JP3563117B2 - 対地作業装置の対負荷制御構造 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、主として農業用トラクターや建設機械等の原動機付車輌に装着した、対地作業装置の牽引抵抗を一定に保持するための対負荷制御構成に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、トラクター等の対地作業装置を牽引する原動機付車輌においては、該対地作業装置を「深耕」「浅耕」等のように設定して、一定の土壌内深さに保持するポジション自動制御機能（耕深制御）と、一定の牽引抵抗を保持する牽引抵抗自動保持機能（負荷制御）とを併せ持つものが公知となっている。
一般に、牽引抵抗の少ない対地作業装置や、平坦で柔らかい土壌でのプラウ耕等には、土壌の硬さに左右されずに対地作業装置を一定高さに保持するよう、耕深制御がなされ、牽引抵抗の大きい対地作業装置や、平坦でない同質の土壌でのロータリー耕等では、負荷制御がなされる。
【０００３】
ここで、牽引抵抗自動保持機能（負荷制御）について説明する。
牽引駆動する対地作業装置が土壌深くで作業する状態であると、エンジン負荷が急激に重くなり、エンジン回転数の設定が少ない場合には、車輌におけるエンジン回転数復帰のための（電子）ガバナ制御も間に合わずにエンストしてしまう。
このような事態を避けるため、従来、トラクター等の対地作業装置を装着する原動機付車輌で、エンジン負荷の高い時に、時間のかかるガバナによるエンジン回転数復帰にさきがけて、対地作業装置を上昇させてエンジン負荷を低減するよう、エンジン負荷の検出に基づいて対地作業装置を昇降制御するものは公知となっている。
なお、エンジン負荷の検出は、従来、電子ガバナにおいて、アクセルの踏み操作に基づくエンジン回転数の設定値に対して実際のエンジン回転数が少ない場合に、その差異をエンジン負荷と見て検出している。
そして、このエンジン負荷を示す値であるエンジン負荷率ＲＳＦは、アクセルで設定し たエンジン回転数に対して、実際のエンジン回転数との数値の差のエンジン回転数を演算し、該差のエンジン回転数と設定エンジン回転数との比率として得た数値である。
即ち、エンジン負荷率ＲＳＦ＝（アクセル設定エンジン回転数−実際エンジン回転数）／アクセル設定エンジン回転数）〕と見て検出しており、対地作業装置の昇降制御においてもこれを利用していた。
【０００４】
更に、従来の対地作業装置を牽引するトラクター等の農業用移動車輌においては、車輌が耕盤の傾斜によって左右傾斜しても、対地作業装置がそれに追従して左右傾斜しないように、左右水平状に保持する制御アクチュエーターが設けられた構造のものが公知となっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
まず、前者のエンジン負荷検出に基づく対地作業装置の昇降制御構造において問題となるのは、昇降制御速度である。
従来のものは、標準的耕耘深さの時に適度に反応するように制御速度を設定しているが、この制御速度は、土壌内深さによって変動する。
まず、対地作業装置の高さを「深耕」に設定した場合、その位置を保持するだけで重負荷状態となっており、それ以上に負荷がかかった場合には、対地作業装置の昇降にかかる土壌よりの負荷が重いので、負荷軽減のための対地作業装置の上昇速度が遅くなり、ガバナによるエンジン回転数の復帰が間に合わず、エンストしてしまう。
逆に「浅耕」時には、土壌より受ける負荷が小さいので、エンジン負荷の減少に対して対地作業装置が急速に上昇して、いわゆる圃場表面にハンチング状態を生じ、後作業の播種作業では播種深さが一定でなくなるという弊害をもたらす。播種深さが一定でなければ、播種後の生育にもバラツキを生じ、その後の追肥や収穫においても問題を生じる。
また、ある一定の耕耘深さを設定した対地作業装置は、その耕耘深さを基準として上下するが、該耕耘深さよりも下降する際に、それが急激であれば、エンジン負荷率が一気に増大して、エンストの原因となるのである。
【０００６】
また、このような負荷制御における対地作業装置の昇降制御において、一定の昇降用許容幅が設定されなければならない。許容幅は、広く取るほど敏感な昇降制御となるが、この許容幅において、負荷率の増大する方に敏感に対地作業装置が昇降反応できる状態であれば、急激な昇降による負荷増大によって、エンストの危険性がある。
【０００７】
一方、従来の水平制御についても、反応速度の速すぎ、遅すぎによる問題がある。例えば、対地作業装置を、代掻き等、土壌すれすれに接地させた状態で作業をする時等には、水平制御速度があまりに速いとハンチングを生じるので、該速度を遅めに設定すると、今度は、深耕作業時に反応速度が遅く、即ち、左右水平制御が遅れるため、作業後の耕耘跡に左右傾斜が残るという事態をもたらす。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、以上のような課題を解決するため、次のような手段を用いるものである。
請求項１においては、エンジン負荷率の変化に対応して対地作業装置を昇降制御して、対地作業装置の牽引抵抗を一定に保持するよう構成した対地作業装置の対負荷制御構造において、牽引抵抗を重負荷に設定した時は、エンジン負荷率を演算する為の実際エンジン回転数の検出時間を短くし、軽負荷に設定した時は、該検出時間を長くした
ものである。
【０００９】
請求項２においては、請求項１記載の対地作業装置の対負荷制御構造において、作業状態の対地作業装置を土壌内に下降させ、エンジン負荷率における検出負荷率（Ｆ）が設定負荷率（ＦＳ）に一致した位置にてロータリーＲを停止させ、このリフト角センサー検出 値（ＬＳ）を基準高さと設定し、該基準高さにおける対地作業装置の一定の昇降幅αを設定し、該昇降幅αを、エンジン負荷率の増大する側において狭く、或いは無くしたものである。
【００１０】
請求項３においては、請求項１記載の対地作業装置の対負荷制御構造において、牽引する対地作業装置の左右傾斜を検出し、該対地作業装置を水平制御するよう構成し、前記エンジン負荷率が重負荷を示す時は、前記水平制御系の応答速度を上げ、軽負荷を示す時は該応答速度を下げたものである。
【００１１】
【作用】
牽引抵抗が重負荷である場合には、対地作業装置上昇のためのエンジン回転数の検出時間を短くすることで、少しのエンジン回転数の低下にも即座に対地作業装置を上昇することができてエンストを防止することができる。
一方、軽負荷の場合には、該検出時間を長くすることで、対地作業装置の上昇反応を鈍くし、あまり対地作業装置が負荷制御によって敏感に上下に振れないようにして、圃場表面におけるハンチングを防ぐことができる。
【００１２】
また、対地作業装置が目的負荷率となる高さを基準として昇降する如く構成した負荷制御において、昇降設定幅が、負荷率の増大する側において狭くなるようにしたので、対地作業装置が負荷率増大側に移動せず、急激なエンジン回転数低下を防止して、エンストを防止できる。
【００１３】
更に、左右水平制御においては、深耕状態である重負荷時に水平制御系の応答速度を速めることで、左右水平制御の遅れを引き起こさずにすみ、一方、「代掻き」等の浅耕状態である軽負荷時においては、応答速度を遅くすることで、過剰に対地作業装置を左右水平制御してハンチングを生じさせるのを防ぐことができる。
【００１４】
【実施例】
次に、添付の図面に示した実施例に基づいて、本発明の構成を説明する。
図１は、対地作業装置であるロータリーＲを牽引するトラクターＴＲの制御装置の配置を示す側面図、図２は、対地制御装置の昇降制御及び水平制御機構のブロック図、図３は、トラクターＴＲにおける昇降駆動機構（３点リンク）の後方斜視図、図４は、昇降用電磁バルブの油圧配管図、図５は、水平制御用電磁バルブの油圧配管図、図６は、ガバナＧの内部断面図、図７は、同じく側面図、図８乃至図１２は、耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御における入力信号の選択過程を示すフローチャートであって、図８は、負荷制御において、エンジン回転数検出時間を負荷率設定によって変更させる実施例を開示した図、図９は、負荷制御において、エンジン回転数検出時間をアクセル設定値によって変更させる実施例を開示した図、図１０は、負荷制御において、エンジン回転数検出時間を負荷率検出によって変更させる実施例を示す図、図１１は、負荷制御において、エンジン回転数検出時間をＰＴＯ変速段によって変更させる実施例を示す図、図１２は、図１０の実施例において、エンジンの設定回転数と最低許容回転数との差を負荷率検出値によって変更させる実施例を示す図、図１３は、図８乃至図１２のフローチャートに共通に続くフローチャートであって、耕深制御又は負荷制御における対地作業装置の昇降制御を示す図、図１４は、負荷制御において、基準のリフト角を設定する過程を示すフローチャート、図１５乃至図１８は、図１４に共通に続くフローチャートであって、図１５は、基準リフト角前後にリフト昇降幅αを設けた場合の図、図１６は、該リフト昇降幅αを感度調節ダイヤルにて調節可能とした場合の図、図１７は、負荷率増大側のリフト昇降幅を縮小補正した場合の図、図１８は、図１７の実施例で、負荷率増大側のリフト昇降を不可能とするようにも設定可能とした場合の図、図１９は、エンジン負荷率に対応して変更させる水平制御系の周波数応答速度を表示した図、図２０は、エンジン負荷率に対応して変更させる水平制御系の不感帯幅を表示した図、図２１は、エンジン負荷率に比例して水平制御系の応答速度を増大させる場合の相関グラフ、図２２は、傾斜センサー入力用ローパスフィルターの配線図、図２３は、水平制御において、エンジン負荷率に対応して応答周波数を変更する場合のフローチャート、図２４は、水平制御において、エンジン負荷率に対応して不感帯幅を変更する場合のフローチャート、図２５は、水平制御において、エンジン負荷率に対応して応答周波数を変更させるか、不感帯を変更させるかを選択可能とした場合のフローチャート、図２６は、水平制御において、エンジン負荷率に対応して応答周波数及び不感帯の両方を変更する場合のフローチャートである。
【００１５】
まず、対地作業装置を牽引する原動機付車輌として、農用トラクターについての全体構成を説明する。
トラクターＴＲは、後部の昇降駆動機構にてロータリーＲ等の対地作業装置を昇降可能に牽引するものである。
本実施例の昇降駆動機構は、図３の如く、トップリンク１２及び左右ロアリンク１３・１３よりなる３点リンク機構であって、その中の左右ロアリンク１３・１３を、リフトアーム１４・１４及びリフティングロッド１５・１５にて吊持している。
該リフトアーム１４・１４は、図４の如く、トラクターＴＲ内の昇降用電磁バルブＶ１（上昇（収縮）用電磁バルブＶ１Ｕ・下降（伸長）用電磁バルブＶ１Ｄ）の作動による油圧のリフトシリンダーＬＣの伸縮駆動にて上下回動駆動され、これにより３点リンク３Ｐが上下して、ロータリーＲを昇降させる。
また、図３の如く、左右リフティングロッド１５・１５の片方（本実施例では右リフティングロッド１５）に水平制御シリンダーＳＣが介設されていて、図５の如く、トラクターＴＲ内の水平制御用電磁バルブＶ２（右上げ（収縮）用電磁バルブＶ２Ｕ・右下げ（伸長）用電磁バルブＶ２Ｄ）の作動による該水平制御シリンダーＳＣの伸縮駆動にて、該シリンダーＳＣを介設するリフティングロッド１５の長さを変更し、これによって対地作業装置の左右傾斜を是正するのである。
【００１６】
トラクターＴＲ内の各種の操作器具や制御装置について説明する。
ボンネット内にディーゼルエンジンＥが搭載されていて、トラクターＴＲの走行駆動、及びＰＴＯ軸を介して対地作業装置であるロータリーＲの駆動に用いられる。該エンジンＥの回転数を設定するアクセルレバー２がハンドル付近に突設されており、エンジンＥの回転数をアクセルレバー２で設定した回転数にて一定に保持できるようにガバナ（電子ガバナ）１が配設されている。
ガバナ１の構造を簡単に図６及び図７より説明すると、エンジンＥの回転数は、アクセルレバー２にて燃料噴射量が設定されることに基づく（設定値は、アクセルレバー２基端部のアクセルセンサー２ａ入力値（ＡＳ）である。）。一方、ガバナ１において、図７の如く、実際のエンジン回転数を検出する回転数センサー１ａが設けられており、この差をエンジン負荷として読み取って、図６の如く、ラックアクチュエーター１ｂが摺動し、ラック位置センサー１ｃがラック位置を読み取って、これに基づき、燃料噴射量が、エンジン回転数の低下を補うべく増加される。ラックが基の位置に戻れば燃料噴射量は初期のアクセルにて設定した量に戻り、これを繰り返して、エンジン回転数を、アクセルにて設定した回転数に保持するのである。
【００１７】
次に、前記の３点リンクの昇降駆動制御について、図１の各装置及びセンサー配置図、及び図２のブロック図より説明する。
３点リンク駆動用の昇降用電磁バルブＶ１の出力信号は、対地作業装置制御コントローラＣより発せられるものである。該対地作業装置制御コントローラＣの入力手段のうち、まず、ロータリーＲを装着する３点リンクのリフト角度（高さ）を検出するリフト角センサー８があり、また、ロータリーＲにおいては、該ロータリーＲのリアカバーの前後回動角度を検出して、ロータリーＲの実際の耕深を検出する耕深センサーと、左右の傾斜角度を検出する傾斜センサーを併せ持つリアカバーセンサー９がある。
【００１８】
３点リンクの昇降制御として、まず、手動操作においては、ポジションレバー７がある。
このポジションレバー７は、ロータリーＲの高さを設定するものであり、該ポジションレバー７の操作角度を入力するポジションセンサー７ａの入力値を基にバルブ制御してリンク昇降を行い、リフト角センサー８の入力値と比較して、一致したら、目的のリフト高さになったとして、昇降用電磁バルブＶ１をＯＦＦするのである。
更に、ワンタッチ昇降スイッチ３が設けてあり、このスイッチを上昇設定すると、上昇最大位置まで自動的に対地作業装置が一気に上昇し、下降設定すると、下降最大位置まで自動的に対地作業装置が一気に下降するのである。
【００１９】
このような、昇降制御構造を持つトラクターＴＲにおいて、ロータリーＲを土壌内にセットし、作業状態とした場合、このロータリーＲを一定状態に保持する制御機構として、二つの制御機構がある。
即ち、対地作業装置の耕深を一定に保持する耕深制御機構と、対地作業装置の牽引抵抗を一定に保持する負荷制御機構である。様々な圃場条件や作業条件によって、どちらの制御機能を発揮させる方が有効かについて説明すると、例えば、水田の「荒起し」では、土壌深く耕耘し、耕深を一定にするよりはむしろ作業速度を要求されるので、耕深制御よりも負荷制御が有効である。
水田の「荒代」作りにおいては両制御を半々程度で発揮するとよい。そして、「代掻き」は、圃場表面を凹凸のない状態に保持する作業であり、負荷制御の要素は殆どなく、耕深制御のみか、一部耕深制御の要素を採り入れれば足りる。このように、各種の圃場条件及び作業条件に適合して有効な対地作業を施すには、耕深制御と負荷制御の混合制御で、両制御の出力比を自由に設定可能とすればよい。
【００２０】
そこで、図１、図２、図８乃至図１２の如く、負荷制御のみのＰ１・耕深制御のみのＰ２・負荷制御及び耕深制御の混合制御のＰ３の３段切換式の制御切換スイッチ５を設けている。
ここで、負荷制御用のリアカバーセンサー検出値（ＲＣＦ）、及び耕深制御用のリアカバーセンサー検出値（ＲＣＲ）について、Ｐ１設定時には前者検出値（ＲＣＦ）のみを、Ｐ２設定時には後者検出値（ＲＣＲ）のみを検出信号として入力するのである。
そして、Ｐ３設定時には、耕深制御用検出値（ＲＣＲ）の全体混合検出値に対する比率をＫＫ（ＲＣＲ：ＲＣＦ＝ＫＫ：１−ＫＫ）とし、両検出値の混合検出信号（ＲＣＲ×ＫＫ＋ＲＣＦ×（１−ＫＫ））を入力する（０＜ＫＫ＜１）。この混合比ＫＫは変更可能としてもよい。
【００２１】
このように耕深制御と負荷制御を切り換え、或いは混合制御できる状態において、図１、図２図示の負荷／耕深設定器４にて耕深、または負荷率を、例えば「浅耕」「中耕」「深耕」の３段階等に設定可能となっている。図１３は、耕深・負荷両制御において、負荷／耕深設定器４の設定値Ｓとリアカバーセンサー９の検出値との比較における昇降駆動機構制御用の昇降用電磁バルブＶ１の駆動制御について開示している。
この設定値Ｓは、まず、前記制御切換スイッチ５にて、耕深制御（Ｐ２またはＰ３）に設定した場合には、ロータリーＲのリアカバーの高さを示すものとなっており、この設定値Ｓとリアカバーセンサー９の検出信号ＲＳＲとの差異を基に、昇降用電磁バルブＶ１を制御して、昇降駆動機構（３点リンク）の昇降制御を行う。
一方、負荷制御（Ｐ１またはＰ３）に設定した場合においては、負荷／耕深設定器４における設定値Ｓは、エンジン負荷率ＲＳＦである。
該エンジン負荷率ＲＳＦは、エンジン負荷率ＲＳＦ＝（アクセル設定エンジン回転数−実際エンジン回転数）／アクセル設定エンジン回転数）で決定される。
この値を一定に保持すべく、負荷率が上昇した（エンジン回転数が下がった）ことを検出すれば、３点リンク３Ｐを上昇させ、エンジン負荷を下げてエンジン回転数を復帰させるのである。
【００２２】
次に、負荷制御について説明する。
負荷率の検出は、前記ガバナ１におけるエンジン回転数検出センサー１ａを用いる。
ここで、３点リンクの昇降作動は、図８のフローチャート中の制御切換スイッチ５をＰ１またはＰ３に設定した場合に示されるように、一定時間である検出時間Ｔの間、エンジン回転数の低下・増加が持続されていれば昇降起動するように制御されており、この検出時間Ｔは、設定負荷率Ｓが軽い（浅耕）ほど長く、重い（深耕）ほど短くなるように設定されている。
つまり、軽負荷の場合には、浅耕状態であるので、不必要に３点リンクが昇降することで却って圃場表面に凹凸がつき、また、少々の負荷率低下でもエンストの不安が軽いので、この場合には、検出時間Ｔを長く取ることで、ある程度長時間エンジン回転数の低下が続くほどの負荷増加でなければリフト上昇しないようにしている。
一方、重負荷の場合には、深耕状態で、そのままでもエンジン負荷が重い状態で、少しでも負荷が増加すれば、即座にリフト上昇するようにしなければ、エンジン負荷の低減が電子ガバナ制御では間に合わず、エンストしてしまうので、この場合には、検出時間Ｔを短くして、少しの時間でもエンジン回転数の低下が認められた時に、即座にリフト上昇させる。
このように、負荷率の設定値によって、エンジン回転数の検出時間を変更することにより、重負荷状態ではエンストが防止でき、軽負荷状態ではハンチングが防止できるのである。
【００２３】
なお、このように負荷／耕深設定器４による負荷率設定を基に、エンジン回転数の検出時間を変更する以外に、負荷率とは関係なく、単にアクセルレバー２の操作によるエンジン回転数の設定値（アクセルセンサーの設定値ＡＳ）が高い場合に検出時間Ｔを長く（低い場合に短く）する方法（図９図示）、或いは、実際の負荷率検出値の検出（ガバナ１における負荷率検出値ＲＣＳ）を基にする方法（図１０図示）がある。
いずれにせよ、重負荷時にはエンジン回転数検出時間Ｔを短くし、リフト上昇を敏感にしてエンストを防止し、軽負荷時には該検出時間Ｔを長くし、リフト上昇を鈍感にしてハンチングを防止するものである。
【００２４】
また、このエンジン回転数の検出時間ＴをＰＴＯ軸の回転数に対応させる実施例について、図１１のフローチャートより説明する。
従来のＰＴＯ軸は比較的低速回転で、負荷制御も充分に対応可能で、安定した対地作業が得られた。しかし、最近では、対地作業装置に高速駆動力を求めるようになり、ＰＴＯ軸も高速回転段が設定されて、この場合には、ちょっとした負荷変動にもエンジン回転数が敏感に変化し、対地作業装置の駆動力が変動するので、ハンチング状態となってしまう。
そこで、ＰＴＯ軸回転（図２中に示す、ＰＴＯ変速位置センサー１０の検出値ＰＳ_n ）が高速段に設定されている場合には、前記のエンジン回転数の検出時間Ｔを長くして、リフト上昇が敏速に対応するようにし、不必要な負荷制御によりエンジン回転数に変動が起きないようにしている。
一方、ＰＴＯ軸回転が低速段の場合には、できるだけ負荷制御を敏感にするように、該検出時間Ｔを短くする。こうしてＰＴＯ軸を高速回転時でも一定回転数に制御できるようにすることで、対地作業装置の高速駆動による安定作業ができるようになる。なお、対地作業には、ＰＴＯ軸を使用しないこともある（プラウ耕等）が、この場合にはエンジン回転数の検出時間が不定となるので、ＰＴＯ軸の中立時における一定のエンジン回転数検出時間も設定しておく。
【００２５】
次に、負荷制御におけるアクセル操作に伴うエンスト防止構造について説明する。
従来、負荷／耕深設定器４によるエンジン負荷率の設定は、アクセルレバー２によるエンジン回転数設定とは無関係、即ち、どんなにアクセルレバー２で低速に設定していても、エンジン負荷率をそれに対応して軽くしたりするようにはできていないので、低速にするとエンストしてしまう虞が多々あった。
そこで、アクセルレバー２の回動量を入力するアクセルセンサー２ａの設定値（ＡＳ）が高速回転を示している時は、当該設定値が低速回転を示している時よりも、許容最低エンジン回転数（負荷がかかった場合の最低回転数）（ＯＡＳ）と該アクセル設定値（ＡＳ）の差（ＳＲ）が大きくなるべく、該許容最低エンジン回転数を設定する。
即ち、負荷率設定の最小値と最大値との間で、該許容最低エンジン回転数（ＯＡＳ）が、アクセルセンサー設定値（ＡＳ）の一定割合（Ｋ）で設定されているが、この定数比（Ｋ）を、図１２の如く、アクセルセンサー値（ＡＳ）によって補正、つまり、アクセルセンサー値（ＡＳ）が小さいほど最低許容回転数（ＯＡＳ）との差（ＳＲ）を小さくして、エンジン回転数の低い場合に、最低許容回転数を相対的に高くしているので、エンストが防げるのである。
【００２６】
以上のような負荷制御構造においての対地作業装置の昇降幅の設定について図１４乃至図１８より説明する。
対地作業装置は、負荷率の増加が認められた時に即座に一定量上昇させ、また、負荷率が低下した場合には、牽引抵抗が少なく、作業量が不足することが考えられる（例えば、粉砕する土塊が粗くなる等）から、即座に一定量下降して、負荷率を復帰させる。
ここで、この昇降幅については、前記の対地作業装置制御コントローラーＣにおける、図１及び図２図示の感度調節ダイヤル６にて調節可能である。これは、目的の負荷率を得る対地作業装置（実施例ではロータリーＲ）の高さからの昇降幅を調節するものであって、大きく取れば、負荷制御のための対地作業装置は大きく上昇または下降し、小さく取れば、小幅で昇降する。この感度調節ダイヤル６で、例えば、小幅では負荷率（エンジン回転数）が復帰するに至らない場合には、少し昇降幅を増加させるという調節操作が可能である。
【００２７】
目的のエンジン負荷率、即ち、目的の牽引抵抗を得る対地作業装置の高さ設定について、図１４及び図１５より説明する。
まず、制御切換スイッチ５にて負荷制御に設定した後、負荷／耕深設定器４にて目的の負荷率を設定する（「深耕」「中耕」「浅耕」）と、３点リンク３Ｐが下降して、作業状態、即ちＰＴＯ軸伝動したロータリーＲを土壌内に挿入し、土壌作業によって得る負荷率（Ｆ）をガバナ１において検出し、設定負荷率（ＦＳ）と比較する。検出負荷率（Ｆ）が設定負荷率（ＦＳ）に満たない時、更にロータリーＲを下降させて、検出負荷率（Ｆ）が設定負荷率（ＦＳ）に一致した時に、その位置にてロータリーＲを停止させ、この時におけるリフト角センサー検出値（ＬＳ）を基準高さと設定して、一定の昇降幅αを設定する（最大上昇角ＬＳＵ＝ＬＳ−α・最大下降角ＬＳＤ＝ＬＳ＋α）。
更には、図１６の如く、この昇降幅αを、感度調節ダイヤル６にて調節設定する。
なお、目的負荷率を得る高さまでに対地作業装置を下降させる作業は、自動制御にて下降停止するようにしてもよく、また、作業者が、設定負荷率と検出負荷率の表示を見比べて対地作業装置を下降するという手動操作でもよい。この場合には、検出負荷率が設定負荷率に一致した時点でブザー等の警報が発令されるようにすれば一層よい。
【００２８】
ところで、負荷制御における対地作業装置の昇降幅は、上昇方向には大きく取っても負荷率の低下する方向（エンジン回転数を復元させる方向）であるから問題はないが、下降方向は、負荷率増大側であるから、あまり大きく下降幅を取ると、負荷率の急激な増大により、エンストを起こす危険がある。
そこで、図１７のように、負荷率の増大側（リフト下降側）には、対地作業装置の昇降幅αを縮小補正して、規制昇降幅ＫＤ（＝α／ｋ，ｋは２〜５程度）とするか、図１８のように、全く取らない（ＫＤ＝０）ようにし、負荷制御による対地作業装置の負荷率増大側に昇降（特に下降）しないようにする方法が考えられる。
また、負荷増大側に昇降幅ＫＤを設けるか、或いは全く設けないかを、図１８に示す如く、深耕許可スイッチ１１によって選択可能としており、スイッチＯＮ時には、深耕側への昇降ＯＫで、昇降幅ＫＤ内で昇降制御がなされ、スイッチＯＦＦ時には、深耕側への昇降は全く行われない。
【００２９】
次に、負荷率設定に対応する左右水平制御構造について、図１９乃至図２６より説明する。従来、代掻き等でハンチングを起こさないように、左右水平制御系の反応速度、即ち、前記の水平制御シリンダーＳＣの反応速度は、一律に遅く設定していたが、これでは、重負荷の深耕状態では反応が遅れ、左右傾斜が是正されないので、負荷率の大きい深耕状態では反応を速く、負荷率の小さい深耕状態では遅くなるようにする。
即ち、図２に示す如く、ガバナ１における負荷率検出値を耕深・水平制御用コントローラーＣに入力して、これに対応して水平制御シリンダーを伸縮駆動する電磁バルブ制御の反応速度を設定し、対地作業装置の水平制御を行うのである。
【００３０】
この反応速度を増減する方法として、まず、図２３の方法を説明する。
これは、ロータリーＲの前記リアカバーセンサー９における左右傾斜角度を検出する傾斜センサーの入力値に対する反応周波数を増減する方法である。
即ち、図２２の如く、深耕・水平制御用コントローラーにおいて、折点周波数が異なる、３個のローパスフィルター１６Ｌ・１６Ｍ・１６Ｈが設けられていて、ガバナ１にて検出されるエンジン負荷率の検出値に対応して、一個のローパスフィルター１６が選択される（図２３）。
例えば、エンジン負荷率が３０％以下と低い場合、即ち、浅耕状態の場合には、折点周波数０．５Ｈｚのローパスフィルター１６Ｌが、傾斜センサーの入力信号の入力用に用いられ、エンジン負荷率が７０％より高い場合、即ち深耕状態では、折点周波数３．０Ｈｚのローパスフィルター１６Ｈが用いられる（具体的には、図２２図示の、各ローパスフィルターを連結する入力端子Ａ／Ｄ（１）・Ａ／Ｄ（２）・Ａ／Ｄ（３）の中から一つを選択する。）。
図１９にて示すエンジン負荷率に対応する（周波数）応答速度とは、このように選択されるローパスフィルターの折点周波数を示す。折点周波数が高いほど、ローパスフィルターを通過できる入力信号は多くなるので、電磁バルブＶ２作動に必要な入力電量が早く得られ、従って、水平制御シリンダーＳＣの反応速度が速くなるのである。
【００３１】
もう一つの方法は、図２４図示の、不感帯幅を変更する方法である。
不感帯は、水平状態からある程度の小幅な左右傾斜は、水平制御によって却ってハンチング等の弊害があることから、この範囲にて対地作業装置が傾斜しても水平制御用の電磁バルブＶ２が作動しない範囲を設定したものであって、これを、ガバナ１における負荷率信号（Ｆ）に対応して、例えば図２０、図２４の如く３段階に変更する。即ち負荷率が３０％以下の浅耕状態の時には、ハンチング防止により不感帯を±１．０°と大きく取り、この傾斜範囲では水平制御が行われないようにし、負荷率が７０％よりも大きい深耕状態では、水平制御の反応を敏感にするために、不感帯を±０．４°と小さく取っているのである。
【００３２】
以上の応答周波数の変更による方法、或いは不感帯の変更による方法は、図２５のように、いずれかを選択可能としてもよい。
更には、図２６に示すように、負荷率検出値に対応して、応答周波数と不感帯の両方を変更可能としてもよい。また、前記では、どちらの方法も３段階の応答速度としているが、この中で、応答周波数を変更する方法においては、折点周波数を一つのローパスフィルターにおいてフレキシブルに変更可能として、負荷率の検出値に基づいて比例的に折点周波数を変位させ、或いは不感帯の変更による方法においては、不感帯幅を負荷率検出値に基づいて比例的に変位可能にして、図２１のグラフのように、負荷率の増大に比例して応答速度を増大させるように構成してもよい。
なお、ローパスフィルターの折点周波数を変更可能とした構成において、図２に図示する如く、負荷率の表示器１７における表示を基に、折点周波数変更用の感度設定器１８にて折点周波数を手動にて変更する方法もある。
【００３３】
【発明の効果】
本発明は、以上のように構成したので、次のような効果を奏する。
請求項１の如く構成したので、牽引抵抗を一定に保持するための負荷制御構造において、牽引抵抗が重負荷の状態（深耕状態）においては、対地作業装置が敏感に反応して昇降制御されて、負荷率を速やかに復帰するので、エンストを起こす心配がない。
一方、牽引抵抗が軽負荷の状態（浅耕状態）においては、対地作業装置の昇降制御反応が鈍くなり、過度に昇降することにより生じるハンチング現象を解消する。このように、対地作業装置の牽引抵抗を一定に保持する負荷制御が良好に行われる車輌を構成することができる。
【００３４】
また、同じく牽引抵抗を保持するための負荷制御機能付車輌において、請求項２の如く、負荷制御用の対地作業装置の昇降幅の許容幅を、負荷率の増大側は狭く、または無くしたので、負荷率増大側には対地作業装置が殆ど、或いは全く昇降せず、不意の負荷率増大によるエンストという事態を解消でき、安全な負荷制御機能付車輌を構成することができる。
【００３５】
また、請求項３の如く、左右水平制御系の応答速度を、負荷率の高い場合には速くしたので、牽引抵抗の重負荷である深耕状態でも、水平制御が遅れることなく、速やかに反応し、左右傾斜を残すことなく対地作業を仕上げることができ、一方、牽引抵抗の軽負荷の浅耕状態では、水平制御の反応が鈍くなり、余分な制御による対地作業装置の振れがなくなって、ハンチングが生じなくなる。このように、牽引抵抗の設定の違いに対応して、良好に対地作業装置を水平制御できる車輌を構成することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】対地作業装置であるロータリーＲを牽引するトラクターＴＲの制御装置の配置を示す側面図である。
【図２】対地制御装置の昇降制御及び水平制御機構のブロック図である。
【図３】トラクターＴＲにおける昇降駆動機構（３点リンク）の後方斜視図である。
【図４】昇降用電磁バルブの油圧配管図である。
【図５】水平制御用電磁バルブの油圧配管図である。
【図６】ガバナ１の内部断面図である。
【図７】同じく側面図である。
【図８】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御における入力信号の選択過程を示すフローチャートであって、負荷制御において、エンジン回転数検出時間を負荷率設定によって変更させる実施例を開示した図である。
【図９】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御における入力信号の選択過程を示すフローチャートであって、負荷制御において、エンジン回転数検出時間をアクセル設定値によって変更させる実施例を開示した図である。
【図１０】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御における入力信号の選択過程を示すフローチャートであって、負荷制御において、エンジン回転数検出時間を負荷率検出によって変更させる実施例を示す図である。
【図１１】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御における入力信号の選択過程を示すフローチャートであって、負荷制御において、エンジン回転数検出時間をＰＴＯ変速段によって変更させる実施例を示す図である。
【図１２】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御における入力信号の選択過程を示すフローチャートであって、図１０の実施例において、エンジンの設定回転数と最低許容回転数との差を負荷率検出値によって変更させる実施例を示す図である。
【図１３】図８乃至図１２のフローチャートに共通に続くフローチャートであって、耕深制御又は負荷制御における対地作業装置の昇降制御を示す図である。
【図１４】負荷制御において、基準のリフト角を設定する過程を示すフローチャート図である。
【図１５】図１４に続くフローチャートであって、基準リフト角前後にリフト昇降幅αを設けた場合の図である。
【図１６】図１４に続くフローチャートであって、該リフト昇降幅αを感度調節ダイヤルにて調節可能とした場合の図である。
【図１７】図１４に続くフローチャートであって、負荷率増大側のリフト昇降幅を縮小補正した場合の図である。
【図１８】図１４に続くフローチャートであって、図１７の実施例で、負荷率増大側のリフト昇降を不可能とするようにも設定可能とした場合の図である。
【図１９】エンジン負荷率に対応して変更させる水平制御系の周波数応答速度を表示した図である。
【図２０】エンジン負荷率に対応して変更させる水平制御系の不感帯幅を表示した図である。
【図２１】エンジン負荷率に比例して水平制御系の応答速度を増大させる場合の相関グラフ図である。
【図２２】傾斜センサー入力用ローパスフィルターの配線図である。
【図２３】水平制御において、エンジン負荷率に対応して応答周波数を変更する場合のフローチャート図である。
【図２４】水平制御において、エンジン負荷率に対応して不感帯幅を変更する場合のフローチャート図である。
【図２５】水平制御において、エンジン負荷率に対応して応答周波数を変更させるか、不感帯を変更させるかを選択可能とした場合のフローチャート図である。
【図２６】水平制御において、エンジン負荷率に対応して応答周波数及び不感帯の両方を変更する場合のフローチャート図である。
【符号の説明】
ＴＲ トラクター
Ｒ ロータリー
Ｃ 対地作業装置制御用コントローラ
ＬＣ リフトシリンダー
ＳＣ 水平制御シリンダー
１ ガバナ
１ａ 回転数検出センサー
１ｂ ラックアクチュエーター
１ｃ ラック位置センサー
２ アクセルレバー
２ａ アクセルセンサー
３ ワンタッチ昇降スイッチ
４ 負荷／耕深設定器
５ 制御切換スイッチ
６ 感度調節ダイヤル
７ ポジションレバー
７ａ ポジションセンサー
８ リフト角センサー
９ リアカバーセンサー
１０ ＰＴＯ変速位置センサー
１１ 深耕許可スイッチ

Claims (3)

1. エンジン負荷率の変化に対応して対地作業装置を昇降制御して、対地作業装置の牽引抵抗を一定に保持するよう構成した対地作業装置の対負荷制御構造において、
   牽引抵抗を重負荷に設定した時は、エンジン負荷率を演算する為の実際エンジン回転数の検出時間を短くし、
   軽負荷に設定した時は、該検出時間を長くしたことを特徴とする対地作業装置の対負荷制御構造。
2. 請求項１記載の対地作業装置の対負荷制御構造において、
   作業状態の対地作業装置を土壌内に下降させ、エンジン負荷率における検出負荷率（Ｆ）が設定負荷率（ＦＳ）に一致した位置にてロータリーＲを停止させ、このリフト角センサー検出値（ＬＳ）を基準高さと設定し、該基準高さにおける対地作業装置の一定の昇降幅αを設定し、
   該昇降幅αを、エンジン負荷率の増大する側において狭く、或いは無くしたことを特徴とする対地作業装置の対負荷制御構造。
3. 請求項１記載の対地作業装置の対負荷制御構造において、
   牽引する対地作業装置の左右傾斜を検出し、該対地作業装置を水平制御するよう構成し、
   前記エンジン負荷率が重負荷を示す時は、前記水平制御系の応答速度を上げ、軽負荷を示す時は該応答速度を下げたことを特徴とする対地作業装置の対負荷制御構造。

Images