JP2000201503A - 農用トラクタ等の作業機姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 農用トラクタに昇降可能に装着する対地作業
機の姿勢制御をトラクタ側の変速操作に関わらず安定制
御を確保しようとする。 【解決手段】 対地作業機を昇降制御し又はローリング
制御すべく当該対地作業機側からの検出信号に基づいて
本機に対する対地作業機の姿勢を制御すべく構成すると
共に、本機の前後進切換操作手段を前進側に切換操作し
たとき、又は走行クラッチを接続したときであって、停
止から発進状態への過程では上記検出信号に基づく姿勢
制御を一時牽制する制御手段を設ける。また、その際、
制御手段はあらかじめ設定した所定時間において姿勢制
御を牽制するものとする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は農用トラクタ等の
作業機姿勢制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】従来農
用トラクタに昇降可能に連結する対地作業機の姿勢制
御、即ちリヤカバーセンサに基づく作業機耕深制御や左
右の傾きを設定ダイヤルの設定値に基づくようにリフト
ロッドを伸縮制御する作業機傾斜姿勢制御等を備えた技
術が公知である。

【０００３】ところで、対地作業中継続して上記制御を
実行させるものとするが、作業途中でこのような制御を
行うと作業機姿勢が却って誤動作して正確な制御を実行
できない場合がある。即ち、停止状態から停止状態へ移
行する過程では作業機自体が不規則な動きを示して、リ
ヤカバーセンサの動きも不安定である。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、上記の欠点
を解消しようとするもので、次の技術的手段を講じた。
即ち、対地作業機を昇降制御し又はローリング制御すべ
く当該対地作業機側からの検出信号に基づいて本機に対
する対地作業機の姿勢を制御すべく構成すると共に、本
機の前後進切換操作手段を前進側に切換操作したとき、
又は走行クラッチを接続したときであって、停止から発
進状態への過程では上記検出信号に基づく姿勢制御を一
時牽制する制御手段を設けてなる作業機姿勢制御装置の
構成とする。

【０００５】また、その際、制御手段はあらかじめ設定
した所定時間において姿勢制御を牽制する構成とする。
更に、所定時間内は負荷制御に切換えられる構成とす
る。

【０００６】

【発明の作用効果】この発明は上記の構成としたから、
前後進レバーが前進側に切り替わったときにはトラクタ
本機に前進駆動が加わるから、これによって生じる通常
動作から逸脱した動きはトラクタのみならずこれに牽引
される作業機の動きをも通常状態から逸脱させるものと
なる。ところが、この前後進レバーの操作後一定時間は
耕深センサからの信号を受け入れない状態を保つから上
記動きによる異常動作を生じさせない。また、上記一定
時間は、トラクタの動きが安定する時期を見計らって設
定されるもので、移行の制御は耕深センサの検出結果に
基づいて行われるものとなる。

【０００７】又、上記一定時間は作業機やトラクタが不
安定な走行状態となり易いものと予測して、その間は作
業機姿勢に大いに影響を受けるリヤカバーを接続する耕
深センサからの出力信号を牽制しようとするが、この間
は負荷制御に切り替わっているため、エンジン負荷が大
となって、ストップしようとしてもこれを感知し負荷を
軽減すべく、作業機昇降制御が実行されるため、これら
を解消できる効果がある。

【０００８】

【発明の実施の形態】この発明の一実施例を図面に基づ
き説明する。１は農用トラクタの機体で、前後部に前輪
２と後輪３とを備え、ボンネット４内エンジン５の回転
動力をミッションケース６内の変速装置で適宜減速し、
減速した回転動力を当該前輪２，後輪３に伝達すべく構
成している。

【０００９】機体中央部の運転者席７前方には、ハンド
ルポスト８を設け、ステアリングハンドル９を旋回操作
可能に設けている。このステアリングハンドル９の旋回
操作は操舵連動して前記左右前輪２，２を操向連動する
構成としている。なお、ハンドル９近傍にはアクセルレ
バー（図示せず）を、ハンドルポスト８下部側には左右
独立するブレーキペダル１１，１１を配設すると共に、
上記運転者席７とこのハンドルポスト８間には走行用変
速レバー（図示せず）を配設している。

【００１０】上記機体１後部にはトップリンク１２とロ
アリンク１３，１３とからなる３点リンク機構を介して
耕耘作業機１４を上下昇降可能に装着している。この３
点リンク機構にはトップリンク１２が標準長さの標準３
点リンク機構と、トップリンク１２が短い特殊３点リン
ク機構の２種があり、図例では特殊３点リンク機構とし
ている。

【００１１】上記ロアリンク１３，１３に連係するリフ
トロッド１５，１５は、油圧シリンダ機構１６に連結さ
れて上下回動するリフトアーム１７により昇降連動さ
れ、この油圧シリンダ機構１６は、ポジション用コント
ロールレバー１８の回動操作によって上昇用比例制御弁
１９又は下降用比例制御弁２０が作動されて伸縮する構
成である。

【００１２】前記エンジン５から出力された回転動力
は、主クラッチ２１を介して前後進切替機構２２に伝達
される。この前後進切替機構２２を経由した動力は主変
速機構２３，副変速機構２４で適宜変速されて後輪デフ
機構２５へ伝達される構成である。また、副変速機構２
４からの回転動力は前輪駆動軸２６へ伝達可能の構成で
ある。

【００１３】上記前後進切替機構２２は、前進用クラッ
チ２７、及び後進用クラッチ２８を備え、いずれも油圧
クラッチ形態とされ、夫々は圧油の供給を受けて正逆回
転を前後進クラッチ軸２９に伝達すべく構成される。上
記の前進用クラッチ２７または後進用クラッチ２８への
切替連動は、前後進レバー３０による。前後進クラッチ
軸２９の後端側に一体連動回転すべく主変速用カウンタ
軸３３を設け、このカウンタ軸３３には１速から４速ま
でのカウンタギアを設け、同期噛合形態のクラッチの選
択摺動噛合によって、変速軸３４回転を４段に変速連動
しうる構成とし、主変速機構２３とする。

【００１４】上記主変速機構２３の回転伝動は、次の副
変速機構２４に伝達しうるがこの副変速機構２４は、コ
ンスタントメッシュ形態の変速機構で構成され、第１速
から第４速を得られる構成である。コンスタントメッシ
ュの各噛合クラッチは前記走行用変速レバー（図示せ
ず）としての副変速レバーによって適宜変速連動され
る。

【００１５】ドライブピニオン軸３５と一体に、前輪駆
動用ギア３６を設け、前輪連動軸３７上に配設した被駆
動ギア３８を介して当該連動軸３７を駆動する構成とす
る。この前輪連動軸３７と前記前輪駆動軸２６との間に
は、前輪変速装置３９が組み込まれている。すなわち、
左右に、油圧クラッチ形態の等速クラッチ４０と，増速
ギア群を経る増速クラッチ４１を併設し、等速クラッチ
４０を接続するときは、前輪２，２の周速が後輪３，３
の周速と略同速になり、増速クラッチ４１を接続すると
きは、前輪２，２の周速が後輪３，３の周速の略２倍と
なって小回り旋回を可能にすべく、前輪駆動軸２６に伝
動する構成としている。

【００１６】４２はＰＴＯ連動軸で、前記前後進切替機
構２２のギア４３との噛み合わせで回転伝動される構成
であり、ＰＴＯ変速機構を経てＰＴＯ軸を変速連動する
ものである。前記後輪デフ機構２５から左右に延出する
後輪駆動軸４４，４４には、夫々ブレーキディスク４
５，４５を設けている。このブレーキディスク４５，４
５は前記ブレーキペダル１１，１１にリンク機構を介し
て連結され、左右独立的に制動可能に設けられる。ま
た、このブレーキディスク４５，４５は途中の切替バル
ブ（図示せず）の切替連動によって油圧の供給を受ける
構成である。この油圧にて後輪駆動軸４４を制動可能に
構成される。

【００１７】前記耕耘作業機１４は、トラクタに対する
作業機の高さを制御するポジションコントロールと、作
業機の耕深を制御するデプスコントロールと、作業機の
左右ローリングコントロールをマイクロコンピュータで
行うように構成している。すなわちポジションコントロ
ールにあっては、コンピュータの制御部５１は、前記ポ
ジションコントロールレバー１８の回動操作によって作
動するボリューム５２が、リフトアーム１６のリフト軸
にその検出軸を連結したポテンショメータによるリフト
アームセンサ５３に一致すべく、前記油圧シリンダ機構
１７を昇降動作させる構成である。また、デプスコント
ロールにあっては、油圧シリンダ機構１７の昇降制御
は、耕耘作業機１４のリヤカバー５４の上下動作を検出
する耕深センサ５５からの入力を受けて、耕深設定器５
６によって予め設定された耕深値に一致すべく制御する
構成である。更に、ローリングコントロールは、トラク
タ本機の左右傾斜度を検出する傾斜センサ５７と、左右
リフトロッドのうち一方を伸縮リフトロッド１５ａとし
左右リフトロッド１５，１５ａの相対ずれ量検出センサ
５８とから、現在の作業機の水平基準面に対する左右傾
斜度を算出しながら予め設定する左右傾斜設定ダイアル
５９の設定値との比較によって、上記リフトロッド１５
ａの長短指令信号出力する構成である。

【００１８】６０はハンドル手元に設ける昇降操作レバ
ーのスイッチで、上向き操作によって作業機を、上限設
定器６１にて予め設定した位置まで一挙に上昇し、また
は下向き操作によって各コントロールモードにおける設
定値にあるいはその近傍に一挙に下降させる構成であ
る。図４は制御ブロック図を示し、その制御部には、入
力信号として、ポジションコントロールレバー１８基部
のボリューム５２による操作角度信号、リフトアームセ
ンサ５３の昇降角度信号、リヤカバー５４に連動する耕
深センサ５５の耕深信号、傾斜センサ５７、リフトロッ
ドの相対ずれ量検出センサ５８などのセンサ検出信号、
耕深設定器５６、左右傾斜設定ダイアル５９などの各種
設定ダイアル信号、３点リンク機構の種別切換スイッチ
６２、前記前後進レバー３０の前進位置及び後進位置を
検出する位置検出スイッチ６３，６４などのスイッチ入
力があり、一方出力信号としては、作業昇降用の前記上
昇用比例制御弁１９、下降用比例制御弁２０への出力、
あるいは前記伸縮リフトロッド１５ａを構成する伸縮シ
リンダ６５の伸縮信号出力等がある。

【００１９】上例の作用について、図１のフローチャー
トに基づき説明する。作業を開始する。耕深センサ５５
によるデプス制御状態にて圃場作業中、この耕深センサ
５５，上記リフトアームセンサ５３等からの検出信号が
入力され（Ｓ１）、前後進レバー３０の操作の有無を確
認する。即ち、該前後進レバー３０が中立位置あるいは
後進位置から前進位置へ操作されると、前進側の位置検
出スイッチ６１がオンし、前進操作有りか否かが判定で
きる（Ｓ２）。ここで、コントロールレバー１８が作業
機を作業姿勢に下降する位置にあるか否かも同じに判定
され、即ちコントロールレバー１８位置に左右されない
所謂フリーフロー状態であるか否かが判定される（Ｓ
３）。ここでＳ２，Ｓ３共にイエスの条件が整うと、一
定時間作業機昇降動作を牽制するモードに入り（Ｓ
４）、当該一定時間中は、耕耘部負荷を監視しながら作
業機を昇降制御する負荷制御を実行する構成としている
（Ｓ５）。この一定時間が経過するとデプス制御状態に
復帰する。

【００２０】従って、前後進レバー３０が前進側に切り
替わった瞬間にはトラクタ本機に前進駆動が加わるか
ら、これによって生じる通常動作から逸脱した動きはト
ラクタのみならずこれに牽引される作業機の動きをも通
常状態から逸脱させるものとなる。ところが、上記のよ
うに、この前後進レバー３０の操作後一定時間は耕深セ
ンサ５５からの信号を受け入れない状態を保つから上記
動きによる異常動作を生じさせない。また、上記一定時
間は、トラクタの動きが安定する時期を見計らって設定
されるもので、移行の制御は耕深センサ５５の検出結果
に基づいて行われるものとなる。

【００２１】又、上記一定時間は作業機やトラクタが不
安定な走行状態となり易いものと予測して、その間は作
業機姿勢に大いに影響を受けるリヤカバーを接続する耕
深センサ５５からの出力信号を牽制しようとするが、こ
の間はＳ５のように負荷制御に切り替わっているため、
エンジン負荷が大となって、ストップしようとしてもこ
れを感知し負荷を軽減すべく、作業機昇降用の前記上昇
用比例制御弁１９に作動出力される。

【００２２】上記実施例では、耕深センサ５５によるデ
プスコントロールについて説明したが、左右ローリング
制御における場合も同様である。図５は前後進レバー３
０の異常処理フローを示すものである。従来単に前進
側，後進側の各検出スイッチ６１または６２がオンにな
ったことのみを作動条件として前進用クラッチ２７又は
後進用クラッチ２８に作動油を供給する昇圧制御を実行
するが、十分でない。例えば前進運転中、後進側スイッ
チ６２が何らの原因でオンしたとき、オペレータが前進
側から中立位置に戻した途端、先の後進側スイッチのオ
ン動作によって、後進用クラッチ２８が昇圧制御状態に
陥り、不測に後退するため危険である。このため、前後
進レバー３０の前進，後進検出スイッチ６３，６４を夫
々設け、両スイッチ６３，６４が共にオンを検出後は、
スイッチ６３，６４が共にオフを検出するまで、前進用
クラッチ２７又は後進用クラッチ２８に作動油を供給す
る昇圧制御を実行しない構成とすることで、不測の事態
を回避できる効果がある。更に具体的に図５のフローチ
ャートに基づいて説明すると、作業開始後、各センサや
スイッチ類の読み込みが行われ（Ｓ１１）、前進検出ス
イッチ６３と後進検出スイッチ６４との各検出結果によ
って、前後進同時検出の有無が判定される（Ｓ１２）。
さらに前後進が共にオフ検出か否か判定され（Ｓ１
３）、共にオフ検出のときは、前後進いずれのクラッチ
２７，２８への昇圧制御は「許可」のモードとされるが
（Ｓ１４）、この条件が整わないときは昇圧制御は「禁
止」のモードとされる（Ｓ１５）。さて、このような条
件の元、前後進レバー３０がいずれかに操作されスイッ
チ６３又は６４がオンされると（Ｓ１６）、昇圧制御
「許可」モード中か否か判定の後（Ｓ１７）、昇圧制御
が実行される（Ｓ１８）。なおＳ１６でいずれのスイッ
チ６３，６４もオンでなく、又は昇圧制御「許可」モー
ドでないときには、昇圧制御は停止される（Ｓ１９）。

【００２３】上記のように構成し作用させることによ
り、検出スイッチの異常等が発生しても不測の機体発
進、とりわけ後退発進による事故を未然に防止できる効
果がある。図６は、リヤカバーを耕深検出センサに兼用
するときの前・後進用クラッチ２７，２８の昇圧制御の
可否判定に関する。従来作業機を上昇してトラクタの後
退動作を行う。例えば畦際に残耕耘部を極力少なくしよ
うとの試みから後退動作は自然畦への衝突を引き起こ
す。そこで、リヤカバー５４の非作業姿勢における自然
垂下状態（図７（イ））と、畦等に押されて爪軸側に巻
き込む状態（以下、「機械的最下端位置」、同図
（ロ））への変位を検知して後進を実行可能かあるいは
中止すべきかを判定しようとするものである。図６のフ
ローチャートに従うと、各センサ，スイッチ類の読み込
みが行われ（Ｓ２１）、次いでリヤカバー５４の機械的
最下端位置が検出されたか否かが判定される（Ｓ２
２）。ここで、リヤカバー５４の機械的最下端位置
（ロ）には、外力の作用によるほかなく、例えば畦との
衝突がある。なお自然垂下状態（イ）から機械的最下端
位置（ロ）への変位動作は、例えば、耕深センサ５５か
らの出力信号を元に、予め自然垂下状態（イ）の入力情
報を記憶しておくことにより、耕深センサ５５の出力に
変化が表れた場合にこれを適宜に加工して機械的最下端
位置（ロ）への変位の有無を判定できる構成としてい
る。Ｓ２２で機械的最下端位置（ロ）を検出すると、前
・後進用クラッチ２７，２８の昇圧制御中か否かが判定
される（Ｓ２３）。そして昇圧制御中である、即ち前進
又は後進用クラッチ２７，２８が作動中であると判断さ
れると、直ちに当該昇圧制御を司る前後進ソレノイドが
オフされる（Ｓ２４）。なおＳ２２で機械的最下端位置
（ロ）が検出されないときは、前後進レバー３０の操作
位置に基づく昇圧制御が実行される（Ｓ２５）。

【図面の簡単な説明】

【図１】フローチャート

【図２】全体側面図

【図３】伝動機構図

【図４】制御ブロック図

【図５】フローチャート

【図６】フローチャート

【図７】耕耘作業機の側面図

【符号の説明】 １…農用トラクタ機体、２…前輪、３…後輪、４…ボン
ネット、５…エンジン、６…ミッションケース、７…運
転者席、８…ハンドルポスト、９…ステアリングハンド
ル、１０…アクセルレバー、１１…ブレーキペダル、１
２…走行用変速レバー、１３，１３’…トップリンク、
１４…ロアリンク、１５…耕耘作業機、１６…リフトア
ーム、１７…油圧シリンダ機構、１８…ポジション用コ
ントロールレバー、１９…上昇用比例制御弁、２０…下
降用比例制御弁、５１…制御部、５２…ボリューム、５
３…リフトアームセンサ、５４…リヤカバー、５５…耕
深センサ、５６…耕深設定器、５７…傾斜センサ、５８
…ずれ量検出センサ、５９…傾斜設定ダイアル、６０…
昇降操作レバースイッチ、６１…上限設定器、６２…３
Ｐ種別切換スイッチ、６３…前進位置検出スイッチ、６
４…後進位置検出スイッチ、６５…伸縮シリンダ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 対地作業機を昇降制御し又はローリング
   制御すべく当該対地作業機側からの検出信号に基づいて
   本機に対する対地作業機の姿勢を制御すべく構成すると
   共に、本機の前後進切換操作手段を前進側に切換操作し
   たとき、又は走行クラッチを接続したときであって、停
   止から発進状態への過程では上記検出信号に基づく姿勢
   制御を一時牽制する制御手段を設けてなる作業機姿勢制
   御装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の制御装置において、制
   御手段は予め設定した一定時間において姿勢制御を牽制
   する構成としてなる農用トラクタ等の作業機姿勢制御装
   置。
3. 【請求項３】 請求項２に記載の制御装置において、所
   定時間内は負荷制御に切換えられる構成とした農用トラ
   クタ等の作業機姿勢制御装置。