JP2011172523A

JP2011172523A - トラクタ

Info

Publication number: JP2011172523A
Application number: JP2010039836A
Authority: JP
Inventors: Yutaka Kajino; 楫野　　豊; Tomoyuki Ishida; 智之石田; Junichi Oshita; 淳一大下
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: 2010-02-25
Filing date: 2010-02-25
Publication date: 2011-09-08
Anticipated expiration: 2030-02-25
Also published as: JP5609151B2

Abstract

【課題】本発明は、作業中に牽引負荷が所定限界値になるまでに牽引負荷の軽減制御を行うことで負荷の急激な増加を防ぎ、作業機やトラクタの破損を避ける技術を提供することが課題である。
【解決手段】耕耘或いは耕起作業等を行う作業機３０を昇降可能に装着したトラクタ１０において、牽引負荷を検出する牽引負荷検出手段２１を設け、牽引負荷が所定の第一限界負荷値Ｇ１を超えると掘り下げを中止してその掘り深さを維持し、さらに第二限界負荷値Ｇ２を超えると作業機３０を上昇させるようにしたことを特徴とするトラクタとした。また、第二限界負荷値Ｇ２を超えて作業機３０を上昇させるにあたり、段階的に上昇させるように構成したことを特徴とするトラクタとする。また、トラクタ前記第二限界負荷値Ｇ２を超えて作業機３０を上昇させるにあたり、牽引負荷の増加率が一定値以上の場合に段階的に上昇させるように構成したことを特徴とするトラクタとする。
【選択図】図４

Description

本発明は、トラクタで牽引する地中作業機で耕耘やプラウ作業を行っている時に圃場の硬さによって地中作業機の牽引負荷が異状に増大した際に機体各部に無理が生じて破損するのを防ぐトラクタの負荷制御装置に関する。

トラクタの負荷制御装置は、地中作業機の牽引負荷が一定限界値を超えると作業機を地中から上昇させて作業を中断するようになっている。

例えば、特開平９−２７５７０８号公報には、エンジンの回転数が所定の範囲内に維持されるよう作業機を昇降して牽引負荷を一定以下にする負荷制御が記載されて、牽引負荷が増大してエンジン回転数が下限値を下回るようになると、一定時間だけ作業機を上昇する負荷制御となっている。

特開平９−２７５７０８号公報

前記のトラクタの負荷制御装置は、負荷制御によって牽引負荷が所定の限界値を超えると作業機を急上昇させて牽引負荷を軽減しようとするが、特にプラウ作業中に鋤を急上昇するとかえって鋤が土中に食い込んで牽引負荷がさらに増大して機体に無理がかかることが有る。機体に無理がかかると、セミクローラ型トラクタではクローラが歯飛びして外れたりするのである。

本発明は、作業中に牽引負荷が所定限界値になるまでに牽引負荷の軽減制御を行うことで負荷の急激な増加を防ぎ、作業機やトラクタの破損を避ける技術を提供することが課題である。

上記本発明の課題は、次の技術手段により解決される。

請求項１に記載の発明は、耕耘或いは耕起作業等を行う作業機（３０）を昇降可能に装着したトラクタ（１０）において、牽引負荷を検出する牽引負荷検出手段（２１）を設け、牽引負荷が所定の第一限界負荷値（Ｇ１）を超えると掘り下げを中止してその掘り深さを維持し、さらに第二限界負荷値（Ｇ２）を超えると作業機（３０）を上昇させるようにしたことを特徴とするトラクタとした。

請求項２に記載の発明は、前記第二限界負荷値（Ｇ２）を超えて作業機（３０）を上昇させるにあたり、段階的に上昇させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のトラクタとする。

請求項３に記載の発明は、前記第二限界負荷値（Ｇ２）を超えて作業機（３０）を上昇させるにあたり、牽引負荷の増加率が一定値以上の場合に段階的に上昇させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載のトラクタとする。

請求項１のトラクタによると、牽引負荷が第一限界負荷値Ｇ１に達すると、さらに掘り下げることによる負荷増大を避けてその掘り深さを維持し、さらに第二限界負荷値Ｇ２を超えると作業機３０を上昇させるようにしたので、牽引負荷の増大で直ちに作業が中断することなく、硬い圃場でも作業を継続することが多くなる。また、急激な作業機３０の上昇による負荷増大での機体や作業機の破損を防ぐ。

請求項２のトラクタで、第二限界負荷値Ｇ２で作業機を上昇させる際には、段階的に上昇することで上昇による牽引負荷の増大を緩和できる。

請求項３のトラクタで、第二限界負荷値Ｇ２での作業機の上昇中に牽引負荷の増加率が一定値以上の場合、すなわち急激な負荷増大が生じる場合のみ上昇の一時上昇停止をするので、負荷増大が少ない殆どの場合には迅速に作業機３０を上昇させて負荷軽減処理が行える。

ロータリ作業機を装着したトラクタの全体側面図である。プラウ作業機を装着した部分側面図である。制御ブロック図である。制御フローチャート図である。制御フローチャート図である。各種設定スイッチの正面図である。調整モードの調整方法と調整データの関連表である。調整値と表示ＬＥＤの点灯表示関係表である。第一実施例の分流弁の側断面図である。第二実施例の分流弁の側断面図である。第三実施例の分流弁の側断面図である。第四実施例の分流弁の側断面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に示す実施例を参照しながら説明する。

最初にトラクタの全体構成について説明する。トラクタ１０は、図１に示すように、ボンネット１内部にディーゼル式エンジン２を備え、このエンジン２の回転動力を、ミッションケース３内の主変速装置や副変速装置などの動力伝導変速機構を介して後輪４，４、または後輪４，４と前輪５，５へ伝達して走行する構成となっている。

ボンネット１の後部に設けるキャビン６内で、操縦席７の前方には、ステアリングハンドル８を突出するハンドルポスト９を設け、このハンドルポスト９のハンドル８下方には、作業機昇降用ワンタッチレバー１２や、前記エンジン１のアクセル位置を設定保持するアクセルレバーや前後進切換レバー１３を突出して設け、フロア上にはアクセルペダル１１を設けている。前記作業機昇降ワンタッチレバーの回動基部にはリミットスイッチ２４を設け、同リミットスイッチ２４のＯＮ毎に作業機３０を作業位置から非作業位置まで連続的に昇降する構成となっている。また、前後進切換レバー１３の回動基部にもリミットスイッチ３５を設け、前後進切換レバー１３が後進位置へ操作されるとＯＮする構成となっている。

トラクタ１０のミッションケース３後部には、作業機昇降用アクチュエータである油圧シリンダを内装するシリンダケース１４を備え、前記油圧シリンダのピストン伸縮によりケース左右に支持するリフトアーム１５を上下回動する構成となっている。また、車体後部には、トップリンク１６と左右のロワーリンク１７からなる三点リンク機構１８を設け、同三点リンク機構１８にロータリ作業機Ｒやプラウ作業機Ｐ等の各種地中作業機３０を連結する構成となっている。そして、図２に示すように、前記トップリンク１６の基部に歪みゲージ式のドラフトセンサ２１を設けて作業機３０の牽引負荷を検出し、リフトアーム１６の片側には、この回動基部にリフトアーム角センサ４０を設けている。なお、ドラフトセンサ２１は、左右のロワーリンク１７に設けても良い。

前記三点リンク機構１８にロータリ作業機Ｒを連結する時には、図１に示すように、ロータリカバー１９上部にポテンショメータ式のデプスセンサ２０を設け、リヤカバー１９の回動角度を検出することで耕深を検出する構成となっている。また、前記三点リンク機構１８に鋤３１からなるプラウ作業機Ｐを連結する時には、前記リフトアーム角センサ４０で鋤３１の突っ込み深さを検出する構成となっている。

前記操縦席７の側方には、前記作業機３０の高さを変更する作業機昇降レバー２２を設け、この昇降レバー２２の回動基部に操作位置を検出するポテンショメータ２３を設けている。また、昇降レバー２２のガイド近傍には、後述するエンジン回転制御装置の作動を入り切りするエンジン回転制御入切スイッチ、ドラフト制御装置の作動を入切する手段であるドラフト／デプス制御モード切換スイッチ２８、耕深設定器２９等の各種設定器を設けている。そして、前記各種検出器とセンサ及びスイッチは操縦席７下方の制御手段である作業機昇降用コントローラ２５等に接続する構成となっている。

これにより、後述する作業機昇降用コントローラ２５は、ドラフト制御モードで、作業機昇降レバー２２の設定作業深さとリフトアーム１５の設定角度とを一致させるように、作業機上昇用制御弁のソレノイド２６、或いは作業機下降用制御弁のソレノイド２７へ通電し、また、前記作業機昇降用ワンタッチレバー１２のＯＮ操作の度にリフトアーム角度を、作業機昇降レバーの位置と別途設定した上昇位置との間を連続的に昇降するポジション制御を行う構成となっている。

また、ロータリ作業機Ｒを連結し、ドラフト／デプス制御モード切換スイッチ２８がデプス制御モードに切替えられている時には、前記耕深設定器２９で設定された耕深値とデプスセンサ２０の検出値とが一致、または不感帯に入るように作業機を昇降するデプス制御を行う構成となっている。また更に、プラウ作業機Ｐを連結し、前記ドラフト／デプス制御モード切換スイッチ２８がドラフト制御モードに設定されている時には、ドラフトセンサ２１より検出される牽引負荷が一定以上となるとリフトアーム１５を一定量だけ上昇し、その後牽引負荷が低下すると再度元の作業位置に下降しさらに掘り下げるドラフト制御を行う構成となっている。

次に、トラクタ１０の制御系統について図３のブロック図に基づいて説明する。トラクタ１０には、作業機昇降制御を司る作業機昇降用コントローラ２５と走行関連の制御を司る走行用コントローラ３２とを備えている。そして両コントローラ２５，３２は、内部に各種信号を処理するＣＰＵと、これら信号情報を一時記憶するＲＡＭと、各種制御プログラム等を格納するＥＥＰＲＯＭ等を有する構成となっている。また両コントローラ２５，３２は、必要なセンサ情報や出力情報を通信可能に通信ラインにより接続した構成となっている。

作業機昇降用コントローラ２５は、この入力部に、作業機昇降レバー２２のポテンショメータ２３、作業機昇降用ワンタッチレバー１２のリミットスイッチ２４、リフトアーム角センサ４０、デプス／ドラフト制御モード切換スイッチ２８と、耕深設定器２９を接続して設けると共に、牽引負荷を検出する牽引負荷検出手段としてのドラフトセンサ２１若しくはデプスセンサ２０のカプラ４１Ａ，４１Ｂを択一的に接続するカプラ４１Ｃを接続する構成となっている。そして出力部には、リフトアーム１５を上昇、或いは下降する比例制御弁のソレノイド２６，２７を接続して設けている。

また、走行用コントローラ３２は、入力部に、アクセル位置センサ３３と、エンジン回転制御装置の作動を入切するエンジン回転制御入切スイッチ３４と、前後進切換レバー１３基部のリミットスイッチ３５とを接続して設けている。また、この出力部には、電動モータ３６と、前記主変速装置や副変速装置を切り替える制御弁のソレノイド３７Ａ・・・，３８Ｂ・・・等を接続して設けている。

図４は、ドラフト制御モードで作業機３０を下降させている場合の制御フローチャートである。

ステップＳ１で各センサやスイッチの制御データを読み込み、ステップＳ２で作業機昇降レバー２２によって作業機３０を下降にし、ステップＳ３で下降禁止制御中かの判定を行い、ＹＥＳ即ち禁止中であればステップＳ８で牽引負荷が第一限界負荷値Ｇ１よりも小さいかを判定し、ＹＥＳならばステップＳ９で下降禁止をリセット（キャンセル）し、ＮＯならばそのままでリターンする。
ステップＳ３の判定がＮＯならば、ステップＳ４で牽引負荷が第一限界負荷値Ｇ１より大きいかの判定を行い、ＹＥＳならばステップＳ５で下降禁止とし、ＮＯならばそのままでリターンする。

さらに、ステップＳ５の次に、ステップＳ６で牽引負荷が第二限界負荷値Ｇ２より大きいかの判定を行い、ＹＥＳならばステップＳ７で上昇出力を行ってリターンし、ＮＯならばステップＳ８の前に移行する。

図５は、牽引負荷が第二限界負荷値Ｇ２を超えて作業機３０を上昇させる場合の制御フローチャートである。

ステップＳ１０で各センサやスイッチの制御データを読み込み、ステップＳ１で牽引負荷の上昇出力中かを判定し、ＹＥＳであれば後述のステップＳ１６に移行し、ＮＯであればステップＳ１２の上昇出力停止フラグが有るかの判定に移る。

ステップＳ１２の判定がＹＥＳであればステップＳ２０で２００ｍｓの時間経過を待って、ステップＳ２１で上昇停止フラグを解除してリターンし、ＮＯであればステップＳ１３の牽引負荷の上昇出力要求が有るかの判定に移る。

ステップＳ１３の判定がＹＥＳであればステップＳ１４で上昇出力要求発生時のリフトアームセンサ値を記憶し、ステップＳ１５で上昇出力を行い、ステップＳ１６に移り、ＮＯであればそのままでリターンする。

ステップＳ１６ではリフトアームセンサ値の変化量が所定値より大きいかすなわち牽引負荷が増大しているかの判定を行い、ＹＥＳであればステップＳ１７に移り、ＮＯであればリターンする。

ステップＳ１７では牽引負荷の変化率が所定値より大きいかを判定し、ＹＥＳであればステップＳ１８で上昇出力停止フラグをセットし、ステップＳ１９で上昇停止する。ＮＯであればリターンする。

なお、牽引負荷が第二限界負荷値Ｇ２を超えることが有ると、警報を鳴らして作業者に走行停止を促すようにする。

図６は、操縦席７の側部に設ける各種設定スイッチの正面図である。

メモリ調整スイッチ４５、接続感度スイッチ４６、上げ調整ダイヤル４７、下げ速度調整ダイヤル４８、ブレーキ調整ダイヤル４９、調整表示ＬＥＤ５０、制御表示ＬＥＤ５１、ＡＴシフトスイッチ５２、オートアクセルスイッチ５３、バックアップスイッチ５４、オートリフトスイッチ５５、デセラスイッチ５６、オーと切換スイッチ５７、オートブレーキスイッチ５８、調整設定スイッチ５９、３Ｐ切換スイッチ６０、水平切換スイッチ６１、耕深調整ダイヤル６２を設けている。

なお、ＡＴシフトスイッチ５２は、自動変速のＯＮ／ＯＦＦを行うスイッチで、停止中か例え走行中でも副変速が高速位置でないかの条件下で作動する。

各制御の感度調整は、エンジン２の回転が８００ｒｐｍ以下の状態即ち走行停止状態で調整設定スイッチ５９を押しさらに図７のＡ３或いはＡ４の欄の操作をしてＡ２のＬＥＤを点灯することで、各調整スイッチや調整ダイヤルを操作してＡ５の制御データを調整可能になる。但し、デセラポイントデータは現在のリフトアームセンサ値をデセラポイントとしてＥＥＰＲＯＭに記憶する。

感度の調整状態は、調整表示ＬＥＤ５０が図８の状態で表わしている。メモリ調整スイッチ４５のＵＰとＤＮを同時に押すと、調整表示ＬＥＤ５０の点灯状態を工場出荷時の設定に戻す。また、各調整を調整可能範囲外にすると、調整表示ＬＥＤ５０の全てのＬＥＤが点滅するようにしている。

調整の終了は、調整設定スイッチ５９を２秒押し続けることで行え、この時の調整状態がＥＥＰＲＯＭに記憶される。

図９は、油圧ブロック６５に取り付けた分流弁６６を示し、弁本体６９内に摺動可能に設けるスプール６７にオリフィス孔径のことなるオリフィスネジ６８を一個交換可能に取り付けている。この分流弁は、分流比を異ならせるにはオリフィスネジ６８を異なるオリフィスネジと交換すればよい。

図１０も分流弁で、弁本体７４に摺動可能に設けるスプール７５にオリフィス孔径の異なるオリフィスネジ７６を一個交換可能に取り付けている。

図１１は、油圧ブロック７３に直接スプール７０を設けた分流弁で、スプール７０の二か所にオリフィスネジ７１，７２を交換可能に取り付けて、このオリフィスネジ７１，７２をオリフィス孔径の異なるものと交換することで分流比を変更可能である。
図１２も分流弁で、弁本体７７に摺動可能に設けるスプール７８にオリフィス孔径のことなるオリフィスネジ７９，８０を二個交換可能に取り付けている。

上記の分流弁構成では、各オリフィスネジをオリフィス孔径の異なるものと交換することで分流比の異なる分流弁となるので、スプールに直接オリフィス孔を設けた従来の構成と比較すると製作コストを低下できる。

１０トラクタ
２１牽引負荷検出手段（ドラフトセンサ）
３０作業機
Ｇ１第一限界負荷値
Ｇ２第二限界負荷値

Claims

耕耘或いは耕起作業等を行う作業機（３０）を昇降可能に装着したトラクタ（１０）において、牽引負荷を検出する牽引負荷検出手段（２１）を設け、牽引負荷が所定の第一限界負荷値（Ｇ１）を超えると掘り下げを中止してその掘り深さを維持し、さらに第二限界負荷値（Ｇ２）を超えると作業機（３０）を上昇させるようにしたことを特徴とするトラクタ。
前記第二限界負荷値（Ｇ２）を超えて作業機（３０）を上昇させるにあたり、段階的に上昇させるように構成したことを特徴とする請求項１に記載のトラクタ。
前記第二限界負荷値（Ｇ２）を超えて作業機（３０）を上昇させるにあたり、牽引負荷の増加率が一定値以上の場合に段階的に上昇させるように構成したことを特徴とする請求項２に記載のトラクタ。