| 【発明の名称】 |
トラクタ |
| 【発明者】 |
【氏名】田中 武二
【氏名】野島 辰彦
【氏名】田村 智志
【氏名】木村 重治
|
| 【要約】 |
【課題】トラクタの耕深自動制御において、機体前後傾斜、タイヤ沈下量、昇降リンク特性等に基づく耕深変化を防止する。
【解決手段】設定耕深を維持するように耕耘部８を自動的に昇降制御するにあたり、耕耘部８の前後傾斜に伴って変化するリヤカバー支点高さＨｂ（耕耘爪先端基準）をリフトアーム角度θａおよび機体ピッチング角度θｐを変数として特定すると共に、リヤカバー接地点高さＨｃ（リヤカバー支点基準）をリフトアーム角度θａ、機体ピッチング角度θｐおよびリヤカバーセンサ値を変数として特定し、しかる後、その差に基づいて現在の耕深Ｄを演算する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 リフトアームの油圧作動に伴って昇降する昇降リンク機構と、該昇降リンク機構を介して機体後部に連結される耕耘部と、該耕耘部に上下揺動自在に設けられるリヤカバーと、該リヤカバーの揺動角を検出するリヤカバーセンサと、耕耘部の耕深を設定する耕深設定器と、該耕深設定器の設定耕深を目標として耕耘部を自動的に昇降制御する耕深自動制御手段とを備えるトラクタにおいて、前記耕深自動制御手段に、耕耘部の前後傾斜角を判断する耕耘部前後傾斜判断手段と、耕耘部の前後傾斜角およびリヤカバーセンサ値に基づいて耕耘部の耕深を判断する耕深判断手段とを設けたことを特徴とするトラクタ。
【請求項２】 請求項１において、耕耘部前後傾斜判断手段は、走行機体の前後傾斜角を検出する傾斜センサの検出値と、リフトアームの作動角を検出するリフトアームセンサの検出値とに基づいて耕耘部の前後傾斜角を判断することを特徴とするトラクタ。
|
【発明の詳細な説明】【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、耕深自動制御機能を備えるトラクタの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】一般に、この種トラクタのなかには、昇降リンク機構を介して機体後部に連結される耕耘部を、耕深設定器の設定耕深を目標として自動的に昇降制御する耕深自動制御手段を備えるものがある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の耕深自動制御手段は、耕耘部に設けられるリヤカバーの揺動角をリヤカバーセンサで検出すると共に、該リヤカバーセンサ値を一定に保つべく耕耘部を昇降制御するが、機体前後傾斜角、車軸対地高さ（タイヤ沈下量等）、昇降リンク特性等に基づいて耕耘部が前後方向に傾斜すると、リヤカバー支点が耕耘軸に対して変位するため、リヤカバーの揺動角が一定に保たれているにも拘わらず耕耘部の耕深が変化してしまう不都合があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、リフトアームの油圧作動に伴って昇降する昇降リンク機構と、該昇降リンク機構を介して機体後部に連結される耕耘部と、該耕耘部に上下揺動自在に設けられるリヤカバーと、該リヤカバーの揺動角を検出するリヤカバーセンサと、耕耘部の耕深を設定する耕深設定器と、該耕深設定器の設定耕深を目標として耕耘部を自動的に昇降制御する耕深自動制御手段とを備えるトラクタにおいて、前記耕深自動制御手段に、耕耘部の前後傾斜角を判断する耕耘部前後傾斜判断手段と、耕耘部の前後傾斜角およびリヤカバーセンサ値に基づいて耕耘部の耕深を判断する耕深判断手段とを設けたことを特徴とするものである。つまり、耕耘部の前後傾斜角を加味して耕深を判断するため、機体前後傾斜角、車軸対地高さ（タイヤ沈下量等）、昇降リンク特性等に基づく耕深変化を防止して耕深自動制御の精度を向上させることができる。また、耕耘部前後傾斜判断手段は、走行機体の前後傾斜角を検出する傾斜センサの検出値と、リフトアームの作動角を検出するリフトアームセンサの検出値とに基づいて耕耘部の前後傾斜角を判断することを特徴とするものである。つまり、耕耘部の前後傾斜角を判断するためのセンサを走行機体側に設けているため、センサを耕耘部側に設けた場合に比して安定した検出値を得ることができ、その結果、耕耘部前後傾斜判断手段の判断精度を向上させることができる。また、既存のリフトアームセンサを利用することができるため、追加部品を可及的に少なくして大幅なコストアップを回避することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、１はトラクタの走行機体であって、該走行機体１は、走行動力、作業動力および油圧ポンプ動力を発生するエンジン（図示せず）、エンジン動力の変速および分配を行うトランスミッション２、該トランスミッション２から走行動力が供給される前輪３および後輪４、トランスミッション２から作業動力が供給されるＰＴＯ軸５、運転席６、操作装置、表示装置等が設けられる操作部７等で構成されているが、これらの基本構成は何れも従来通りである。
【０００６】８は前記走行機体１の後部に昇降リンク機構９を介して連結される耕耘部であって、該耕耘部８は、昇降リンク機構９を吊持するリフトアーム１０の上下揺動に伴って昇降するが、昇降リンク機構９は、非平行リンク機構であるため、昇降位置（リフトアーム角度）に応じて耕耘部８の前後傾斜角を変化させる特性がある。
【０００７】前記耕耘部８は、ＰＴＯ軸５から作業動力を入力する入力ギヤケース（図示せず）、該入力ギヤケースの下方に左右方向を向いて軸承される耕耘軸１１、該耕耘軸１１の回転に伴って土壌を耕耘する複数の耕耘爪１２、該耕耘爪１２の上方を覆う耕耘カバー１３等を備える所謂ロータリ耕耘作業機に構成されている。
【０００８】１４は前記耕耘カバー１３の後端部に上下揺動自在に設けられるリヤカバーであって、該リヤカバー１４は、耕耘盛土に弾圧状に接地する均平板として機能するが、リヤカバー１４の基端部には、その上下揺動角を検出するリヤカバーセンサ（ポテンショメータ）１５が連繋されている。
【０００９】一方、１６は走行機体１に設けられるピッチングセンサ（傾斜センサ）であって、該ピッチングセンサ１６は、走行機体１の前後傾斜角を検出するものであるが、本実施形態のピッチングセンサ１６は、左右前輪３の回転中心を結ぶ前輪車軸仮想線Ｌ１の中央位置と、左右後輪４の回転中心を結ぶ後輪車軸仮想線Ｌ２の中央位置とを機体中心仮想線Ｌ３で結んだとき、該機体中心仮想線Ｌ３の中央に位置すべく配置されている。つまり、ピッチングセンサ１６は、車輪接地点を基準とする機体中心に配置されているため、走行機体１の左右傾斜や前後傾斜に伴う上下方向の振れ幅を可及的に小さくして検出値の乱れを少なくすることができる許りでなく、機体前後傾斜支点（前輪接地点もしくは後輪接地点）や機体旋回方向の違いに基づく検出値の偏りを防止することができるようになっている。
【００１０】１７はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む）を用いて構成される制御部であって、該制御部１７の入力側には、前述したリヤカバーセンサ１５およびピッチングセンサ１６、リフトアーム１０の上下揺動角を検出するリフトアームセンサ１８、耕耘部８の耕深を設定する耕深設定器１９等の入力機器が所定の入力インタフェース回路を介して接続される一方、出力側には、リフトアーム用電磁油圧バルブ２０の上昇用ソレノイド２０ａおよび下降用ソレノイド２０ｂ、操作部７に設けられる表示装置２１等の出力機器が所定の出力インタフェース回路を介して接続されている。そして、制御部１７は、ピッチングセンサ値、リフトアームセンサ値およびリヤカバーセンサ値に基づいて耕耘部８の耕深を演算（判断）する耕深演算ルーチン、演算耕深値と設定耕深値との比較に基づいてリフトアーム昇降信号を出力するリフトアーム昇降出力ルーチン等を含む耕深自動制御を実行すべく構成されているが、上記のリフトアーム昇降出力ルーチンには、リヤカバーセンサ値（検出耕深値）と設定耕深値との比較に基づいてリフトアーム１０を昇降制御する従来の耕深自動制御ルーチン（リヤカバー方式の耕深自動制御）と略同様（検出耕深値を演算耕深値に置換した点が相違）のアルゴリズムを採用しているため、詳細な説明は省略する。
【００１１】さて、前記耕深演算ルーチンの第一演算ステップでは、対機水平線（機体を基準にした相対的な水平線）を基準とする耕耘軸−リヤカバー支点角度θｂを関数ｆ（現リフトアーム角度θａを変数としてθｂを特定する演算式またはデータテーブル：グラフＡ１参照）に基づいて演算する。
【００１２】また、第二演算ステップでは、対機水平線を基準とするリヤカバー下限角度θｃｍｉｎを関数ｇ（現リフトアーム角度θａを変数としてθｃｍｉｎを特定する演算式またはデータテーブル：グラフＡ２参照）に基づいて演算する。
【００１３】また、第三演算ステップでは、絶対水平線を基準とする現リヤカバー角度θｃを下記の演算式に基づいて演算する。但し、θｐは機体ピッチング角度（ピッチングセンサ値）、θｃ１はリヤカバー下限角度θｃｍｉｎを基準とする現リヤカバー角度、Ｋ１、Ｋ２は定数である。
θｃ１＝Ｋ１・リヤカバーセンサ値＋Ｋ２θｃ＝θｃｍｉｎ−θｐ−θｃ１【００１４】また、第四演算ステップでは、リヤカバー支点を基準とする現リヤカバー接地点高さＨｃを関数ｈ（現リヤカバー角度θｃを変数としてＨｃを特定する演算式またはデータテーブル：グラフＡ３参照）に基づいて演算する。
【００１５】また、第五演算ステップでは、耕耘爪下端を基準とするリヤカバー支点高さＨｂを下記の演算式に基づいて演算する。但し、Ｌｂは耕耘軸芯基準のリヤカバー支点距離、Ｈｄは耕耘軸芯基準の耕耘爪長さである。
Ｈｂ＝Ｌｂ・ｓｉｎ（θｂ＋θｐ）＋Ｈｄ【００１６】さらに、第六演算ステップでは、下記の演算式に基づいて耕深Ｄを演算する。Ｄ＝Ｈｂ−Ｈｃ即ち、耕深演算ルーチンでは、耕耘部８の前後傾斜に伴って変化するリヤカバー支点高さＨｂ（耕耘爪先端基準）をリフトアーム角度θａおよび機体ピッチング角度θｐを変数として特定すると共に、リヤカバー接地点高さＨｃ（リヤカバー支点基準）をリフトアーム角度θａ、機体ピッチング角度θｐおよびリヤカバーセンサ値を変数として特定し、しかる後、その差に基づいて耕深Ｄを演算するようになっている。
【００１７】ところで、本実施形態では、タイヤ沈下量を演算するタイヤ沈下量演算ルーチン、演算タイヤ沈下量、前記演算耕深および機体ピッチング角度を表示装置２１に表示する圃場データ表示ルーチン等を含む表示制御を行うようになっており、以下、本制御の要部であるタイヤ沈下量演算ルーチンをフローチャートに基づいて説明する。
【００１８】前記タイヤ沈下量演算ルーチンの第一演算ステップでは、タイヤ沈下量が「０」の状態を仮想し、該仮想状況における目標リフトアーム角度θａ０（設定耕深Ｄｓを維持し得る仮想リフトアーム角度）を関数ｊ（設定耕深Ｄｓおよび機体ピッチング角度θｐを変数としてθａ０を特定する演算式またはデータテーブル）に基づいて演算する。
【００１９】また、第二演算ステップでは、仮想後輪車軸−耕耘軸距離Ｌｅ０を関数ｋ（仮想リフトアーム角度θａ０を変数としてＬｅ０を特定する演算式またはデータテーブル：グラフＢ１参照）に基づいて演算する。
【００２０】また、第三演算ステップでは、対機水平線を基準とする仮想後輪車軸−耕耘軸角度θｅ０を関数ｍ（仮想リフトアーム角度θａ０を変数としてθｅ０を特定する演算式またはデータテーブル：グラフＢ２参照）に基づいて演算する。
【００２１】また、第四演算ステップでは、仮想後輪接地点を基準とする耕耘爪下端高さＨｅ０を下記の演算式に基づいて演算する。但し、Ｈｇは後輪半径である。
Ｈｅ０＝Ｌｅ０・ｓｉｎ（θｅ０＋θｐ）＋Ｈｄ−Ｈｇ【００２２】また、第五演算ステップでは、現後輪車軸−耕耘軸距離Ｌｅを関数ｋ（現リフトアーム角度θａを変数としてＬｅを特定する演算式またはデータテーブル：グラフＢ１参照）に基づいて演算する。
【００２３】また、第六演算ステップでは、対機水平線を基準とする現後輪車軸−耕耘軸角度θｅを関数ｍ（現リフトアーム角度θａを変数としてθｅを特定する演算式またはデータテーブル：グラフＢ２参照）に基づいて演算する。
【００２４】また、第七演算ステップでは、現後輪接地点を基準とする耕耘爪下端高さＨｅを下記の演算式に基づいて演算する。
Ｈｅ＝Ｌｅ・ｓｉｎ（θｅ＋θｐ）＋Ｈｄ−Ｈｇ【００２５】さらに、第八演算ステップでは、タイヤ沈下量Ｂを下記の演算式に基づいて演算する。
Ｂ＝Ｈｅ０−Ｈｅそして、本実施形態では、演算したタイヤ沈下量Ｂを、演算耕深や機体ピッチング角度と一緒に表示装置２１に表示するため、圃場の状態（硬軟、凹凸、傾斜等）や作業状況（耕深等）を容易に認識することができるようになっている。
【００２６】叙述の如く構成されたものにおいて、設定耕深を維持するように耕耘部８を自動的に昇降制御するにあたり、耕耘部８の前後傾斜に伴って変化するリヤカバー支点高さＨｂ（耕耘爪先端基準）をリフトアーム角度θａおよび機体ピッチング角度θｐを変数として特定すると共に、リヤカバー接地点高さＨｃ（リヤカバー支点基準）をリフトアーム角度θａ、機体ピッチング角度θｐおよびリヤカバーセンサ値を変数として特定し、しかる後、その差に基づいて現在の耕深Ｄを演算するため、機体ピッチング、タイヤ沈下量、昇降リンク特性等に基づく耕深検出誤差を可及的に小さくして耕深自動制御の精度を向上させることができる。
【００２７】しかも、耕耘部８の前後傾斜に伴って変化するリヤカバー支点高さＨｂ等の検出誤差要因を、機体側に設けられるリフトアームセンサ１８およびピッチングセンサ１６の検出値に基づいて特定するため、センサを耕耘部８側に設けた場合に比して安定した検出値を得ることができ、その結果、耕深演算精度を向上させることができる。また、このものでは、既存のリフトアームセンサ１８を利用することができるため、追加部品を可及的に少なくして大幅なコストアップを回避できる利点がある。
【００２８】尚、本発明は、前記実施形態に限定されないものであることは勿論であって、例えばピッチングセンサ取付位置は、図面に仮想線で示す如く、前輪車軸仮想線Ｌ１上に設定してもよい。そして、この場合には、機体旋回時において、センサ検出方向と機体進行方向とのなす角度が直角に近づくため、仮令振り子式傾斜センサを採用しても、遠心力によるセンサ値の乱れを可及的に少なくすることができる。
|
| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８７８
【氏名又は名称】三菱農機株式会社
|
| 【出願日】 |
平成１０年（１９９８）３月２６日 |
| 【代理人】 |
【弁理士】
【氏名又は名称】廣瀬 哲夫
|
| 【公開番号】 |
特開平１１−２７５９１０ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月１２日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−９８５６３ |
|