JP3890745B2

JP3890745B2 - 農作業機のローリング制御装置

Info

Publication number: JP3890745B2
Application number: JP14602398A
Authority: JP
Inventors: 智之石田; 豊小野
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1998-05-27
Filing date: 1998-05-27
Publication date: 2007-03-07
Anticipated expiration: 2018-05-27
Also published as: JPH11332308A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、トラクタや田植機等の農作業機に関し、これら農作業機に連結する作業機や植付装置等のローリング制御装置の構成に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
従来、油圧シリンダなどのアクチュエータの作動により作業機を前後軸方向に対し左右ローリング自在に連結する農作業機が知られている。このような農作業機では圃場に形成された畝や溝のために車体がバウンドしハンドルをとられて蛇行することがあり、このとき車体に連結した作業機が過剰に左右ローリングすると、同作業機と地面とが接触して操向し難くなったり、作業面を荒らすという課題が有った。
【０００３】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記課題を鑑みて、農作業機のローリング制御装置を以下のように構成した。即ち、ステアリングハンドル（１８）の操向操作によって前輪を操向する農作業機にアクチュエータ（１）の作動により作業機（２）を前後軸方向に対しローリング自在に連結し、前記農作業機にはステアリングハンドル（１８）の操舵位置を検出するハンドル切角センサ（３）を設けると共に、前記アクチュエータ（１）の作動速度を変更する手段（４）を設け、前記ハンドル切角センサ（３）の検出値につき、一定時間（ｔ）内に所定値（ｈ）以上の波形のピークが所定回数以上あったか否か判定され、該所定回数以上のときは前記アクチュエータ（１）の作動速度を低速に変更する制御手段（５）を備えたことを特徴とする農作業機のローリング制御装置とした。
【０００４】
【発明の効果】
以上のように構成した農作業機のローリング制御装置は、例えば凹凸が激しいとき、ハンドル切角センサ（３）の検出値につき、一定時間（ｔ）内に所定値（ｈ）以上の波形のピークが所定回数以上あったか否か判定され、該所定回数以上のときは、作業機のローリング速度を低速にするので、前記車両の操向操作を妨げることを抑制し、また作業面を荒らすことを抑制することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を図面に従って詳述する。トラクタ１０は、図１に示すように、ボンネット１１内部にエンジンＥを備え、このエンジンＥの回転動力を前後進切替装置１２、主変速装置１３、及び副変速装置１４等を介して後輪１５、または前後輪１６，１５へ伝達して走行する構成となっている。
【０００６】
操縦席１７の前方には前記前輪１６を操舵するステアリングハンドル１８を突出して設け、これを支持するシャフトに車体の操舵位置を検出する手段であるハンドル切角センサ３を設けている。また、前記ステアリングハンドル１８の下方には前後進切替レバー１９を突出して設け、同レバー１９の前後操作によって車体の進行方向を前後に切替える構成となっている。
【０００７】
操縦席１７側方には、後述する作業機２の高さを変更する作業機昇降用レバー２０を設け、この回動基部にレバー操作位置を検出するポテンショメータ２１を設けている。また更に同レバー２０のガイド近傍には、後述する耕深制御の作動を入切する耕深制御入切スイッチ２６や耕深設定器２４、ローリング制御の作動を入切する制御入切スイッチ２２や左右傾き設定器２３等の各種設定器が設けられている。
【０００８】
また、操縦席１７の下方には、車体の左右傾斜角を検出するスロープセンサ２５を設け、この検出信号を前記制御手段である作業機姿勢用コントローラ５や変速制御用コントローラ６へ送信する構成となっている。そして、前記作業機姿勢用コントローラ５は、前記各種スイッチやセンサの信号に基づいて作業機昇降用の比例制御弁のソレノイド４５，４６や後述するローリング用シリンダ１の作動速度を変更する切替制御弁４のソレノイド４ａ，４ｂへ切替指令を通電する構成となっている。
【０００９】
トラクタ１０の作業機連結機構について説明する。トラクタ１０の車体後部には作業機昇降用油圧シリンダ３０を内装するシリンダケース３１を備え、前記シリンダ３０のピストン伸縮によりケース３１左右に支持するリフトアーム３２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３３と左右のロワーリンク３４からなる３点リンク機構を設け、前記左側のリフトアーム３２先端部とロワーリンク３４をリフトロッド３５にて連結し、右側のリフトアーム３２先端部とロアーリンク３４とをローリング用油圧シリンダ１を介して連結し、同リンク機構にロータリ作業機２を連結する構成となっている。また更に前記左側のリフトアーム３２には、リフトアーム角センサ３６を設けている。
【００１０】
これにより、前記作業機昇降用レバー２０の操作角度とリフトアーム３２の設定角度が一致するように前記作業機昇降用油圧シリンダ３０のピストンを伸縮して作業機２の高さを変更する構成となっている。前記ロータリ作業機２は、耕耘爪４０…の上方を覆うロ−タリカバ−４１と、ロ−タリカバ−４１の後部に枢着されたリヤカバー４２等を備え、リヤカバー４２にはこの回動角度を検出する耕深センサ４３を設けている。
【００１１】
トラクタ１０の作業機姿勢用コントローラ５は、図４に示すように、この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、このローリング制御、耕深制御等の制御プログラムを格納するＲＯＭ等を有する構成となっている。そして、この入力部には、作業機昇降レバー２０のポテンショメータ２１と、リフトアーム角センサ３６、耕深制御入切スイッチ２６、耕深設定器２４、耕深センサ４３、ローリング制御入切スイッチ２２、ストロークセンサ３７、スロープセンサ２５、ハンドル切角センサ３等を接続して設けている。また、出力側には、作業機上昇用、及び下降用の比例制御弁のソレノイド４５，４６と、前記ローリングシリンダのピストンを伸縮する切替制御弁４のソレノイド４ａ，４ｂとを接続して設けている。
【００１２】
尚、図中の符号Ｐはトラクタの油圧ポンプを示し、Ｔは油タンクを示す以上のように構成したトラクタ１０では、図６に示すフローチャートのようにローリング制御が行われる。最初にトラクタ１０の電源系統がＯＮされると、作業機姿勢用コントローラ５は各種センサやスイッチの接続状態や検出値を読み込む。そして、前記ローリング制御入切スイッチ２２が入であるかどうかを判定し、これがＹＥＳであればハンドル切角センサ３の検出値をＲＡＭに記憶する。続いて、前記スロープセンサ２５の検出値とストロークセンサ３７との検出値の差が左右傾き設定器２３の設定値と一致しているかどうかを判定し、これがＮＯの時には、続けて前記ハンドル切角センサ３の記憶を読み出し、過去一定時間ｔ内に所定幅ｈ以上の波形のピークが所定回数以上あっかどうか、即ち圃場の凹凸等によってステアリングハンドル１８を頻繁に切り返して蛇行している状態かどうかを判定し、これがＹＥＳであれば前記切替制御弁のソレノイド４ａ，４ｂへの通電パターンを感度設定「鈍」のパターンで出力する。
【００１３】
この感度設定「鈍」の通電パターンは、図５の（Ｂ）のように「標準」のパターンよりも前記通電出力開始時間を一定時間遅らせ、また通電パルスのデューティ比を小さく設定する構成となっており、これにより、油圧シリンダ１の作動開始時間が遅延され、切替制御弁の開度が小さくなり作業機２のローリング速度が低速となる。
【００１４】
また、前記蛇行操作の判定でＮＯの場合は、そのままの感度パターンによりローリング用油圧シリンダ１が駆動された後、リターンとなり同処理が周期的に実行される。以上のように構成したトラクタ１０のローリング制御装置は、ステアリングハンドル１８を頻繁に切り返す時には、作業機２のローリング速度を低速にするので、凹凸の激しい圃場などで車体のバウンドにより作業機が地面と接触して操向し難くなったり、また過剰なローリング作動により作業面を荒らすことを抑制する。
【００１５】
尚、この発明の別形態としては車両の操舵位置を検出するセンサとして、前輪の操舵角度を検出する構成としても良いし、また、この操舵位置が頻繁に変化するときには一定時間に亘ってローリング作動を停止する構成としても良い。次に前記トラクタ１０の変速制御用コントローラ６について説明する。従来トラクタ１０には、車体の後進操作に連動して作業機２を地面に接しない程度の非作業位置まで上昇させる作業機昇降制御装置を有するものがあった。
【００１６】
しかしながら、これら後進時の作業機昇降制御装置では、同制御装置の作動スイッチの押し忘れや、油圧器機（油圧シリンダや油圧バルブ等）の応答遅れの為、作業機が土中に残ったまま後進され、同作業機を破損するという課題があった。よって、ここでは前記トラクタ１０の前後進切替レバー１９の回動基部に後進操作を検出するスイッチ式の後進センサ５０を設けると共に、前後進切替装置１２をアクチュエータにより切替える構成とし、前記後進センサ５０がオペレータの後進操作を検出しているときに作業機が接地状態に有る場合は、車両の後進を牽制する構成としている。
【００１７】
図８について説明すると、トラクタ１０の電源がＯＮされると、前記変速制御用コントローラ６では、これに接続した各種センサやスイッチの状態を読み込む。そして、後進センサ５０がＯＮであるかを判定する。ここでＹＥＳの場合は、前記リフトアーム角センサ３６によりリフトアーム３２の高さが一定以上かどうか、即ち作業機が非作業位置と想定される程度上昇しているかどうかを判定し、これがＹＥＳである時には、切替制御弁のソレノイド５１へ通電を開始し、前記前後進切替装置１２を切り替えるアクチュエータである油圧クラッチのピストンを作動させる。これより同クラッチは圧着され車体は後進する。これにより車両は、前記作業機を損傷することなく後進することができる。
【００１８】
次に前記トラクタ１０の耕深制御について説明する。トラクタ１０では、前記耕深設定器２４で設定された耕深設定値と、リヤカバー４２の角度を検出する耕深センサ４３の検出値とが、不感帯幅内に収まるように前記リフトアーム３２を上下回動させながら作業を行うものである。しかしながら、従来これらの耕深制御は、トラクタ１０の走行状態に関らず制御を実行していた為、例えば車両の変速によって一時的にロータリカバー４１内の土の量が変化するだけで、作業機２の昇降が行われ圃場の作業面を荒らしてしまうという課題があった。
【００１９】
このため、ここでは、図８に示すフローチャートのように、トラクタ１０の変速操作部、即ち変速アップスイッチ５２、若しくは変速ダウンスイッチ５３から変速切替信号を入力した時には、一定時間だけこの耕深制御の不感帯を広く変更する構成となっている。このように構成したトラクタ１０の耕深制御装置は、車両の変速操作が有った時には、制御不感帯を広く変更し、更に出力時間を遅く変更するので、一時的な耕深の変動があってもこれに影響されることなく不必要に作業機２が昇降されることを防止する。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの背面図。
【図２】トラクタの側面図。
【図３】トラクタの動力伝達線図。
【図４】コントローラの接続状態を示すブロック図。
【図５】（Ａ）ハンドル切角センサの検出波形を示すタイムチャート。
（Ｂ）切替制御弁のソレノイドへの通電波形を示した図。
【図６】ローリング制御に関するプログラムの概要を示すフローチャート。
【図７】作業機下降時の変速制御に関するプログラムの概要を示すフローチャート。

【図８】耕深制御に関するプログラムの概要を示すフローチャート。
【符号の説明】
１ローリング用油圧シリンダ
２ロータリ作業機
３ハンドル切角センサ
４切替制御弁
５作業機姿勢用コントローラ
１０トラクタ
１８ステアリングハンドル

Claims

ステアリングハンドル（１８）の操向操作によって前輪を操向する農作業機にアクチュエータ（１）の作動により作業機（２）を前後軸方向に対しローリング自在に連結し、前記農作業機にはステアリングハンドル（１８）の操舵位置を検出するハンドル切角センサ（３）を設けると共に、前記アクチュエータ（１）の作動速度を変更する手段（４）を設け、前記ハンドル切角センサ（３）の検出値につき、一定時間（ｔ）内に所定値（ｈ）以上の波形のピークが所定回数以上あったか否か判定され、該所定回数以上のときは前記アクチュエータ（１）の作動速度を低速に変更する制御手段（５）を備えたことを特徴とする農作業機のローリング制御装置。