる際は、１ステップずつ段階的に作業機を下
降させるとともに、１ステップ毎の下降量を順次小さく
していくため、作業機が急激に接地して負荷が急増する
虞がなく、且つ最短時間で作業機を元の耕深状態に復帰
させることができる。

【００３６】斯くして、作業機を速やかに接地させると
ともに接地後の負荷変動を小さくし、整地性の良い作業
を行うことが可能になった。

【図面の簡単な説明】 図は本発明の実施の形態を示すものである。

【図１】トラクタの側面図。

【図２】耕深制御及び負荷制御系のブロック図。

【図３】耕深制御と負荷制御とを併用して実施する場合
のフローチャート。

【図４】負荷制御のフローチャート。

【図５】負荷上昇出力オフ処理についてのフローチャー
ト。

【図６】負荷上昇出力オフ処理についてのタイミングチ
ャート。

【図７】負荷下降出力処理についてのフローチャート。

【図８】負荷下降出力処理に於ける作業機の下降位置を
説明する解説図。

【符号の説明】

１０ トラクタ １６ エンジン回転数センサ １８ 作業機 ２７ デプスセンサ ２９ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 池田 光彦 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 谷 良孝 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 (72)発明者 高木 真吾 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体の後部に耕耘用の作業機を昇降自在
   に連結し、デプスセンサにより検出される実耕深値を設
   定耕深値に一致させるように作業機を昇降する耕深制御
   と、作業機の牽引負荷をエンジン回転数から判別し、該
   エンジン回転数が所定の範囲内に維持されるように作業
   機を昇降する負荷制御とを備えたトラクタに於いて、負
   荷制御による作業機の上昇指令が出力された後に作業機
   を下降する際は、該作業機を１ステップずつ段階的に下
   降させ、且つ設定耕深値に接近するのに伴い１ステップ
   の下降量を順次小さくすることを特徴とするトラクタの
   負荷制御装置。