JP2559890B2 - 昇降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、走行機体に対して昇降自在に連結されるロ
ータリ耕耘装置の昇降制御装置に関する。

〔従来の技術〕

上記昇降制御装置において、従来では、例えば特開平
２−20207号公報に開示されているように、ロータリ耕
耘装置を上限近くまで大きく上昇させた後、耕起レベル
ま下降させる場合、途中の所定レベルまで高速で耕耘装
置を下降させるとともに、前記所定レベルに達した後
は、下降速度を低減させて緩速で圃面内に入り込むよう
に構成したものがあった。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来構造は、所定レベルまで素早く下降させて作
業能率の低下を招くことなく、圃面突入速度を緩やかに
してエンジンに対する過負荷の発生防止等を図ったもの
である。

ところが、上記従来構造においては、前記減速速度は
前記所定レベルから耕起作業レベルに至るまで一定に構
成される結果、設定耕深の違いや土質の違いにより、耕
起土の盛り上がりが大きくなり、耕耘仕上がりが均平で
なくなって枕地耕耘の際に機体が大きく傾いてしまう等
の弊害や、エンジンに対する過負荷防止が充分でない場
合もあった。

本発明は合理的改良を加えることで、上記不具合点を
解消することを目的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の請求項１にかかる昇降制御装置は、ロータリ
耕耘装置を昇降駆動する油圧アクチュエータの作動速度
を、供給される電流値に基づいて設定する電磁比例制御
弁と、前記耕耘装置の対機体高さを検出する第１検出手
段と、前記耕耘装置の後カバーの相対揺動角に基づいて
耕耘装置の実耕深を検出する第２の検出手段と、前工程
での耕耘作業における前記第２検出手段による耕深値と
前記第１検出手段による検出値とに基づいて、前記耕耘
装置の耕耘爪が接地し始める時点での前記第１検出手段
の目標検出値を演算する手段と、前記耕耘装置が前記目
標検出値に対応する位置から前記後カバーが接地状態を
検知し始める位置に至るまでは、前記電磁比例制御弁に
対して第１設定電流を供給する状態を維持する第３電流
制御手段と、前記耕耘装置が、後カバー接地開始位置か
ら設定耕深に至るまでは、前記第１設定電流よりも小さ
な第２設定電流を前記電磁比例制御弁に供給する第４電
流制御手段とを備えてあることを特徴構成とする。

また、本発明の請求項２にかかる昇降制御装置は、請
求項１記載のものにおいて、前記演算手段による前記目
標検出値よりも上位に設定される所定の設定値に対応す
る位置から前記目標検出値に対応する位置に至るまで
は、現在レベルと目標レベルとの偏差に基づいて、この
偏差が大きいほど前記耕耘装置の下降速度を高くするべ
く前記電磁比例制御弁への供給電流を制御する第２電流
制御手段を備えてあることを特徴構成とする。

さらに、本発明の請求項３にかかる昇降制御装置は、
請求項２の記載のものにおいて、前記耕耘装置を、上限
位置から前記設定値に対応する位置に至るまでは、前記
電磁比例制御弁に対して最大電流を供給する第１電流制
御手段を備えてあることを特徴構成とする。

〔作 用〕

本発明の請求項１にかかる構成によれば、枕地等にお
いて耕耘装置を上昇させて旋回した後、下降させる際
に、先ず、前工程における実耕深及び耕耘装置の対機体
高さのデータ並びに機械的特性、寸法等から耕耘爪の接
地し始める目標検出値を演算しておく。そして、その目
標検出値より上方から耕耘装置を下降させてきても、そ
の耕耘装置の耕耘爪が接地し始めるところから後カバー
が接地し始める間において、電磁比例制御弁に供給され
る第１設定電流を適宣低く設定することで、所定の低速
で耕耘装置を下降させるものであるから、第３電流制御
手段によって緩やかに土に下降させることができる。こ
れにより、耕耘爪の土中への突入によるエンジン負荷の
増大を抑制でき、その後、設定耕深に至るまでは第４電
流制御手段によって、より緩やかに耕耘装置を下降させ
るので耕起土の後方盛り上がりを少ないものに抑制でき
る。

そして、本発明の請求項２記載の構成によれば、演算
手段で演算されて設定した目標検出値よりも上位に設定
される所定の設定値に対応する位置から前記目標検出値
に対応する位置に至るまでは、現在レベルと目標レベル
との偏差に基づいて、この偏差が大きいほど耕耘装置の
下降速度を高くするべく電磁比例制御弁への供給電流を
制御する第２電流制御手段を備えてあるから、下降させ
ていく際に耕耘装置の耕耘爪が圃場の土中に突入するま
でに耕耘装置がかなりの程度低速で下降するようにその
下降速度を耕耘爪が地面に接する近くまで減速する減速
範囲を設定することになって、その地面近くよりも上方
に減速下降範囲を設定するのよりも、高速で下降させる
範囲を比較的大きくとれるので迅速に下降させることが
可能となる。又、枕地で上昇させた状態の耕耘装置を作
業開始するため下降させるのに、前工程での上昇させる
直前の耕耘装置の対機体高さに基づいて、その対機体高
さを特定の目標位置として下降させることも考えられる
が、この場合、枕地近くでは、例えば機体が畦等に乗り
上げたりする等、機体の前後方向での傾斜が比較的大き
い状態となって通常の耕耘作業時とは耕耘装置の対機体
位置がずれているため、耕耘装置の下降速度を徐々に減
速するときの減速終了位置が地面より上方になったり、
逆に地面より下方になったりする虞れがあり、耕耘装置
の下降時の減速終了目標位置を精度良く設定できるもの
でないが、本発明の請求項２の構成によれば、前工程で
の耕耘作業がなされている状態での実測値に基づいて徐
々に減速するその減速終了位置を一つの下降速度制御の
目標位置として設定することで徐々に減速するその減速
終了位置を精度良く設定するとともに、その減速終了位
置へ良好に徐々に減速するための減速の開始位置をその
目標位置に基づいて設定することで、良好な減速制御が
行える。

本発明の請求項３の構成によれば、耕耘装置を、上限
位置から前記設定値に対応する位置に至るまでは、電磁
比例制御弁に対して最大電流を供給する第１電流制御手
段を備えてあるから、地面に対して良好に減速する状態
で耕耘装置を下降制御できるものでありながら、耕耘装
置の下降速度を減速させるまでの間最大下降速度で下降
させることになって、耕耘装置の下降作業にかかる全体
的な時間を比較的短いものにできる。

〔発明の効果〕

従って、本発明の請求項１の構成によれば、耕耘爪が
圃場へ突入するときから後カバーが地面に接するのを検
出するまでの間、所定の下降速度で下降させることで、
さらに後カバーが地面と接してから所定の耕深位置まで
の間はかなり低速で耕耘装置を下降させるから、土質の
違いにかかわらずその下降時において耕耘爪で耕起され
る土の後方盛り上げを可及的に少ないものに抑制できる
とともに、エンジンに対する過負荷の発生を確実に低減
でき、ダッシングやショックの低減も図れる。

そして、本発明の請求項２の構成によれば、耕耘爪が
接地し始める箇所近くを、耕耘装置の下降速度を徐々に
減速していく減速終了位置を前工程での耕耘作業の実測
値に基づいて目標位置として設定し、さらにその目標位
置より上方にその徐々に減速する減速開始位置となる設
定位置を設けることで、精度良くかつ適正に耕耘装置の
下降制御が行える。

さらに、本発明の請求項３の構成によれば、耕耘装置
を減速開始するための設定位置までの下降速度を最大の
ものに設定することで、耕耘装置の下降作業にかかる全
体的な時間を比較的短いものにでき、よって、耕耘装置
の下降作業を能率的に行える。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第５図に示すように前後車輪（１），（２）を備えた
車体（３）の前部にエンジン（４）を配置すると共に、
車体（３）の後部に伝動ケース（５）を配置し、この伝
動ケース（５）の上部に左右一対のリフトアーム
（６）、及び、このリフトアーム（６）を昇降駆動する
リフトシリンダ（７）（油圧アクチュエータの一例）を
設け、このリフトシリンダ（７）の上方位置における、
左右のリヤフェンダー（８）の間に運転座席（９）を設
けて農用トラクタを構成する。

この農用トラクタの後端には２点リンク機構（10）を
介してロータリ耕耘装置（11）が連結され、この２点リ
ンク機構（10）と前記リフトアーム（６）とを左右一対
のリフトロッド（12）で吊下げ状態に支持することで、
このロータリ耕耘装置（11）は前記リフトシリンダ
（７）の駆動による昇降し、更に、一対のリフトロッド
（12）のうち一方に複動型のローリングシリンダ（13）
が介装されることで、このロータリ耕耘装置（11）はロ
ーリングシリンダ（13）の駆動により前後向き軸芯
（Ｘ）周りにローリング作動するよう構成してある。

この昇降作動、及び、ローリング作動を行うための油
圧系は第４図の如く表され、この系は、前記エンジン
（４）で駆動される油圧ポンプ（14）、流量制御用のフ
ロープライオリティ弁（15）、このフロープライオリテ
ィ弁（15）からの制御流を前記ローリングシリンダ（1
3）に供給する電磁弁（16）、フロープライオリティ弁
（15）の余剰流を前記リフトシリンダ（７）に供給す
る、あるいは、リフトシリンダ（７）の作動油を排出す
る電磁比例制御弁（Ｖ）を夫々を有して成り、この制御
弁（Ｖ）は、上昇制御用の第１弁（17）と、この第１弁
（17）を開閉するパイロット圧制御用の第２弁（18）
と、下降制御用の第３弁（19）と、この第３分（19）を
開閉するパイロット圧制御用の第４弁（20）と、リリー
フ弁（21）とで成り、ロータリ耕耘装置（11）を上昇側
に制御する場合には、第２弁（18）のソレノイド（18
a）に対して電流を供給すると共に、この電流値の調節
により、パイロト圧がこの電流値に対応して変化する結
果、この電流値と比例する弁の開度が得られ、又、ロー
タリ耕耘装置（11）を下降側に制御する場合には、前述
と同様に第４弁（20）のソレノイド（20a）に供給する
電流の電流値の調節により、この電流値と比例する弁の
開度が得られるように構成してある。

又、この農用トラクタでは、前記ロータリ耕耘装置
（11）を、地面を基準とした所定レベルまで昇降させる
自動耕深制御と、車体（３）を基準とした所定レベルま
で昇降させるポジション制御と、前後向き軸芯（Ｘ）周
りでの傾斜姿勢を設定するローリング制御との３種の自
動制御、及び、この３種の自動制御に優先して、ロータ
リ耕耘装置（11）を所定の対車体レベルまで上昇させる
強制上昇制御を行う制御装置を備えている。

この制御装置のうち自動耕深制御、ポジション制御、
強制上昇制御を行う系は第１図に示す如く構成され、こ
の構成では第５図に示すように、前記リヤフェンダー
（８）に設けたコントロールボックス（22）と耕深設定
ダイヤル（23）の設定位置を検出する第１ポテンショメ
ータ（24）と、ロータリ耕耘装置（11）の揺動型の後カ
バー（11a）の揺動量からロータリ耕耘装置（11）の対
地レベルを検出する第２ポテンショメータ（25）［第２
検出手段の一例］とで自動耕深制御の設定系とフィード
バック系とが構成され、又、運転座席（９）の側方に配
置されたポジションレバー（26）の設定位置を検出する
第３ポテンショメータ（27）と、リフトアーム（６）の
揺動量からロータリ耕耘装置（11）の対車体レベルを検
出する第４ポテンショメータ（28）［第１検出手段の一
例］とでポジション制御の設定系とフィードバック系と
が構成され、又、コントロールボックス（22）に強制上
昇制御を行わせる上昇スイッチ（29）が設けられてい
る。

尚、この強制上昇制御ではロータリ耕耘装置（11）が
所定レベルに達したことを前記第４ポテンショメータ
（28）からのフィードバック信号によって得ている。

又、これら４つのポテンショメータからの信号はA/D
変換器（30）を介して、マイクロプロセッサ（図示せ
ず）を備えた制御装置（31）に入力され、前記上昇スイ
ッチ（29）からの信号は制御装置（31）に直接入力さ
れ、この制御装置（31）は間歇パルス信号を出力してパ
ワートランジスタ（32），（32）を駆動することで、間
歇パルス電流が前記ソレノイド（18a），（20a）に供給
され、更に、このソレノイド（18a），（20a）に供給さ
れた電流の電流値を電圧値に変換する抵抗器（Ｒ）がソ
レノイド（18a）（20a）からの経路（33）に介装され、
又、このようにして変換された電圧値はフィードバック
経路（34）、A/D変換器（30）夫々を介して制御装置（3
1）にフィードバックされるよう構成してある。

又、この制御装置は前記間歇信号のデューサイクルの
調節により、前記ソレノイド（18a），（20a）に供給さ
れる電流の電流値の調節を行って、前記制御弁（Ｖ）の
開度の調節を行うように構成し、リフトシリンダ（７）
の作動速度を変更調節できるようにしてある。

次に、耕耘装置（11）を枕地で大きく上昇させて旋回
した後、再度下降させるときの制御装置（31）による昇
降制御動作について説明する。

第３図に示すように、耕耘装置（11）の上昇に先立っ
て、前工程における第２ポテンショメータ（25）及び第
４ポテンショメータ（28）の夫々の実測値及びリンク機
構（10）の特性から耕耘装置（11）の耕耘爪（11b）が
接地し始める対機体レベル（L₂）［目標検出値］を演算
する（ステップS₁,S₂）。そして、上昇スイッチ（29）
による強制上昇操作あるいはポジションレバー（26）の
操作による上昇操作が行われれば、耕耘装置（11）を上
昇駆動させ（ステップS₃,S₄）、旋回後、下降操作が行
われると（ステップS₄）、第１ポテンショメータ（24）
による設定耕深レベルを読込み（ステップS₆）、このレ
ベルに一致すべく、以降耕耘装置（11）を下降制御す
る。

つまり、第２図にも示すように、第４ポテンショメー
タ（28）の検出値が前記目標検出値（L₂）よりも高レベ
ルの設定値（L₁）に至るまで耕耘装置（11）が下降する
間は、電磁比例制御弁（Ｖ）に対して最大デューティ比
の駆動電流を供給し、高速で下降させる（ステップS₇,S
₈）。そして、前記設定値（L₁）から前記目標検出値（L
₂）に至るまでは、第４のポテンショメータ（28）のそ
の時点の検出値と目標検出値（L₂）との偏差（Δθ）に
対応してリフトシリンダ（７）及び電磁比例制御弁
（Ｖ）の特性に基づくマップデータから得られた特性に
よって供給電流（Ｉ）を決定し、徐々に下降速度を低下
させながら耕耘装置（11）を下降制御する（S₉,S₁₀,
S₁₁）。又、目標検出値（L₂）から後カバー（11a）が接
地し始めるまで、即ち、第２ポテンショメータ（25）が
設定レベル（Ｐ）を検出するまでは、前記マップデータ
に基づく最小電流（I₁）［第１設定電流］を供給して緩
やかに下降させる（ステップS₁₂,S₁₃）。後カバー（11
a）接地時点から設定耕深域（不感帯幅内）に至るまで
は、前記第１設定電流（I₁）よりも小さな第２設定電流
（I₂）を供給してさらに緩やかに下降させる（ステップ
S₁₄,S₁₅,S₁₆）。そして、その後は、第２ポテンショメ
ータ（25）の検出値が設定耕深域内に維持されるよう自
動耕深制御が実行される（ステップS₁₇）。

前記ステップS₂により演算手段（Ａ）を構成し、ステ
ップS₇,S₈により第１電流制御手段（Ｂ）を構成し、ス
テップS₉,S₁₀,S₁₁により第２電流制御手段（Ｃ）を構成
し、ステップS₁₂,S₁₃により第３電流制御手段（Ｄ）を
構成し、ステップS₁₄,S₁₅,S₁₆により第４電流制御手段
（Ｅ）を構成する。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする
為に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構
造に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る昇降制御装置の実施例を示し、第１
図は制御ブロック図、第２図は制御タイミングチャー
ト、第３図は制御フローチャート、第４図は油圧回路
図、第５図は農用トラクタ全体側面図である。 （７）……油圧アクチュエータ、（11）……耕耘装置、
（11a）……後カバー、（11b）……耕耘爪、（25）……
第２検出手段、（28）……第１検出手段、（Ａ）……演
算手段、（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ），（Ｅ）……電流制御
手段、（Ｖ）……電磁比例制御弁。

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ロータリ耕耘装置（11）を昇降駆動する油
   圧アクチュエータ（７）の作動速度を、供給される電流
   値に基づいて設定する電磁比例制御弁（Ｖ）と、前記耕
   耘装置（11）の対機体高さを検出する第１検出手段（2
   8）と、前記耕耘装置（11）の後カバー（11a）の相対揺
   動角に基づいて耕耘装置（11）の実耕深を検出する第２
   検出手段（25）と、前工程での耕耘作業における前記第
   ２検出手段（25）による耕深値と前記第１検出手段（2
   8）による検出値とに基づいて、前記耕耘装置（11）の
   耕耘爪（11b）が接地し始める時点での前記第１検出手
   段（28）の目標検出値を演算する手段（Ａ）と、前記耕
   耘装置（11）が前記目標検出値に対応する位置から前記
   後カバー（11a）が接地状態を検知し始める位置に至る
   までは、前記電磁比例制御弁（Ｖ）に対して第１設定電
   流（I₁）を供給する状態を維持する第３電流制御手段
   （Ｄ）と、前記耕耘装置（11）が、後カバー接地開始位
   置から設定耕深に至るまでは、前記第１設定電流（I₁）
   よりも小さな第２設定電流（I₂）を前記電磁比例制御弁
   （Ｖ）に供給する第４電流制御手段（Ｅ）とを備えてあ
   る昇降制御装置。
2. 【請求項２】前記演算手段（Ａ）による前記目標検出値
   よりも上位に設定される所定の設定値に対応する位置か
   ら前記目標検出値に対応する位置に至るまでは、現在レ
   ベルと目標レベルとの偏差に基づいて、この偏差が大き
   いほど前記耕耘装置（11）の下降速度を高くするべく前
   記電磁比例制御弁（Ｖ）への供給電流を制御する第２電
   流制御手段（Ｃ）を備えてある請求項１記載の昇降制御
   装置。
3. 【請求項３】前記耕耘装置（11）を、上限位置から前記
   設定値に対応する位置に至るまでは、前記電磁比例制御
   弁（Ｖ）に対して最大電流を供給する第１電流制御手段
   （Ｂ）を備えてある請求項２記載の昇降制御装置。