JP2781316B2 - 耕耘装置の昇降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行機体にリフトシリ
ンダにより駆動昇降自在にロータリー耕耘装置を連結
し、ロータリー耕耘装置の後カバーの角度変位に基づい
て実耕深を検出する実耕深検出センサの検出値と耕深設
定器による設定目標耕深とが合致するようリフトシリン
ダを制御する耕深制御手段を備えてある耕耘装置の昇降
制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記耕耘装置の昇降制御装置において、
従来では、例えば特開平４−７５５０４号公報に示され
るように、耕耘装置を吊り上げ上昇させた時の実耕深検
出センサの検出値を基準値として検出実耕深を補正する
よう構成したものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】上記従来構造は、耕耘
作業に伴って耕耘爪による掻き上げ土が付着して後カバ
ーの下方揺動限界が異なる位置になることがあっても、
耕耘装置の吊り上げ状態での検出値を基準として補正す
ることで、常に正確な実耕深を検出できるようにしたも
のである。ところが、上記従来構造においては、耕深制
御は常に後カバーの接地に伴う揺動角度の検出値に基づ
いて行われるので、例えば、圃場が泥濘であって走行機
体の車輪と共に耕耘装置の後カバー自身も軟弱な圃場面
内に沈み込んでしまい実耕深の精度よい検出が行えない
ことがある。そうすると、実耕深検出センサの検出値と
設定耕深とが一致することが無く耕耘装置が下降し続け
る結果、エンジンに対する作業負荷が過大となりエンジ
ンが頻繁に停止して作業能率が低下する弊害を生ずるも
のであった。本発明は上記不具合点を解消するととも
に、同一圃場内で土壌硬さに差があるような圃場であっ
ても、精度良く設定耕深に維持できるようにすることを
目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、冒
頭に記載した耕耘装置の昇降制御装置において、走行機
体の搭載エンジンの所定回転数を基準回転数とするエン
ジン負荷検出手段を設け、このエンジン負荷検出手段で
検出されるエンジン負荷が小さくなるようロータリ耕耘
装置を昇降制御すると共に、耕耘作業途中において、エ
ンジン回転数が前記基準回転数を越える状態が設定時間
以上継続すると基準回転数を再設定する基準回転数再設
定手段を備えてある点にある。

【０００５】

【作用】上記特徴によると、耕耘作業時にはエンジンの
所定回転数を基準回転数としてエンジン負荷検出手段が
エンジン負荷を検出し、この検出結果に基づいてエンジ
ン負荷が小さくなるようロータリ耕耘装置の昇降が行わ
れると共に、この耕耘作業途中にエンジンの回転数が前
記基準回転数を越え、この状態が設定時間以上継続する
と、基準回転数再設定手段が基準回転数を再設定するも
のとなり、これ以後には再設定された基準回転数に基づ
いてエンジン負荷検出手段がエンジンに対する負荷を計
測し、この負荷が小さくようにロータリ耕耘装置の昇降
制御されるものとなる。

【０００６】つまり、エンジン負荷に基づき、この負荷
が小さくなるようロータリ耕耘装置の昇降を行うので、
後カバーの沈み込み等が発生して不必要な耕耘装置の下
降を生ずるような圃場での作業時にもエンジンに対する
負荷を軽減してエンジン停止を未然に防止することがで
きると同時に、例えば、中央位置が畦際よりも軟かくな
っている圃場のように、畦際での作業より中央位置での
作業においてエンジン負荷が小さい圃場で作業を行う場
合には、畦際での作業と比較して中央位置での作業時の
エンジン回転数が上昇してエンジン負荷に基づく昇降制
御が不適正になるものの、本発明では、このようにエン
ジン回転数が上昇した状態が設定時間以上継続した場合
には、基準回転数を高速回転側に再設定することで、エ
ンジン負荷に基づくロータリ耕耘装置の昇降制御を適正
に行わせて実耕深を大きく変化させないものにできる。

【０００７】

【発明の効果】従って、圃場の途中で泥濘の部分が存在
する場合であっても、耕耘装置が沈み込みエンジンに対
して過大な負荷がかかるのを未然に防止して、頻繁にエ
ンジンが停止して作業能率が低下するといった弊害が発
生するのを抑制できるとともに、同一圃場内で圃場中央
での土壌硬さが畦際での硬さより軟かいような場合であ
っても、基準回転数を修正することで、適切なエンジン
回転数に維持させるよう制御して、実耕深が圃場中央で
大きく変化する等の弊害を未然に防止できるものとなっ
た。

【０００８】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図６
に乗用型耕耘機を示している。この耕耘機は乗用型走行
機体の後部にリンク機構１を介して昇降自在にロータリ
ー耕耘装置２を連結して、走行機体を操縦しながら圃場
の耕耘作業を行えるよう構成してある。この耕耘機は前
記ロータリー耕耘装置２による耕起深さ、即ち、実耕深
を設定値に維持すべく自動制御する構成としてある。つ
まり、前記リンク機構１における左右リンク３をリフト
シリンダＣＹにより横軸芯周りで昇降揺動駆動されるリ
フトアーム４によりリフトロッド５を介して吊り上げ、
耕耘装置２を駆動昇降させるよう構成するとともに、耕
耘装置２における後カバー６をロータリーカバー本体７
に横軸芯周りで揺動自在に枢支連結し、耕耘爪２ａの土
中への入り込みに伴う後カバー６の相対上下動量を実耕
深としてポテンショメータ式のカバー角センサＰＭ１に
より検出し、このカバー角センサＰＭ１による検出値が
ポテンショメータ式耕深設定器ＰＭ２により人為設定さ
れる設定耕深と合致するよう、リフトシリンダＣＹに対
する電磁式油圧制御弁Ｖを制御して実耕深を設定値に維
持するよう構成してある。又、耕耘装置２を下降した耕
耘作業位置と大きく上昇する非作業位置とに人為的に切
り換え操作するための昇降レバー８を備えるとともに、
リフトアーム４の対機体相対角度を検出するポテンショ
メータ式リフトアーム角センサＰＭ３を備えてある。

【０００９】そして、前記耕深制御作動において、圃場
が泥濘等であり走行機体の車輪が土中に沈み込み後カバ
ー６も伴に沈み込むような場合には、不必要な後カバー
６の沈み込みによるエンジン停止を未然に防止できるよ
う構成してある。詳述すると、図１に示すように、前記
電磁式油圧制御弁Ｖを供給電流量に対応して開度を比例
変更制御自在な電磁式比例流量制御制御弁で構成し、こ
の制御弁Ｖをマイクロコンピュータを備えた制御装置９
により駆動制御するよう構成するとともに、走行機体に
搭載されたエンジン１０の出力回転数を検出するエンジ
ン回転数センサＳ〔回転数検出手段の一例〕を設け、こ
のエンジン回転数センサＳの出力も制御装置９に与えら
れるよう構成してある。

【００１０】そして、前記制御装置９には、耕耘装置２
が設定目標耕深まで下降した際のエンジン回転数検出値
を基準回転数として、耕耘作業に伴って変化するエンジ
ン回転数と前記基準回転数との差と変化率とを演算する
演算手段Ａと、耕深設定器ＰＭ２による設定目標耕深
を、前記演算手段Ａにより演算される前記差と変化率よ
り、予め定まる特性〔例えばマップデータ〕に基づいて
回転数差が小さくなるように補正する補正手段Ｂ、補正
された新たなデータに基づいて、この補正目標耕深と実
耕深とが合致するようリフトシリンダＣＹを制御する耕
深制御手段Ｃ、耕耘作業途中において、エンジン回転数
Ｎが前記基準回転数を越える状態が設定時間以上継続す
ると補正手段Ｂによるデータ補正作動を停止させた後、
エンジン回転数の変化が小さくなるとそのときのエンジ
ン回転数を前記基準回転数ＮＥとして再設定する基準回
転数再設定手段Ｄとを制御プログラム形式で備えてあ
り、制御装置９は以下のように制御を実行する。

【００１１】図２〜図４に示すように、前記昇降レバー
８が上昇位置にあるときは上昇位置を維持し、耕耘装置
２が上昇位置にある状態から昇降レバー８が下降位置に
操作されると、そのときの耕深設定器ＰＭ２の出力ｂ
〔設定目標耕深〕、カバー角検出センサの出力ａ〔実耕
深〕、リフトアーム角センサＰＭ３の出力及びエンジン
回転数センサＳの出力の夫々を読み込み、リフトシリン
ダＣＹを下降作動させる〔ステップ１〜４〕。このと
き、下降速度は目標耕深ａと実耕深ｂとの偏差の量に応
じた速度になるよう比例制御する。そして、リフトアー
ム角度より判断して耕耘装置２が接地する直前において
下降速度を、前記比例制御に基づく速度よりも遅い下降
速度でゆっくり耕耘装置を接地下降させ、接地後はエン
ジン回転数の検出結果に基づいて、この検出回転数の変
化量と変化率に応じて、予め定まる特性により、下降速
度を制御してエンジン停止を防止する〔ステップ５、
６〕。カバー角検出センサＰＭ１による検出実耕深ａが
目標耕深ｂと合致すると、下降作動を停止する〔ステッ
プ７、８〕とともに、そのときのエンジン回転数Ｎ１を
基準回転数ＮＥとしてメモリ１１に記憶させる〔ステッ
プ９〕。尚、このときの検出回転数がエンジン停止する
直前のような低い回転数であるときは、予め設定される
最低設定回転数を基準回転数として記憶させる。そし
て、耕耘作業に伴って所定時間毎にそのときのエンジン
回転数Ｎと前記基準回転数ＮＥの差（ＮＥ−Ｎ）、及び
変化率ｄＮ／ｄｔとを演算し〔ステップ１０〕、演算さ
れた前記差と変化率より、予め定められる特性〔例えば
マップデータ〕に基づいてこの回転数差が少なくなるよ
うに設定目標耕深ｂの補正量Δｂを演算する〔ステップ
１１〕。このときのマップデータは所謂ファジー制御に
より設定される。次に、上記したように演算された補正
値Δｂにより設定目標耕深を補正した後の値ｂ１を新た
な目標耕深として設定して〔ステップ１２〕、この新た
な目標耕深ｂ１に基づいて、実耕深ａが目標耕深ｂ１と
合致するようリフトシリンダＣＹを制御して耕深制御を
行う〔ステップ１３〕。つまり、検出実耕深と補正目標
耕深との偏差に比例した作動速度となる流量が供給され
るよう偏差−流量マップ並びに流量−電流マップのマッ
プデータに基づいて、電磁制御弁Ｖに求められた電流を
供給するのである。

【００１２】そして、図５に示すように、耕耘作業が行
われるに伴ってエンジン回転数Ｎが前記回転数Ｎ１を越
える状態が設定時間Ｔ以上継続したことが検出されると
〔ステップ１４〕、その時点で上記補正作動を停止し
て、当初の設定目標耕深ｂに基づいて耕深制御が行われ
〔ステップ１５〕、その後、エンジン回転数Ｎが変化の
少ない安定した状態になると、そのときの回転数Ｎ２を
新たに基準回転数ＮＥとしてメモリに書き換え記憶させ
〔ステップ１６、１７〕、その後はこの新たな基準回転
数により補正制御と耕深制御が行われる。

【００１３】このような制御が行われる耕耘作業中に走
行クラッチが切り操作され、そのことがクラッチ検出ス
イッチＳＷにより検出されると、再度クラッチ入り操作
されるまで、そのクラッチ切り操作が行われた時点での
リフトアーム角度に維持固定する〔ステップ１８、１
９〕。又、途中でアクセルレバー１２が変更操作され、
アクセルレバー検出センサＰＭ４によりそのことが検出
されると、センサ検出値が安定した値になるまでは操作
が行われた時点でのリフトアーム角度を維持し、センサ
検出値が安定すると、予め定まるアクセルレバー１２の
変位量と無負荷回転数との機械的特性より初期無負荷回
転数Ｎ０と変更操作後の無負荷回転数Ｎ１との差を、前
記基準回転数ＮＥから差し引いて新たな基準回転数とし
て修正する〔ステップ２０〜２３〕。そして、このよう
な制御を枕地での上昇操作が行われるまで維持し、上昇
操作されると〔ステップ２４〕、新たな基準回転数ＮＥ
を再設定してこのような制御を実行する。前記ステップ
１０により演算手段Ａ（請求項１のエンジン負荷検出手
段として機能する）を構成し、前記ステップ１１、１２
により補正手段Ｂを構成し、ステップ１３により耕深制
御手段Ｃを構成し、ステップ１４〜１７により基準回転
数再設定手段Ｄを構成する。

【００１４】前記ステップ１１、１２において補正する
値は、設定目標耕深ｂに代えて実耕深ａを補正してもよ
い。

【００１５】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御ブロック図

【図２】制御フローチャート

【図３】制御フローチャート

【図４】制御フローチャート

【図５】制御特性図

【図６】耕耘機の全体側面図

【符号の説明】

２ ロータリー耕耘装置 ６ 後カバー １０ エンジン Ｃ 耕深制御手段 Ｄ 基準回転数再設定手段 Ｎ エンジン回転数 Ｔ 設定時間 ＣＹ リフトシリンダ ＮＥ 基準回転数 ＰＭ１ 実耕深検出センサ ＰＭ２ 耕深設定器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁶，ＤＢ名) A01B 63/00 - 63/12 G05D 1/08

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体にリフトシリンダ（ＣＹ）によ
   り駆動昇降自在にロータリー耕耘装置（２）を連結し、
   ロータリー耕耘装置（２）の後カバー（６）の角度変位
   に基づいて実耕深を検出する実耕深検出センサ（ＰＭ
   １）の検出値と耕深設定器（ＰＭ２）による設定目標耕
   深とが合致するようリフトシリンダ（ＣＹ）を制御する
   耕深制御手段（Ｃ）を備えてある耕耘装置の昇降制御装
   置であって、 走行機体の搭載エンジン（１０）の所定回転数を基準回
   転数（ＮＥ）とするエンジン負荷検出手段を設け、この
   エンジン負荷検出手段で検出されるエンジン負荷が小さ
   くなるようロータリ耕耘装置（２）を昇降制御すると共
   に、耕耘作業途中において、エンジン回転数（Ｎ）が前
   記基準回転数（ＮＥ）を越える状態が設定時間（Ｔ）以
   上継続すると基準回転数を再設定する基準回転数再設定
   手段（Ｄ）を備えてある耕耘装置の昇降制御装置。