JPS644721B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、トラクタによつてけん引されるまた
はトラクタに取付けられた作業器具の昇降機構を
調整する方法および装置に関する。

耕作の深さを調整する系は例えば雑誌“ランド
テヒニーク”（1974年、第151頁）において記載さ
れている。この耕作調整系は、けん引されるかま
たは取付けられた作業器具によつて農業用トラク
タに作用する引張力および作業器具の、農業用ト
ラクタに対する相対的な位置に依存して耕作の深
さを一定に保持するようにする。ところで地面
が、例えば重い土壌から軽い土壌に変化すると、
耕作の調整はすきが一層深く下げられるように作
用する。というのはけん引力が僅かになるからで
ある。ところでこの場合、すきが極端に下げられ
てしまい、その結果トラクタはもはや、すきを引
つ張れず、農業用トラクタの車輪が土壌中でから
回りしてしまうことが生じ易い。車輪のから回り
の際農業用トラクタの前進運動はもはや出来ない
ので、農業用トラクタに作用する引張力も低下
し、この場合も調整はすきを一層深くするように
なる。これにより農業用トラクタは一層動けなく
なる。ドイツ連邦共和国特許公開第2429594号公
報から、車輪駆動される自動車に対する負荷制御
装置が公知である。その際この装置は、生じるす
べりを検出しかつ適当な対抗手段を講じるように
する。しかしこの装置は、自動車の駆動車輪およ
び非駆動車輪において付加的な発生器が必要であ
り、そのために一方においてはコストが高くつ
き、しかも他方において殊に農場における粗暴な
運転の際汚れ易くかつ誤パルスを発生し易いとい
う欠点を有する。汚れ防止のためには更にコスト
がかかる手段が必要である。

これに対して特許請求の範囲第１項に記載の特
徴を有する本発明の方法は、自動車に既に設けら
れている測定値発生器をすべりの検出のために使
用するという利点を有する。更に別の測定値発生
器は必要ない。この方法を実施するための回路コ
ストは僅かでありしかも簡単に実現される。系は
簡単に取外し可能である。調整区間と関連する調
整器の誤特性は検出されかつ補正される。補正の
開始点は手動でも前以て選択可能である。

本発明によればすべり信号が調整回路に作用さ
れ、調整回路によつて、作業器具の位置および／
またはけん引力が調整されるので特に有利であ
る。この構成によつて、作業器具を有する自動車
の調整特性が直接制御され、その結果操作者が介
入する必要がない。更に、作業器具を下げるべき
ときにだけ、すべり信号が調整回路に作用される
ので効果的である。この構成によつて、調整回路
に対する作用が、調整回路が正帰還を有する、即
ち誤つた特性を示すときにのみ行われるよう保証
される。別の影響または障害が原因の、すべり検
出による調整回路の付勢は排除される。更に調整
回路は、すべり検出による信号の送出の際作業器
具を上げるようにする。この構成により更に、調
整回路を遮断または自動車を停止する必要なし
に、自動車の殆ど独立した調整が可能になる。

本発明の実施例により取付けられた器具が自由
走行において使用されているとき、すべり検出に
よつて何らの影響も生じないようにすることも有
利である。

更に、基準信号を手動によつて調整するのでは
なく、自動車の駆動機関の回転数に依存して変え
るようにしても有利である。手動調節によつてす
べり検出の際操作者の経験を生かすこともできる
が、誤操作する可能性もある。基準信号は自動車
固有のデータに関連しているので、この種の誤り
は排除されている。この理由から、更に基準信号
を作業器具の重さおよび／または自動車において
挿入された変速段に依存して、決めるようにして
も有利である。微分の際また走行特性における短
時間の障害を指示しないようにするため或は調整
回路を操作しないようにするために、上昇命令を
遅延してしかもすべり検出のため信号が、少なく
とも遅延時間の間維持されているときにのみ送出
するようにすると有利である。

この方法を実施するための装置は、位置に比例
する電圧を微分素子に供給し、かつこの微分され
た信号をコンパレータにおいて基準信号と比較す
るようになつており、特に簡単に実現される。そ
れからコンパレータによつて発生される信号を用
いて、取付けられた器具を持ち上げるための弁を
制御可能である。更に、論理結合手段が設けら
れ、それにより上昇機構を、マニユアルコントロ
ール運転が投入接続されていないときにのみ操作
可能であるようにすると効果的である。更に、上
昇機構を、調整回路が下降命令を発生しかつ下降
用弁を投入しようとするときにのみ、投入するよ
うにしているので有利である。これにより、調整
回路がそれ自体ではトラクタの誤特性を防止する
ことができない、即ち自動車の最大許容動作点を
既に越えてしまつているときにのみ、調整回路へ
の働きかけが行われるように保証される。基準信
号が回転数発生器から導出される場合、回転数発
生器として上死点または点火パスル発生器或は発
電機の周波数を使用すると有利である。これによ
り別に発生器を組み込む必要がなく、既存の発生
器を使用することができる。更に、上昇機構を操
作するための信号を遅延素子を介して導きかつそ
の信号が少なくとも遅延時間の間遅延素子に加わ
つているときにのみ伝送するようにすると効果的
である。この構成によつて、コンパレータを切換
えるように作用するほんの僅かな妨害の影響を受
けないですむように保証される。更に、緩慢な油
圧機構の、電子装置を用いた迅速な評価との整合
が行われる。調整増幅器の作動は有利には、作業
器具を調整するための調整回路の加算増幅器を介
して行われる。この場合この際の操作信号は、自
由に極性正しくその他の信号に付加することがで
きる。調整回路を目標値発生器、力信号発生器お
よび／または位置信号発生器に依存して調整する
ことも有利である。

次に本発明を図示の実施例を用いて詳細に説明
する。

第１図には、取付け器具を有する自動車におけ
るすべりを検出するための回路を備えた本発明の
作業器具の昇降機構の調整装置の１実施例が図示
されている。農業用トラクタの機関の回転数を検
出する回転数発生器１は、閾値スイツチ２に接続
されている。閾値スイツチ２のスイツチング閾値
は、調節器３を用いて変化可能である。更に、位
置信号発生器４が設けられており、位置信号発生
器の出力信号は作業器具の、自動車に対する位置
に依存して変化する。位置信号発生器４の出力信
号は、微分素子５に接続されており、その際微分
素子５の出力側は、値形成器６に接続されてい
る。値形成器６は、微分素子５の正の信号のみを
リニヤに増幅する。微分素子５の負の信号は、値
形成器によつて増幅もされず、通過もしない。前
記閾値スイツチであるシユミツトトリガ２は、コ
ンパレータ７の負の入力側に接続されており、一
方コンパレータ７の正の入力側には、値形成器６
の出力側が接続されている。コンパレータ７の出
力側は、NOR素子９の入力側に通じている。作
業器具、例えばすきの耕作の深さを前以て選択す
ることができる目標値発生器８が設けられてい
る。目標値発生器８は一方において後で詳しく説
明するマニユアルコントロール／自動−切換スイ
ツチ１０に接続されており、他方において抵抗１
１を介して反転加算器１５の正の入力側に接続さ
れている。マニユアルコントロール／自動−切換
スイツチ１０の出力側は、抵抗１２を介して加算
器１５の負の入力側に接続されており、他方にお
いてNOR素子９の別の入力側に通じている。取
付けられた作業器具によつて農業用トラクタに作
用する引張力を測定する力信号発生器１３は、電
気信号を抵抗１４を介して加算器１５の負の入力
側に導く。加算器１５の出力側は、２つのシユミ
ツトトリガ１６および１７に接続されており、そ
の際シユミツトトリガ１６は、加算器１５の出力
側に正の出力信号が現れたときだけ切換わり、一
方シユミツトトリガ１７は、加算器１５の出力側
に負の信号が現れたとき切換わるように構成され
ている。シユミツトトリガ１６は弁１９に作用す
る。弁１９は油圧回路を釈放し、これにより取付
けられた作業器具が下げられる。一方シユミツト
トリガ１７は弁２０に作用する。弁２０は、取付
けられた作業器具を上げることを可能にする油圧
回路内に設けられている。シユミツトトリガ１６
の出力側はその他に、AND素子１８の入力側に
接続されている。AND素子１８の他方入力側は、
NOR素子９の出力側に接続されている。AND素
子１８の出力側は遅延素子２１およびAND素子
２５の入力側に導かれている。遅延素子２１の出
力側は、このAND素子の他方の入力側に導かれ
ており、このAND素子の出力側は、パスル側縁
で制御される単安定マルチバイブレータ２２に接
続されている。この単安定マルチバイブレータ２
２の出力側は、調整可能な増幅器２３に接続され
ている。この増幅器は抵抗２４を介して加算器１
５の正の入力側に接続されている。

この回路の動作を第２図に基づいて、例えばす
きが取付けられているものとして説明する。耕作
作業においてトラクタの前進運動によつてすきの
進入力が発生される。その際この進入力は、すき
の形状並びにその重さ、走行速度、駆動輪の車輪
圧およびトラクタのタイヤトレツドパターンによ
つて決められる。引張力は、力信号発生器１３に
よつて測定されかつ、ここでは簡単に、加算器１
５、シユミツトトリガ１６および１７、弁１９お
よび２０および取付けられたすきを有する昇降機
構から成る調整区間を用いて一定に保持されるけ
ん引力自体は、目標値調整器８によつて前以て決
められる。自動調整部全体は、マニユアルコント
ロール／自動−切換スイツチ１０によつて遮断可
能である。つまり図示の切換位置“自動”から弁
１９を釈放しておいて手動操作を可能にする“マ
ニユアルコントロール位置”へ切換えられると、
スイツチ１０によつて論理１信号が発生され、こ
の信号が加算器１５のマイナス入力側に供給さ
れ、その上限の値に制御される。そこで反転によ
つてシユミツトトリガ１６に正の信号が達し、そ
の結果下降弁１９が接続的に開放される。このス
イツチ切換位置では既述のように下降弁１９がす
きを下降させる。このことは農作業において殊
に、ローラをけん引したり、修復作業を行つた
り、器具を取り付けるために利用することがで
き、または器具が接続されていない走行において
利用することができる。マニユアルコントロール
位置はすきに対する安全位置である。即ち、弁１
９によつて油圧導管が開放され、すきは降下す
る。これにより電子装置における障害が運転者ま
たは周辺にいる人を傷付けることがない。このマ
ニユアルコントロール位置では、引続いて作業を
行いたいときは、すきの耕作深さは手動で設定調
整されなければならない。“自由運転または自由
走行”とも言うのは、車両とすきとの間が、連結
されていないこと、即ちすきがそれ以上操作され
なければ、例えば納屋から農場への走行の際など
すきはひきずられる。油圧機構の誤つた応動によ
り、重い土壌ですきが上げられている場合、けん
引車がすきによつて上方へ持ち上げられて後方に
傾くことになりかねない。

一方スイツチ１０が開放されていると、既述の
ようにこのスイツチからは論理Ｏ信号が送出さ
れ、かつ調整回路は作動する。

トラクタの効果的な作動を保証するために、即
ち後輪が強く負荷され、耕作の深さが最適であり
かつ走行速度が非常に高くなるように、トラクタ
は出来るだけ、すべり限界値近傍で作動される。
横座標においてすべりが、そして縦座標において
力信号発生器１３において発生される引張力が図
示されている第２図では、この動作点はＢで示さ
れている。さて土壌が比較的重くなると、トラク
タの動作点は一層大きな引張力に基づいてＡの方
向に移動する。しかしこのために力信号発生器１
３の出力側には比較的小さな信号が生じ、その結
果加算器１５の出力側には負の信号が現れ、この
ためにシユミツトトリガ１７を介して弁２０が作
動され、弁はすきを上げることによつて動作点を
Ｂの方へ移動させるように働く。この過程は、第
２図の左側においてＨで示されている。比較的軽
い土壌では力信号発生器１３において発生される
力が低減され、動作点の、Ｃの方向への移動が行
われる。力信号発生器１３から加算器１５に送出
される電圧は上昇し、このために加算器１５にお
いて正の出力電圧が生じるので、その結果シユミ
ツトトリガ１６を介して弁１９が開放される。従
つてすきは、再び動作点Ｂに達するまで、下方に
下げられる。第２図においてこの過程はＴで示さ
れている。

ところで突然の引張力増加に基づいて、第２図
に図示のすべり曲線の尖頭点を越えることがあ
る。というのは、駆動輪が突然もはや十分に大き
な地面粘着力を持てずかつもはや引張力を発生す
ることができないからである。しかしこの結果、
前進力は非常に小さくなりかつ力信号発生器１３
によつて検出される引張力は低下する。そのとき
トラクタは、例えば動作点Ｄで動作する。しかし
小さなけん引力のため、力信号発生器１３から大
きな出力信号が生じ、その結果加算器１５の出力
側には正の信号が現れてシユミツトトリガ１６に
加えられる。従つて、調整回路は、著しく小さな
けん引力を弁１９の開放およびすきの下降によつ
て（第２図の左側の矢印Ｔの方向）補償しようと
する。しかしこれによりすきは喰い込み、かつト
ラクタは、すべり領域から逃れることができな
い。従つて調整回路は、下降命令を有する誤つた
方向において応動し、高すぎるけん引力の場合所
望される上昇命令（負帰環）に代わつて正帰還が
生じる。従つてトラクタの速度は更にＯの方へ向
かい、即ちトラクタは停滞し、かつ上昇命令が生
じない限り回転する駆動輪によつて、一層埋まり
込む。

そこで本発明の方法および回路装置は、次の事
実を利用している。即ちすきは、その重さおよび
進入力に基づく下降命令に従つて下げられるため
には前進移動が必要である。ところで前進速度が
著しく低くなると、下降速度も低くなる。ここで
唯一の重要な下降速度はまさに、位置信号発生器
４を用いて検出される位置の時間に関する導関数
である。従つて位置信号発生器の信号を微分する
ことによつて、誤特性が生じていて、そのために
トラクタが停滞しているのかどうかを検出するこ
とができる。このために位置信号発生器４の信号
は微分素子５によつて微分される。微分素子５の
出力側に正の信号として現れる、下降速度のみが
重要なので、値形成器６によつて正の信号のみが
取出されてかつ増幅される。この信号はコンパレ
ータ７において基準信号と比較される。この基準
信号は手動で調節可能であり、或はすきの進入力
は、すきの形状並びにその重さ、またトラクタの
走行速度に依存するので、トラクタの回転数また
はすきの重さに依存して変えることができる。さ
てコンパレータ７の正の入力側に加えられる微分
された信号が極めて小さい、即ち基準値に達しな
いと、すべり特性は存在する。コンパレータ７の
出力側にはＯ信号が現れる。コンパレータ７の出
力側のＯ信号は、調整回路を更に働かせなければ
ならないこと、すきを上げなければならないこと
を意味する。しかしNOR素子９およびAND素子
１８から成る回路網が、誤特性を排除するために
更に別の値を試験する。コンパレータ７の出力側
に現れるＯ信号にも拘らず、既にマニユアルコン
トロール／自動−切換スイツチ１０が操作され、
即ちすきがマニユアルコントロール運転位置に下
げられているときは、調整回路には何らの作用も
及ぼされない。その際既述のようにスイツチ１０
は論理１信号を供給するので、その結果NOR素
子９の出力側は阻止されている。別の検査個所
は、すきを下げるように作用する弁１９を制御す
るシユミツトトリガ１６の出力側である。調整回
路への影響は、下降命令が生じているときにのみ
行われるべきである。即ち調整作用は、調整によ
つて既に、動作点Ａへの移動が検出されたが、油
圧機構の慣性のためまだ上昇が行われておらず、
まず緩慢な下降が行われているときには、行われ
ない。

これらの前提が生じていないとき、即ちンコン
パレータにＯ信号が現れ、この場合もＯ信号を意
味するのだがマニユアルコントロール運転が投入
接続されていないが、下降命令が生じる、即ちシ
ユミトトリガ１６によつて論理１信号が送出され
ると、AND素子１８の出力側にも論理１信号が
現れ、この信号は遅延素子２１を介してAND素
子２５を通り、単安定マルチバイブレータ２２に
供給される。遅延素子２１の効果は、油圧機構の
遅延を考慮し、その結果装置全体が好ましくない
振動に陥入らないようにすることであり、かつト
ラクタの移動による短時間の障害を蒙らないよう
にすることである。AND素子２５の出力側にお
ける遅延されたパルスの上昇縁によつて、単安定
マルチバイブレータ２２がセツトされる。このマ
ルチバイブレータはその後すぐ休止状態にリセツ
トされる。この信号は、増幅器２３および抵抗２
４を介して加算器１５の正の入力側に作用する。
信号の高さ、従つてその作用の大きさは、増幅器
２３の増幅度および抵抗２４の、抵抗１１および
１２に対する比の選択によつて決めることができ
る。この短期間の正の信号は、加算器１５の正の
入力側が短期間比較的高い電圧を得るように作用
し、このために出力側には負の信号が現れ、シユ
ミトトリガ１７は導通し、弁２０は開放され、従
つて取付けられたすきは上げられる。これにより
トラクタの動作点はＤからＡの方向へ移行され
る。単安定マルチバイブレータ２２のパルスの長
さに応じて、即刻動作点Ａに達し、このためにコ
ンパレータ７における状態が論理１に変化し、す
べり検出はもはや有効でなくなるか、或いは動作
点Ａにはまだ達していなくて、シユミトトリガ１
７のパルスの終了後信号はもはや送出されず、従
つて弁２０は閉成しており、そのためにシユミト
トリガ１６が導通し、かつ弁１９が再び誤つて開
放される。しかしその際AND素子１８の出力側
には再び、シユミトトリガ１６の遮断によつて妨
げられていた１信号が、新たに生じ、その結果単
安定マルチバイブレータ２２は、少なくとも動作
点Ａに達するまで新たにセツトされる。そのため
に昇降機構は、少なくとも動作点Ａに達するまで
段階的に上げられる。コンパレータ７によつて、
まだすべりが生じているかどうかが検出される。
安全性を期すために、これら別の値は調整回路の
機能を監視するために用いられる。

この構成によつて、停滞または昇降装置の特性
による農業用トラクタの著しい遅延が検出可能で
ある。位置の時間導関数の測定によつて、調整区
間に関連した調整回路の誤特性が検出されかつそ
の結果として上昇命令が導出され、それによりト
ラクタにおける停滞状態は妨げられる。その切換
点は、調節器３を用いて手動で前以て選択できお
よび／または回転数発生器１に依存してシフトす
ることができる。

NOR素子９およびAND素子１８から成る回路
網は、種々の農業用トラクタの種々異なつた要求
に適合させるようにすることができ、かつ例えば
マニユアルコントロール運転が設けられていない
または信号が種々異なつて規定されているときな
ど、種々変形して構成することができる。回路装
置は、例えば位置−力調整が混合器を介して組合
わされて行われる場合にも使用することができ、
その際混合器において力信号発生器１３の力信号
および位置信号発生器４の位置信号が所定の重み
付けにおいて加算器１５に供給される。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の、すべり検出回路を備えた
作業器具の昇降機構の調整装置の実施例のブロツ
ク回路図であり、第２図は第１図の装置を説明す
るためのダイヤグラムを表わす図である。 １……回転数発生器、２……閾値スイツチ、３
……調節器、４……位置信号発生器、５……微分
素子、６……値形成器、７……コンパレータ、８
……目標値発生器、９……NOR素子、１０……
マニユアルコントロール／自動−切換スイツチ、
１３……力発生器、１５……加算器、１６，１７
……シユミツトトリガ、１８，２５……AND素
子、１９，２０……弁、２１……遅延素子、２２
……単安定マルチバイブレータ。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ トラクタによつてけん引されるまたはトラク
   タに取付けられた作業器具の昇降機構を調整する
   方法において、作業器具の昇降機構を調整回路を
   用いて目標値に依存して、作業器具が土壌に対し
   てまたは土壌中に所定のレベルに保持されるよう
   に調整し、かつ位置発生器を用いて上記作業器具
   の、トラクタに関連した位置を検出し、かつ上記
   位置発生器の出力信号を微分しかつ基準信号と比
   較しかつ、上記位置発生器の上記微分された出力
   信号が上記基準信号より小さいとき、すべり信号
   を発生し、かつ該すべり信号を、上記作業器具の
   昇降機構の調整回路の、作業器具を下降可能であ
   るような信号と論理結合し、かつ作業器具を下降
   させるための、調整回路の信号およびすべり信号
   が現れた際に上記調整回路に、上記昇降機構によ
   り作業器具を上昇させるようにする信号を送出す
   ることを特徴とする作業器具の昇降機構の調整方
   法。 ２ マニユアルコントロール運転が投入接続され
   ていないとき、作業器具を上昇させる特許請求の
   範囲第１項記載の作業器具の昇降機構の調整方
   法。 ３ 土壌作業に適する作業器具と、該作業器具を
   けん引するかまたは作業器具が取付けられている
   トラクタと、上記作業器具に連結されておりかつ
   該作業器具の、上記トラクタに対する位置を表わ
   す位置出力信号を発生する位置信号発生器４と、
   上記作業器具の位置を基準レベルに関してその都
   度上昇または下降させる“上昇”機構２０および
   “下降”機構１９を含んでいる上記作業器具の位
   置を調整する調整回路と、少なくとも１つの基準
   パラメータを表わす基準信号を発生する基準信号
   源１，３，２と、上記位置信号発生器に接続され
   ておりかつ該位置信号発生器からの位置信号を微
   分する微分素子５と、上記基準信号と上記微分素
   子５の出力信号とを比較しかつ上記微分素子の出
   力信号が上記基準信号より小さいとき、出力信号
   を発生するコンパレータ７と、上記コンパレータ
   出力信号に応答する信号処理手段とを具備し、該
   信号処理手段は、一方の入力側に、上記コンパレ
   ータ７からの出力信号が加わり、他方の入力側に
   上記“下降”機構１９を操作するための回路手段
   からの信号が加わる論理回路手段を含んでおり、
   該論理回路手段は、上記コンパレータ７の出力信
   号および上記“下降”機構１９を操作するための
   回路手段からの信号が同時にその入力側に現れた
   ときにだけ、上記器具の調整回路の“上昇”機構
   ２０を操作するために上記作業器具の調整回路に
   信号を供給するようにしたことを特徴とする作業
   器具の昇降機構の調整装置。 ４ 上昇機構２０は、マニユアルコントロール運
   転に投入接続されていないときにのみ操作可能で
   ある特許請求の範囲第３項記載の作業器具の昇降
   機構の調整装置。