JP2002017113A - 農用トラクタの耕耘装置昇降制御構造 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 農用トラクタの耕耘装置昇降制御構造におい
て、耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘深さよりも浅いこと
による未耕耘の部分を少なくする。 【解決手段】 耕耘装置４の耕耘深さＤが目標耕耘深さ
に維持されるように、昇降機構５を作動させて耕耘装置
４を昇降駆動する。耕耘装置４の耕耘深さＤと目標耕耘
深さとの差が大きい程、昇降機構５の作動速度を高速側
に設定し、耕耘装置４の耕耘深さＤと目標耕耘深さとの
差が小さい程、昇降機構５の作動速度を低速側に設定す
る。耕耘装置４の耕耘深さＤが目標耕耘深さよりも浅い
状態から耕耘装置４が下降駆動されようとすると、速度
設定手段により設定される昇降機構５の作動速度をさら
に高速側に変更する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耕耘装置を機体に
昇降駆動自在に備えた農用トラクタにおいて、耕耘装置
の昇降制御の構造に関する。

【０００２】

【従来の技術】農用トラクタにおいては、機体に備えら
れた耕耘装置を昇降駆動する昇降機構と、耕耘装置によ
る耕耘の目標耕耘深さを設定する設定手段と、耕耘装置
の耕耘深さを検出する耕耘深さ検出手段とを備えて、耕
耘装置の耕耘深さが目標耕耘深さに維持されるように、
昇降機構により耕耘装置を昇降駆動するように構成され
たものがある。これにより、機体の進行に伴って耕耘装
置が自動的に昇降駆動されて、耕耘装置の耕耘深さが目
標耕耘深さに維持される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】耕耘装置の耕耘深さが
目標耕耘深さに維持されるように昇降機構により耕耘装
置を昇降駆動する場合、耕耘装置の耕耘深さと目標耕耘
深さとの差が大きい程、昇降機構の作動速度を高速側に
設定するように構成されたものがある。

【０００４】この場合、例えば地面の状態により機体の
姿勢が大きく変化して、耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘
深さから大きく浅い側に変化すると、昇降機構の下降側
の作動速度が高速側に設定され、耕耘装置が急速に下降
駆動されて、耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘深さに急速
に戻されようとする。これにより、耕耘装置の耕耘深さ
が目標耕耘深さよりも浅くなった場合、この状態の生じ
ている時間をできるだけ短くして、耕耘装置の耕耘深さ
が目標耕耘深さよりも浅いことによる未耕耘の部分（浅
い側の耕耘装置の耕耘深さと深い側の目標耕耘深さとの
間の部分）を少なくすることができる。本発明は農用ト
ラクタの耕耘装置昇降制御構造において、耕耘装置の耕
耘深さが目標耕耘深さよりも浅いことによる未耕耘の部
分を、さらに少なくすることができるように構成するこ
とを目的としている。

【０００５】

【課題を解決するための手段】［Ｉ］請求項１の特徴に
よると、耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘深さに維持され
るように、昇降機構を作動させて耕耘装置を昇降駆動す
るように構成された農用トラクタにおいて、耕耘装置の
耕耘深さと目標耕耘深さとの差が大きい程、昇降機構の
作動速度を高速側に設定し、耕耘装置の耕耘深さと目標
耕耘深さとの差が小さい程、昇降機構の作動速度を低速
側に設定する速度設定手段が備えられている。さらに請
求項１の特徴によると、耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘
深さよりも浅い状態から耕耘装置が下降駆動されようと
すると、速度設定手段により設定される昇降機構の作動
速度を高速側に変更する速度補正手段が備えられてい
る。

【０００６】これにより請求項１の特徴によれば、耕耘
装置の耕耘深さが目標耕耘深さから大きく浅い側に変化
すると、昇降機構の下降側の作動速度が速度設定手段に
より高速側に設定され、耕耘装置が急速に下降駆動され
て、耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘深さに急速に戻され
ようとする。この場合、請求項１の特徴によれば、耕耘
装置の耕耘深さが目標耕耘深さよりも浅い状態から耕耘
装置が下降駆動されようとすると、速度設定手段により
設定される昇降機構の作動速度が速度補正手段により高
速側に変更される。従って、耕耘装置がさらに急速に下
降駆動されて、耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘深さに急
速に戻る。

【０００７】［ＩＩ］請求項１の特徴によると、耕耘装
置の耕耘深さが目標耕耘深さから浅い側及び深い側に変
化した場合、耕耘装置の耕耘深さと目標耕耘深さとの差
が小さい程、昇降機構の作動速度が速度設定手段により
低速側に設定される。この場合、耕耘装置の耕耘深さと
目標耕耘深さとの差が小さいのに、昇降機構の作動速度
が高速側に設定されてしまうと、耕耘装置が目標耕耘深
さに対応する位置で停止できずに通り越してしまうこと
があるが（オーバーシュート）、請求項１の特徴による
と、耕耘装置の耕耘深さと目標耕耘深さとの差が小さい
程、昇降機構の作動速度が速度設定手段により低速側に
設定されるので、耕耘装置が目標耕耘深さに対応する位
置で停止できずに通り越してしまうと言うような状態
（オーバーシュート）は生じ難い。

【０００８】［ＩＩＩ］請求項２の特徴によると、請求
項１の場合と同様に前項［Ｉ］［ＩＩ］に記載の「作
用」を備えており、これに加えて以下のような「作用」
を備えている。農用トラクタにより走行しながら耕耘装
置によって圃場の耕耘作業を行う際、農用トラクタの走
行速度が速い場合や圃場の凹凸が激しい場合、農用トラ
クタの姿勢の変化が頻繁なものになることがある。この
ように農用トラクタの姿勢の変化が頻繁なものになれ
ば、耕耘装置の姿勢（耕耘深さ）の変化も頻繁なものに
なって、耕耘装置の耕耘深さの変化速度も大きなものに
なる。

【０００９】請求項２の特徴によると、耕耘装置の耕耘
深さの変化速度が大きいと、前項［Ｉ］に記載の速度設
定手段により設定される昇降機構の作動速度を高速側に
変更する補助速度補正手段が備えられている。これによ
り請求項２の特徴によると、耕耘装置の耕耘深さの変化
速度が大きいと、昇降機構の作動速度が高速側に変更さ
れて、農用トラクタの頻繁な姿勢の変化（耕耘装置の頻
繁な姿勢（耕耘深さ）の変化）の影響を受けること少な
く、耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘深さに急速に戻るよ
うになる。

【００１０】

【発明の実施の形態】図１は農用トラクタを示してお
り、農用トラクタのミッションケース１に上下揺動自在
なトップリンク２及び左右一対のロアリンク３が備えら
れ、トップリンク２及びロアリンク３に、ロータリ耕耘
装置４が連結されている。ミッションケース１の上部
に、単動型の油圧シリンダ５により上下に揺動駆動され
る一対のリフトアーム６が備えられ、一対のリフトアー
ム６とロアリンク３とが、リフトロッド７を介して連結
されている。

【００１１】図２に示すように、油圧シリンダ５に作動
油を供給して油圧シリンダ５を上昇側に作動させるパイ
ロット操作式の上昇制御弁８、上昇制御弁８のパイロッ
ト圧を設定及び変更して上昇制御弁８の開度を設定及び
変更する上昇パイロット弁１０が備えられている。油圧
シリンダ５から作動油を排出させて油圧シリンダ５を下
降側に作動させるパイロット操作式の下降制御弁９、下
降制御弁９のパイロット圧を設定及び変更して下降制御
弁９の開度を設定及び変更する下降パイロット弁１１が
備えられている。

【００１２】図１及び図２に示すように、ロータリ耕耘
装置４の後部の横軸芯Ｐ１周りに後部カバー１２が上下
揺動自在に支持され、後部カバー１２を下降側に付勢す
るバネ１３が備えられている。機体に備えられたポテン
ショメータ型式の耕深センサー１４と後部カバー１２と
がワイヤ１５を介して接続されて、耕深センサー１４の
検出値が制御装置１６に入力されており、耕深センサー
１４によって後部カバー１２の上下角度を検出すること
により、ロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤが検出される
ように構成されている。

【００１３】図１及び図２に示すように、機体に対する
リフトアーム６の上下角度を検出する角度センサー１７
が、リフトアーム６の基部に備えられて、角度センサー
１７の検出値が制御装置１６に入力されている。耕深設
定器１８及び操作レバー型式のポジション設定器１９が
機体の運転部に備えられており、耕深設定器１８で設定
される目標耕耘深さＤ１、及びポジション設定器１９で
設定される目標高さＨ（リフトアーム６の上下角度）が
制御装置１６に入力されている。

【００１４】この農用トラクタにおいては、機体の姿勢
の変化に関係なくロータリ耕耘装置４を圃場から設定高
さに維持し耕耘深さＤを目標耕耘深さＤ１に維持する昇
降制御機能、及び機体に対するロータリ耕耘装置４の高
さを目標高さＨに維持するポジション制御機能が、制御
装置１６に備えられており、次に昇降制御機能及びポジ
ション制御機能について説明する。図３及び図４に示す
ように、先ず耕深設定器１８で設定される目標耕耘深さ
Ｄ１が制御装置１６に入力され（ステップＳ１）、ロー
タリ耕耘装置４の耕耘深さＤが目標耕耘深さＤ１に維持
された場合の機体に対するロータリ耕耘装置４の高さ
（リフトアーム６の上下角度）が、設定高さＨ１として
算出される（ステップＳ２）。

【００１５】ポジション設定器１９で設定される目標高
さＨと設定高さＨ１とが比較されて（ステップＳ３）、
ポジション設定器１９で設定される目標高さＨが設定高
さＨ１よりも高ければ、後述する昇降制御機能が停止
し、ポジション制御機能が作動する。これによって、ロ
ータリ耕耘装置４の高さ（角度センサー１７の検出値）
が、ポジション設定器１９で設定される目標高さＨに一
致するように、図２に示す上昇及び下降パイロット弁１
０，１１が制御装置１６によって操作され、上昇及び下
降制御弁８，９が操作されて、油圧シリンダ５によりロ
ータリ耕耘装置４が昇降駆動される。このように運転者
がポジション設定器１９を操作することにより、設定高
さＨ１よりも高い範囲で、ロータリ耕耘装置４を機体に
対して任意の高さに昇降駆動し停止させることができ
る。

【００１６】ポジション設定器１９で設定される目標高
さＨと設定高さＨ１とが比較されて（ステップＳ３）、
ポジション設定器１９で設定される目標高さＨが設定高
さＨ１よりも低ければ、前述のポジション制御機能が停
止し、昇降制御機能が作動する。これによって、耕深セ
ンサー１４により検出されるロータリ耕耘装置４の耕耘
深さＤが制御装置１６に入力され（ステップＳ５）、入
力されたロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤが微分処理さ
れて、ロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤの変化速度Ｖが
算出され（ステップＳ６）、ロータリ耕耘装置４の耕耘
深さＤと目標耕耘深さＤ１との差ΔＤ（絶対値）が算出
される（ステップＳ７）。

【００１７】ロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤと目標耕
耘深さＤ１との差ΔＤが大きいと、差ΔＤの大きさに比
例して油圧シリンダ５の作動速度が高速側に設定され
（ステップＳ８，Ｓ９）、ロータリ耕耘装置４の耕耘深
さＤと目標耕耘深さＤ１との差ΔＤが小さいと、差ΔＤ
の小ささに比例して油圧シリンダ５の作動速度が低速側
に設定される（ステップＳ８，Ｓ１０）。ロータリ耕耘
装置４の耕耘深さＤと目標耕耘深さＤ１との差ΔＤが零
であれば、油圧シリンダ５の作動が停止される（ステッ
プＳ１１）。

【００１８】ロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤの変化速
度Ｖが設定変化速度Ｖ１（事前に設定されている）より
も大きいと（ステップＳ１２）、ステップＳ９，Ｓ１０
で設定された油圧シリンダ５の作動速度が高速側に補正
（変更）される（ロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤの変
化速度Ｖと設定変化速度Ｖ１との差が大きい程、差の大
きさに比例して補正値が大きくなり、ステップＳ９，Ｓ
１０で設定された油圧シリンダ５の作動速度が高速側に
補正（変更）される）（ステップＳ１３）。逆にロータ
リ耕耘装置４の耕耘深さＤの変化速度Ｖが設定変化速度
Ｖ１よりも小さい場合には、ステップＳ９，Ｓ１０で設
定された油圧シリンダ５の作動速度は補正（変更）され
ない。

【００１９】ロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤが目標耕
耘深さＤ１よりも浅い場合（ステップＳ１４）、ステッ
プＳ９，Ｓ１０，Ｓ１３で設定（補正）された油圧シリ
ンダ５の作動速度がさらに高速側に所定値だけ補正（変
更）されて（ステップＳ１５）、ステップＳ１５で補正
された油圧シリンダ５の作動速度で油圧シリンダ５が下
降側に作動するように、図２に示す下降パイロット弁１
１が制御装置１６によって操作され、下降制御弁９が操
作されて、油圧シリンダ５によりロータリ耕耘装置４が
下降駆動される（ステップＳ１６）。

【００２０】逆にロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤが目
標耕耘深さＤ１よりも深い場合（ステップＳ１４）、ス
テップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１３で設定（補正）された油圧
シリンダ５の作動速度は補正（変更）されず、ステップ
Ｓ９，Ｓ１０，Ｓ１３で設定（補正）された油圧シリン
ダ５の作動速度で油圧シリンダ５が上昇側に作動するよ
うに、図２に示す上昇パイロット弁１０が制御装置１６
によって操作され、上昇制御弁８が操作されて、油圧シ
リンダ５によりロータリ耕耘装置４が上昇駆動される
（ステップＳ１７）。

【００２１】以上のように、昇降制御機能においてステ
ップＳ１，Ｓ２，Ｓ３及びステップＳ５〜Ｓ１７が繰り
返されて、ロータリ耕耘装置４の耕耘深さＤが目標耕耘
深さＤ１に維持されるように、油圧シリンダ５によりロ
ータリ耕耘装置４が自動的に昇降駆動されるのであり、
耕深設定器１８によって目標耕耘深さＤ１を任意に変更
する。

【００２２】［発明の実施の別形態］前述の［発明の実
施の形態］のステップＳ１２，Ｓ１３において、ロータ
リ耕耘装置４の耕耘深さＤの変化速度Ｖが設定変化速度
Ｖ１よりも大きい場合、ステップＳ９，Ｓ１０で設定さ
れた油圧シリンダ５の作動速度が、高速側に所定値だけ
補正（変更）されるように構成してもよい。

【００２３】前述の［発明の実施の形態］のステップＳ
１４，Ｓ１５において、ロータリ耕耘装置４の耕耘深さ
Ｄが目標耕耘深さＤ１よりも浅い場合、ロータリ耕耘装
置４の耕耘深さＤと目標耕耘深さＤ１との差ΔＤが大き
い程、差ΔＤの大きさに比例して補正値が大きくなり、
ステップＳ９，Ｓ１０，Ｓ１３で設定された油圧シリン
ダ５の作動速度が高速側に補正（変更）されるように構
成してもよい。

【００２４】ロータリ耕耘装置４に代えて、プラウを耕
耘装置として備えた農用トラクタにも本発明は適用でき
る。この場合には、耕耘作業時にプラウから機体に掛か
る牽引負荷を検出して、牽引負荷が目標牽引負荷となる
ようにプラウを昇降駆動するのであり、牽引負荷がプラ
ウの耕耘深さとなり、目標牽引負荷が目標耕耘深さとな
る。

【００２５】

【発明の効果】請求項１の特徴によると、農用トラクタ
の耕耘装置昇降制御構造において、耕耘装置の耕耘深さ
と目標耕耘深さとの差が大きい程、昇降機構の作動速度
を高速側に設定し、耕耘装置の耕耘深さと目標耕耘深さ
との差が小さい程、昇降機構の作動速度を低速側に設定
する速度設定手段に加えて、耕耘装置の耕耘深さが目標
耕耘深さよりも浅い状態から耕耘装置が下降駆動されよ
うとすると、速度設定手段により設定される昇降機構の
作動速度を高速側に変更する速度補正手段を備えること
によって、特に耕耘装置の耕耘深さが目標耕耘深さから
大きく浅い側に変化した場合、耕耘装置の耕耘深さを目
標耕耘深さに急速に戻すことができるようになった。こ
れにより、請求項１の特徴によると、耕耘装置の耕耘深
さが目標耕耘深さよりも浅いことによる未耕耘の部分
（浅い側の耕耘装置の耕耘深さと深い側の目標耕耘深さ
との間の部分）を少なくすることができて、農用トラク
タの耕耘性能を向上させることができた。

【００２６】請求項１の特徴によると、耕耘装置の耕耘
深さと目標耕耘深さとの差が小さい程、昇降機構の作動
速度が速度設定手段により低速側に設定されて、耕耘装
置が目標耕耘深さに対応する位置で停止できずに通り越
してしまうと言うような状態（オーバーシュート）が生
じ難くなるので、耕耘装置の昇降駆動が安定して行われ
る。

【００２７】請求項２の特徴によると、請求項１の場合
と同様に前述の請求項１の「発明の効果」を備えてお
り、この「発明の効果」に加えて以下のような「発明の
効果」を備えている。請求項２の特徴によれば、耕耘装
置の耕耘深さの変化速度が大きいと、速度設定手段によ
り設定される昇降機構の作動速度を高速側に変更する補
助速度補正手段を備えることにより、農用トラクタの頻
繁な姿勢の変化（耕耘装置の頻繁な姿勢（耕耘深さ）の
変化）の影響を受けること少なく、耕耘装置の耕耘深さ
が目標耕耘深さに急速に戻るようになって、農用トラク
タの耕耘性能を向上させることができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】農用トラクタ及びロータリ耕耘装置の全体側面
図

【図２】ポジション制御機能及び昇降制御機能の関係図

【図３】ポジション制御機能及び昇降制御機能の前半の
流れを示す図

【図４】ポジション制御機能及び昇降制御機能の後半の
流れを示す図

【符号の説明】

４ 耕耘装置 ５ 昇降機構 １４ 耕耘深さ検出手段 １８ 設定手段 Ｄ 耕耘装置の耕耘深さ Ｄ１ 目標耕耘深さ ΔＤ 耕耘装置の耕耘深さと目標耕耘深さとの差

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 機体に備えられた耕耘装置を昇降駆動す
   る昇降機構と、前記耕耘装置による耕耘の目標耕耘深さ
   を設定する設定手段と、前記耕耘装置の耕耘深さを検出
   する耕耘深さ検出手段とを備えて、 前記耕耘装置の耕耘深さが前記目標耕耘深さに維持され
   るように、前記昇降機構を作動させて前記耕耘装置を昇
   降駆動する昇降制御手段を備えると共に、 前記耕耘装置の耕耘深さと前記目標耕耘深さとの差が大
   きい程、前記昇降機構の作動速度を高速側に設定し、前
   記耕耘装置の耕耘深さと前記目標耕耘深さとの差が小さ
   い程、前記昇降機構の作動速度を低速側に設定する速度
   設定手段と、 前記耕耘装置の耕耘深さが前記目標耕耘深さよりも浅い
   状態から前記耕耘装置が下降駆動されようとすると、前
   記速度設定手段により設定される昇降機構の作動速度を
   高速側に変更する速度補正手段とを備えてある農用トラ
   クタの耕耘装置昇降制御構造。
2. 【請求項２】 前記耕耘装置の耕耘深さの変化速度が大
   きいと、前記速度設定手段により設定される昇降機構の
   作動速度を高速側に変更する補助速度補正手段を備えて
   ある請求項１に記載の農用トラクタの耕耘装置昇降制御
   構造。