JP2002017112A - トラクタの負荷制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業負荷が所定値を超えたときに作業機を上
昇するトラクタの負荷制御装置に於いて、作業負荷によ
る作業機の上昇を所定量に規制して整地性を向上させる
とともに、作業条件に応じて作業機の上昇量を変更でき
るようにする 【解決手段】 作業機の負荷を検出して作業負荷が所定
値を超えたときに該作業機を上昇させるトラクタの負荷
制御装置に於いて、前記作業機の上昇量を所定角度に規
制するとともに、作業負荷の減少が見られないときには
規定時間経過毎に作業機を再度前記所定角度だけ上昇さ
せる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明はトラクタの負荷制御
装置に関するものであり、特に、エンジン回転数が低下
したときに作業機へ上昇指令する制御手段を備えたトラ
クタの負荷制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】車体の
後部に耕耘用の作業機を昇降自在に連結し、該作業機の
リヤカバーセンサにより検出された実耕深値を設定耕深
値に一致させるように作業機を昇降する耕深制御と、作
業機の牽引負荷をエンジン回転数から判別し、該エンジ
ン回転数が所定の範囲内に維持されるように作業機を昇
降する負荷制御とを備えたトラクタが知られている。

【０００３】例えば、耕耘深さと車速が適合しないとき
はエンジン回転数の低下を検出して制御手段から作業機
を上昇指令するが、エンジンの回転ダウンが大きくなっ
て負荷制御による作業機の上昇量が大きくなり過ぎる場
合がある。斯かる状態では、耕耘深さが大きく変化して
整地性が悪化するとともに、作業機のハンチング現象が
起き易い。また、土質によって負荷の抜け方が異なり、
例えば砂浄土のように負荷の抜けがよい圃場では作業機
の上昇量が小であっても作業負荷が減少するが、粘土質
のように負荷の抜けが悪い圃場では作業機の上昇量を多
くする必要がある。更に、旋回耕耘時は通常時よりも作
業負荷が大きくなることがあり、負荷制御による作業機
上昇が頻繁に発生すると、整地性が悪くなる。

【０００４】そこで、作業負荷が所定値を超えたときに
作業機を上昇するトラクタの負荷制御装置に於いて、作
業負荷による作業機の上昇を所定量に規制して整地性を
向上させるとともに、作業条件に応じて作業機の上昇量
を変更できるようにするために解決すべき技術的課題が
生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決すること
を目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記目的を達成
するために提案されたものであり、作業負荷を検出する
手段２０と、該作業負荷が所定値を超えたときに車体に
連結した作業機１６を上昇指令する制御手段５０とを備
えたトラクタの負荷制御装置に於いて、作業負荷が所定
値を超えたときに前記作業機１６の上昇量Ｕを所定角度
に規制するとともに、作業負荷の減少が見られないとき
には規定時間経過毎または規定距離走行毎に、前記作業
機１６を再度前記所定角度だけ上昇指令するトラクタの
負荷制御装置、及び、上記上昇量Ｕは上昇量調整手段４
０により変更可能にしたトラクタの負荷制御装置、及
び、上記規定時間または規定距離は規定量調整手段にて
変更可能にしたトラクタの負荷制御装置、及び、作業負
荷を検出する手段２０と、該作業負荷が所定値を超えた
ときに車体に連結した作業機１６を上昇指令する制御手
段５０と、車体の旋回動作を検出する手段３８とを備え
たトラクタの負荷制御装置に於いて、旋回耕耘中に作業
負荷が所定値を超えて作業機１６が上昇したときは、旋
回が終了するまで該作業機１６の高さを保持するトラク
タの負荷制御装置を提供するものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施の形態を図
面に従って詳述する。図１はトラクタ１０を示し、該ト
ラクタ１０は左右一対の前輪１１，１１と後輪１２，１
２を有し、車体前部にエンジン１３を搭載するとともに
車体中央部から後部にかけてミッションケース１４を設
け、車体の後部にはリンク装置１５によりロータリ等の
作業機１６が連結される。ミッションケース１４の上方
に運転席１７を設け、運転席１７の前方にステアリング
ハンドル１８を設けて前輪１１，１１を操向する。

【０００７】前記エンジン１３の回転動力はミッション
ケース１４内に設けられた変速装置により減速され、後
輪１２または前後輪１１，１２に伝達されるとともに、
ＰＴＯ軸１９に伝達されて作業機１６が駆動される。前
記エンジン１３には作業負荷を検出する手段としてエン
ジン回転数センサ２０が設けられている。ミッションケ
ース１４の上部にリフトシリンダ２１を設けてあり、該
リフトシリンダ２１の伸縮にてリフトアーム２２を回動
すれば、前記リンク機構１５が上下動して作業機１６が
昇降する。リフトアーム２２の回動角はリフトアーム角
センサ２３にて検出し、この検出値に基づきコントロー
ラ５０が作業機１６の高さを演算する。また、作業機１
６のメインカバー２４の後端にリヤカバー２５を回動自
在に取り付け、リヤカバーセンサ２６にてリヤカバー２
５の回動角を検出し、この検出値に基づきコントローラ
５０が作業機１６の耕深量を演算する。

【０００８】運転席１７の近傍には作業機１６の高さを
変更するポジションレバー３０、作業機１６の耕耘深さ
を設定する耕深設定ダイヤル３１、負荷制御スイッチ３
２、変速レバー３３等を設けられている。運転席１７の
前方にはハンドルポスト３４を設け、このハンドルポス
ト３４に前記ステアリングハンドル１８をはじめとし
て、車体の前後進を選択するための前後進切換えレバー
３５、作業機を作業位置から非作業位置へ連続的に上昇
または非作業位置から作業位置へ連続的に下降させる作
業機昇降レバー３６を装着してある。前記ステアリング
ハンドル１８の回転操作は操向装置３７へ伝達され、操
向量に応じて前輪１１が回向する。前輪１１の操向量は
ステアリング切れ角センサ３８によって検出される。
尚、３９は車体の走行速度を検出するための車速センサ
である。

【０００９】図２は制御系のブロック図であり、図３は
油圧回路図である。前述したエンジン回転数センサ２０
をはじめとする各センサの検出信号と、ポジションレバ
ー３０等の各レバーやスイッチの設定信号はコントロー
ラ５０に入力される。尚、４０は感度スイッチであり、
後述するように作業負荷が大となって作業機１６を上昇
させる際に、作業機の上昇量を調整する手段として、該
感度スイッチ４０により作業機１６の上昇量を「標準」
または「鈍」の何れかに変更可能にしてある。即ち、作
業負荷が大となったときの作業機１６に対する上昇出力
をエンジン回転数の復帰によって停止するのではなく、
作業機１６の上昇量をリフトアーム２２の回動角変化で
規制し、該リフトアーム２２が「標準」または「鈍」何
れかの所定角度だけ変化した位置をリフトアーム角セン
サ２３により検出し、このときに作業機１６に対する上
昇出力を停止する。尚、該感度スイッチ４０での上昇量
変更は上記２段階にするほか３段階以上にすることもで
き、或いは連続的に無段階に調整可能としてもよい。

【００１０】コントローラ５０はエンジン回転数センサ
２０の検出値から作業負荷を演算し、該作業負荷が予め
定められている所定値を超えたときは、前記感度スイッ
チ４０の設定状態に応じて、リフトシリンダ制御用バル
ブ４２の上昇ソレノイド４３に信号を出力する。従っ
て、油圧ポンプ５５から吐出された作動油が減圧バルブ
５６を経て該リフトシリンダ制御用バルブ４２を通過
し、前記リフトシリンダ２１が伸長して作業機１６を所
定角度だけ上昇する。作業機１６の上昇によって作業負
荷が減少したときは、コントローラ５０から上昇ソレノ
イド４３への上昇出力が停止される。然る後は、耕深制
御によりリヤカバーセンサ２６の検出値に応じてリフト
シリンダ制御用バルブ４２の上昇ソレノイド４３または
下降ソレノイド４４に信号が出力され、リフトシリンダ
２１が伸縮駆動されて作業機１６が設定された耕深量と
なるように昇降する。

【００１１】尚、５８は作業機１６の左右傾きを調整す
るローリングシリンダ、６０は前輪１１への動力を入り
切りする四駆切換えクラッチ、６１は主変速切換えシフ
タ用の油圧シリンダ、６２は左右独立して制動可能なブ
レーキシリンダ、６３は前後進切換えレバー３５にて操
作される前後進クラッチ、６４はＰＴＯ軸１９への動力
を入り切りするＰＴＯクラッチである。

【００１２】図４は負荷制御のフローチャートである。
先ず、各センサやスイッチ類の読み込みを行い（ステッ
プ101）、負荷制御スイッチ３２が「入」であれば負荷
制御を実行する（ステップ102）。前記感度スイッチ４
０が「標準」に設定されている場合は、作業負荷大によ
る作業機１６の上昇量Ｕをリフトアーム角θａに規制す
るようにセットする（ステップ103→104）。これに対し
て、前記感度スイッチ４０が「鈍」に設定されている場
合は、作業負荷大による作業機１６の上昇量Ｕをリフト
アーム角θｂに規制するようにセットする（ステップ10
3→105）。但し、θａ＞θｂとする。

【００１３】そして、エンジン回転数センサ２０の検出
値からコントローラ５０は作業負荷を演算し、該作業負
荷が所定値を超えたときは作業負荷が大であると判定し
て、前回の上昇出力停止から規定時間経過または規定距
離走行したか否かを判別する（ステップ106→107）。前
回の出力停止後に経過時間または走行距離の何れか一方
が規定値に達した場合は、前記上昇ソレノイド４３に作
業機上昇の信号を出力する（ステップ107→108）。この
ときの作業機１６の上昇量Ｕは、前述した感度スイッチ
４０の設定に基づく所定角度θａ若しくはθｂである。
更に、前記リフトアーム角センサ２３によりリフトアー
ム２２の角度変化を検出して、前記上昇量Ｕに至るまで
作業機上昇出力を継続し（ステップ109）、リフトアー
ム角センサ２３の検出値が前記上昇量Ｕに至ったときは
作業機上昇出力を停止する（ステップ110）。尚、作業
負荷の判定は前述のエンジン回転数による判定だけでは
なく、エンジン回転数とガバナのラック位置から判断す
るエンジン負荷率の大きさによって判定してもよい。

【００１４】即ち、作業負荷大のときは、感度スイッチ
４０にてセットした所定の上昇量Ｕにて作業機上昇出力
し、作業機１６の耕耘深さを少なくして作業負荷を軽減
させる。しかし、未だ作業負荷が大であるときは、規定
時間経過後または規定距離走行後に、再度前記所定の上
昇量Ｕにて作業機上昇出力する。斯くして、作業負荷に
よるエンストを防止しつつ、耕耘深さが大きく変化せず
に整地性を良好にすることができる。

【００１５】また、作業機の上昇量Ｕを感度スイッチ４
０にて調整可能にしたことにより、例えば砂浄土のよう
に負荷の抜けがよい圃場では感度スイッチ４０を「鈍」
にセットして作業機の上昇量を小にし、必要以上の作業
機上昇を牽制する。これに対して、粘土質のように負荷
の抜けが悪い圃場では感度スイッチ４０を「標準」にセ
ットして作業機の上昇量を大にし、作業負荷の抜けをよ
くする。尚、前記感度スイッチ４０にて作業機の上昇量
Ｕを調整可能にするのみではなく、前記上昇出力停止後
の規定時間或いは規定距離を調整可能にして、作業条件
の差異に対応できるようにしてもよい。

【００１６】ここで、図示は省略するが、耕深制御と負
荷制御を併合して作業機１６の昇降を制御する場合は、
単独で負荷制御を行うときの負荷大による作業機上昇量
Ａよりも、前記併合して制御を行うときの負荷大による
作業機上昇量Ｂを小さくする。これは、リヤカバーセン
サ２６の検出値に基づく耕深制御中に、作業負荷大によ
って作業機１６を大きく上昇させると、ロータリ耕耘爪
内に抱え込まれている土の絶対量の変化が大きくなり、
圃場面に窪みが形成されて整地性を悪化させる場合が多
いため、耕深制御と負荷制御を併合している場合には、
負荷大による作業機上昇量Ｂを単独で負荷制御を行うと
きの作業機上昇量Ａよりも小さくする。

【００１７】図５は負荷制御の他の手順を示すフローチ
ャートであり、枕地作業のように旋回しながら耕耘する
場合は、車体の姿勢が不安定になり易く、通常よりも作
業負荷が大となることが多い。従って、負荷大による作
業機上昇出力が頻繁に出易いので、耕耘状態が悪化す
る。これを防止するために、旋回耕耘時に負荷大によっ
て作業機上昇出力があった場合は、車体の旋回が終了す
るまで作業機の高さをその位置に保持する。即ち、旋回
耕耘時には少し浅めで耕耘することにより、圃場の仕上
がりが良好となる。また、前記負荷大による作業機上昇
出力が比較的大きかった場合は、その後に作業負荷が減
少して作業機を下降させる際は、作業機上昇前の高さよ
りも高い位置で停止する。即ち、耕深設定ダイヤルで設
定した耕深目標値と現在の作業機高さの差に応じて段階
的に作業機を下降させていくことにより、旋回時の作業
機高さが高くなり過ぎず、且つ、安定した作業機昇降制
御が行える。

【００１８】また、図示は省略するが、作業負荷が減少
して作業機を着地させた瞬間は、地面の抵抗が大きいた
めに負荷変動が多く、作業機上昇出力が出易いので、着
地後の一定時間は作業機上昇を牽制する。但し、この一
定時間はダイヤル等で調整可能とする。

【００１９】尚、本発明は、本発明の精神を逸脱しない
限り種々の改変を為すことができ、そして、本発明が該
改変されたものに及ぶことは当然である。

【００２０】

【発明の効果】本発明は上記一実施の形態に詳述したよ
うに、請求項１記載の発明は作業負荷大による作業機の
上昇量を所定角度に規制するとともに、作業負荷が減少
しないときには規定時間経過または規定距離走行毎に、
再度作業機を前記所定角度だけ上昇させるので、エンス
トを防止しつつ耕耘深さが大きく変化せずに整地性を良
好にすることができる。

【００２１】請求項２記載の発明は上記上昇量を変更可
能にしたので、請求項１記載の効果に加えて、土質等の
作業条件に応じて最適な上昇量が得られる。

【００２２】請求項３記載の発明は上記規定時間または
規定距離を変更可能にしたので、請求項１または２記載
の発明の効果に加えて、土質等の作業条件に応じて最短
の待ち時間が得られる。

【００２３】請求項４記載の発明は旋回耕耘中に作業負
荷大による作業機上昇があった場合は、旋回が終了する
まで作業機の高さを保持するので、旋回中の耕耘深さの
変動がなく仕上げ面を良好にすることができる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施の形態を示すものである。

【図１】トラクタの側面図。

【図２】制御系のブロック図。

【図３】油圧回路図。

【図４】負荷制御のフローチャート。

【図５】負荷制御の他の手順を示すフローチャート。

【符号の説明】

１０ トラクタ １６ 作業機 ２０ エンジン回転数センサ ２１ リフトシリンダ ２２ リフトアーム ２３ リフトアーム角センサ ３２ 負荷制御スイッチ ３８ ステアリング切れ角センサ ４０ 感度スイッチ ４２ リフトシリンダ制御バルブ ４３ 上昇ソレノイド ４４ 下降ソレノイド ５０ コントローラ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 楫野 豊 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農機 株式会社技術部内 Ｆターム(参考） 2B304 KA12 KA13 LA02 LA06 LB05 LB15 MA14 MB02 MC13 MD03 PA11 PB06 QA02 QA04 QA08 QA12 QA24 QB02 QB19

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業負荷を検出する手段２０と、該作業
   負荷が所定値を超えたときに車体に連結した作業機１６
   を上昇指令する制御手段５０とを備えたトラクタの負荷
   制御装置に於いて、作業負荷が所定値を超えたときに前
   記作業機１６の上昇量Ｕを所定角度に規制するととも
   に、作業負荷の減少が見られないときには規定時間経過
   毎または規定距離走行毎に、前記作業機１６を再度前記
   所定角度だけ上昇指令することを特徴とするトラクタの
   負荷制御装置。
2. 【請求項２】 上記上昇量Ｕは上昇量調整手段４０によ
   り変更可能にした請求項１記載のトラクタの負荷制御装
   置。
3. 【請求項３】 上記規定時間または規定距離は規定量調
   整手段にて変更可能にした請求項１または２記載のトラ
   クタの負荷制御装置。
4. 【請求項４】 作業負荷を検出する手段２０と、該作業
   負荷が所定値を超えたときに車体に連結した作業機１６
   を上昇指令する制御手段５０と、車体の旋回動作を検出
   する手段３８とを備えたトラクタの負荷制御装置に於い
   て、旋回耕耘中に作業負荷が所定値を超えて作業機１６
   が上昇したときは、旋回が終了するまで該作業機１６の
   高さを保持することを特徴とするトラクタの負荷制御装
   置。