| 【発明の名称】 |
トラクターの作業用制御装置 |
| 【発明者】 |
【氏名】裏 猛
【氏名】稲森 秋男
|
| 【要約】 |
【課題】トラクターが牽引する作業装置の牽引負荷が設定負荷になるように作業装置を昇降操作する作業用制御装置において、車速が変化しても作業深さを設定深さに維持できるようにする。
【解決手段】トラクター車速検出用の車速センサー１４、及び、作業深さを牽引負荷に替えて設定する負荷設定手段１５を目標負荷調整手段１８に連係させてある。車速センサー１４による検出車速が作業用最低車速より速くなると、目標負荷調整手段１８が負荷設定手段１５による設定制御目標負荷を増加側に調整し、調整制御目標負荷を負荷設定手段１５による設定制御目標負荷ＦＡとして作業深さ制御手段１９に出力する。作業深さ制御手段１９は、牽引負荷検出用の負荷センサー１３による検出負荷Ｆが目標負荷調整手段１８からの設定制御目標負荷ＦＡになるように、リフトシリンダ６を操作して作業装置を昇降する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 自走機体に昇降操作自在に連結された対地作業用作業装置の牽引負荷を検出する負荷センサーと、制御目標負荷を設定する負荷設定手段と、前記負荷センサーによる検出負荷が前記負荷設定手段によって設定された設定制御目標負荷になるように作業装置を昇降操作する作業深さ制御手段とが備えられているトラクターの作業用制御装置であって、車速を検出する車速センサーと、この車速センサーからの情報に基づいて作動する目標負荷調整手段とを備えるとともに、車速センサーによる検出車速が設定車速より速いと、目標負荷調整手段が負荷設定手段による設定制御目標負荷を増加側に調整してこの調整制御目標負荷を前記負荷設定手段による設定制御目標負荷として前記作業深さ制御手段に出力するように構成してあるトラクターの作業用制御装置。
【請求項２】 自走機体に昇降操作自在に連結された対地作業用作業装置の牽引負荷を検出する負荷センサーと、制御目標負荷を設定する負荷設定手段と、前記負荷センサーによる検出負荷が前記負荷設定手段によって設定された設定制御目標負荷になるように作業装置を昇降操作する作業深さ制御手段とが備えられているトラクターの作業用制御装置であって、車速を検出する車速センサーと、この車速センサーからの情報に基づいて作動する検出負荷調整手段とを備えるとともに、車速センサーによる検出車速が設定車速より速いと、検出負荷調整手段が負荷センサーによる検出負荷を減少側に調整してこの調整検出負荷を前記負荷センサーによる検出負荷として前記作業深さ制御手段に出力するように構成してあるトラクターの作業用制御装置。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、自走機体に昇降操作自在に連結された対地作業用作業装置の牽引負荷を検出する負荷センサーと、制御目標負荷を設定する負荷設定手段と、前記負荷センサーによる検出負荷が前記負荷設定手段によって設定された設定制御目標負荷になるように作業装置を昇降操作する作業深さ制御手段とが備えられているトラクターの作業用制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】上記トラクターの作業用制御装置は、プラウ装置を連結して耕耘作業するなどの際、所望の作業深さを負荷設定手段によって牽引負荷として設定し、トラクターが前後に傾斜することがあっても、作業深さ制御手段による作業装置の昇降操作により、作業深さを所望深さに維持しながら作業できるようにされたものである。この種トラクターにおいて、車速が変化すると、作業装置のトラクターに対する連結高さが一定で作業深さが同じであっても、作業装置を牽引する速度が変化することから、トラクターに掛かる牽引負荷が変化する。この場合でも、従来は、トラクターに掛かる実際の牽引負荷と、負荷設定手段によって設定された設定制御目標負荷とに基づいて作業装置の昇降制御が行われるようになっていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】従来、作業時に高速走行してもハンドルが取られにくいからアクセルアップするとか、スリップしやすいからアクセルダウンするなど、車速を変更すると、作業深さが所望深さと変化することがあった。すなわち、車速を上昇側に変更した場合、トラクターに掛かる牽引負荷が増加することから作業装置の上昇制御が実行されて作業深さが所望深さよりも浅くなることがあり、車速を下降側に変更した場合、トラクターに掛かる牽引負荷が減少することから作業装置の下降制御が実行されて作業深さが所望深さよりも深くなることがあった。本発明の目的は、車速変更しても作業深さを極力所望深さに維持しながら作業できるトラクターの作業用制御装置を提供することにある。
【０００４】
【課題を解決するための手段】請求項１による発明の構成、作用はつぎのとおりである。
【０００５】〔構成〕自走機体に昇降操作自在に連結された対地作業用作業装置の牽引負荷を検出する負荷センサーと、制御目標負荷を設定する負荷設定手段と、前記負荷センサーによる検出負荷が前記負荷設定手段によって設定された設定制御目標負荷になるように作業装置を昇降操作する作業深さ制御手段とが備えられているトラクターの作業用制御装置において、車速を検出する車速センサーと、この車速センサーからの情報に基づいて作動する目標負荷調整手段とを備えるとともに、車速センサーによる検出車速が設定車速より速いと、目標負荷調整手段が負荷設定手段による設定制御目標負荷を増加側に調整してこの調整制御目標負荷を前記負荷設定手段による設定制御目標負荷として前記作業深さ制御手段に出力するように構成してある。
【０００６】〔作用〕作業装置による作業を行う際に、その作業が可能となるようにトラクターに備えさせねばならない走行速度のうちの最低速度を前記設定車速として設定する。すると、アクセル操作などで車速変更されて車速が設定速度より高速側になると、負荷センサーによる検出負荷が設定速度で走行されているときの検出負荷より増加する。このとき、目標負荷調整手段が負荷設定手段によって設定されている設定制御目標負荷を増加側に調整してこの調整制御目標負荷を作業深さ制御手段に出力し、作業深さ制御手段は負荷センサーによる増加検出負荷が負荷設定手段による調整制御目標負荷になるように作業装置を昇降操作することになる。これにより、車速変化に伴う目標負荷調整手段による設定制御目標負荷の調整を適切に行わせると、車速を変更されて負荷センサーによる検出負荷が変化しても、作業装置の昇降操作が実行されないようになるとか、実行されても作業深さが大幅に変化しないように昇降ストロークが小さいものになる。
【０００７】請求項２による発明の構成、作用はつぎのとおりである。
【０００８】〔構成〕自走機体に昇降操作自在に連結された対地作業用作業装置の牽引負荷を検出する負荷センサーと、制御目標負荷を設定する負荷設定手段と、前記負荷センサーによる検出負荷が前記負荷設定手段によって設定された設定制御目標負荷になるように作業装置を昇降操作する作業深さ制御手段とが備えられているトラクターの作業用制御装置において、車速を検出する車速センサーと、この車速センサーからの情報に基づいて作動する検出負荷調整手段とを備えるとともに、車速センサーによる検出車速が設定車速より速いと、検出負荷調整手段が負荷センサーによる検出負荷を減少側に調整してこの調整検出負荷を前記負荷センサーによる検出負荷として前記作業深さ制御手段に出力するように構成してある。
【０００９】〔作用〕作業装置による作業を行う際に、その作業が可能となるようにトラクターに備えさせねばならない走行速度のうちの最低速度を前記設定車速として設定する。すると、アクセル操作などで車速変更されて車速が設定速度より高速側になると、負荷センサーによる検出負荷が設定速度で走行されているときの検出負荷より増加する。このとき、検出負荷調整手段が負荷センサーによる検出負荷を減少側に調整してこの調整検出負荷を作業深さ制御手段に出力し、作業深さ制御手段は調整検出負荷が負荷設定手段による設定制御目標負荷になるように作業装置を昇降操作することになる。これにより、車速変化に伴う検出負荷調整手段による検出負荷の調整を適切に行わせると、車速を変更されて負荷センサーによる検出負荷が変化しても、作業装置の昇降操作が実行されないようになるとか、実行されても作業深さが大幅に変化しないように昇降ストロークが小さいものになる。
【００１０】請求項１及び２による発明の効果はつぎのとおりである。
【００１１】〔効果〕車速が作業用最低速度よりも高速側に変更されたアップ側やダウン側に変更されて負荷センサーによる検出負荷が作業用最低速度のときとは異なるものになっても、これに伴う設定制御目標負荷又は検出負荷の調整を適切に行わせて作業深さが変化しないとか、大幅に変化しないようにしながら作業することが可能になり、車体のピッチングにかかわらず作業深さが極力設定深さになる仕上がりのよい作業を極力高速走行して能率よくできる。
【００１２】
【発明の実施の形態】図１に示すように、左右一対の駆動及び揺動操向自在な前車輪１，１と、左右一対の駆動自在な後車輪２，２とによって自走し、前車輪１を操向操作するステアリングハンドル３、運転座席４などを有する運転部を備える機体の後部に、左右一対のリフトアーム５，５を油圧式のリフトシリンダ６によって上下に揺動操作できるように備えさせるとともに、連結した作業装置に回転動力を伝達する動力取出し軸７を備えさせて、トラクターを構成してある。このトラクターの後部に、複数のプラウ８ａ・によって耕耘作業するプラウ装置８をリンク機構９を介して連結するとともに、一対のリフトアーム５，５が一方のリフトアーム５に連結するリフトロッド１０と、他方のリフトアーム５に連結するプラウ装置ローリング操作用シリンダ１１とを介してリンク機構９を前記自走機体に対して上下に揺動操作してプラウ装置８を昇降操作するように構成し、もって、トラクターにプラウ装置８を牽引させながら走行させることによって耕耘作業するように、かつ、リフトシリンダ６を操作することによってプラウ装置８をトラクターに対して昇降操作するように乗用型耕耘装置を構成してある。
【００１３】前記自走機体の後部を形成する走行及び作業用ミッションケース１２の内部に、プラウ装置８の牽引負荷を検出する負荷センサー１３、及び、トラクターの車速を検出する車速センサー１４を設け、運転部に位置する運転パネルに、負荷設定手段１５を耕深設定用に設け、図２に示す如く前記各センサー１３，１４及び負荷設定手段１５に連係させた制御装置１６をトラクターに搭載するとともに前記リフトシリダ６の制御弁機構１７に連係させて、作業用制御装置を構成してある。この作業用制御装置は、所望の耕耘深さを負荷設定手段１５によって設定し、トラクターが前後に傾斜したり、トラクターの走行速度を変更したりしてもプラウ装置８による耕耘深さを所望深さに維持しながら作業することを可能にするものであり、詳しくは次の如く構成してある。
【００１４】負荷センサー１３は、前記リンク機構９を構成する左右一対のロワーリンク９ａ，９ａの前端側を回動自在に支持させるとともに前記ミッションケース１２を機体横方向に貫通させてこのミッションケース１２に各ロワーリンク９ａ，９ａを上下揺動自在に連結させてあるリンク支軸１８に作用する歪みセンサーによって構成してある。すなわち、プラウ装置８の牽引負荷が作用することによってリンク支軸１８にたわみが発生する。そのたわみによるリンク支軸１８の変位を、この変位に起因して歪みセンサーに起こる出力電圧の変化で検出するようにしてある。つまり、負荷センサー１３は、リンク支軸１８のたわみによる変位を牽引負荷として検出し、この検出負荷を電気信号にして制御装置１６に出力する。
【００１５】車速センサー１４は、前記ミッションケース１２の内部に設けてある走行用トランスミッションが回転出力を後輪用差動機構に伝達するように備えている出力軸に作用する回転センサーで成り、前記出力軸の回転数に基づいてトラクターの走行速度を検出し、この検出車速Ｖを電気信号にして制御装置１６に出力する。
【００１６】前記負荷設定手段１５は、ダイヤル１５ａを回転操作することによって具備する電気抵抗が変化する可変抵抗器によって構成してある。すなわち、ダイヤル１５ａを回転操作して所望の耕耘深さを設定する。すると、負荷設定手段１５は、その所望耕耘深さに対応する牽引負荷を制御目標負荷として設定し、この設定制御目標負荷を電気信号にして制御装置１６に出力する。
【００１７】前記制御弁機構１７は、リフトシリンダ６をプラウ装置８の上昇側に制御するアップ電磁比例流量制御弁と、プラウ装置８の下降側に制御するダウン電磁比例流量制御弁とを備え、制御装置１６からの指令としての電気信号に基いて両比例流量制御弁を操作してリフトシンダ６を制御するように構成してある。
【００１８】前記制御装置１６は、マイクロコンピュータで成り、前記各センサー１３，１４及び負荷設定手段１５からの情報と、図３に示す制御フローとに基づいて作動するように構成してある。すなわち、ステップ＃１〜３に示すように、車速センサー１４によって検出されている検出車速Ｖが、プラウ装置８による耕耘が可能となるようにトラクターに備えさせねばならない走行速度のうちの最低速度のものとして設定してある設定車速ＶＡより速いか否かを判断し、検出車速Ｖが設定車速ＶＡより速いと判断した場合には、負荷設定手段１５によって設定された設定制御目標負荷ＦＡを検出車速Ｖと設定車速ＶＡとの差に対応する分だけ増加側に変更調整し、この調整設定制御目標負荷ＦＡと、負荷センサー１３によって検出されている検出負荷Ｆとを比較する。ステップ＃１において検出車速Ｖが前記設定車速ＶＡより速くないと判断した場合には、負荷設定手段よって設定された設定制御目標負荷ＦＡを変更しないで採用し、その設定制御目標負荷ＦＡと負荷センサー１３によって検出されている検出負荷Ｆとを比較する。ステップ＃３において、負荷センサー１３による検出負荷Ｆが設定制御目標負荷ＦＡに等しいと判断した場合には、ステップ＃４に示すように、制御機構１７にリフトシリンダ６を停止させるべき信号を出力することによってリフトシリンダ６を停止状態に操作させる。ステップ＃３において負荷センサー１３による検出負荷Ｆが設定制御目標負荷ＦＡより大であると判断した場合には、ステップ＃５に示すように、制御機構１７にリフトシリンダ６を上昇側に制御させるべき信号を出力することにより、負荷センサー１３による検出負荷Ｆが設定制御目標負荷ＦＡに等しくなるまでリフトシリンダ６をプラウ装置８の上昇側に操作させる。ステップ＃３において負荷センサー１３による検出負荷Ｆが設定制御目標負荷ＦＡより小であると判断した場合には、ステップ＃６に示すように、制御機構１７にリフトシリンダ６を下降側に制御させるべき信号を出力することにより、負荷センサー１３による検出負荷Ｆが設定制御目標負荷ＦＡに等しくなるまでリフトシリンダ６をプラウ装置８の下降側に操作させる。
【００１９】すなわち、ステップ＃１，２により、車速センサー１４からの情報に基づいて自動的に作動する目標負荷調整手段１８を構成し、ステップ＃３〜６によって作業深さ制御手段１９を構成してあり、目標負荷調整手段１８は、負荷設定手段１５によって設定された設定制御目標負荷を車速センサー１４による検出車速Ｖに基づいて次の如く調整し、この調整制御目標負荷を負荷設定手段１５による設定制御目標負荷ＦＡとして作業深さ制御手段１９に出力する。すなわち、車速センサー１４による検出車速Ｖが、プラウ装置８による耕耘作業を行うのに必要なトラクター走行速度のうちの最低速度として予め設定してある前記設定車速ＶＡ以下である場合には、負荷設定手段１５によって設定された設定制御目標負荷を増加側にも減少側にも変更せず、この無調整の設定制御目標負荷を負荷設定手段１５による設定制御目標負荷ＦＡとして作業深さ制御手段１９に出力する。車速センサー１４による検出車速Ｖが前記設定車速ＦＡよりも速い場合には、負荷設定手段１５によって設定された設定制御目標負荷を、車速センサー１４による検出車速Ｖと設定車速ＶＡとの差に対応する分だけ増加したものに変更調整し、この調整目標負荷を負荷設定手段１５による設定制御目標負荷ＦＡとして作業深さ制御手段１９に出力する。すなわち、車速センサー１４による検出車速Ｖが前記設定車速ＶＡよりも高速側になった場合、負荷センサー１３によって検出される検出負荷は検出車速Ｖが設定車速ＶＡであるときより増加したものになるが、この検出負荷増加に起因するプラウ装置８の昇降制御が実行されることを防止するように、負荷設定手段１５によって設定されている設定制御目標負荷を、負荷センサー１３による検出負荷が車速アップによって増加している分に対応する分だけ増加側に変更調整する。そして、作業深さ制御手段１９は、目標負荷調整手段１８から出力される制御目標負荷ＦＡを負荷設定手段１５による設定制御目標負荷ＦＡとして採用し、この設定制御目標負荷ＦＡと、負荷センサー１３による検出負荷Ｆとが等しくなるようにプラウ装置８を昇降操作する。
【００２０】図４は、別の実施形態を備える作業用制御装置を示す。この作業用制御装置も、所望の耕耘深さを負荷設定手段１５によって設定し、トラクターが前後に傾斜したり、トラクターの走行速度を変更したりしてもプラウ装置８による耕耘深さを所望深さに維持しながら作業することを可能にするものであり、詳しくは次の如く構成してある。
【００２１】負荷センサー１３、車速センサー１４、負荷設定手段１５、制御弁機構１７のぞれぞれは、図１及び図２に示すものと同様に構成してある。
【００２２】前記制御装置１６は、マイクロコンピュータで成り、前記各センサー１３，１４及び負荷設定手段１５からの情報と、図５に示す制御フローとに基づいて作動するように構成してある。すなわち、ステップ＃１〜３に示すように、車速センサー１４によって検出されている検出車速Ｖが、プラウ装置８による耕耘が可能となるようにトラクターに備えさせねばならない走行速度のうちの最低速度のものとして設定してある設定車速ＶＡより速いか否かを判断し、検出車速Ｖが設定車速ＶＡより速いと判断した場合には、負荷センサー１３によって検出されている検出負荷を検出車速Ｖと設定車速ＶＡとの差に対応する分だけ減少側に変更調整し、この調整検出負荷ＦＢと、負荷設定手段１５によって設定されている設定制御目標負荷ＦＡとを比較する。ステップ＃１において検出車速Ｖが前記設定車速ＶＡより速くないと判断した場合には、負荷センサー１３によって検出されている検出負荷を変更しないで採用し、その検出負荷ＦＢと、負荷設定手段１５によって設定されている設定制御目標負荷ＦＡとを比較する。ステップ＃３において、検出負荷ＦＢが設定制御目標負荷ＦＡに等しいと判断した場合には、ステップ＃４に示すように、制御機構１７にリフトシリンダ６を停止させるべき信号を出力することによってリフトシリンダ６を停止状態に操作させる。ステップ＃３において検出負荷ＦＢが設定制御目標負荷ＦＡより大であると判断した場合には、ステップ＃５に示すように、制御機構１７にリフトシリンダ６を上昇側に制御させるべき信号を出力することにより、検出負荷ＦＢが設定制御目標負荷ＦＡに等しくなるまでリフトシリンダ６をプラウ装置８の上昇側に操作させる。ステップ＃３において検出負荷ＦＢが設定制御目標負荷ＦＡより小であると判断した場合には、ステップ＃６に示すように、制御機構１７にリフトシリンダ６を下降側に制御させるべき信号を出力することにより、検出負荷ＦＢが設定制御目標負荷ＦＡに等しくなるまでリフトシリンダ６をプラウ装置８の下降側に操作させる。
【００２３】すなわち、ステップ＃１，２により、車速センサー１４からの情報に基づいて自動的に作動する検出負荷調整手段２０を構成し、ステップ＃３〜６によって作業深さ制御手段１９を構成してあり、検出負荷調整手段２０は、負荷センサー１３によって検出された検出負荷を車速センサー１４による検出車速Ｖに基づいて次の如く調整し、この調整検出負荷を負荷センサー１３による検出負荷ＦＢとして作業深さ制御手段１９に出力する。すなわち、車速センサー１４による検出車速Ｖが、プラウ装置８による耕耘作業を行うのに必要なトラクター走行速度のうちの最低速度として予め設定してある前記設定車速ＶＡ以下である場合には、負荷センサー１３によって検出された検出負荷を増加側にも減少側にも変更せず、この無調整の検出負荷を負荷センサー１３による検出負荷ＦＢとして作業深さ制御手段１９に出力する。車速センサー１４による検出車速Ｖが前記設定車速ＦＡよりも速い場合には、負荷センサー１３によって検出された検出負荷を、車速センサー１４による検出車速Ｖと設定車速ＶＡとの差に対応する分だけ減少したものに変更調整し、この調整検出負荷を負荷センサー１３による検出負荷ＦＢとして作業深さ制御手段１９に出力する。すなわち、車速センサー１４による検出車速Ｖが前記設定車速ＶＡよりも高速側になった場合、負荷センサー１３によって検出される検出負荷は検出車速Ｖが設定車速ＶＡであるときより増加したものになるが、この検出負荷増加に起因するプラウ装置８の昇降制御が実行されることを防止するように、負荷センサー１３によって検出されている検出負荷を車速増加によって増加した分だけ減少側に変更調整する。そして、作業深さ制御手段１９は、検出負荷調整手段２０から出力される検出負荷ＦＢを負荷センサー１３による検出負荷ＦＢとして採用し、この検出負荷ＦＢが負荷設定手段１５による設定制御目標負荷ＦＡになるようにプラウ装置８を昇降操作する。
【００２４】図２及び図４に示す下限設定センサー２１は、前記リフトアーム５のミッションケース１２に対する取り付け角度を検出するようにリフトアーム５に連動させた回転ポテンショメータで成り、プラウ装置８が下降操作されて限界に到達すると、プラウ装置８のそれ以上の下降操作を停止させるべき信号を制御装置１６に出力するものである。図２及び図４に示す昇降操作器２２は、ダイヤル２２ａを回転操作することによって具備する電気抵抗が変化する可変抵抗器で成り、プラウ装置８を負荷センサー１３による検出負荷に優先して上げ操作させるべき信号を制御装置１６に出力したり、上げ操作されたプラウ装置８を元の下降位置に下降させるべき信号を制御装置１６に出力したりするものである。すなわち、圃場端で機体旋回させる際など、ダイヤル２２ａを回転操作し、プラウ装置８を下降作業位置から上昇非作業位置に上げ操作したり、上昇非作業位置から下降作業位置に下げ操作したりするものである。
【００２５】〔別実施形態〕プラウ装置８に替え、暗渠を作成するサブソイラーなどを連結する際にも本発明は適用できる。したがって、これらプラウ装置８、サブソイラーなどを総称して対地作業用作業装置８と呼称する。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１０５２
【氏名又は名称】株式会社クボタ
|
| 【出願日】 |
平成９年（１９９７）１２月２６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】北村 修一郎
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−１８７７０５ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）７月１３日 |
| 【出願番号】 |
特願平９−３６０３６６ |
|