JP3220336B2 - 農用トラクタの作業装置に対する昇降制御装置 - Google Patents

農用トラクタの作業装置に対する昇降制御装置

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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対地作業装置
を3点リンク機構を介して装着するとともに、前記リン
ク機構をリフトシリンダで駆動し、前記対地作業装置を
昇降作動自在に構成してある農用トラクタの作業装置に
対する昇降制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来は、対地作業装置を走行機体に対し
て上昇操作する際に、常に一定の供給油量(単位時間当
たり)で行っていた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、3点リンク機
構においては、対地作業装置が上昇するにつれて、リン
ク比が大きくなり、リフトシリンダの伸縮量に対する対
地作業装置の上昇量が大きくなる傾向にある。したがっ
て、低い位置より上昇させる場合と高い位置より上昇さ
せる場合を比べてみると、同一の供給油量で上昇させて
も、高い位置より上昇させる程、図13に示すように、
リフトシリンダの内圧が大きくなっている分だけ、その
内圧に抗して給油すると、圧力変動が激しく、ショック
やシャクリが発生し易くなっていた。本発明の目的は、
高い位置より上昇させる場合であっても、ショックやシ
ャクリの少ない上昇作動を行える制御形態を採ることの
できるものを提供する点にある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明による特徴構成
は、前記リフトシリンダに給油する供給手段を設け、前
記供給手段による単位時間当たりの供給油量を、前記対
地作業装置の上昇開始位置が高い位置にある場合には、
低い位置にある場合に比べて、少なくする調整手段を設
けている点にあり、その作用効果は次の通りである。
【0005】
【作用】つまり、調整手段によって、高い位置より上昇
させる場合においては、供給油量を少なくして、ショッ
ク等の少ない状態で上昇作動させるとともに、低い位置
より上昇させる場合は高い場合に比べて供給油量を多く
して、リンク比が小さい状態であっても、迅速な上昇を
行えるようにする。
【0006】
【発明の効果】これによって、対地作業装置を上昇開始
位置に拘わらず、ショック等の少ない上昇作動を行わせ
ることができるにいたった。
【0007】
【0008】
【実施例】
〔第1実施例〕図1に示すように、走行機体の後部に左
右一対のロアーリンク1及びトップリンク2から成る3
点リンク機構3を介して昇降自在にロータリー耕耘装置
4を連結して農用トラクタを構成してある。走行機体の
ミッションケース5の上部に配備したリフトシリンダC
Y1により昇降駆動する左右一対のリフトアーム6によ
りリフトロッド7を介して各ロアーリンク1を吊り上げ
支持するようにして、リフトシリンダCY1を伸縮駆動
することで前記耕耘装置4を昇降駆動するよう構成して
ある。又、一方のリフトロッド7をローリングシリンダ
CY2により伸縮自在に構成し、ローリングシリンダC
Y2を駆動することで、耕耘装置4の対機体左右傾斜姿
勢を変更できるよう構成してある。トップリンク2は走
行機体に対して大型のブラケット18を介して取り付け
られており、その全長は短く、耕耘装置4を上昇作動さ
せた際に、リンク比が大きくなり、平行四連リンク機構
を採用した場合に比べて上昇限近くで耕耘装置4が機体
に近接するようにしてある。
【0009】この農用トラクタは、耕耘作業においてロ
ータリー耕耘装置4による耕耘深さが設定値に維持され
るようリフトシリンダCY1を駆動制御する自動耕深制
御、耕耘装置4の対機体高さをポジションレバー8によ
る設定高さに維持させるべくリフトシリンダCY1を駆
動制御するポジション制御、及び、走行機体の左右傾斜
にかかわらず耕耘装置4の傾斜状態を設定状態に維持す
るローリング制御の夫々の制御が行われるよう構成して
ある。つまり、図2に示すように、機体操縦部に設けら
れた前後揺動自在なポジションレバー8の操作位置を検
出するポテンショメータ型ポジション設定器9、リフト
アーム6の回動角度を耕耘装置4の対機体角度として検
出するポテンショメータ型リフトアーム角センサ10、
耕耘装置4の後部に横軸芯X周りで揺動自在に設けられ
る後部カバー11の耕耘深さに対応する上下揺動量を検
出するポテンショメータ型耕深検出センサ12、機体操
縦部に配備されるポテンショメータ型耕深設定器13の
夫々の出力がマイクロコンピュータを備えた制御装置1
4に与えられる。そして、ポジションレバー8の操作位
置がポジション操作域Aにあれば制御装置14が上記ポ
ジション制御を実行し、耕深制御域Bにあれば上記耕深
制御を実行するよう制御する。つまり、ポジション設定
器9の設定値とリフトアーム角センサ10の検出値が合
致するようリフトシリンダCY1に対する電磁比例制御
弁V1を切り換え制御することでポジション制御を行
い、耕深検出センサ12の検出値が耕深設定器13の設
定値と合致するよう電磁比例制御弁V1を切り換え制御
することで自動耕深制御が行われる。
【0010】次に耕耘装置のローリング制御について説
明する。走行機体に絶対水平姿勢からの左右傾斜角を検
出する傾斜センサ15を設けるとともに、操縦部にポテ
ンショメータ型傾斜設定器16を設け、リフトアーム角
センサ10の検出値が所定の設定値以上であり耕耘装置
4が大きく対地上昇しているときは、耕耘装置4が対機
体平行姿勢になるように、機械的特性より予め定まる伸
縮量になるよう前記制御装置14がローリングシリンダ
CY2に対する電磁比例制御弁V2を切り換え平行制御
を実行する。ローリングシリンダCY2の作動状態は図
示しない操作ワイヤを介して連係され、機体側に配備さ
れるポテンショメータ型ストロークセンサ17により検
出されフィードバックされる。又、リフトアーム角セン
サ10の検出値が所定の設定値以下であり耕耘装置4が
作業接地状態であるときは、耕耘装置4が、傾斜設定器
16による設定姿勢になるように電磁比例制御弁V2を
切り換えローリング制御を実行する。
【0011】次に、ロータリー耕耘装置4の昇降にかか
るリフトシリンダCY1に対する給油制御について説明
する。上記したように、3点リンク機構3においては、
トップリンク2が短くなっているので、耕耘装置4が走
行機体に対して上昇する程、所謂リンク比が大きくなり
リフトシリンダCY1の伸縮量に対する耕耘装置4の昇
降割合が大きくなっている。したがって、上昇開始位置
が高い位置にある程シリンダ内圧が高くなり、給油速度
が同じであると、ショックが発生し易い。そこで、次の
ような制御形態を採る。図3に示すように、上昇指令が
あると(#1)、上昇開始位置の高低(c,b,a)を
リフトアーム角センサ10によって判断し(#2)、高
い位置にある程目標流量を小さくする(#3〜5)。そ
うすると、図5〜図7に示すように、上昇開始位置に関
係なくシリンダ内圧の変動が抑えられて、ショックやシ
ャクリ現象が少なくなる。このように上昇開始位置によ
って流量を変更する手段を供給油量の調整手段といい電
磁比例制御弁V1が主としてその機能を担うことにな
る。その制御形態としては、PWM方式により電流を制
御して供給量を調整する。
【0012】〔第2実施例〕次に、耕深制御からポジシ
ョン制御に切り換えた場合に第11図に示す如く耕耘窪
みを少なくする制御形態について説明する。つまり、耕
深制御状態からポジション制御によって耕耘装置4を地
表面より上方に持ち上げる場合には、リフトシリンダC
Y1への給油量を、通常のポジション制御で上昇作動す
る場合に比べて小さくするようにする。そこで、図12
に示すように、制御のフローを参考に説明すると、耕深
制御状態からポジションレバー8の操作によってポジシ
ョン制御が開始されると(#11,12)、ポジション
設定値Pが耕深目標値Dより大きいか否かを判断し、耕
耘装置4が地表面上に出るか否かを見る(#13)。そ
して、地表面上に出ることになれば、耕深位置から地表
面を離れるまでの間、給油量を小さくして緩速上昇す
る。地表面を離れる位置は、ポジション制御が開始され
る時点のリフトアーム角θR と耕深目標値Dより耕耘爪
が地表面より離れる際のリフトアーム角θGを求め、こ
のリフトアーム角の変化によって分かる。地表面を脱出
すると通常のポジション制御の給油量による急速上昇が
行われる(#14,16,17,18)。地表面より離
れることがなければ、通常のポジション制御の給油量に
よる急速昇降が行われる(#15)。
【0013】次に電磁比例制御弁V1のショート検出方
法について説明する。図8に示すように、電磁比例制御
弁V1のコイル20のアース側に電流検出抵抗21を接
続し、この抵抗21の両端電圧を検出することによっ
て、ショート状態を検出していた。つまり、電磁比例制
御弁V1を駆動する場合においてはPWM制御を行い、
デューティ比を決定するにあたっては前記両端電圧の一
周期分の積算電圧が目標値に収束するように制御してお
り、目標電流に対してデューティ比が小さいことでショ
ート状態を検出していた。しかし、バッテリの電圧や電
線等の抵抗によってショートした場合においてもデュー
ティ比は小さくはならなかった。そこで、一定周期(約
10msec)で検出電圧をサンプリングし、検出電圧が零
か、図10に示すように、一定電圧が一定時間連続した
場合においては、ショートしていると判断し、警報を発
する。正常な場合の検出電圧は図9に示すようになる。
尚、電流値は検出電圧の面積で表示される。
【0014】〔別実施例〕第1実施例に対する別実施例
を記述する。 (1) 上昇開始位置によって、供給油量を調整する構成
としては、第1実施例において3段階に区分して調整を
行ったが、勿論、2段階に分けて行ってもよく、かつ、
4段階、5段階と区分けを増やし最終的には無段階で行
ってもよい。尚、二段階に分けて行う場合には、上昇開
始位置が圃面内である場合と、圃面上方である場合とで
区分してもよい。 (2) 供給油量を調整する手段としては、電磁比例制御
弁V1を使用したが、他の減圧弁や電磁弁等を利用した
もの、或いは、可変型の流量ポンプを併用したものであ
ってもよい。 (3) リフトシリンダCY1に給油する供給手段として
は、電磁比例制御弁V1と油圧ポンプとをいう。第2実
施例に対する別実施例について記述する。 (4) 耕耘装置4が地表面より離れるか否かを検出する
方法としては、後部カバー11に連係する耕深検出セン
サ12の検出値を利用してもよい。後部カバー11が揺
動しなくなる位置は予め分かっているので、その値を利
用すればよい。 (5) 耕耘装置4が地表面より離れるか否かを検出する
方法としては、耕耘装置4の駆動力を検出するセンサを
設け、消費動力が急激に減少する場合に、耕耘装置4が
地表面を離れる時点とする。 (6) 第2実施例に対応する制御形態としては、通常の
ポジション制御における場合以外に、次のような強制昇
降制御についても適用できる。つまり、ロータリ耕耘装
置4を機体に対する所定の高さまで一気に上昇操作する
昇降スイッチ19(プッシュオンプッシュオフ型式)を
備え、この昇降スイッチ19を押して入り操作すると、
前述のポジション制御手段及び自動耕深制御手段に優先
して昇降用の電磁比例制御弁V1が操作されて、耕耘装
置4が機体に対する所定の高さまで一気に上昇操作され
るのであり、昇降スイッチ19をもう一度押して切り操
作すると、耕耘装置4が元の位置にまで下降操作され
て、前述のポジション制御手段又は自動耕深制御手段の
状態に戻る。この場合、昇降スイッチ19を押して入り
操作して、耕耘装置4を上昇操作する際に、地表面上に
上昇させる場合には、緩速上昇作動させる。
【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】農用トラクタの後部を示す側面図
【図2】制御構成図
【図3】耕深制御からポジション制御に移行した場合の
昇降シリンダへの目標流量の選定を示すフロー図
【図4】作業装置の高さに対する昇降シリンダの内圧を
示すグラフ
【図5】作業装置を低い位置から上昇させる目標流量を
示すグラフ、この時の上昇開始時点の内圧は図4に示し
ている
【図6】作業装置を中間位置から上昇させる目標流量を
示すグラフ、この時の上昇開始時点の内圧は図4に示し
ている
【図7】作業装置を高い位置から上昇させる目標流量を
示すグラフ、この時の上昇開始時点の内圧は図4に示し
ている
【図8】電磁比例制御弁のショートを検出する回路
【図9】正常な作動を行っている場合の電圧特性
【図10】ショートしている場合の電圧特性
【図11】作業装置を緩速作動で昇降させる場合の耕耘
窪みが形成されない状態を示す側面図
【図12】耕深制御からポジション制御へ移行する際の
制御形態を示すフローチャート
【図13】作業装置が高い位置にあって目標流量を図5
に示す流量と同じだけを流した場合のショックが発生す
る状態を示すグラフ
【符号の説明】
3 3点リンク機構 4 対地作業装置 9 ポジション設定器 CY1 リフトシリンダ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A01B 63/10 - 63/114

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 走行機体に対地作業装置(4)を3 点リ
    ンク機構(3)を介して装着するとともに、前記リンク
    機構(3)をリフトシリンダ(CY1)で駆動し、前記
    対地作業装置(4)を昇降作動自在に構成してある農用
    トラクタの作業装置に対する昇降制御装置であって、 前記リフトシリンダ(CY1)に給油する供給手段を設
    け、前記供給手段による単位時間当たりの供給油量を、
    前記対地作業装置(4)の上昇開始位置が高い位置にあ
    る場合には、低い位置にある場合に比べて、少なくする
    調整手段を設けている農用トラクタの作業装置に対する
    昇降制御装置。
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