JP2010029124A

JP2010029124A - 対地作業機牽引作業車両

Info

Publication number: JP2010029124A
Application number: JP2008195897A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kajino; 豊揖野; Hiroyoshi Ono; 弘喜小野; Tatsuzo Murakami; 達三村上
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 2008-07-30
Filing date: 2008-07-30
Publication date: 2010-02-12

Abstract

【課題】過大な牽引負荷による機体および作業機の保護の確保とともに、過負荷対応動作による作業の中断を最小限度に抑えて能率良く作業を進めることができる対地作業機牽引作業車両を提供する。
【解決手段】対地作業機牽引作業車両は、対地作業機牽引装置に連結した作業機の作業深さを規定する左右のロワリンク（１１）と、このロワリンク（１１）の昇降駆動制御によって設定の作業深さに調節する制御部（２１）とを備えて作業走行可能に構成され、上記制御部（２１）は、ロワリンク（１１）の牽引負荷を検出し、所定の負荷限度（Ｌ）を越えたまま所定時間が経過するとロワリンク（１１）を上昇駆動し、この上昇駆動の間の牽引負荷が所定の許容基準値（Ｌ−α）まで低下すると上昇駆動を停止するものである。
【選択図】図４

Description

本発明は、対地作業機牽引装置に連結した作業機を設定の作業深さに調節して作業走行を行う対地作業機牽引作業車両に関するものである。

特許文献１に示されるように、対地作業機牽引装置に連結したロータリ耕耘機等の作業機を耕深制御によって設定の作業深さに調節して作業走行を行うトラクタ等の対地作業機牽引作業車両が知られている。この対地作業機牽引作業車両は、耕深制御を負荷対応で行う負荷制御により、過大な負荷を受けると作業機を上昇し、その後の作業機下降に際して負荷急増を避けるべく下降調節して最短時間で元の耕深状態の作業に復帰することができる。
特開平１０−１３６７１０号公報

しかしながら、上記対地作業機牽引作業車両は、過負荷対応による機体および作業機の保護の確実化が図られる一方で、過負荷の都度、作業機が上昇して作業の中断を招くことから、作業能率の面で問題となっていた。

解決しようとする問題点は、過大な牽引負荷による機体および作業機の保護の確保とともに、過負荷対応動作による作業の中断を最小限度に抑えて能率良く作業を進めることができる対地作業機牽引作業車両を提供することにある。

請求項１に係る発明は、対地作業機牽引装置に連結した作業機の作業深さを規定する左右のロワリンクと、このロワリンクの昇降駆動制御によって設定の作業深さに調節する制御部とを備えて作業走行を行う対地作業機牽引作業車両において、上記制御部は、ロワリンクの牽引負荷を検出し、所定の負荷限度を越えたまま所定時間が経過するとロワリンクを上昇駆動し、この上昇駆動の間の牽引負荷が所定の許容基準値まで低下すると上昇駆動を停止することを特徴とする。

請求項２に係る発明は、請求項１の構成において、前記制御部は、ロワリンクの下降駆動を通常速からそれより低速の調整速に切替え可能に構成し、前記上昇駆動の停止から所定時間が経過すると、設定の作業深さまで上記調整速に切替えてロワリンクを下降駆動制御をすることを特徴とする。

請求項１の発明の対地作業機牽引作業車両は、作業走行の際の牽引負荷が所定の負荷限度を越えたまま所定時間が経過すると、制御部により、ロワリンクが上昇駆動されて作業深さ位置が上昇を開始し、この上昇動作に伴って牽引負荷が所定の許容基準値まで低下した時点で上昇動作が停止することにより、その深さ位置で作業走行が継続される。

請求項２の発明の対地作業機牽引作業車両は、請求項１の効果に加え、上記制御部により、上昇駆動の停止の後に所定時間が経過すると、ロワリンクは、設定の作業深さまで調整速で徐々に下降駆動されることにより安定した作業走行を継続することができる。

上記技術思想に基づいて具体的に構成された実施の形態について以下に図面を参照しつつ説明する。
トラクタ１は、その側面図、平面図をそれぞれ図１、図２に示すように、運転席２に設けた不図示のステアリングハンドルの操作で操向される前車輪４と、運転席２の後部に後車輪５を有して、機体前部のボンネット６内に搭載のエンジンによって２輪駆動または４輪駆動走行することができる。

機体の後部には、左右のロワリンク１１，１１とトップリンク１２とからなる昇降リンクが、油圧伸縮動作する不図示のリフトシリンダと連結するリフトアーム１４、リフトロッド１５等を介して昇降可能に設けられるほか、作業機に動力を供給するＰＴＯ軸１６を備える。ロワリンク１１およびトップリンク１２の後端には、不図示のリンクヒッチを介してロータリ耕耘機やプラウ等の対地作業機が連結され、ロワリンク１１の昇降動作によって作業機の高さ位置を調節可能とし、さらに、作業機の昇降制御装置を備えて作業機の稼動深さ位置を自動制御可能な耕深制御システムを構成する。

（過負荷対応制御システム）
作業機の昇降制御装置は、その入出力構成図を図３に示すように、制御部２１によって上記リフトシリンダをその油圧制御弁の昇降ソレノイド２２の駆動によって伸縮制御可能に構成した上で、作業機牽引負荷を検出するドラフトセンサとして左右のロワリンク１１，１１の前後方向の歪等を検出する左右のロワリンクセンサ２３および作業機高さ位置ポジションセンサとしてリフトアーム１４の回動角度等を検出するリフトアームセンサ２４を制御部２１に接続するほか、手動昇降操作用のコントロールレバー２５の操作検出部を接続して耕深調節による過負荷対応制御システムを構成する。

詳細には、制御部２１により、図４のフローチャートの例に示すように、センサー等の検出値読込（Ｓ１）により、左右のロワリンクセンサ２３の合計荷重について所定の負荷限度Ｌを越え（Ｓ２）、その状態における継続時間について所定時間が経過（Ｓ３）したときに限りロワリンク１１の上昇を出力（Ｓ４）するとともに、ブザー出力、警報モニタ出力、液晶表示（Ｓ５）を行う制御処理により過負荷対応制御を構成する。

上記過負荷対応制御により、所定の負荷限度Ｌをトラクタの牽引能力に合わせて設定することにより、能力以上の負荷を回避することができる。特に、図５の側面図に示すように、タイヤ車輪の代わりに後輪軸をクローラ５ａに入れ替えたセミクロ機によってサブソイラ作業等を行う場合は、その大きな牽引力によってクローラが歯飛びすることがあり、歯飛びしないようにクローラを改良したとしても、過大な負荷が伝動系に作用して重大な事態に至るおそれがあるので、上記耕深制御の負荷限度Ｌを適切に設定することにより、上記の重大事態を回避しつつ、最大限度の牽引力を確保することが可能となる。

また、所定の限度Ｌを越える負荷が所定時間に達するまで継続してロワリンク１１の高さを維持することにより、瞬間的な負荷変動による不必要な上昇動作を抑えて耕深を安定化することができる。そして、ロワリンク１１の上昇の際は、ブザー等の警報によって過負荷状態にあることを作業者に認識させ、作業条件設定（速度、耕深）の変更を促し、本機能力に見合った作業を行うようにできる。また、耕深が勝手に変わったまま作業を継続することが無くなり、作業精度の向上が可能となる。

次に、上記ロワリンク１１の上昇開始後の上昇停止制御については、図６のフローチャートの例に示すように、左右のロワリンクセンサ２３の合計荷重が所定の許容値以下となった時点で上昇出力を停止（Ｓ１１〜Ｓ１４）するように制御部２１の制御処理を構成する。上記許容値は、所定の負荷限度Ｌから規定の荷重差αを差し引いて算出され、ロワリンク１１の上昇に伴う牽引力の低下分が規定値αになるまで上昇出力を停止しないことによってハンチングを回避して頻繁な出力を防止することができる。

ここまでの一連の制御処理により、対地作業機牽引作業車両は、対地作業の過負荷に対処しつつ、作業走行の際の牽引負荷が所定の負荷限度を越えたまま所定時間が経過すると、ロワリンク１１が上昇駆動されて作業深さ位置が上昇を開始し、この上昇動作に伴って牽引負荷が所定の許容基準値まで低下した時点で上昇動作が停止することから、その深さ位置で安定して作業走行が継続される。

（復帰開始制御）
次に、上記上昇停止後の再下降制御については、図７のフローチャートの例に示すように、規定時間の経過を待った上で下降を開始（Ｓ２１〜Ｓ２４）し、設定の目標作業深さに再下降するように制御部２１の制御処理を構成する。このように規定時間の経過を下降開始の条件とし、牽引負荷がある程度以下で一定時間以上を経過しないと復帰を行わないようにすることで、頻繁に出力が発生することを防止することができる。

上記ロワリンク１１の下降制御については、図８のフローチャートの例に示すように、通常の下降速度より遅い下降速度に切替えるべく、シリンダ作動油を小流量（Ｓ３１〜Ｓ３４）とするように制御部２１の制御処理を構成する。仮に、シリンダ作動油を通常時の流量として通常の動作速度で目標位置に復帰させた場合は、土質や傾斜方向等の作業条件が変化しない限り、頻繁に出力が発生する可能性があることから、通常時よりゆっくり下降することにより、頻繁に出力が発生することを防止することができる。

このように、ロワリンクの下降駆動を通常速からそれより低速の調整速に切替え可能に構成し、上昇駆動の停止から所定時間が経過すると、設定の作業深さまで上記調整速に切替えてロワリンクを下降駆動制御をすることにより、上昇駆動の停止後の所定時間の経過でロワリンク１１が設定の作業深さまで調整速で徐々に下降駆動されることから、安定した作業走行が継続される。

また、上記ロワリンク１１の下降制御について低速動作に切替える代わりに、段階的に目標位置まで下降することにより、目標位置まで一気に戻した場合に発生する可能性のある出力の頻出を防止することができる。

また、上記制御処理の適用に際して、なおも上昇出力が頻繁に発生する場合、例えば、１０秒間に３回以上の上昇出力が発生する場合は、図９のフローチャートの例に示すように、ロワリンク１１の牽引荷重が規定荷重以下になるまでリフトアーム１４の下降限度位置を規制（Ｓ４１〜Ｓ４３）するように制御部２１の制御処理を構成する。

このように、牽引負荷による出力が頻繁に発生する状況では、土質や傾斜勾配が変化しない限り、頻繁な上下出力が継続することとなることから、土質あるいは傾斜勾配が変化することを検出するまでは、下げ位置を規制することによって頻繁な出力を軽減することができる。

上記の場合における別の制御態様として、図１０のフローチャートの例に示すように、なおも上昇出力が頻繁に発生する場合は低速の変速位置に自動切替え（Ｓ５１〜Ｓ５３）によってけん牽引走行を減速するように制御部２１の制御処理を構成することにより、過大な牽引負荷が発生しても、車速調節により最短時間で目標耕深に戻すことができるので、作業精度を向上することができる。

また、このような自動減速が行われた場合において、ロワリンク１１の牽引荷重が規定荷重以下になった時は、元の変速位置に復帰させるように車速制御をすることにより、土質の変化により車速を戻しても問題無く作業できると判断できれば車速を元に戻すことで、能率を損なうことなく作業することができる。

次に、ロワリンク１１の別の下降制御については、図１１の目標位置の調節例に示すように、荷重低減の程度に応じて復帰するべき目標位置を５０％〜１００％の復帰割合で調節するように制御部２１の制御処理を構成する。このように、荷重の減少量に応じて、目標位置への復帰量を制限し、荷重が十分に下がった場合に限り復帰割合を１００％として目標位置まで下降駆動することにより、再度の過負荷による出力の頻出を防止することができる。

上記の一連の過負荷対応制御は、ポジション制御と称する作業モードにより目標作業深さを確保して作業走行を行う場合や、ミックスドラフト制御と称する作業モードにより、牽引負荷の程度に応じてロワリンク１１の高さ位置を調節するドラフト制御と上記ポジション制御をミックスすることによりそのミックス比に対応した牽引負荷調節をする場合においても、過負荷検出時に最優先で上記過負荷対応制御を適用するように制御部２１の制御処理を構成することにより、過負荷に伴ってトラクタや牽引作業機に受ける障害を確実に防止することができる。

次に、上記の過負荷対応制御の適用については、図１２のフローチャートの例に示すように、後輪軸のホイル設定がクローラの場合に限定（Ｓ６１〜Ｓ６３）することにより、セミクロ機に特有の過大な牽引負荷による問題を有しないタイヤ車輪構成のトラクタについては不要な機能を排し、必要な型式に限定した取扱いが可能となる。

また、過負荷対応制御の適用については、図１３のフローチャートの例に示すように、車速の検出時に限定し、検出が無い場合は、牽引負荷対応の制御出力を禁止（Ｓ７１〜Ｓ７３）するように制御部２１の制御処理を構成する。このような制御処理により、停車時において、ロワリンクセンサ２３の異常等による作業機の上昇動作が防止でき、危険を回避することができる。

また、前記ミックスドラフト制御については、ミックス比が５０％以上の場合のドラフト制御の効果によって過大な負荷が抑えられることから、牽引負荷の調節範囲が狭いミックス比が５０％以下の範囲に限定して上記過負荷対応制御を適用することにより、在来の制御機能への影響を少なくすることができる。

次に、制御動作の基準となる設定値については、ロワリンク１１の上昇動作の基準となる負荷限度Ｌについて、マイコンチェッカを用いて設定変更できるように構成することにより、使用可能な限界一杯の設定や余裕をとった設定が選択可能となる。

トラクタの側面図トラクタの平面図作業機の昇降制御装置の入出力構成図負荷対応制御の一例を示すフローチャートセミクロ機の側面図上昇開始後の出力停止制御の一例を示すフローチャート上昇停止後の再下降制御の一例を示すフローチャート下降制御の一例を示すフローチャート加重適用の一例を示すフローチャート加重適用の別例を示すフローチャート下降制御の目標位置の調節の一例を示すフローチャート負荷対応制御の適用の一例を示すフローチャート過負荷対応制御の適用限定の一例を示すフローチャート

符号の説明

１トラクタ（対地作業機牽引作業車両）
５後車輪
５ａクローラ
１１ロワリンク
１２トップリンク
１４リフトアーム
２１制御部
２２昇降ソレノイド
２３ロワリンクセンサ
２４リフトアームセンサ
Ｌ負荷限度
α 荷重差

Claims

対地作業機牽引装置に連結した作業機の作業深さを規定する左右のロワリンク（１１）と、このロワリンク（１１）の昇降駆動制御によって設定の作業深さに調節する制御部（２１）とを備えて作業走行を行う対地作業機牽引作業車両において、
上記制御部（２１）は、ロワリンク（１１）の牽引負荷を検出し、所定の負荷限度（Ｌ）を越えたまま所定時間が経過するとロワリンク（１１）を上昇駆動し、この上昇駆動の間の牽引負荷が所定の許容基準値（Ｌ−α）まで低下すると上昇駆動を停止することを特徴とする対地作業機牽引作業車両。
前記制御部は、ロワリンク（１１）の下降駆動を通常速からそれより低速の調整速に切替え可能に構成し、前記上昇駆動の停止から所定時間が経過すると、設定の作業深さまで上記調整速に切替えてロワリンク（１１）を下降駆動制御をすることを特徴とする請求項１記載の対地作業機牽引作業車両。