| 【発明の名称】 |
トラクタの耕深制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】土居 義典
【氏名】上路 仁志
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| 【要約】 |
【課題】従来、昇降自在に連結したロータリ作業機と、耕深設定ダイヤルと、レーザ受光器とを備え、前記耕深設定ダイヤルで設定した値の上下に不感帯Ａを設定し、この不感帯Ａ内に前記レーザ光が受光されるように制御するトラクタが有った。これらトラクタでは、制御中に作業機を上昇すると、例えば耕深センサの振れや、作業機を連結するリンク機構のガタツキ、車体のタイヤの変形によってしばらくは正確な耕深を検出することができない状態が続く。このため、誤った耕深を検出して不必要に作業機を上昇し、圃場の耕深を大きく変化させてしまうという課題が有った。
【解決手段】前記耕深制御装置を備えたトラクタにおいて、前記耕深検出値が不感帯Ａを外れ作業機を上昇した後には、作業機上昇側の前記不感帯Ａ巾を一定時間Ｔに亘って大きく変更することを特徴とするトラクタの耕深制御装置とした。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 昇降自在に連結した耕耘作業機１と、この作業機１の耕深を設定する耕深設定手段２と、同作業機１の耕深を検出する耕深検出手段３とを備え、前記耕深設定手段２で設定した値の上下に不感帯Ａを設定し、この不感帯Ａ内に前記作業機１の耕深検出値が維持するように制御するトラクタにおいて、前記耕深検出値が不感帯Ａを外れ作業機１を上昇した後には、作業機上昇側の前記不感帯Ａ巾を一定時間Ｔに亘って大きく変更することを特徴とするトラクタの耕深制御装置。
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【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】この発明は、トラクタの耕深制御装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】従来、ロータリ作業機を昇降自在に連結し、この作業機の耕深を設定する耕深設定ダイヤルと、耕深を検出する耕深センサとを備え、前記耕深設定ダイヤルで設定した値の上下に不感帯を設定し、この不感帯内に作業機を維持するように制御するトラクタがあった。
【０００３】これらのトラクタでは、耕深センサの検出値が不感帯の下限値を超えると、即ち車体が沈下すると作業機を上昇するものであるが、この時トラクタは、例えば耕深センサの振れや、作業機を連結するリンク機構のガタツキ、車体のタイヤ、或いはサスペンションの変形によってしばらくは正確な耕深を検出することができない状態が続く。このため、誤った耕深を検出して不必要に作業機を上昇し、圃場の耕深を大きく変化させてしまうという課題が有った。
【０００４】
【課題を解決するための手段】この発明は、以上のような課題を解消するために、次のような技術手段を講じた。即ち、昇降自在に連結した耕耘作業機１と、この作業機１の耕深を設定する耕深設定手段２と、同作業機１の耕深を検出する耕深検出手段３とを備え、前記耕深設定手段２で設定した値の上下に不感帯Ａを設定し、この不感帯Ａ内に前記作業機１の耕深検出値が維持するように制御するトラクタにおいて、前記耕深検出値が不感帯Ａを外れ作業機１を上昇した後には、作業機上昇側の不感帯巾を一定時間に亘って大きく変更することを特徴とするトラクタの耕深制御装置とした。
【０００５】
【発明の効果】以上のように構成したトラクタは、耕深検出手段３の検出値が通常時の不感帯Ａ内であれば作業機１をそのまま保持し、この検出値が不感帯Ａを超えて作業機１を上昇すると、これに伴いトラクタの状態が安定すると想定される一定時間に亘って上昇側の不感帯巾を大きく変更する。よって、前述した車体の状態変化による作業機１の上昇を抑制し、不必要に耕深が変化することを防止できる。
【０００６】
【発明の実施の形態】以下、この発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。最初に、図１に基づいてトラクタ１０の全体構成について説明する。トラクタ１０は、機体前部のボンネット１１の内部にエンジン１２を設け、このエンジン１２からクラッチハウジング、ミッションケース１３Ｆ、及びリアミッションケース１３Ｒ等を一体に連結して設け車体の主枠を構成している。また、エンジン１２の下方左右には前輪１４，１４を設け、リヤミッションケース１３Ｒの左右側方には後輪１５，１５を設けている。
【０００７】前記ボンネット１１の後面には、後述する受光モニタ１６を取り付けたメータパネル１７を設け、更にこの後方にハンドルポスト１８を設け、この側方にアクセルレバー１９を、同ポスト１８の上部にステアリングハンドル２０を突出して設けている。そして、このステアリングハンドル２０の回転操作により前記前輪１５を操向する構成となっている。また、ハンドルポスト１８の下方には、クラッチペダル２１を設けている。
【０００８】トラクタ１０の操縦席２２の近傍について説明すると、この操縦席２２の側方には、変速位置を切り替える変速レバー２３と、耕深を設定する手段である耕深設定ダイヤル２と、ポジションレバー２４を設けている。前記ポジションレバー２４の回動基部には、ポテンショメータ２６を設け、オペレータのレバー操作を操縦席２２の下方に設けた制御部であるコントローラ２７に入力する構成となっている。
【０００９】トラクタ１０の後部の構成について説明する。前記リヤミッションケース１３Ｒの後上部には作業機昇降用の油圧シリンダ２８を内蔵するシリンダーケース２９を設けている。そして、この油圧シリンダ２８のピストン伸縮により同ケース２９の左右に支持したリフトアーム３０，３０を上下回動する構成となっている。また、このリフトアーム３０の回動基部には、作業機１の高さを検出する手段であるリフトアーム角センサ３１を設け、作業機１の高さを間接的に検出する構成となっている。これにより、前記ポジションレバー２の検出角度とリフトアーム３０の設定角度が一致するように前記油圧シリンダ２８のピストンを作動する構成となっている。
【００１０】また、リヤミッションケース１３Ｒの背面には、ＰＴＯ軸３５を突出して設け、更に後部、及び側部にはトップリンク３２と左右ロアリンク３３，３３とからなる３点リンク機構を設け，この後端部にロータリ作業機１を連結している。ロータリ作業機１は、この前部に前記ＰＴＯ軸３５の回転動力を入力する入力軸を設け、この回転動力を順に、メインビーム３４内の伝達軸、サイドケース３６内の伝導機構、耕耘爪３７を有する耕耘軸３８と伝達する構成となっている。また、この耕耘爪３７の上方に、ロータリカバー３９を設け、このカバー３９後端にリヤカバー４０を上下回動自在に連結している。
【００１１】また、前記メインビーム３４にはポール４１を立設し、この上端部に作業機１の耕深を検出する手段であるレーザ受光器３を取り付ける構成となっている。また、このレーザ受光器３は、取付け高さを電動シリンダ４３によって上下調整可能に設けている。尚、レーザ発光器４４は、圃場外の畦などに三脚を立設しこの上端に備え付け、一定周期でレーザ光を水平、或いは任意の角度で回転照射する構成となっている。
【００１２】次に、トラクタ１０の作業機昇降制御装置の油圧回路について、図２に基づいて説明する。ポンプ４５から送り出された圧油は、減圧回路やフィルター等を介して作業機昇降用の回路４６へと入力されるこの回路４６には、２つのソレノイドバルブ４７Ｕ，４７Ｄと、２つのサブコントロールバルブ４８Ｕ，４８Ｄなどから構成され、コントローラ２７の通電によりソレノイドバルブ４７Ｕ，４７Ｄが切り替えられる構成となっている。例えば、作業機上昇用のソレノイドバルブ４７Ｕを切り替えると、圧油が同バルブ４７Ｕを通じて、サブコントロールバルブ４８Ｕを押し、これによってポンプ４５からの圧油が油圧シリンダ２８へ送り込まれる構成となっている。そして、通電が停止すると同シリンダ２８へ送り込まれた圧油は複数のチェックバルブにより流出を規制され、リフトアーム３０を保持する。また、作業機下降用のソレノイドバルブ４７Ｄを切り替えると、ポンプ４５からの圧油が同ソレノイドバルブ４７Ｄを通じて、作業機下降用のサブコントロールバルブ４８Ｄを押す。そして、このサブコントロールバルブ４８Ｄはチェック弁を有する油室から絞りを有する油室へと切り替わり、前記油圧シリンダ２８へ送り込まれた油をタンク５０へ開放する構成となっている。
【００１３】前記コントローラ２７は、各種センサやスイッチの情報を処理するＣＰＵや、この情報を一時記憶するＲＡＭや、この制御プログラムを格納するＲＯＭ等の記憶装置を有する構成となっている。そして、入力部には、前記耕深設定ダイヤル２と、ポジションレバー２４のポテンショメータ２６と、リフトアーム角センサ３１と、レーザ受光器３とを接続している。出力部には、前記作業機上昇用、及び下降用のソレノイドバルブ４７Ｕ，４７Ｄのソレノイド４７ｕ，４７ｄと、レーザ受光高さを表示する受光モニタ１６を接続して設けている。
【００１４】以上のように構成されたトラクタ１０の耕深制御装置の作用について説明する。最初にトラクタ１０では、前記耕深設定ダイヤル２で耕深を設定した後、ポジションレバー２４でロータリ作業機１を接地高さまで下降する。これにより作業機１の高さを決定する。次に、レーザ受光器３の高さを前記電動シリンダ４３により上下して、レーザ光が内部の受光セル５５の中央部に当たるように調節する。そして、作業機１、及び受光器３の高さを決定後、トラクタ１０を発進させることで耕深制御が開始される。尚、このトラクタ１０の発進を検出する手段としては、前輪１４、或いは後輪１５の回転を検出するセンサを設けたり、クラッチの接続を検出するセンサを設ける方法等が有る。また、前記トラクタ１０の発進を検出していない時に、レーザ受光位置が変動する場合は、作動不良として受光モニタへ警告を表示する構成となっている。
【００１５】更に、図４と図５の耕深制御のフローチャートと、図６のレーザ光検出値の変動を示すタイムチャートに基づいて説明する。コントローラ２７は、トラクタ１０の発進と共に上限巾と下限巾の同じ不感帯Ａが前記ＲＡＭにセットされる（ＳＴＥＰ１）。続いて、レーザ受光高さが読み込まれ、この受光高さが前記不感帯Ａの巾内かどうかを判定する（ＳＴＥＰ２，３）。ここで検出高さが作業機下降域に外れいている場合、例えばトラクタ１０の後輪１５が凸部に乗り上げて後ろ上がりになった場合は、作業機下降用のソレノイド４７ｄへ通電を行って作業機１を下降する（ＳＴＥＰ４）。また、不感帯Ａ巾内であれば、そのままソレノイドへの通電は行わず、或いは通電を停止する（ＳＴＥＰ５）。尚、前記レーザ光の読み込みは、例えば１０ｍｓｅｃの周期で読み込む構成となっている。
【００１６】また、検出高さが作業機上昇域に外れている場合、例えばトラクタ１０の後輪１５が凹部に落ちて前上がりになった場合は、ＳＴＥＰ６の処理へ進み、作業機上昇用のソレイド４７ｕへ通電を行って作業機１を上昇する。これと共に、前記不感帯Ａの上昇側の巾（図６中では下巾）を＋αだけ大きく変更する。（ＳＴＥＰ６−１、ＳＴＥＰ６−２）。そして、レーザ受光高さを読み込んで（ＳＴＥＰ６−３）、前記変更された不感帯における判定が行われ、この不感帯の上限を上回っているとソレノイドへ通電し直ちに作業機１を下降する。また、検出値が不感帯に入っていれば、ＳＴＥＰ６−３へ戻り一定時間Ｔ内だけ、前記下限巾の広い不感帯で制御を継続する。また、更に下限値を外れている場合は、リターンとなりＳＴＥＰ６−１の処理を行う。
【００１７】以上のように構成したトラクタ１０の耕深制御装置は、作業機１を上昇した後に一定時間、即ち前記レーザ受光器３のポール４１の振れや、３点リンクのガタツキ、また後輪１５のバウンドによる影響が無くなると想定される一定時間Ｔは、上昇側の不感帯巾を大きく変更して、更なる作業機の上昇を抑制するため、耕深を極力安定させて作業を行うことができる。
【００１８】次に、耕深制御装置の別形態について図６の制御フローチャートに基づいて説明する。前記制御装置は、レーザ光の受光高さをこの不感帯Ａ内であるかどうかを判定する構成としたが、ここでは、コントローラ２７は、最初に前記レーザ受光器３が中立位置に受光している時のリフトアーム３０の角度を記憶する（ＳＴＥＰ１）。そして、前記不感帯Ａの巾を超えた時、一定時間この状態を保持し、この間の数回の受光高さを読み込んで受光高さの平均値を演算する。そして、更にこの平均値と前記中立位置との偏差を演算し、この偏差に応じて作業機の上昇出力時間を変更する構成となっている（ＳＴＥＰ４，５、ＳＴＥＰ８，９）。即ち、レーザの受光高さが、上限、或いは下限を大きく外れる時には通電時間を長くし、僅かに外れた時には通電時間を短く設定する構成となっている。
【００１９】これにより、前記レーザ受光器３の揺れ、光の読み込み周期に適宜対応して油圧シリンダ２８を駆動、停止を繰り返す方法と比較して、作業機１の昇降動作が安定され、前記ポール４１の揺れやリンクのガタツキ、後輪１５のバウンドによる不安定な検出をなるべく抑制して、安定した制御を行うことができる。次に、前記レーザ受光器３について説明する。レーザ受光器３は、内部にレーザ光の照射により部分的に電気抵抗を変化させる受光セル５５を内蔵し、このセル５５を前後左右四方に向けて設けている。しかしながら、このような受光セル５５を複数備えたレーザ受光器３は、取扱中の衝撃や抵抗の寿命で一部が破損し、レーザ光を受光不能に陥ることがある。このとき、複数の受光セル５５は外観上同形である為、その内の破損部分を見つけことは手間が掛るという課題が有った。
【００２０】よってここでは、図７に示すように、同受光器３のカバー５６に前記受光セル５５の縦の長さに対応するスリット５７を設け、このスリット５７をプラスチック５８等の透明部材にて遮蔽した構成としている。これにより、同受光器３の破損個所を見つけ出す時には、カバー５６を受光器３に取り付け、このカバー５６を回しながら前記スリット５７を受光セル５５の列に合わせ、特定の一列だけにレーザ光を上下に照射する。そして、前記伝動シリンダ４１のピストンを上下させながら前記受光モニタ１６の表示により受光不良な個所を容易に見つけ出すことができる。
【００２１】尚、特許請求の範囲に実施の形態の構成に対応する部材の符号を付すが、この符号によりこの発明を実施の形態に限るものではない。例えば、上記実施の形態では耕深を検出する手段としてレーザ受光器について説明したが、これに替えてリヤカバー４０の角度を検出して圃場の高さを相対的に検出する構成としても良い。
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| 【出願人】 |
【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
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| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１０月３０日 |
| 【代理人】 |
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| 【公開番号】 |
特開平１１−１２７６１１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）５月１８日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−２９８６８０ |
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