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【発明の名称】 トラクタの作業機昇降制御装置
【発明者】 【氏名】楫野 豊

【氏名】石田 智之

【氏名】小野 弘喜
【要約】 【課題】ミックス昇降制御装置におけるドラフト感知精度の向上を図る。

【構成】ドラフト検出手段（８）による検出牽引負荷値と予め設定する牽引目標値との差、及び検出ポジション値と予め設定するポジション設定値との差に、ドラフト比設定手段（２０）で設定した重み定数を夫々乗じた値を加算してミックス値とし、このミックス値がポジション設定手段（１２）にて設定した値に対し不感帯内に入るよう対地作業機（２）を昇降制御する昇降制御手段を構成し、前記不感帯はドラフト比設定手段（２０）で設定した重み定数に応じて変更すべく構成する。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トラクタ（１）機体後部に昇降リンクを介して対地作業機（２）を昇降可能に連結し、対地作業機（２）の牽引負荷を検出するドラフト検出手段（８）を設けると共に、昇降リンクに連結するリフトアームの作動角を検出するポジション検出手段（１３）を設け、前記ドラフト検出手段（８）による検出牽引負荷値と予め設定する牽引目標値との差、及び検出ポジション値と予め設定するポジション設定値との差に、ドラフト比設定手段（２０）で設定した重み定数を夫々乗じた値を加算してミックス値とし、このミックス値がポジション設定手段（１２）にて設定した値に対し不感帯内に入るよう対地作業機（２）を昇降制御する昇降制御手段を構成し、前記不感帯はドラフト比設定手段（２０）で設定した重み定数に応じて変更すべく構成したことを特徴とするトラクタの作業機昇降制御装置。
【発明の詳細な説明】【技術分野】
【０００１】
本発明は、プラウなどの対地作業機を設けるトラクタの作業機昇降制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、ドラフト検出器で得られた実牽引負荷検出値と、ポジション検出器で得られて作業ポジション検出値とに、ドラフト比設定器で設定した重み付け比率で重み付け係数をそれぞれ割り振り、重み付け係数を乗じた重み付け牽引負荷と重み付け係数を乗じた重み付けポジション値とを加算演算した演算値を、ポジション設定器で設定された作業ポジション設定値に維持させるように、前記演算値の変動に基づいてトラクタ本機に連結した作業装置を昇降させるように構成したミックス昇降制御装置が公知である（特許文献１）。
【特許文献１】特開平９−１８７１１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、前記ミックス昇降制御において、作業ポジション設定値に維持させるため所定幅の不感帯を設ける。
しかしながら、この不感帯は所定幅に設定され、または任意に敏感又は鈍感に設定変更できる構成とされるだけであり、前記ドラフト設定手段で設定した重み付け係数に関連する配慮がなく、特にドラフトセンサによる感度が鈍感になると影響が大きい。
【０００４】
本発明は、ドラフトセンサによる感度を良好に維持することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記に鑑み、請求項１に記載の発明は、トラクタ（１）機体後部に昇降リンクを介して対地作業機（２）を昇降可能に連結し、対地作業機（２）の牽引負荷を検出するドラフト検出手段（８）を設けると共に、昇降リンクに連結するリフトアームの作動角を検出するポジション検出手段（１３）を設け、前記ドラフト検出手段（８）による検出牽引負荷値と予め設定する牽引目標値との差、及び検出ポジション値と予め設定するポジション設定値との差に、ドラフト比設定手段（２０）で設定した重み定数を夫々乗じた値を加算してミックス値とし、このミックス値がポジション設定手段（１２）にて設定した値に対し不感帯内に入るよう対地作業機（２）を昇降制御する昇降制御手段を構成し、前記不感帯はドラフト比設定手段（２０）で設定した重み定数に応じて変更すべく構成したことを特徴とするトラクタの作業機昇降制御装置の構成とする。
【０００６】
上記のように構成すると、前記ドラフト検出手段（８）による検出牽引負荷値（DR）と予め設定する牽引目標値（ｄｒ）との差、及びポジション手段（１３）の検出ポジション値（LF）と予め設定するポジション設定値（CL）との差に、ドラフト比設定手段（２０）で設定した重み定数（MX、又は（１−MX））を夫々乗じた値を加算してミックス値（DX）とし、このミックス値（DX）がポジション設定手段（１２）の設定値（CL）と一致すべく、偏差（DX−CL）が不感帯（±Ｂ）内に入るよう対地作業機（２）を昇降制御する。ドラフト比設定手段（２０）を所定に操作するほど重み定数（MX）は変更し、牽引目標値を大とする側においては耕深は深くなり、重い土質に有効である。一方、反対に操作するほど重み定数は逆の特性を呈し、牽引目標値を小さくするほど耕深は浅くなり、比較的軽い土質に適する。オペレータは、土質を勘案しながらドラフト比設定手段（２０）を適宜に設定するものとなる。
【０００７】
前記ミックス値とポジション設定手段による設定値との偏差（DX−CL）を解消すべく、即ちミックス値DXとポジションレバー値CLとが一致すべく、作業機昇降制御が実行される。予め設定した不感帯±Bを越える偏差の発生に伴い、偏差に応じた駆動電流が選択され、油圧バルブの上昇ソレノイド２３又は下降ソレノイド２４を励磁するが、上記不感帯±Bは、予め設定するもので、前記ドラフト比設定手段（２０）の設定による重み定数に応じて変更され、重み定数（MX）が小さくなるほど不感帯±Bの幅が狭くなるように設定される。
【発明の効果】
【０００８】
請求項１に記載の発明によると、牽引目標値が小さくなるに従い不感帯の幅が狭くなって制御動作が敏感になり、制御精度を向上できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。
トラクタ１機体の後部には、対地作業機２が昇降自在に連結される。対地作業機２はプラウであって、以下プラウ作業機２として説明する。
【００１０】
プラウ作業機２は、トラクタ１の後部において、下側左右一対のロワーリンク３，３と上側のトップリンク４とからなる３点リンク機構５によって連結支持される。更に、トラクタ１の後部において回動可能に設けたリフトアーム６と上記ロワーリンク３，３の中間部との間をリフトロッド７によって連結し、リフトアーム６の回動によってプラウ作業機２を昇降可能に構成している。
【００１１】
そして、上記プラウ作業機２の支持機構は、犂起し作業中にプラウ作業機２が牽引荷重を受けて犂先に土中が進入すると後方に押圧され、前記ロワーリンク３，３の先端部におけるトラクタ１機体との取付部（枢着部）を支点にして下側が後退し、逆に上部のトップリンク４側が前方に押圧される力が働く構成となっている。ロワーリンク３のトラクタ１側連結部又はトップリンク４のトラクタ１側連結部に牽引負荷を検出するドラフト検出手段８を設け、後記制御部Cに検出出力される構成である。
【００１２】
次いで、ポジション設定手段について説明する。図２はトラクタの運転席近傍を示し、アームレスト１０の先端側に作業機昇降用ポジションレバー１１を前後に操作可能に設ける。該ポジションレバー１１の回動基部にはポテンショメータからなるポジション設定手段１２が設けられ制御部Cにその設定値が出力される構成である。一方、前記リフトアーム６の基部にはリフトアーム６の回動角度を検出するリフトアーム角センサ１３が設けられる。このリフトアーム角センサ１３はトラクタ１機体に対する作業機位置を検出するポジション検出手段を構成するものである。
【００１３】
前記アームレスト１０には、シーソ形態の作業機昇降スイッチ１４が備えられ、前側に操作するとポジションレバー１１の設定位置まで作業機を下降し、逆に後側に操作すると最大上昇位置まで作業機を上昇させる構成としている。
【００１４】
また、前記アームレスト１０に隣接する操作パネル１５には、各種スイッチ、レバー類が配設される。作業機昇降関係のスイッチ類を示せば、符号２０はドラフト比設定手段としての設定ダイヤルで、後記ミックス制御におけるドラフト、ポジション各設定値の重み定数を設定する。符号２１は上げ調整ダイヤルで、作業機の上げ高さを設定することができる。符号２２は傾き調整ダイヤルで、作業機の左右傾斜を制御できる。
【００１５】
制御部Cは、前記ドラフト検出手段８、ポジション検出手段（リフトアーム角センサ）１３、ポジション設定手段１２、ドラフト比設定手段２０、上げ調整ダイヤル２１、傾き調整ダイヤル２２からの入力を受け、リフトアーム６を連動する油圧バルブの上げ指令、又は上げ指令が出力される。
【００１６】
次いでドラフト制御とポジション制御とを複合したミックス制御について説明する。
プラウ作業機２は、ポジション設定手段１２で設定された作業位置に下降した状態で、所定に設定されたドラフト設定値に基づき昇降制御される。即ち、前記ドラフト検出手段８による検出牽引負荷値DRと予め設定する牽引目標値ｄｒとの差、及びポジション手段１３の検出ポジション値LFと予め設定するポジション設定値CLとの差に、ドラフト比設定手段２０で設定した重み定数MX、又は（１−MX）を夫々乗じた値を加算してミックス値DXとし、このミックス値DXがポジションレバー１１の設定値CLと一致すべく、偏差（DX−CL）が不感帯内に入るようプラウ作業機２を昇降制御する。なお、ミックス値DXは次式で算出される。
【００１７】
DX＝CL＋MX／100×（DR−CL）＋（１−MX／100）×（LF−CL）
＝MX／100×DR＋（１−MX／100）×LF
ここで、MXは０〜１００の値をとるもので、ドラフト比設定手段としての設定ダイヤル２０を右にまわすほどMX値は「１００」に近づく制御となる。耕深は深くなり、重い土質に有効である。一方、左に回すほどMX値は「０」に近づき、耕深は浅くなり、比較的軽い土質に適する。オペレータは、土質を勘案しながら設定ダイヤル２０を適宜に設定するものとなる。
【００１８】
前記偏差（DX−CL）を解消すべく、即ちミックス値DXとポジションレバー値CLとが一致すべく、作業機昇降制御が実行される。具体的には、予め設定した不感帯±Bを越える偏差の発生に伴い、偏差に応じた駆動電流が選択され、油圧バルブの上昇ソレノイド２３又は下降ソレノイド２４を励磁する（図４中ステップ１０４、１０５）。
【００１９】
上記不感帯±Bは、予め設定するものであるが（ステップ１０２）、前記ドラフト比設定手段２０の設定による重み定数に応じて変更するよう構成している。すなわち、重み定数MXが小さくなるほど不感帯±Bの幅が狭くなるように設定する。このように構成すると、ドラフト比が小さくなるに従い不感帯の幅が狭くなって制御動作が敏感になり、制御精度を向上できる（図５）。
【００２０】
図６は前記のミックス制御の安全性についての改良に関し、ポジションレバー１１がプラウ作業機２の非作業姿勢に上昇させる範囲にあるときは、ドラフト検出による不測の昇降を来たさないため、ポジションレバー１１が上げ位置付近以上であるときには（ステップ２０３）、前記重み定数MXは「０」としてポジション制御相当に設定することにより上記の不具合を解消できる（ステップ２０４）。
【００２１】
また、プラウ作業機２が上昇モードにあるときには（ステップ２０５）、上記と同じく重み定数MXは「０」としてポジション制御としドラフト制御の対象から外すことで不測の昇降を来たさない。
【００２２】
図７はトラクタのミッションを示す。上記伝動機構は、エンジン３３から前、後進ギヤ３４、３５を有する前後進切替装置や、一速ギヤ、二速ギヤ、三速ギヤ、及び四速ギヤ等の四段変速ギヤを有した第一主変速装置３６、Ｈｉ速ギヤ、及びＬｏ速ギヤ等の高低二段の変速ギヤを有した第二主変速装置３７、及び、副変速ギヤ４２、４３、４５等の三段変速ギヤと、中立ギヤ４４を有して副変速を高速Ｈ、中速Ｍ、低速Ｌ、中立Ｎに切替る副変速装置３８等を経て、リヤデフ機構４６へ連動して、後輪２を伝動する。
【００２３】
又、この副変速装置からは、二駆・四駆ギヤ４７、及び倍速四駆ギヤ４８の切替を可能の四駆切替装置、及び、フロントデフギヤ４９へ連動して前輪３１を伝動する。
又、前記エンジン３３からは、ＰＴＯ変速クラッチ５０を経て、四段変速のＰＴＯ変速装置５１を介して、ＰＴＯ軸５２を伝動する構成としている。
【００２４】
前記前後進切替装置や、第一主変速装置３６、第二主変速装置３７、及び副変速装置３８等の伝動方向に沿う配置を直列方向とすれば、これに対してこれら各装置内の前進ギヤ３４と後進ギヤ３５は並列方向の配置形態に構成される。この前後進切替装置の前進ギヤ３４、後進ギヤ３５は、摩擦多板形態の前、後進クラッチ５３、５４を有し、この前、後進クラッチ５３、５４を油圧回路による油圧力によって圧接する（油圧クラッチパック）ことにより、この前進クラッチ５３、又は後進クラッチ５４を入り、切りして、前進ギヤ３４、又は後進ギヤ３５を回転することができる。これらの前、後進クラッチ５３、５４を選択操作することによって前進伝動と後進伝動とに切替えるように構成する。
【００２５】
又、第一主変速装置３６は、各変速一速ギヤ〜四速ギヤに、前記のような摩擦多板形態の一速クラッチ５５〜四速クラッチ５８を有し、この油圧クラッチパックによって一速クラッチ５５、〜四速クラッチ５８を入り・切りして、一速ギヤ、二速ギヤ、三速ギヤ、又は四速ギヤを選択して連動する並列状の配置形態に構成している。又、第二主変速装置３７も同様にＨｉ速ギヤ４０には同形態のＨｉクラッチ５０を有し、Ｌｏ速ギヤ４１にはＬｏクラッチ５９を有して、各々油圧クラッチパックによって入り・切りする構成としている。副変速装置の各副変速ギヤ４２、４３、４５には、ドッグクラッチ形態のクラッチリング６１、６２を有して、シフター操作により前後に移動して入り・切りする構成としている。
【００２６】
上記のような伝動構成を備えたトラクタ１において、副変速装置が路上走行を想定しうる高速H速に入れられると、前記重み定数MXは「０」としてポジション制御相当に設定する。このように構成すると、路上走行中にドラフト検出手段８が負荷検知によって作業機が昇降する事態を回避できる。
【００２７】
図８〜図１０について、ドラフト比設定手段２０に基づく設定操作中、重み定数MXが所定変化する毎にブザー６５等の警報を発する構成とする。このように構成すると、現在設定位置の確認が容易となって前回作業の際の設定位置の把握も容易となる。また、前回設定値を記憶する手段を設け、その位置に操作されたときに警報を発するよう構成すると、前回の設定を参考にでき、設定位置を探し易くする（図９）。なお、前回設定の記憶は所定時間以上の走行を伴う場合に限って実行されるものとする。このように構成すると、不用の記憶データが蓄積されなくて済む。
【００２８】
次いですき込み制御について説明する。すき込み制御は、プラウ作業機２を下降させる際、最大下げ流量を発生させて下降させる制御をいう。図１０に示す例は、ドラフト比ダイヤル２０がドラフト領域にあるとき（ステップ４０２）、すなわちMX≠０のとき、上昇モードによる作業機上昇後、前記作業機昇降スイッチ１４にて「下げ」操作が行なわれたときは、上記のすき込み制御を実行する（ステップ４０３〜４０５）。なお、上昇モードによる作業機上昇とは、作業機昇降スイッチ１４による上昇、旋回時連動制御された作業機上昇、後進連動の作業機上昇の各制御を指す。上記のように構成すると、ドラフト制御が牽制されるため、すき込み距離が長くならずに適正に作業開始できる。
【００２９】
図１２は更にすき込み制御の改良を示すもので、すき込み制御が開始後、オペレータによって作業機上昇操作されると、所定時間Ｔ（例えば７５０ｍ秒）は最大流量で下げ出力し、当該時間Ｔが経過後は、作業機上昇出力要求があるまで最大流量で下げ出力し、作業機上昇出力要求があると直ちにすき込み制御が停止される。従って、一定時間Ｔは強制的に最大流量で下降させることができるため、すき込み距離を短くできる。
【００３０】
前記の実施例では、ドラフト設定値をドラフト比設定ダイヤル２０の操作量に委ねる構成としたため、牽引目標値ｄｒは実質的に重み定数によって決定される構成となるが、この牽引目標値ｄｒを任意に設定できるよう構成してもよい。すなわち、ドラフト比設定ダイヤル２０を２重環構成として常時は内外環２０ａ、２０ｂは一体的に回動できる構成とし、外側環２０ｂを独立的に回動設定することによって牽引目標値ｄｒを優先的に補正できる構成とするもよい。このように構成すると、ドラフト比設定ダイヤル２０の設定操作のみでは牽引目標値が不明確であるが優先設定することによってより明確となる。
【００３１】
また、符号６６、６７はドラフト比設定ダイヤル２０の近傍に設ける表示ランプで、牽引負荷に基づいて昇降制御が作動するタイミングに沿って点灯する構成としている。このため、オペレータは表示ランプ６６が点滅する間隔を確認して上昇側の作動出力の敏感程度を感知でき、一方表示ランプ６７が点滅するときは下降側の作動出力の敏感程度を感知できるものとなり、これらランプ６６、６７表示によって上記外側環２０ｂを調整設定することができる。
【００３２】
なお、内外環の構成をとるドラフト比設定ダイヤル２０ａ、２０ｂの構成の場合には、作業終了によってリセットするものとし、内側環２０ａと外側環２０との位置ずれは次回作業開始時には解消して一体的に作動するもので、牽引目標値ｄｒの補正処理はリセット状態となっている。
【００３３】
図２において、ドラフト比設定ダイヤル２０を操作パネル１５に配設する構成としたが、このように構成することにより、斜面の一番前側に配置することにより、オペレータは正面向きでありながら、手探りで斜面を感知し、次いでその前端のダイヤル２０に辿り着き易い効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】全体側面図
【図２】運転室内操作パネル斜視図
【図３】制御ブロック図
【図４】フローチャート
【図５】不感帯−重み定数関係一例を示すグラフ
【図６】フローチャート
【図７】伝動機構図
【図８】フローチャート
【図９】フローチャート
【図１０】フローチャート
【図１１】フローチャート
【図１２】フローチャート
【図１３】ドラフト比設定ダイヤルの別例を示す斜視図
【符号の説明】
【００３５】
１ トラクタ
２ 対地作業機
８ ドラフト検出手段
１２ ポジション設定手段
１３ ポジション検出手段
２０ ドラフト比設定手段
【出願人】 【識別番号】００００００１２５
【氏名又は名称】井関農機株式会社
【出願日】 平成１８年６月３０日（２００６．６．３０）
【代理人】
【公開番号】 特開２００８−１１７０４（Ｐ２００８−１１７０４Ａ）
【公開日】 平成２０年１月２４日（２００８．１．２４）
【出願番号】 特願２００６−１８２７６２（Ｐ２００６−１８２７６２）