JP4568346B2 - インプルメントを備えた農用トラクタ - Google Patents

Description

本発明は、作業用の各種の散布装置などのインプルメントを備えた農用トラクタに関する。

農用トラクタから作業用動力を取り出するＰＴＯ系は、走行速度に同調した回転速度のＰＴＯ動力を伝達するグランドＰＴＯと、走行速度に関係なく定速度のＰＴＯ動力を伝達するライブＰＴＯとがある。ライブＰＴＯ動力で薬剤や肥料の散布を行うインプルメントを駆動する場合、圃場全体に均一な散布を行うために、トラクタ本機の走行速度に応じてインプルメントの散布量を変更制御することが行われることになり、例えば、特許文献１に示されているように、トラクタ本機に備えた車速センサからの検出信号に基づいて肥料の散布装置のシャッタ開度を制御するよう構成したものが知られている。
特開２００４−３２９０６７号公報

車速センサは、一般に、トラクタ本機における走行系の回転軸に備えられたギヤを利用して、その回転速度をパルス数として検出するものが用いられることが多く、上記従来構造では、トラクタ本機に備えられた車速センサからの検出信号を散布装置（インプルメント）に備えられた制御装置に入力して走行速度を演算し、単位走行距離に対して所望量の散布が行われるようにシャッタ開度が自動制御されることになる。

車速センサからの検出信号は高速のパルス信号であるので、散布装置の制御装置は高速処理が可能な能力のものが要求される。トラクタ本機における車輪サイズ（径）が変更されると、散布装置の制御装置において走行速度修正処理を行う必要がある。散布装置を異なった仕様のトラクタ本機に連結して使用する場合も、このトラクタ本機の車速センサおよび車輪サイズに応じて散布装置の制御装置を調整操作して走行速度の演算修正を行う必要がある。このように、散布装置の制御装置は高速応答できる高能力のものにすることが要求され、散布装置が高価なものになってしまう。

本発明は、インプルメントを備えた農用トラクタにおいて、インプルメントの制御装置への処理負荷を低いものにするとともに、トラクタ本機の進行方向をインプルメント側で容易に識別することができるようにすることを目的としている。

第１の発明は、トラクタ本機に備えた主制御装置に、トラクタ本機の走行速度を割り出す演算手段と、割り出した走行速度の大きさに対応した所定のインプルメント制御用信号を出力する出力手段とを備え、トラクタ本機が前進する場合の前記インプルメント制御用信号のデューティと、トラクタ本機が後進する場合の前記インプルメント制御用信号のデューティとを、それぞれ異ならせて前記出力手段から出力することで、単一の前記インプルメント制御用信号により、トラクタ本機の前後進をインプルメント側で判別可能に構成してあることを特徴とする。

上記構成によると、トラクタ本機の機種、車輪サイズに関わらず、同じ走行速度に対しては同じインプルメント制御用信号が出力されるように、トラクタ本機の主制御装置を調整して、各トラクタ本機をユーザーに提供することにより、どのような機種のトラクタ本機にインプルメントを連結しても、インプルメントの制御装置でトラクタ本機の走行速度を演算する必要はなく、トラクタ本機からのインプルメント制御用信号を、そのままでトラクタ本機の走行速度を示す信号として利用することができる。
従って、第１の発明によると、インプルメントの制御装置で走行速度の演算処理が不要となるので、インプルメントの制御装置を処理能力の低い安価なものとして実施することができる。

また、単一のインプルメント制御用信号により、トラクタ本機の進行方向をインプルメント側で容易に識別することができ、前進と後進によってインプルメントの作動を変える際に有効に活用することができる。

第２の発明は、上記第１の発明において、
トラクタ本機の走行速度の大きさに対応した周波数の前記インプルメント制御用信号を前記出力手段から出力することで、単一の前記インプルメント制御用信号により、トラクタ本機の前後進及び走行速度をインプルメント側で判別可能に構成してあるものである。

第３の発明は、上記第１又は第２の発明において、
前記インプルメントが散布剤を散布する散布装置であり、前記出力手段から出力された前記インプルメント制御用信号に基づいて、前記散布装置に備えた制御装置においてトラクタ本機の後進が判別された場合には、前記制御装置が前記散布装置による散布剤の散布を停止するように構成してあるものである。

図１に、本発明に係る農用トラクタの側面が示されている。この農用トラクタは、前輪２および後輪３が駆動されるトラクタ本機１の後部に、油圧昇降されるリンク機構４を介してインプルメントの一例である薬剤散布装置５を連結し、トラクタ本機１から取り出したＰＴＯ動力で薬剤散布装置５を駆動する散布機仕様に構成されている。

図２に、この農用トラクタの伝動系の概略が示されている。機体前部に搭載されたエンジン６の出力は、主クラッチ７を介して静油圧式無段変速装置（ＨＳＴ）からなる主変速装置８に伝達され、主変速装置８からの変速動力がギヤ式の副変速機構９で複数段に変速された後、主推進車輪である後輪３と操向用の前輪２に伝達される。主変速装置８に入力されたエンジン動力の一部が、変速されることなくＰＴＯクラッチ１０を経てＰＴＯ軸１１からライブＰＴＯ動力として取り出され、薬剤散布装置５の繰出し機構１２に軸伝達されるようになっている。

副変速機構９の伝動下手に位置する適当な回転軸（例えば、最終変速軸）には回転センサ１５が装備されており、図３に示すように、回転センサ１５で検出された回転速度がトラクタ本機１に備えられたマイコン利用の主制御装置１６に入力される。主制御装置１６には、主変速装置８における変速操作具（ペダルあるいはレバー）の変速操作方向から後進変速状態を検知する後進検出センサ１７、および、後輪３の外径情報を入力する車輪サイズ設定器１８が接続されており、主制御装置１６では、これらの検知情報に基づいてトラクタ本機１の走行速度Ｖが演算され、演算された走行速度Ｖに基づいてインプルメント制御用信号Ｅが出力される。

図３に示すように、薬剤散布装置５には、繰出し量を調整するシャッタ機構２１が装備されるとともに、繰出し量調整を行うためにマイコン利用の制御装置２２が備えられている。この制御装置２２には、シャッタ機構２１の開度を調整する電動モータなどの電動アクチュエータ２３、実際のシャッタ開度を検出するフィードバックセンサ２４、繰出し量設定器２５、オン・オフスイッチ２６、警報ランプなどの警報器２８が接続されており、トラクタ本機１からのインプルメント制御用信号Ｅがコネクタ２７を介して一線式に伝達されて制御装置２２に入力されるようになっている。

前記回転センサ１５は、回転軸に備えられたギヤの外周に半導体磁気抵抗素子を対向配置して、ギヤ歯部の通過に応じてパルスを出力する仕様のものが用いられ、検出対象となる回転軸の回転速度に比例した周波数の高速パルスが出力されるようになっている。

主制御装置１６から出力されるインプルメント制御用信号Ｅは、図５，図６に示すように、演算された走行速度Ｖに正比例した低い周波数のパルス信号であり、例えば、走行速度Ｖが２km/hでは２０Hｚ、走行速度Ｖが４km/hでは４０Hｚでパルス信号が出力される。この場合、前進走行時におけるインプルメント制御用信号Ｅは小さいデューティｄ1であるのに対して、後進走行時におけるインプルメント制御用信号Ｅは大きいデューティｄ2に設定されている。トラクタ本機１が走行停止している時には、事実上は繰出しが行われなくなる極低周波（例えば0.002Hz）のインプルメント制御用信号Ｅが出力される（図４のフロー図参照）。

これによって、薬剤散布装置５の制御装置２２で、トラクタ本機１が走行停止して状態と、トラクタ本機１からインプルメント制御用信号Ｅが伝達されない状態とを認識することができ、インプルメント制御用信号Ｅが伝達されないことが判別されると、警報器２８を作動させて信号伝達系でのコネクタ２７のつなぎ忘れや断線の発生を認識することができるようになっている。

インプルメント制御用信号Ｅを受けた制御装置２２においては、単位走行距離に対して繰出し量設定器２５で設定された繰出しを行う目標シャッタ開度が割り出され、実際のシャッタ開度が前記目標シャッタ開度になるように電動アクチュエータ２３が作動制御され、トラクタ本機１の走行速度Ｖが変更されても所定の散布量での均一な薬剤散布が行われる。なお、インプルメント制御用信号Ｅに基づいてトラクタ本機１の後進が判別された場合には、シャッタ機構２１が閉じられ薬剤散布が停止されることになる。

トラクターメーカーにおいては、トラクタ本機１の機種、車輪サイズに関わらず、同じ走行速度Ｖに対しては同じ低周波数のパルス信号が前記インプルメント制御用信号Ｅとして出力されるように、主制御装置１６が調整されて出荷され、同じメーカーのいずれのトラクタ本機１にインプルメントを連結しても、インプルメント５の制御装置２２でトラクタ本機１の走行速度Ｖを演算する必要はなく、トラクタ本機１からのインプルメント制御用信号Ｅを、そのままでトラクタ本機１の走行速度Ｖを示す情報として利用することができる。

〔他の実施例〕
（１）トラクタ本機１の前進が検出された場合のインプルメント制御用信号Ｅを上記のように走行速度Ｖに正比例した低周波数のパルス信号とし、トラクタ本機１の後進が検出された場合のインプルメント制御用信号Ｅを、予め設定された作業用速度範囲から低速側、あるいは、高速側に大きく外れた走行速度に相当する周波数のパルス信号とすることもできる。
トラクタの作業用速度範囲は通常 0.1〜30(km/h)であるので、後進時に、例えば図７に示すように、実際に現出しない高速走行速度〔100(km/h)〕に相当する1000Hzのインプルメント制御用信号Ｅを出力して、インプルメント側で後進を認識できるようにして、前進と後進とでインプルメントの動作を変えるのに利用することもできる。

（２）インプルメントがマニアスプレッダ（堆肥散布装置）の場合、定速駆動によって確実かつ十分な攪拌および散布を行い、インプルメント制御用信号Ｅに基づいてシャッタ開度の制御を行って均一な散布を行うことができる。

（３）播種装置、移植装置、ライムソワ（石灰散布）、などのインプルメントにおいては、定速のライブＰＴＯ動力を受ける変速装置をインプルメントに備え、インプルメント制御用信号Ｅに基づいてインプルメントの作動速度を変更制御することで、進行方向に均一なピッチでの播種や移植、あるいは、均一な散布を行うことができる。

（４）図８に、本発明を展開変形した実施形態の一例が示されている。この例では、主制御装置１６における出力ポートに、オープンコレクタ方式の出力インターフェイス３０を備えるとともに、インプルメント５の制御装置２２における入力ポートに、マイコン電源〔例えば5(V）〕を電源とする入力インターフェイス３１を接続している。これによると、出力インターフェイス３０から高周波数の走行速度情報を一線式にインプルメント５側に伝達し、入力インターフェイス３１で低周波数の情報に変換することができ、トラクタ本機１側から送出された高周波数の走行速度情報をインプルメント５の制御装置２２に備えるマイコンに直接に入力する場合に比べて、制御装置２２のマイコンにかかる処理負荷を軽減することができる。

散布機仕様に構成されたトラクタの側面図 伝動系統を示すブロック図 制御系のブロック図 フロー図 走行速度とインプルメント制御用信号の周波数との関係を示す線図 インプルメント制御用信号の例を示す線図 他の実施例のフロー図 変形例のブロック図

１ トラクタ本機
５ 散布装置（インプルメント）
１６ 主制御装置
２２ 制御装置
ｄ1 前進時のデューティ
ｄ2 後進時のデューティ
Ｅ インプルメント制御用信号
Ｖ 走行速度

Claims (3)

1. トラクタ本機に備えた主制御装置に、トラクタ本機の走行速度を割り出す演算手段と、割り出した走行速度の大きさに対応した所定のインプルメント制御用信号を出力する出力手段とを備え、
   トラクタ本機が前進する場合の前記インプルメント制御用信号のデューティと、トラクタ本機が後進する場合の前記インプルメント制御用信号のデューティとを、それぞれ異ならせて前記出力手段から出力することで、単一の前記インプルメント制御用信号により、トラクタ本機の前後進をインプルメント側で判別可能に構成してあるインプルメントを備えた農用トラクタ。
2. トラクタ本機の走行速度の大きさに対応した周波数の前記インプルメント制御用信号を前記出力手段から出力することで、単一の前記インプルメント制御用信号により、トラクタ本機の前後進及び走行速度をインプルメント側で判別可能に構成してある請求項１記載のインプルメントを備えた農用トラクタ。
3. 前記インプルメントが散布剤を散布する散布装置であり、
   前記出力手段から出力された前記インプルメント制御用信号に基づいて、前記散布装置に備えた制御装置においてトラクタ本機の後進が判別された場合には、前記制御装置が前記散布装置による散布剤の散布を停止するように構成してある請求項１又は２記載のインプルメントを備えた農用トラクタ。

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