JPS63126403A

JPS63126403A - トラクタ−作業機の自動制御装置

Info

Publication number: JPS63126403A
Application number: JP27485186A
Authority: JP
Inventors: 一夫藤井; 知文越智; 隆橋本; 昭人西村
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1986-11-18
Filing date: 1986-11-18
Publication date: 1988-05-30
Anticipated expiration: 2010-07-05
Also published as: JPH0761203B2

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】（イ）産業上の利用分野本発明は農用トラクターに装着したロータリー耕耘装置
等の作業機の、耕深及び左右傾斜角度を一定に制御する
装置に関するものである。

（ロ）従来技術従来からトラクター後部に作業機を装着し、該作業機に
耕深センサー及び傾斜センサーを付設して、耕深制御及
び傾斜制御を行う技術は公知とされているのである。例
えば特開昭５６−１１７７０５号公報の如きである。

（ハ）発明が解決しようとする問題点該従来技術においては、作業機の左右傾斜は一例のリフ
トリンクに設けた角度制御用シリンダーによって行われ
、他側のリフトリンクの枢支点は回動中心となっている
のである。

従って、耕深制御及び傾斜制御が同時に作動される場合
、片方の走行輪が地表の凹部に落ち込んだり、又は、凸
部に乗り上げると、作業機による仕上がり状態が不均一
となっていたのである。

例えば水平制御においてロータリー耕耘装置の右側に角
度制御用油圧シリンダーが装着されている場合において
、右側の走行輪が凹部に落ちたときには（第５図）、傾
斜角度制御の為に右側を上げながら、耕深センサーであ
るリアカバーが上方へ回動しているので、耕深が深いと
いう信号が発信されており、作業機全体を油圧ケース内
の耕深制御用シリンダーを上昇させるのである。しかし
、実際は作業機の右側のみ上げるだけで水平になるので
ある。このような場合に従来の構成では、作業機は水平
になってから再び下降されるので、それまでの時間は耕
深が一定にならず、仕上がりも悪くなってしまうのであ
る。

従って、左右どちらかが凹部に落ちた場合、または凸部
に乗り上げた場合を考慮して耕深制御用シリンダーの作
動速度と不感帯幅、及び角度制御用シリンダーの作動速
度と不感帯幅等を、状況に応じて切換える必要があるの
である。

（ニ）問題を解決するための手段本発明はこのような点に鑑み、次の如く構成したもので
ある。

作業機の耕深制御と、左右傾斜角度制御を共に具備した
装置において、リフトアームを回動する耕深制御用シリ
ンダーへの信号と、リフトリンクの一方に設けた角度制
御用シリンダーへの信号が同時に発信される場合に、両
信号の判断機構を設け、該判断結果に基づき、耕深制御
の不感帯幅を自動的に切り換えるべく構成したものであ
る。

また、該判断に基づき、耕深制御用シリンダーの作動速
度を自動的に切換えるべく構成したちのである。

また、該判断に基づき、角度制御用シリンダーの作動速
度を自動的に切換えるべく構成したものである。

また、該判断に基づき、左右傾斜角度制御の不感帯幅を
自動的に切換えるべく構成したものである。

また、該判断に基づき、耕深制御の不感帯幅と、耕深制
御用シリンダーの作動速度と、角度制御用シリンダーの
作動速度と、傾斜角度制御の不感帯幅を適宜組み合わせ
て、自動的に切換えるべ（構成したものである。

（ホ）発明の実施例本発明の目的は以上の如くであり、添付の図面に示した
実施例の構成に基づいて、本発明の詳細な説明すると。

第１図は本発明の自動制御装置を装備したトラクターの
平面図、第２図は同じく側面図、第３図は操作ボックス
の平面図、第４図は自動制御装置の電気回路図である。

Ｍはミッションケース、７は後輪、２０はハンドル、２
４は座席である。トラクター後部のミッションケースＭ
上に油圧ケースＮが載置され、該油圧ケースＮよりリフ
トアーム８・８が突出され、先端にリフトリンク１３Ｌ
・１３Ｒを枢結している。該リフトアーム８・８は油圧
ケースＮ内の耕深制御用シリンダー（図示せず）の伸縮
により回動され、側面に設けた油圧切換弁１７の切り換
えにより伸縮される。該油圧切換弁１７は後述する昇降
スイッチ１０や制御装置により制御されて切り換えられ
るのである。また、リフトアーム８・８の回動基部には
リフト角センサー４が配設され、リフトアーム８・８の
回動角が検知されているのである。そして、前記リフト
リンクの一側（本実施例では右側）には角度制御用シリ
ンダー２６が介装され、油圧切換弁１７と同じ部分に配
置された他の油圧切換弁により制御伸縮され、ロアリン
ク１４の後端に連設したロータリー耕耘装置Ｒを傾倒可
能にしている。

該ロータリー耕耘装置Ｒへの動力はミッションケースＭ
１面より突出したＰＴＯ軸２軸上３ユニバーサルジョイ
ントエ８を介してギヤボックス２２に伝えられる。該ロ
ータリー耕耘装置Ｒの後部に枢支したリアカバー１は耕
深を検出するためのセンサーの役割を果たし、該リアカ
バー１の回動はセンサーワイヤー１２を介して、油圧ケ
ースＮの側部に配設した耕深制御センサー５へ入力され
る。該耕深制御センサー５はポテンショメーター等によ
り構成されている。また、ロータリー耕耘装置Ｒの耕耘
カバー２９上にはロータリーエンコーダー等よりなる傾
斜角度センサー２７が載置され、ロータリー耕耘装置Ｒ
の左右傾斜角を検出している。またトラクターの機体側
には本機センサー４２が配置されており、作業機をトラ
クターとを一致させ、通常の状態にする場合に比較制御
の対称となる信号を送信している。

そして、座席２４側方には走行変速レバー３及びオペレ
ーターが手動でロータリー耕耘装置Ｒの高さを設定する
ポジションレバー２が配置され、走行変速レバ−３基部
には後進位置に変速された状態を検知するバックスイッ
チ１９が配設され、前記ポジションレバー２の回動基部
にはその設定値を掲出するポジションセンサー６が配置
されている。

また、ダッシュボード２５後部には操作ボックス１１が
固設され、該操作ボックス１１上には第３図に示すよう
に、ロータリー耕耘装置Ｒの耕深を示すレベル表示器３
０、その耕深を設定する耕深設定ダイヤル９、ロータリ
ー耕耘装置Ｒの昇降を手動で行うための昇降スイッチ１
０、上昇していることを示す上昇ランプ３１、昇降速度
の感度を設定する感度切換ダイヤル３２）．傾斜制御の
自動・手動切換スイッチ３３、傾斜制御を手動で行うた
めの手動レバー３４、傾斜角度を設定するスイングダイ
ヤル３５、そして、各種ある制御のモードを選択するモ
ード切換スイッチ３６、及び選択後のモードを表示する
モード表示ランプ３７が配設されている。

尚、耕深設定ダイヤル９を「深」いっばいに回した「切
」位置にオート切スィッチ２８が設けられ、この位置に
耕深設定ダイヤル９を回すと手動操作となる。

これらスイッチやセンサー等は第４図に示すようにコン
トローラー１６に接続され、該コントローラー１６の演
算により、耕深制御用シリンダー用油圧切換弁１７に付
設された昇降制御用ソレノイド４０ａ・４０ｂや、角度
制御用シリンダー２６の油圧切換弁に付設されたソレノ
イド４１ａ・４１ｂを作動させて昇降、傾斜及びランプ
の表示等を行うのである。

（へ）発明の作用本発明は、リアカバー１を耕深制御のセンサーとし、耕
深制御センサー５に信号を送信し、油圧ケースＮ無いの
耕深制御用シリンダーを伸縮しリフトアーム８・８を上
下回動することにより、耕深自動制御を行っている。

かつ左右傾斜制御においては、傾斜角度センサー２７よ
り信号を得て、片方のリフトリンクに介装した角度制御
用シリンダー２６を伸縮することにより制御を行い、そ
して耕深制御と角度制御を両方同時に作動可能に具備し
た制御装置に関するものである。

そして片方のリフトリンク１３Ｌに介装した角度制御用
シリンダー２６を伸縮して、作業機の左右傾斜角度を制
御する為に、該リアカバー１も傾斜してしまい、通常は
土壌面に水平状態で接地していることを前提として、耕
深制御のセンサーとしているリアカバー１が傾斜するこ
とにより、誤った耕深信号を検出してしまうのである。

第５図はトラクターの右側の車輪が溝にはまって、作業
機の右側が埋もれた状態の後面図、第６図はトラクター
の左側の車輪が小山に乗り上げて、作業機の左側が浮き
上がった状態の後面図、第７図はトラクターの左側の車
輪が溝におちて、作業機の左側が埋もれた状態の後面図
、第８図はトラクターの右側の車輪が小山に乗り上げて
、作業機の右側が浮き上がった状態の後面図、第９図は
上記４姿勢における、選択制御要素の一覧表である。

以上の状態の図面は、全て右側のリフトリンク１３Ｒに
角度制御用シリンダー２６が介装された構成を前提とし
て、説明をするものである。

第５図と第７図の状態、及び第６図と第８図の状態は、
左右対称的の姿勢であるから同じような制御で解決出来
そうであるが、角度制御用シリンダー２６が右側のリフ
トリンク１３Ｒのみに介装されていることから、同じ制
御とすることが出来ないのである。

結局、第５図・第６図・第７図・第８図のそれぞれの場
合に応じて、制御状態を変える必要があるのである。

第５図から第８図の４状態に応じて、駆動マツプがＡ−
Ｂ−Ｃ−Ｄと予め決定されているのである。

第９図においては、該状態毎にどのような制御が行われ
るかを一覧表により示している。

即ち、第５図に示すトラクターの右側の車輪が溝にはま
って、作業機の右側が埋もれた状態から選択されるのが
駆動マツプＡである。

この場合には、該状態を正規の状態に戻す場合には、角
度制御用シリンダー２６を縮小して、作業機の右側を上
げて、元に戻すようにすれば、耕深制御用シリンダーは
それほど伸縮する必要がないのである。耕深制御用シリ
ンダーは「上げ」を選択し、角度制御用シリンダー２６
は「右下げ」を選択し、角度制御を優先させて制御して
いるのである。

また、耕深制御用シリンダーは余り動く必要が無いので
、作動速度は「遅い」を選択するのである。

また、過度に耕深制御用シリンダーが昇降することによ
り、角度制御用シリンダー２６の動きを不安定にしない
ように、耕深制御センサー５の不感帯幅は「広い」を選
択し速く安定すべく制御するのである。

また角度制御用シリンダー２６の作動速度は、地中に食
い込んだ作業機を上昇するのであるから、埋没度が大き
く急速な是正をすることは出来ず、「遅い」を選択する
のである。

次に、第６図に示すトラクターの左側の車輪が小山に乗
り上げて、作業機の左側が浮き上がった状態において、
フローチャートにより駆動マツプＢが選択されるのであ
る。

この場合には、作業機が浮き上がっているので、角度制
御用シリンダー２６の縮小だけでは、作業機が浮き上が
ってしまうので、角度制御用シリンダー２６の「右上げ
」と同時に、耕深制御用シリンダーの「下げ」が必要と
なるのである。

また、耕深制御用シリンダーは移動幅である下降幅が大
きくなり、また浮いた状態を速く修正する為に、作動速
度は「速い」を選択するのである。

また耕深制御センサー５の不感帯幅は、耕深制御用シリ
ンダーの伸縮により主とし゛てその位置を決定するので
精度の高い方である「狭い」を選択するのである。

また角度制御用シリンダー２６の作動速度は、作業機の
地中への埋没度が低いので、速く角度の修正をしても、
悪影響が出ないので、「速い」を選択するのである。

次に、第７図に示す如く、トラクターの左側の車輪が溝
におちて、作業機の左側が埋もれた状態の場合には、駆
動マツプＣが選択されるのである。

そしてこの場合にも、角度制御用シリンダー２６による
「右下げ」操作だけでは、作業機が全部環もれてしまう
こととなるので、同時に耕深制御用シリンダーの「上げ
」も併用して制御する必要があるのである。

また耕深制御用シリンダーが移動幅である縮小幅が大き
いので、早急に作動する必要があり作動速度は「速い」
を選択するのである。

また、耕深制御用シリンダーの位置により、主として位
置が決定されるので、耕深制御センサー５の不感帯幅は
精度の高い方である「狭い」を選択するのである。

また角度制御用シリンダー２６は、この時は作業機の埋
没度が高いので、早急に傾斜を是正すると作業機に無理
が発生するので、作動速度の「遅い」を選択するのであ
る。

次に、第８図に示す、トラクターの右側の車輪が小山に
乗り上げて、作業機の右側が浮き上がった状態において
は、駆動マツプＤが選択されるのである。

そして作業機の左側は正規の状態に近い位置にあり、右
側の角度制御用シリンダー２６の「右下げ」操作のみで
、殆ど正規の状態が得られるので耕深制御用シリンダー
はそれほど変化する必要がなく、角度制御用シリンダー
２６は「右下げ」であり、耕深制御用シリンダーは「下
げ」が選択されるのである。

また、耕深制御用シリンダーは殆ど変化しないので作動
速度は「遅い」を選択するのである。

また耕深制御センサー５の不感帯幅は、角度制御用シリ
ンダー２６による傾斜制御に悪影響を与えないように、
「広い」を選択するのである。

また角度制御用シリンダー２６は、作業機の埋没度が少
ないので、作業機を傷めることがなく、作動速度の「速
い」を選択するのである。

第９図の記載においては、角度制御用シリンダー２６の
不感帯幅についての記載が省略されているが、該角度制
御用シリンダー２６の不感帯幅については、耕深制御の
不感帯幅と同様に「広い」と「狭い」に切換えられるも
のである。

以上の駆動マツプＡ−Ｂ−Ｃ−Ｄの選択は、第１６図に
開示したフローチャートに則って行われるのである。

第９図において、制御のスタート後に、リアカバー１を
センサーとする耕深制御センサー５に「上げ」命令が入
った場合、即ち作業機の一部が埋もれ過ぎた場合には、
次に、傾斜角度センサー２７からの信号により水平状態
が崩れて、「右上げ」指令が出たか「右下げ」指令が出
たかの何方かを判断するのである。

この判断により耕深制御センサー５が「上げ」で傾斜角
度センサー２７が「右上げ」という指令が出た場合には
、第５図のごとく右車輪が溝に落ちた場合の駆動マツプ
Ａとなるのである。

次に耕深制御センサー５が「上げ」で傾斜角度センサー
２７が「右下げ」の場合には、第７図の如く左の車輪が
溝に落ちた場合であり、駆動マツプＣの状態となるので
ある。

次に、耕深制御センサー５が「下げ」で、傾斜角度セン
サー２７が「右上げ」の場合には、第６図の如く左の車
輪が小山に乗り上げた場合であり、駆動マツプＢが選択
されるのである。

次に耕深制御センサー５が「下げ」で、傾斜角度センサ
ー２７が「右下げ」指令の場合には、第８図の如く、ト
ラクターの右車輪が小山に乗り上げた場合であるから、
駆動マツプＤが選択されるのである。

第９図においては、一覧表にして、耕深制御用シリンダ
ーの作動速度と、耕深制御センサー５の不感帯幅と、角
度制御用シリンダー２６の作動速度を示しているが（傾
斜角度制御の不感帯幅の切換えについては、耕深制御の
不感帯幅に準する）、これらを全て含んで、一度に制御
しなくとも良いものであり、その中の１要素ごと、また
は２要素、または３要素を組み合わせて、選択しても良
いものである。

第１０図は、耕深制御用シリンダーの作動速度を「速い
」とした場合のリフト角相当偏差と昇降制御用ソレノイ
ド４０ａ・４０ｂのＯＦＦ時間の関係を示す図面、第１
１図は同じく作動速度が「遅い」場合のリフト角相当偏
差と昇降制御用ソレノイド４０ａ・４０ｂのＯＦＦ時間
の関係を示す図面である。

リフト角相当偏差とは、実際のリフトアーム８の位置と
、コントローラー１６からの指令された制御後のリフト
アーム８の位置の差の角度である。またＯＦＦ時間は長
い程油圧切換弁１７の圧油を流す時間が短くなり、シリ
ンダーの作動速度が遅くなるのである。

第１０図・第１１図における不感帯幅の幅は、不感帯幅
が狭い場合で、感度切換ダイヤル３２の「標準」を選ん
だ場合を示している。

該不感帯幅が第１２図・第１３図の如く変更されるので
ある。

第１２図は不感帯幅が「広い」場合のリフト角と不感帯
幅の関係を示す図面、第１３図は同じ（「狭い」場合の
リフト角と不感帯幅の関係を示す図面である。

該不感帯幅とは耕深制御センサー５の値と耕深設定ダイ
ヤル９による設定値とを比較する場合に、切換信号を発
しない不感帯幅を示しており、該不感帯幅は、リフトア
ーム８・８の位置の上下に寄っても徐々に変化されてい
るのである。リフトアーム８が最上げ位置のリフト角Ｏ
の時に、最も不感帯幅が大きく、作業状態に下降してき
た場合のリフト角７５度の近くで最も小さく成っている
のである。

そして更に該不感帯幅の幅を、感度切換ダイヤル３２に
より、第１２図・第１３図に示す３本の斜線の如く、３
段階に変更することができるのである。

さらに、本考案においては、該不感帯マツプを、第１２
図の「広い」と第１３図の「狭いコと２種類を容易して
、駆動マツプに応じて自動的に切り換えているのである
。傾斜角度制御についても同様のマツプが構成されてい
るのである。

第１４図は、角度制御用シリンダー２６の作動速度が「
速い」場合のスイング角偏差と、ソレノイド４１ａ・４
１ｂのＯＦＦ時間の関係を示す図面、第１５図は逆に「
遅い」場合のスイング角とソレノイド４１ａ・４１ｂの
ＯＦＦ時間の関係を示す図面である。

該スイング角は、傾斜角度センサー２７からの信号とス
イングダイヤル３５との偏差であり、傾斜制御は常に水
平状態を得るべく制御するのではなく、スイングダイヤ
ル３５により、（頃斜イ直の圃場面に沿った傾斜状態を
得る場合もあるのである。

また第４図に示した本機センサー４２は、作業機をトラ
クターの機体と平行の、通常の状態に戻す為に、比較す
る信号を発生するものである。

（ト）発明の効果本発明は以上の如く構成したので、次のような効果を奏
するものである。

耕深制御と角度制御とを同時に具備した自動制御装置の
場合においては、その作業機の傾斜した姿勢により、ど
ちらの制御も同時に平行して進行させた場合に、作業機
が波打つように上下したり、制御の収束に長時間を要す
る場合があるのである。

徐々に機体が傾斜した場合にはそれ程でも無いのである
が、車輪の一方を溝にはまったり、小山に乗り上げた場
合にこの不具合の発生が著しいのである。

このような状態を、本発明においては、傾斜姿勢を判断
することにより、耕深制御用シリンダーの作動速度や、
耕深制御センサー５の不感帯幅や、角度制御用シリンダ
ー２６の作動速度を、単一要素ごとに、または組み合わ
せて選択させることにより、解消することが出来たもの
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の自動制御装置を装備したトラクターの
平面図、第２図は同じく側面図、第３図は操作ボックス
の平面図、第４図は自動制御装置の電気回路図、第５図
はトラクターの右側の車輪が溝にはまって、作業機の右
側が埋もれた状態の後面図、第６図はトラクターの左側
の車輪が小山に乗り上げて、作業機の左側が浮き上がっ
た状態の後面図、第７図はトラクターの左側の車輪が溝
におちて、作業機の左側が埋もれた状態の後面図、第８
図はトラクターの右側の車輪が小山に乗り上げて作業機
の右側が浮き上がった状態の後面図、第９図は上記４姿
勢における選択制御要素の一覧表、第１０図は、耕深制
御用シリンダーの作動速度を「速い」とした場合のリフ
ト角相当偏差と昇降制御用ソレノイド４０ａ・４０ｂの
ＯＦＦ時間の関係を示す図面、第１１図は同じく作動速
度が「遅い」場合のリフト角相当偏差と昇降制御用ソレ
ノイド４０ａ・４０ｂのＯＦＦ時間の関係を示す図面、
第１２図は不感帯幅が「広い」場合のリフト角と不感帯
幅の関係を示す図面、第１３図は同じく「狭い」場合の
リフト角と不感帯幅の関係を示す図面、第１４図は、角
度制御用シリンダー２６の作動速度が「速い」場合のス
イング角偏差とソレノイド４１ａ・４１ｂのＯＦＦ時間
の関係を示す図面、第１５図は逆に「遅い」場合のスイ
ング角とソレノイド４１ａ・４１ｂのＯＦＦ時間の関係
を示す図面、第１６図は耕深制御用シリンダー信号と角
度制御用シリンダー２６の出力信号により駆動マツプを
選択するフローチャートである。１・・・リアカバー５・・・耕深制御センサー８・・・リフトアーム９・・・耕深設定ダイヤル１１・・操作ボックス１３・・・リフトリンク

Claims

【特許請求の範囲】

（１）．作業機の耕深制御と、左右傾斜角度制御を共に
具備した装置において、リフトアームを回動する耕深制
御用シリンダーへの信号と、リフトリンクの一方に設け
た角度制御用シリンダーへの信号が同時に発信される場
合に、両信号の判断機構を設け、該判断結果に基づき、
耕深制御の不感帯幅を自動的に切り換えるべく構成した
ことを特徴とするトラクター作業機の自動制御装置。
（２）．特許請求の範囲第１項記載の判断に基づき、耕
深制御用シリンダーの作動速度を自動的に切換えるべく
構成したことを特徴とするトラクター作業機の自動制御
装置。
（３）．特許請求の範囲第１項記載の判断に基づき、角
度制御用シリンダーの作動速度を自動的に切換えるべく
構成したことを特徴とするトラクター作業機の自動制御
装置。
（４）．特許請求の範囲第１項記載の判断に基づき、左
右傾斜角度制御の不感帯幅を自動的に切換えるべく構成
したことを特徴とするトラクター作業機の自動制御装置
。
（５）．特許請求の範囲第１項記載の判断に基づき、耕
深制御の不感帯幅と、耕深制御用シリンダーの作動速度
と、角度制御用シリンダーの作動速度と、傾斜角度制御
の不感帯幅を適宜組み合わせて、自動的に切換えるべく
構成したことを特徴とするトラクター作業機の自動制御
装置。