JP4069515B2

JP4069515B2 - 農業用トラクタ

Info

Publication number: JP4069515B2
Application number: JP27545898A
Authority: JP
Inventors: 智之石田
Original assignee: Iseki and Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd
Priority date: 1998-09-29
Filing date: 1998-09-29
Publication date: 2008-04-02
Anticipated expiration: 2018-09-29
Also published as: JP2000105601A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、農業用トラクタに関し、特にリヤカバーの接地角度を検出し耕深を一定に保つロータリ作業機の耕深制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術、及び発明が解決しようとする課題】
従来、アクチュエータと、このアクチュエータの作動により状態を変更する部位と、この部位の位置を検出するセンサとを備え、同センサの入力値に応じて前記アクチュエータを駆動すると共に、前記センサの入力値が所定時間以上変化しない時に異常と判定する作業機械の制御装置が知られている。
【０００３】
農業用トラクタでは、リヤカバーの接地角度を検出し耕深を一定に保つ耕深制御装置を備えたものがあり、このリヤカバー角度センサの検出値が所定時間以上変化しない時には、センサの異常、またはアクチュエータの異常と判定して、警報ブザーなどを鳴らしたり昇降装置の油圧シリンダへの通電を緊急停止する安全機構を作動する構成となっていた。
【０００４】
しかしながら、前記従来の制御装置では、リヤカバーが接地状態であっても、非接地状態であっても同一時間をもって異常の判定をしていたため、リヤカバーを持ち上げた状態、即ち作動部位が振れ易い状態であるにも関わらず、この異常検出に時間を要し、前記警報ブザー、或いは安全機構の作動が遅れるという課題が有った。
【０００５】
【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、農業用トラクタを以下のように構成した。
即ち、ロータリ作業機（２０）のリヤカバー（２）の接地角度を検出し耕深を一定に保つ耕深制御装置を備え、ロータリ作業機（２０）を作業位置から非作業位置まで或いは非作業位置から作業位置まで連続的に昇降する構成とし、リヤカバー角度センサ（３）の検出値が所定時間以上変化しない時には、該センサ（３）の異常、又はロータリ作業機（２０）を昇降する作業機昇降用油圧シリンダ（１）の異常と判定し、該油圧シリンダ（１）の作動を緊急停止する安全機構を備える農業用トラクタにおいて、ロータリ作業機（２０）が非作業位置にあるときの前記リヤカバー角度センサ（３）が所定時間以上変化しない断線判定時間（Ｔ１）を、作業位置にあるときの断線判定時間（Ｔ２）に対して短く設定し、かつ耕深制御の際、断線と接続を繰り返すチャタリングが前記断線判定時間（Ｔ１，Ｔ２）よりも長い所定時間（Ｔ３）内に所定回数以上検出されるときは前記安全機構を作動させると共に報知する構成とした農業用トラクタとした。
【０００６】
【０００７】
【発明の効果】
以上のような制御装置によれば、リヤカバーが作業位置で接地して動きにくい状態では長時間に亘り、反対にリヤカバーが浮上する非作業位置にあって動き易い状態では短時間内でのセンサの変化を検出し、作業機昇降用油圧シリンダ１、またはセンサ２の異常、あるいはこれら制御の構成部材の異常を検出するので、前述のようにオペレータへの報知が遅れたり、安全機構の作動が遅れるといった課題を防止することができる。
また、耕深制御の際、断線と接続を繰り返すチャタリングが前記断線判定時間Ｔ１，Ｔ２よりも長い所定時間Ｔ３内に所定回数以上検出されるときにおいても前記安全機構を作動させると共に報知することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施の形態を農業用トラクタ（以下、トラクタ１０）について説明する。最初にトラクタ１０の全体構成に付いて説明する。トラクタ１０は、図２に示すように、ボンネット１１内部にエンジン１２を備え、このエンジン１１の回転動力を複数の変速装置を介して後輪１３、または前後輪１４，１３へ伝達して走行する構成となっている。
【０００９】
操縦席１８の前方には前記前輪１３を操舵するステアリングハンドル１９を突出して設け、この下方に、基部自己復帰型スイッチ１７を備え、後述する作業機２０を作業位置から非作業位置まで連続的に昇降操作する作業機昇降ワンタッチレバー２１を突出して設けている。また、操縦席１８の側方には、作業機２０の高さを操作角度に応じて適宜変更する作業機昇降レバー２２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２３を設けている。また更に同レバー２２のガイド近傍にはダイヤル式の耕深設定器２４や、トラクタ１０の工場出荷や部品取替時などに、車体を前記センサや検出器等の基準値（例えば中立位置等）を調整する状態に切り替えるチェックモード切替スイッチ２５を設けている。
【００１０】
また、操縦席１８の下方には、車体の傾斜角を検出するスロープセンサ１６や、前記各種設定器やセンサの検出信号を入力する制御手段であるコントローラ２６を設けている。そして、前記コントローラ２６は、前記各種センサや設定器の入力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２７Ａ，２７Ｂ等へ切替指令を出力する構成となっている。
【００１１】
トラクタ１０の車体後部には、この発明のアクチュエータとなる作業機昇降用油圧シリンダ１を内装するシリンダケース３０を備え、前記シリンダ１のピストン伸縮によりケース３０左右に支持するリフトアーム３１を上下回動する構成となっている。そして、このリフトアーム３１の片側には、前記油圧シリンダ１の作動位置を検出するリフトアーム角度センサ２８を設けている。
【００１２】
また、車体後部には、トップリンクと左右のロワーリンクからなる３点リンク機構３２を設け、前記左側のリフトアーム３１先端部とロワーリンクとをロッドを介して連結し、右側のリフトアーム３１先端部とロアーリンクとをローリング用油圧シリンダを介して連結し、同リンク機構３２にロータリ作業機２０を連結する構成となっている。
【００１３】
ロータリ作業機２０は、耕耘爪３５の上方を覆うロ−タリカバ−３６と、同カバ−３６の後部に回動自在に枢着したリヤカバー２等を備え、前記ロータリカバー３６上には、リヤカバー角度センサ３を設けている。尚、前記リヤカバー２は、作業機昇降用油圧シリンダ１により状態を変更する部位であり、リヤカバー角度センサ３はこの部位の位置を検出するセンサである。
【００１４】
これにより、前記作業機昇降用油圧シリンダ１のピストンを伸縮するとリフトアーム３１、３点リンク機構３２を介して作業機２０を昇降し、前記リヤカバー２の接地位置を変更する構成となっている。前記トラクタ１０のコントローラ２６は、図３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、この耕深制御等の制御プログラムを格納するＥＥＰＲＯＭ等を有する構成となっている。そして、この入力インターフェース４０には、作業機昇降用ワンタッチレバー２１のスイッチ１７、作業機昇降用レバー２２のポテンショメータ２３、耕深設定器２４、リフトアーム角度センサ２８、リヤカバー角度センサ３、スロープセンサ１６、チェックモード切替スイッチ２５等を備え、出力インターフェース４１には、前記作業機昇降用油圧シリンダ１へ圧油を送り、同シリンダ１のピストンを伸縮する作業機上昇用比例制御弁のソレノイド２７Ａ、作業機下降用比例制御弁のソレノイド２７Ｂや、オペレータへの報知手段である警報ブザー２９等を接続して設けている。更に同コントローラ２６には前記制御プログラムの内容を書き換えるための外部機器通信インターフェース４２を有する構成となっている。
【００１５】
以上のように構成したトラクタ１０では前記コントローラ２６によりポジション制御、及び耕深制御が以下のように行われる。ポジション制御では、前記ポテンショメータ２３により前記作業機昇降レバー２２の操作角度が検出され、前記制御弁のソレノイド２７Ａ，２７Ｂへリフトアーム３１の設定角度が一致、詳しくは不感帯内に入るように通電が行われ、作業機２０を昇降する構成となっている。また、前記作業機昇降ワンタッチレバー２１によりスイッチ１７がＯＮされると、この度に作業機２０を作業位置から非作業位置まで、或いは逆に非作業位置から作業位置まで連続的に昇降する。尚、作業位置は前記作業機昇降レバー２２で設定した位置であり、非作業位置は別途設ける上昇限界高さ設定器で設定した高さである。
【００１６】
また、耕深制御では、最初にオペレータは、作業を行う際に予め前記耕深設定器２４で耕深を設定する。その後、前記作業機昇降レバー２２を操作して作業機２０を接地させトラクタ１０を発進させる。すると前記リヤカバー２が圃場面に追従して動き、この角度をリヤカバー角度センサ３で検出し、この角度と前記設定値（設定角度）とを保つように、前記リフトアーム３１を回動すべく前記制御弁のソレノイド２７Ａ，２７Ｂへ通電する。即ち、圃場の凸部にてリヤカバー２が浮上するとリフトアーム３１を上昇して作業機２０を上昇し、反対に凹部ではリヤカバー２が落込むためリフトアーム３１を下降して作業機２０を下降する構成となっている。
【００１７】
そして、上記トラクタ１０の制御中には、図１に示すフローチャートように異常診断処理が行われる。最初にトラクタ１０の電源がＯＮされると、コントローラ２６により前記センサやスイッチ類の接続状態や設定値を読み込む。そして、前記作業機昇降レバー２２の上下位置を判定する。そして、前記作業機昇降レバー２２が一定角度以上（作業機２０のリヤカバーが浮上していると想定できる程の上昇位置＝非作業状態に保持している場合）では、リヤカバー角度センサ３の断線判定時間をＴ１（例えば３００ｍｓｅｃ）に設定する。また、作業機昇降レバー２２が、一定角度以下（前記作業機２０のリヤカバー２が接地したと想定できる状態＝作業状態）では、断線判定時間をＴ２（例えば６００ｍｓｅｃ）に設定する。このとき前記Ｔ１＜Ｔ２となっている。その後、前記耕深制御、またはポジション制御が行われる。
【００１８】
そして、この夫々の断線判定時間Ｔ１，Ｔ２に亘って前記リヤカバー角度センサ３の検出値が変化しない時には、前記比例制御弁のソレノイド２７Ａ，２７Ｂへの通電を一時停止する安全機構が作動する構成となっている。また、この実施の形態では、前記耕深制御の際、所定時間内Ｔ３（Ｔ２＜Ｔ３）内に検出値、詳しくは電圧値が所定回数以上０Ｖを示す時には、断線時のチャタリング（断線と接続の繰り返し）と判定し、前記安全機構を作動して警報ブザー２９を鳴らす構成となっている。
【００１９】
尚、前記安全機構を解除する時には、所定の操作（作業機昇降レバー２２の上下操作）で解除する構成としている。これにより、作業機昇降用油圧シリンダ１を駆動してリヤカバー２の状態が変更した後に、この状態に応じた時間、即ちリヤカバー２が接地して動きにくい状態ではＴ２に亘り、反対にリヤカバー２が浮上して動き易い状態では前記Ｔ２よりも短いＴ１内でのセンサの検出値変化を検出し、これが検出されない時には、前記油圧シリンダ１の作動異常、或いはセンサ３の検出異常、またはこれらを構成する電線の断線やリンク３２の破損等と判定して、オペレータへの報知が遅れたり、または安全機構の作動が遅れるといった課題を防止することができる。
【００２０】
尚、前記油圧シリンダ１の作動位置を検出する手段としてこの操作部である作業機昇降レバー２２により間接的に検出していたが、これに替えて作動部、即ちリフトアーム角度センサ２８の検出値を用いて判定する構成としても良い。
【００２１】
次に、前記フローチャートの最初のステップに関して、耕深設定器２４の設定値変更判定のプログラムついて、図５に基づいて詳細する。前記耕深設定器２４は、この位置を時間Ｔ４（例えば約２００ｍｓｅｃ）周期で検出している。そして、従来、連続した２回の検出位置が所定量（例えば１６ビット）以上変化した時に設定値変更と判定して、前記コントローラのＥＥＰＲＯＭに現設定値と書き換える構成となっていた。尚、前記「所定量」は、他の電気機器の駆動状況により電圧が微少に変化してもこれを設定値変更操作と判定されないように所定幅を有する量である。
【００２２】
しかしながら、前記従来の設定値の変更判定処理では、例えば作業状態を見ながら微少に設定値を変更する場合は、前記所定時間Ｔ４内に所定量以下で操作することとなり、その結果前記判定に掛からずに設定器２４を操作しているにも関わらず作業状態、即ち設定耕深を変更できないという課題が有った。よって、ここでは図５に示すように、前記設定値変更の判定処理を、電源投入時、最初は連続した検出値の変化量をもって判定すると共に、この判定が所定量以下で設定値変更無しと判定されると、この検出値を引き続き、次回の検出値からの差引値として使用する構成となっている。
【００２３】
これにより、前記設定器２４を微速で操作しても、前記判定がＹＥＳとなって設定変更操作が認められ設定値が変更される。次に、前記コントローラ２６の各種センサ基準値の変更処理に付いて説明する。従来、トラクタ等の作業機械では各種制御部品が故障した時に、例えばセンサなど交換する時に、この取付位置に応じて基準値、例えば中央値を定義する必要が生じる。そして、これら基準値を変更する時には、前記チェックモード切替スイッチ２５を「入」としながら、他の操作部材を特定の状態、例えば前記作業機昇降ワンタッチレバーをＯＮしながら、電源を「入」として、トラクタ１０を基準値変更可能なモード、所謂「チェックモード」に切り替え、更に携帯用チェッカー４５などの外部機器とコントローラを接続してこの基準値を変更する構成としている。
【００２４】
しかしながら、これら基準値の変更時にコントローラ２６によるＥＥＰＲＯＭの読み込みが行われてアクチュエータ１が作動するという課題が有った。よってここでは、「チェックモード」時にチェッカー４５による書き替えるセンサとしては、前記スロープセンサ１６のような前記転倒予防として作動する警報ブザー２９やランプの報知用アクチュエータに限り、前記油圧シリンダ１等を作動するリヤカバー角度センサ３や耕深設定器２４の基準値は一時コントローラ２６に記憶するだけにしてアクチュエータを作動しない構成としている。
【００２５】
そして、これらの基準値の変更値は、一時記憶し、前記「チェックモード」が終了した時、即ちチェックモード切替スイッチ２５をＯＦＦした時に、ＥＥＰＲＯＭに書き込む構成としている。これにより、工場出荷、または各種センサ、設定器のメンテナンス時に、安全、且つ迅速にセンサ基準値を変更することができる。
【００２６】
尚、特許請求の範囲の欄に実施の形態と対応する符号を記すが、これによりこの発明を実施の形態に限るものでは無い。
【図面の簡単な説明】
【図１】異常判定処理の概要を示す制御フローチャート。
【図２】トラクタの全体側面図。
【図３】コントローラの接続状態を示す図。
【図４】耕深制御の概要を示す制御フローチャート。
【図５】設定値変更処理に係る説明図。
【図６】センサ基準書き込み処理の概要を示す制御フローチャート。
【符号の説明】
１作業機昇降油圧シリンダ
２リヤカバー
３リヤカバー角度センサ
１０トラクタ
２０ロータリ作業機

Claims

ロータリ作業機（２０）のリヤカバー（２）の接地角度を検出し耕深を一定に保つ耕深制御装置を備え、ロータリ作業機（２０）を作業位置から非作業位置まで或いは非作業位置から作業位置まで連続的に昇降する構成とし、リヤカバー角度センサ（３）の検出値が所定時間以上変化しない時には、該センサ（３）の異常、又はロータリ作業機（２０）を昇降する作業機昇降用油圧シリンダ（１）の異常と判定し、該油圧シリンダ（１）の作動を緊急停止する安全機構を備える農業用トラクタにおいて、ロータリ作業機（２０）が非作業位置にあるときの前記リヤカバー角度センサ（３）が所定時間以上変化しない断線判定時間（Ｔ１）を、作業位置にあるときの断線判定時間（Ｔ２）に対して短く設定し、かつ耕深制御の際、断線と接続を繰り返すチャタリングが前記断線判定時間（Ｔ１，Ｔ２）よりも長い所定時間（Ｔ３）内に所定回数以上検出されるときは前記安全機構を作動させると共に報知する構成とした
農業用トラクタ。