JPS6040801B2 - 自動昇降制御機構付き対地作業機 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トラクタに昇降自在に取付けた牽引型対地作
業装置を、牽引負荷検出センサの検出結果に基づいて自
動昇降制御して牽引負荷を設定器で設定した範囲内に維
持するドラフト制御機構と、前記対地作業装置を作業高
さ検出センサの検出結果に基づいて自動昇降制御して作
業高さを設定器で設定した範囲に維持するポジション制
御機構を併備し、前記ドラフト制御における作業装置下
降限界をポジション制御による設定作業高さで優先的に
規制し得るべく構成した自動昇降制御装置付き対地作業
機に関するものである。

上記構成の対地作業機では、ポジション制御における作
業高さ設定器を作業装置の最下降位置にセットすること
によって、この最下降位置に至るまでの昇降範囲で任意
の作業高さ（牽引負荷設定によって設定される）のドラ
フト制御を行うことができるとともに、ドラフト制御の
牽引負荷設定器を最大負荷値にセットしておくことによ
って、昇降全域に亘るポジション制御を行うことができ
、更に、ポジション制御の作業高さ設定を前記最下降位
置よりも高い任意の位置にセットしてお仇よ、このポジ
ション設定高さを下降限度としたドラフト制御（これを
混合制御と呼称する）を行うことができるものであり、
混合制御は、局部的に深い軟弱部分（軽負荷部分）が存
在する作業地でドラフト制御を行った場合に作業装置が
この軟弱部分では牽引負荷を設定範囲内に戻すよう下降
制御されて作業高さが不測に低くなってしまう現象を防
止するために、その下降限度を予めポジション設定によ
って規制するようにして用いるものである。

しかしこの混合制御においてポジション設定高さがドラ
フト設定高さ（牽引負荷設定に対応した作業高さ）より
も高くセットされてしまうと、全作業行程で作業高さが
ポジション設定値に規制されてしまうことになり、逆に
ポジション設定高さが低すぎると局部的軟弱部分での下
降規制がきかなくなってしまう（フローテイング〉もの
であり、この混合制御ではポジション設定高さをドラフ
ト設定高さに略等しくセットしておくことが望まれるの
である。

ところが、ドラフト設定高さはそれ自体が土質や作業装
置自体の特性によって大きく変化するものであるために
、これに合わせたポジション設定操作は難かしいもので
あり、例えば従来ではドラフト設定が予めなされた状態
でポジション設定高さを低い位置から少しづつ上げなが
ら作業装置の昇降状態を監視し、ポジション設定高さ変
更によって作業位置の上昇制御が働きかけたところが適
正設定とみなす手段がとられており、その操作は煩わし
いものであった。

この発明は、このような実情に鑑みてなされたものであ
って、ドラフト制御状態、ポジション制御状態、混合制
御状態のいづれであるかの判別や混合制御状態でのポジ
ション設定の適否などを表示機構によって容易に視認判
別できるようにして所望の制御を適確に行えるようにす
ることを目的としたものである。

以下本発明の実施例を図面に基づいて説明する。

第１図はトラクタ１の後部に牽引型対地作業装置の一例
であるプラウ２を昇降自在に連結したプラゥ作業機を示
し、トラクタ１に設けたりフトアーム３を単動型油圧シ
リンダ４で駆動揺動してプラゥ２を昇降するよう構成さ
れている。

前記プラウ２をトラク夕１に連結する牽引用ロァーリン
ク５の基端には、牽引力によって弾性変位する部材の変
位を差動トランスなどで電気的に検出するようにした牽
引負荷検出センサ６が装備されるとともに、前記リフト
アーム３の基端には、その回動角度をポテンショメータ
で電気的に検出してプラウ２のトラクタ１に対する高さ
を知るようにした作業高さ検出センサ７が装備されてお
り、両センサ６，７を用いて牽引負荷を安定化するドラ
フト制御と、作業高さを規制するポジション制御とを行
うよう構成されている。

第２図は上記制御機構の回路構成を示すものであって、
先ずドラフト制御機構について説明する。

前記牽引負荷検出センサ６の検出信号Ｖｄｘと、手動レ
バー８で調節される牽引負荷設定器（可変抵抗器からな
る）９の設定信号Ｖｄ。

が夫々減算増幅回路１０，１１に入力され、検出信号Ｖ
ｄｘが設定信号Ｖｄ。より大きいときには両信号の偏差
を増幅した信号〔ｋ，（Ｖｄｘ−Ｖｄ。）〕が一方の回
路１０から取出され、又、検出信号Ｖ蚊が設定信号Ｖｄ
。より小さいときには両信号の偏差を増幅した信号化，
（Ｖｄ。−Ｖｄｘ）〕が他方の回路１１から取出される
。そして、両回路１０，１１からの信号は夫々比較判別
回路１２，１３に入力されて、不惑帯設定器１４で与え
られた基準信号Ｖｄと比較され、その結果により前記油
圧シリンダ４の作動を司どろ鰭磁制御バルブ１５の上昇
用駆動回路１６又は下降用駆動回路１７を起動するよう
構成されている。尚、センサ６の出力は牽引負荷が増大
するにつれて増大するように設定されている。つまり、
牽引負荷が設定範囲内にあって両減算増幅回路１０，１
１からの出力が夫々基準信号以下〔ｋ，ｌｖｄＸ一ｖｄ
。ｌ≦ｖｄ〕であるときには、比較別回路１２の出力信
号Ｕｄのレベルは（低）となって上昇用駆動回路１６が
の入力信号ＵＰのレベルも同じく（低）となり、回路１
６はＯＦＦになるとともに、比較判別回路１３の出力信
号Ｄｄのレベルは（高）となって、反転回路１８を介し
て接続された下降用駆動回路１７の入力信号ＤＮのレベ
ルは（低）となり、回路１ ７もＯＦＦとなり、制御バ
ルブ１５は中立維持される。又、耕深の増大や土質の硬
化などによって検出牽引負荷が設定範囲より増大すると
、減算増幅回路１０からの出力のみが基準信号より大き
くなり瓜，（Ｖｄｘ−Ｖｄ。）＞Ｖｄ〕、比較判別回路
１２の出力信号Ｕｄが高となって、上昇用駆動回路１６
のみが起動され、もって牽引負荷の減少が図られる。又
、牽引負荷が設定範囲より減少すると、減算増幅回路１
１からの出力のみが基準信号より大きくなり〔ｋ，（Ｖ
ｄ。‐Ｖｄｘ）＞Ｖｄ〕、比較判別回路１３の出力信号
Ｄｄが（低）となってその反転信号を受ける下降用駆動
回路１７のみが起動され、もって牽引負荷の増加が図ら
れる。従って、ドラフト制御では設定器９で任意に設定
された牽引負荷（一定幅の不感帯を含む）に維持するよ
うにプラウ２が自動昇降され、作業地の土質が均一であ
れば選択調整された耕深が維持されることになる。

又、ポジション制御機構は次のように構成されている。

前記作業援層高さ検出センサ７の検出信号Ｖｐｘと、手
動レバー１９で調節される作業高さ設定器（可変抵抗器
からなる）２０の設定信号Ｖｐ。が夫々減算増幅回路２
１，２２に入力され、検出信号Ｖｐｘが設定信号Ｖｐ。
より小さいときには両信号の偏差を増幅した信号〔ｋ２
（Ｖｐ。−Ｖｐｘ）〕が一方の回路２１から取出され、
又、検出信号Ｖｐｘが設定信号より大きいときには両信
号の偏差増幅信号〔ｋ２（Ｖｐｘ−Ｖｐ。）〕が他方の
回路２２から取出される。そして、両回路２１，２２か
らの信号は夫々比較判別回路２３，２４に入力されて不
惑帯設定器２５で与えられた基準値Ｖｐと比較され、そ
の結果により前記電磁制御バルブ１５の上昇用及び下降
用駆動回路１・６，１７を起動するよう構成されている
。尚、センサ７及び設定器２０の出力は作業高さが高い
ほど大きくなるよう設定されている。つまり、検出作業
高さが設定範囲内であるときは、ｋ２ｌＶｐ。

−ＶｐＸＩ≦Ｖｐとなって、比較判別回路２３の出力信
号Ｕｐのレベルは（低）、比較判別回路２４の出力信号
Ｄｐのレベルは（高）となり、これに伴って上昇用及び
下降用駆動回路１６，１７の入力信号ＵＰ，ＤＮは共に
（低）レベルとなって制御バルブ１５は中立維持される
。又、検出作業高さが設定範囲より低いときには、ｋ２
（Ｖｐ。−Ｖｐｘ）＞Ｖｐとなって出力信号Ｕｐ，Ｄｐ
は共に（高）となり、上昇用駆動回路１６のみが起動さ
れる。又、検出作業高さが設定範囲より高いときにはｋ
２（Ｖｐｘ−Ｖｐ。）＞Ｖｐとなって出力信号Ｄｐ，Ｄ
ｐが共に（低）となり、下降用駆動回路１７のみが起動
される。従って、ポジション制御では任意に設定された
作業高さ（対トラクタ）に維持するようにプラウ２が自
動昇降されるのである。

上記構成によると次に示すような３種の昇降制御での作
業が可能となる。

■ ドラフト制御 ポジション制御系の作業高さ設定器２０を最下降位置に
セットしておくと、牽引負荷設定器９の調節に応じて最
下降位置までの全域で負荷制御に基づく耕深制御が可能
となる。

■ ポジション制御 ドラフト制御系の牽引負荷設定器９を最下降位置（最大
負荷設定位置）にセットしておくと、作業高さ設定器２
０の調節に応じて昇降全域に亘る作業装置高さ規制を行
うことができる。

■ 混合制御 ポジション制御系の作業高さ設定器２０を最下降位置よ
りも高い任意の位直にセットすると、ポジション設定さ
れた高さを下降限度としてドラフト制御を行うことがで
きる。

尚、第２図中の２６は前記上昇用及び下降用駆動回路１
６，１７を優先的に起動するための手動切換えスイッチ
であり、図示の中立位置ｎでは前記自動制御が行われ、
接点ａに切換えられると上昇用駆動回路１６のみが起動
され、又、接点ｂに切換えられると下降用駆動回路１７
のみが起動されるよう構成されており、接点ａは機体方
向転換時におけるプラゥ上昇に用いられ、′又、接点ｂ
は作業中での一時的な強制下降に用いられる。

そして、本発明においては更に次のような構成が付加さ
れている。つまり、前記両センサ６，７は作動状態の判
別回路２７に接続され、その判別結果が操縦部近くに設
けたランプ表示機構２８で表示されるようになつている
。

前記判別回路２７の構成の概略は第３図に示すようにな
っており、第４図及び第５図の判別線図に基づいてドラ
フト制御系では３種○，，Ｄ２，Ｄ３の作動領域が第１
判別回路２９で判別されるとともにポジション制御系で
３種Ｐ，，Ｆ２，Ｐ３の作動領域が第２判別回路３０で
判別される。

即ち、ドラフト系の第１領域○，は、ドラフト制御にお
ける不感帯Ａの上限線そ，より設定値ｆ〔例えば２００
ｋ９〕以上に検出値が大きい場合、つまり、過負荷の場
合、プラゥ２の上昇作動領域とし、第３領域Ｄ３は不感
帯Ａの下限線そ２ より設定値ｆ′〔例えば２００ｋ９
〕以下の場合、つまり、軽負荷の場合、プラウ２の下降
作動領域とし、これから外れる領域が中立の第２領域Ｄ
２として設定される。

又、ポジション系の第１領域Ｐ，はポジション制御にお
ける不惑帯Ｂの上限線夕３ よりも検出値が小さい場合
、つまり、耕深設定深さよりも深い場合、プラゥ２の上
昇作動領域とし、第３領域Ｐ３は不感帯Ｂの下限線〆４
より設定値ｈ〔例えば５伽〕以上検出値が大きい場合
、つまり、耕深設定深さよりも浅い場合、プラウ２の下
降作動領域とし、これらから外れる領域が中立の第２領
域Ｐ２とされる。そして、ドラフト上昇作動状態である
ドラフト第１領域○，とポジション上昇作動状態である
ポジション第１領域Ｐ，を除く各領域Ｄ２，Ｄ３，Ｐ２
，Ｐ３の組合わせ判別から更にドラフト制御状態Ｄ、ポ
ジション制御状態Ｐ、混合制御状態Ｍ及びフローティン
グ状態Ｆが判別され、この判別結果に基づいて第６図に
示す表示機構２８のドラフト制御状態ランプＬｄ、ポジ
ション制御状態ランプＬｐ、混合制御状態ランプＬｍ及
びフローティング状態ランプＬｆが択一的に点灯作動さ
れるようになっている。すなわち、第３図の判別回路か
らも明らかなように、第１判別回路２９がＤ，を判別す
るとドラフト制御状態ランプＬｄを点灯し、ドラフト制
御状態であることを示し、第２判別回路３０がＰ，を判
別するとポジション制御状態ランプＬｐを点灯し、ポジ
ション制御状態であることを示し、そして、前記第１判
別回路２９がＤ２を、第２判別回路３０がＰ２を、夫々
、判別すると混合制御状態ランプＬｍを点灯し、混合制
御状態であることを示す。

斯かる場合、ドラフト制御状態ランプＬｄは、反転回路
Ｂにより第２アンド回路Ｄ２が成立しないので点灯せず
、またポジション制御状態ランプＬＰも前記反転回路Ｂ
により第３アンド回路−が成立しないので点灯しない。
そして、前記第１判別回路２９がＤ３を、第２判別回路
３０がＰ３を、夫々、判別すると第４アンド回路Ｌが成
立してフローティング状態ランプＬｆを点灯し、フロー
ティング状態であることを示す。

以上の構成によれば、表示機構２８のランプ点灯箇所を
視議するだけで制御状態を把握でき、混合制御状態を行
う際にフローティング状態ランプＬｆが点灯していれば
混合制御状態ランプＬｍに点灯が切換わるまでポジショ
ン設定耕深を浅い側に調整することによって適正セット
が行えるのである。

尚、実施例ではランプ表示を行う表示機構２８を例示し
たが、指針等が変位して各領域を指示する状態で実施す
ることもできる。

以上説明したように本発明によれば、ドラフト制御、ポ
ジション制御及び混合制御並びに混合制御におけるポジ
ション設定の適否などを一目で確認することが可能とな
り、所望の制御形態を適確に選択設定して良好な作業を
行うことができるようになつた。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る自動昇降制御装置付き対地作業機の
実施例を示し、第１図は全体側面図、第２図は制御回路
図、第３図は制御作動状態の判別表示を行うための概略
構成図、第４図及び第５図は夫々制御作動領域の設定判
別を行うための線図、第６図は表示機構の正面図。 １・・…・トラクタ、２・・・・・・牽引型対地作業装
置、６・・・・・・牽引負荷検出センサ、７・・・・・
・作業高さ検出セソサ、９・・・・・・牽引負荷設定器
、２０・・・・・・作業高さ設定器、２７・・・・・・
判別回路、２８・・・・・・表示機構。 第１図 第３図 第４図 第５図 第６図 第２図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トラクタ１に昇降自在に取付けた牽引型対地作業装
   置２を、牽引負荷検出センサ６の検出結果に基づいて自
   動昇降制御して牽引負荷を設定器９で設定した範囲内に
   維持するドラフト制御機構と、前記対地作業装置２を作
   業高さ検出センサ７の検出結果に基づいて自動昇降制御
   して作業高さを設定器２０で設定した範囲に維持するポ
   ジシヨン制御機構を併備し、前記ドラフト制御における
   作業装置下降限界をポジシヨン制御による設定作業高さ
   で優先的に規制し得るでく構成した自動昇降制御機構付
   き対地作業機において、前記牽引負荷検出センサ６での
   検出値及び作業高さ検出センサ７からの検出値が夫々複
   数段階に設定した領域のいずれにあるかを判別する判別
   回路２７を設けるとともに、これら両センサ６，７の検
   出値の属する領域の組合わせ状態を目視式の表示機構２
   ８で表示すべく構成してあることを特徴とする自動昇降
   制御機構付き対地作業機構。 ２ 前記表示機構２８は複数のランプＬｄ，Ｌｍを択一
   点灯するようにしたものである特許請求の範囲第１項に
   記載の対地作業機。