| 【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
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| 【要約】 |
【課題】トラクタの耕深自動制御において、耕耘負荷の増大に伴うエンストや作業精度の低下を防止する。
【解決手段】耕深自動制御中に耕耘負荷が増大した場合、エンジン回転数の低下分に相当するリフトアーム上昇量をリフトアーム目標値に加えたエンジン回転耕深目標値をセットし、該エンジン回転耕深目標値に対するリフトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム５を自動的に昇降制御するエンジン回転耕深制御を実行する。 |
【特許請求の範囲】
【請求項１】 走行機体に昇降リンク機構を介して連結される耕耘部と、該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、耕耘部の過負荷を判断する過負荷判断手段と、過負荷に応じた量だけ耕耘部を自動的に上昇させる過負荷回避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、過負荷に応じて上昇させた耕耘部を、設定耕深位置に向けて低速で下降復帰させる低速復帰手段を設けたことを特徴とするトラクタ。
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【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、この種トラクタにおいては、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知られているが、耕耘部が設定耕深を維持したとしても、耕耘部の負荷は土質等の圃場条件に応じて変動するため、耕耘部の過負荷に基づいてエンスト等の不都合が生じる可能性がある。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】そこで従来では、耕耘部の過負荷をオペレータが判断し、該判断に基づいて耕耘部を手動で上昇操作していたが、この場合には、耕耘部を必要以上に上昇させて作業精度が大幅に低下したり、逆に耕耘部の上昇量が不足してエンストを回避できない可能性があった。
【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、走行機体に昇降リンク機構を介して連結される耕耘部と、該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、耕耘部の過負荷を判断する過負荷判断手段と、過負荷に応じた量だけ耕耘部を自動的に上昇させる過負荷回避手段とを設けたことを特徴とするものである。つまり、耕耘部に過負荷が生じた場合に、過負荷に応じた量だけ耕耘部を自動的に上昇させるため、過負荷に伴うエンスト等の不都合を回避することができる許りでなく、耕耘部の上昇に伴う作業精度の低下も最小限に抑えることができる。また、過負荷に応じて上昇させた耕耘部を、設定耕深位置に向けて低速で下降復帰させる低速復帰手段を設けたことを特徴とするものである。つまり、過負荷に応じて上昇させた耕耘部を急激に復帰下降させた場合の如く、再び過負荷状態に陥る不都合を可及的に回避することができるため、過負荷に応じた耕耘部の自動上昇を頻繁に繰り返す不都合がなく、その結果、耕耘部の昇降作動を安定させることができる許りでなく、作業精度も向上させることができる。
【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の後部には、昇降リンク機構２を介してロータリ等の作業機（耕耘部）３が昇降自在に連結されている。そして、前記作業機３は、リフトロッド４を介して昇降リンク機構２を吊持するリフトアーム５の上下揺動に伴って昇降作動する一方、左右何れかのリフトロッド４に介設されるリフトロッドシリンダ６の伸縮に伴って左右傾斜するが、これらの基本構成は何れも従来通りである。
【０００６】７は前記リフトアーム５を昇降作動させるリフトシリンダであって、該リフトシリンダ７は、リフトアーム用電磁切換バルブ８のバルブ切換作動に伴って伸縮作動するが、リフトアーム用電磁切換バルブ８を切換える伸長用ソレノイド８ａおよび縮小用ソレノイド８ｂは、インチングパルスに基づく駆動が可能であるため、インチングパルスのデューティ設定（ＯＮ時間／周期）に基づいてリフトシリンダ７の作動速度を制御することができるようになっている。
【０００７】９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９の入力側には、リフトアーム５の位置を検出するリフトアームセンサ１０、リヤカバー３ａの揺動角に基づいて耕深を検出するリヤカバーセンサ１１、ポジションレバー（作業機対機高さ設定器）１２の操作位置を検出するポジションセンサ１３、図示しないエンジンコントロールレバー（エンジン回転数設定器）の操作位置を検出するレバー位置センサ１４、走行機体１の前後傾斜を検出するピッチングセンサ１５、耕耘負荷等に応じて変化するエンジン回転数を検出するエンジン回転センサ１６（本実施形態ではエンジン回転で交流発電を行うオルタネータの出力信号を利用）、耕深自動制御をＯＮ−ＯＦＦする耕深自動スイッチ１７、耕深自動制御の目標耕深を設定する耕深設定ボリューム（作業機対地高さ設定器）１８、耕深自動制御のモード（ピッチング制御モード、リヤカバー制御モード）を切換える耕深モード切換スイッチ１９等が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切換バルブ８の伸長用および縮小用ソレノイド８ａ、８ｂ等が出力インタフェース回路を介して接続されている。
【０００８】即ち、前記制御部９は、各種の入力データを所定の変数にセットする「入力データセット」、ポジションセンサ値に基づいてポジション目標値（リフトアーム目標値）をセットする「ポジションデータセット」、耕深設定ボリューム値等に基づいて耕深目標値（リフトアーム目標値もしくはリヤカバー目標値）をセットする「耕深データセット」、ポジション目標値に対するリフトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム昇降指令を出力する「ポジション出力制御」、耕深目標値に対するリフトアームセンサ値（もしくはリヤカバーセンサ値）の偏差に応じてリフトアーム昇降指令を出力する「耕深出力制御」等のサブルーチンを繰り返し実行するように構成されており、以下、本発明の要部である「耕深データセット」および「耕深出力制御」の制御手順をフローチャートに基づいて説明する。尚、耕深自動制御のモードとしては、耕深設定ボリューム値およびピッチングセンサ値に基づいてリフトアーム目標値をセットし、該リフトアーム目標値に対するリフトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム昇降指令を出力するピッチング制御モードと、耕深設定ボリューム値に基づいてリヤカバー目標値をセットし、該リヤカバー目標値に対するリヤカバーセンサ値の偏差に応じてリフトアーム昇降指令を出力するリヤカバー制御モードとを設定し、前記耕深モード切換スイッチ１９の操作に応じた手動モード切換え、もしくは、所定の状況判断に基づく自動モード切換えを実行するが、各モードにおける本発明の実施概念は略同じであるため、リヤカバー制御モード（モード切換えを含む）のフローチャートおよび詳細な説明は省略する。
【０００９】さて、前記「耕深データセット」では、サブルーチンである「ピッチング制御目標データセット」、「エンジン回転基準データ更新」および「エンジン回転耕深目標データセット」を順次実行するようになっている。そして、「ピッチング制御目標データセット」では、耕深設定ボリューム値に基づいてリフトアーム基準目標値（グラフ１参照）をセットすると共に、該リフトアーム基準目標値をピッチングセンサ値に基づいて補正（グラフ２参照）し、しかる後、リフトアーム補正目標値をピッチング目標値にセットするようになっている。
【００１０】また、「エンジン回転基準データ更新」では、まず、ポジション上昇操作時にセットされるエンジン回転読込許可フラグの状態を判断し、該判断結果がセットである場合には、後述するエンジン回転読込フラグの状態を判断する。そして、該判断結果がセットである場合には、エンジン回転基準データに現在のエンジン回転数をセットした後、エンジン回転読込許可フラグおよびエンジン回転読込フラグをリセットするようになっている。つまり、前記エンジン回転読込フラグは、リフトアームセンサ値がピッチング目標値の不感帯に入り、かつエンジン回転数が所定時間安定状態を維持した場合にセットされるフラグであるため、ポジションレバー１２を下降操作して耕深自動制御（ピッチング制御）を再開する毎にエンジン回転基準データが適正値に更新されるようになっている。尚、前記エンジン回転読込許可フラグのセット処理、エンジン回転読込フラグのセット処理、ポジション制御と耕深自動制御との切換処理については、フローチャート中の記載を省略する。
【００１１】一方、エンジン回転読込許可フラグがリセット状態であると判断した場合には、エンジンコントロールレバー操作および耕深設定ボリューム操作を判断するようになっている。そして、エンジンコントロールレバー操作があった場合には、前記エンジン回転読込フラグのセット判断を経てエンジン回転基準データの更新を行うが、後述するエンジン回転耕深制御（耕耘負荷に応じて作業機３を昇降させる制御）の動作中にエンジンコントロールレバー操作があった場合には、現在のエンジン回転数を読み込むことなく、前記レバー位置センサ１４の検出値に基づいてエンジン回転基準データの補正を行うようになっている。つまり、エンジン回転耕深制御の動作中はエンジン回転数が不安定であるため、エンジンコントロールレバーの操作量をエンジン回転数の変化量に換算し、該換算値をエンジン回転基準データに加算（もしくは減算）するようになっている。
【００１２】また、耕深設定ボリューム操作があった場合も、エンジン回転読込フラグのセット判断を経てエンジン回転基準データの更新を行うが、リフトアームセンサ値がピッチング目標値よりも大きく、かつエンジン回転耕深制御が動作中である場合には、現在のエンジン回転基準データを保持するようになっている。つまり、耕深設定ボリューム１８を深方向に操作し、それに伴ってエンジン回転耕深制御が動作した状況では、不安定なエンジン回転数の読込みを回避すべく現在のエンジン回転基準データを保持するようになっている。
【００１３】また、「エンジン回転耕深目標データセット」では、エンジン回転基準データに対する現エンジン回転データの偏差（耕耘負荷変動に伴うエンジン回転変化量）を演算すると共に、該偏差が予め設定される下限データよりも大きいか否かを判断し、該判断がＮＯである場合には、偏差を所定データ（例えば「０」）に置換（セット）する。そして、偏差が確定した後は、所定の関数（エンジン回転数を基準回転数に戻すために必要なリフトアーム上昇量を偏差に基づいて特定する関数）を用いて偏差をリフトアーム上昇量に変換すると共に、該変換データをリフトアーム記憶データ（もしくはピッチング目標値）に加え、このデータをリフトアーム目標値にセットするようになっている。さらに、リフトアーム目標値をセットした後は、該リフトアーム目標値がピッチング目標値よりも大きいか否かを判断し、該判断がＹＥＳの場合には、リフトアーム目標値をエンジン回転耕深目標値にセットすると共に、エンジン回転耕深制御フラグをセットするようになっている。
【００１４】また、「耕深出力制御」では、まず、リフトアームデータ（現リフトアームセンサ値）がピッチング目標値よりも小さいか否かを判断する。そして、リフトアームデータがピッチング目標値よりも小さく、かつ不感帯から外れている場合には、ピッチング目標値に対するリフトアームデータの偏差に応じた速度でリフトアーム５を上昇させる一方、リフトアームデータがピッチング目標値よりも大きく、かつ不感帯から外れている場合には、ピッチング目標値に対するリフトアームデータの偏差に応じた速度でリフトアーム５を下降させ、さらに、リフトアームデータがピッチング目標値の不感帯に含まれる場合には、リフトアーム５の昇降を停止させることになるが、リフトアーム５を下降させる場合は、それに先立って前記エンジン回転耕深制御フラグがリセット状態であるか否かを判断すると共に、該判断がＮＯである場合には、リフトアーム５の下降処理に代えてエンジン回転耕深制御を実行するようになっている。
【００１５】前記エンジン回転耕深制御においては、リフトアームデータがエンジン回転耕深目標値よりも小さいか否かを判断し、ここでリフトアームデータがエンジン回転耕深目標値よりも小さく、かつ不感帯から外れている場合には、エンジン回転耕深目標値に対するリフトアームデータの偏差に応じた速度でリフトアーム５を上昇させる一方、リフトアームデータがエンジン回転耕深目標値よりも大きく、かつ不感帯から外れている場合には、エンジン回転耕深目標値に対するリフトアームデータの偏差に応じた速度でリフトアーム５を下降させ、さらに、リフトアームデータがエンジン回転耕深目標値の不感帯に含まれる場合には、リフトアーム５の昇降を停止させるようになっている。そして、前記エンジン回転耕深目標値は、前述の如く、エンジン回転の低下分に相当するリフトアーム上昇量をリフトアーム記憶データに加えた値であるため、耕耘負荷の増大に伴うエンジン回転の低下を相殺するようにリフトアーム５を自動的に上昇させることになり、その結果、耕耘負荷の増大に伴うエンスト等の不都合を回避することができる許りでなく、作業機３の上昇に伴う作業精度の低下も最小限に抑えることができるようになっている。
【００１６】また、エンジン回転耕深制御による作業機３の自動上昇に伴ってエンジン回転数が上昇すると、リフトアーム５をピッチング目標値（リフトアーム記憶データ）に向けて自動的に下降させることになるが、エンジン回転耕深制御の下降指令信号は、デューティ比が低い間欠駆動信号であるため、リフトアーム５がピッチング目標値に向けて低速で下降復帰することになる。従って、耕耘負荷に応じて上昇した作業機３を急激に復帰下降させた場合の如く、再び過負荷状態に陥るような不都合を回避することができ、その結果、耕耘負荷に応じた作業機３の自動上昇を頻繁に繰り返す不都合を防止することができ、延ては、作業機３の昇降作動を安定させることができる許りでなく、作業精度の向上も計ることができるようになっている。尚、エンジン回転耕深制御は、リフトアームデータがピッチング目標値の不感帯に入った時点で自動的にピッチング制御に切換えられるようになっている。
【００１７】叙述の如く構成されたものにおいて、耕深自動制御状態では、耕深設定ボリューム値およびピッチングセンサ値に基づいてリフトアーム５の目標値であるピッチング目標値をセットし、該ピッチング目標値に対するリフトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム５を自動的に昇降制御するピッチング制御を実行することになるが、作業機３の耕耘負荷が増大した場合には、エンジン回転数の低下分に相当するリフトアーム上昇量をリフトアーム記憶データ（もしくはピッチング目標値）に加えたエンジン回転耕深目標値（リフトアーム目標値）をセットし、該エンジン回転耕深目標値に対するリフトアームセンサ値の偏差に応じてリフトアーム５を自動的に昇降制御するエンジン回転耕深制御を実行することになる。従って、耕耘負荷の増大に伴うエンジン回転の低下を相殺するように作業機３が自動的に上昇することになり、その結果、耕耘負荷の増大に伴うエンスト等の不都合を回避することができる許りでなく、作業機３の上昇に伴う作業精度の低下も最小限に抑えることができる。
【００１８】また、エンジン回転耕深制御に基づいて上昇した作業機３を自動的に復帰下降させるにあたり、リフトアーム５を低速で下降させるため、耕耘負荷に応じて上昇した作業機３を急激に復帰下降させた場合の如く、再び過負荷状態に陥るような不都合を回避することができる。従って、耕耘負荷に応じた作業機３の自動上昇を頻繁に繰り返す不都合を防止することができ、その結果、作業機３の昇降作動を安定させることができる許りでなく、作業精度も向上させることができる。
【００１９】また、耕耘負荷の判断基準となるエンジン回転基準データは、リフトアームセンサ値がピッチング目標値の不感帯に入り、かつエンジン回転数が所定時間安定状態を維持した場合に更新されるため、適正なエンジン回転基準データに基づいて精度の高い耕耘負荷判断を行うことができる。
【００２０】また、エンジンコントロールレバー操作や耕深設定ボリューム操作があった場合には、エンジン回転基準データを更新するため、エンジンコントロールレバー操作や耕深設定ボリューム操作に基づいて耕耘負荷判断の精度が低下する不都合を防止することができる。
【００２１】また、エンジンコントロールレバー操作もしくは耕深設定ボリューム操作に基づいてエンジン回転基準データを更新するにあたり、エンジン回転耕深制御中はエンジン回転基準データの更新を行わないようにしたため、過負荷に応じて低下したエンジン回転数をエンジン回転基準データにセットしてしまう不都合を回避することができる。
【００２２】また、エンジン回転耕深目標値は、制御開始時に記憶されたリフトアームデータを基準として演算されるため、耕深設定ボリューム操作に基づいてピッチング目標値がエンジン回転耕深制御中に変化したとしても、安定した制御状態を維持することができる。
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| 【出願人】 |
【識別番号】０００００１８７８
【氏名又は名称】三菱農機株式会社
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| 【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
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| 【公開番号】 |
特開平１１−２７５９１１ |
| 【公開日】 |
平成１１年（１９９９）１０月１２日 |
| 【出願番号】 |
特願平１０−９８５６４ |
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