JPH0614609A - 耕耘装置の昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 圃場条件に応じて常に適切な耕深制御を行え
る耕深制御装置を提供する。 【構成】 油圧シリンダＣＹにより駆動昇降自在なロー
タリー耕耘装置が所定位置まで下降した際のエンジン回
転数検出値を基準回転数として、耕耘作業に伴って変化
するエンジン回転数と基準回転数との差と変化率とを演
算し、この結果に基づいて補正された目標とリフトアー
ム角度により油圧シリンダＣＹを耕深制御する状態と、
後カバーの角度変位に基づいて実耕深を検出する実耕深
検出センサＰＭ１の検出値と前記演算結果に基づいて補
正された設定目標耕深により油圧シリンダＣＹを耕深制
御する状態とに切り換え自在に構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行機体にロータリー
耕耘装置を昇降自在に連結し、リフトシリンダにより昇
降駆動されるリフトアームによりロータリー耕耘装置を
昇降駆動するよう構成してある耕耘装置の昇降制御装置
に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記耕耘装置の昇降制御装置において、
従来では、一般にロータリー耕耘装置の後カバーを上部
側の横軸芯周りで揺動自在にロータリーカバー本体に取
付け、耕耘爪の土中への入り込みに伴い下端が接地して
揺動するこの後カバーの揺動量を検出して実耕深として
判断し、この検出値と設定器により人為設定される設定
耕深とが合致するようリフトシリンダを自動制御する構
成となっていた〔例えば特開平４−７５５０４号参
照〕。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
造によるときは、例えば圃場が泥濘になっている場合に
は、走行機体の車輪が機体重量により土中に沈下してし
まうことになるので、ロータリー耕耘装置も伴に沈下し
ようとするが、このとき、圃場が軟弱であることに起因
して前記後カバーも土中に沈み込んでしまうことがあ
る。その結果、上記したような実耕深検出作動が精度よ
く行えないこととなり、耕耘爪が設定耕深よりも深く土
中に入りこんでエンジンに過大負荷がかかってエンジン
停止してしまうおそれが高くなり、作業能率が低下する
弊害があった。又、通常の硬さの圃場においても、耕耘
爪により耕起された領域の直後に後カバーによる押さえ
込み作動がなされる構造となっているから、後カバーに
よって耕起された土の表面が均されるので、例えば土中
での酸素の量を確保したい荒起こし作業を行う場合に
は、却って不都合な状況となる弊害もあった。本発明は
上記不具合点を解消することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、冒
頭に記載した耕耘装置の昇降制御装置において、前記リ
フトアームの対機体昇降角度を検出するリフトアーム角
検出手段と、走行機体の搭載エンジンの回転数を検出す
るエンジン回転数検出手段と、ロータリー耕耘装置が前
記目標耕深まで下降した際のエンジン回転数検出値を基
準回転数として、耕耘作業に伴って変化するエンジン回
転数と前記基準回転数との差と変化率とを演算する演算
手段と、この演算された前記差と変化率とから、予め定
まるマップデータに基づいて、耕深設定器により人為設
定される目標耕深に対応する目標リフトアーム角度の補
正値を求め、補正された新たな目標角度に基づいて、こ
の補正目標角度と前記リフトアーム角検出手段の検出結
果とが合致するようリフトシリンダを制御する第１耕深
制御手段と、ロータリー耕耘装置の後カバーの角度変位
に基づいて実耕深を検出する実耕深検出センサの検出値
と耕深設定器による設定目標耕深のいずれかを、前記演
算手段により演算される前記差と変化率より、予め定ま
るマップデータに基づいて補正し、補正された新たなデ
ータに基づいてこれらが合致するようリフトシリンダを
制御する第２耕深制御手段と、前記第１耕深制御手段が
作動する状態と前記第２耕深制御手段が作動する状態と
に切り換え自在な切換手段とを備えてある点にある。

【０００５】

【作用】例えば酸素の採り入れを多くさせる荒起こしを
行う場合等においては、前記切換手段を第１耕深制御手
段の作動状態に設定する。そうすると、走行機体とロー
タリー耕耘装置との連係構造の機械的な特性から、リフ
トアームの対機体相対角度により耕耘装置の耕深を判断
するようにして、先ず、耕耘作業の開始に際しては、人
為設定器により所望の耕深になるよう耕深設定器により
目標耕深を設定しておく。そして、前記目標耕深に対応
するリフトアーム目標角度と実際の検出リフトアーム角
度とが合致するまで耕耘装置を下降させ、目標耕深まで
下降した際のエンジン回転数を作業基準回転数と判断し
て、以降、作業走行するに伴って、走行機体の前後傾斜
や機体全体の土中への沈み込み等に起因して耕耘装置の
実耕深が変化するに連れて作業負荷が変わりエンジン回
転数が変化するから、このエンジン回転数を検出して前
記基準回転数と比較しながら、その回転数差と変化率と
によって、前記目標耕深に対応するリフトアーム目標角
度を順次補正して、その補正値に基づいて昇降制御する
ことで、エンジンに過剰負荷が掛かるのを防止しなが
ら、常に、目標耕深に近い状態で耕耘装置を昇降制御す
ることが可能となる。次に、圃場が泥濘であって後カバ
ーが土中に埋まってしまうような場合には、切換手段を
第２耕深制御手段の作動状態に設定する。そうすると、
ロータリー耕耘装置を所定耕深まで下降させた状態にお
ける標準的なエンジン回転数を基準回転数として設定
し、エンジン回転数の基準回転数からの変化量と変化率
とを演算してエンジンの駆動状態を判断しながら、その
状態変化に応じて耕深制御の基準となる設定目標耕深あ
るいは実耕深の値を補正することで、後カバーの沈み込
み等が発生しても不必要な耕耘装置の下降作動を阻止し
てエンジン停止を未然に防止することができる。

【０００６】

【発明の効果】その結果、後カバーを用いることなく、
耕深をほぼ所定値に維持することが可能な昇降制御作動
により所望の耕深による荒起こし作業を有効に行うこと
ができる作業形態と、圃場の途中で泥濘の部分が存在す
る場合であっても、後カバーによる精度の高い実耕深検
出を行うものでありながら、耕耘装置が沈み込みエンジ
ンに対して過大負荷がかかるのを未然に防止して、頻繁
にエンジンが停止して作業能率が低下するといった弊害
が発生するのを抑制できる作業形態との夫々に切り換え
設定が可能で、各種の圃場条件に応じた耕深制御作動を
続行でき、どのような圃場であっても作業能率の低下を
招くことなく精度の良い耕深制御が可能な昇降制御装置
を提供できるに到った。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図８
に乗用型耕耘機を示している。この耕耘機は乗用型走行
機体の後部にリンク機構１を介して昇降自在にロータリ
ー耕耘装置２を連結して、走行機体を操縦しながら圃場
の耕耘作業を行えるよう構成してある。この耕耘機は前
記ロータリー耕耘装置２による耕起深さ、即ち、実耕深
を設定値に維持すべく自動制御する構成としてある。つ
まり、前記リンク機構１における左右リンク３をリフト
シリンダＣＹにより横軸芯周りで昇降揺動駆動されるリ
フトアーム４によりリフトロッド５を介して吊り上げ、
耕耘装置２を駆動昇降させるよう構成するとともに、耕
耘装置２における後カバー６をロータリーカバー本体７
に横軸芯周りで揺動自在に枢支連結し、耕耘爪２ａの土
中への入り込みに伴う後カバー６の相対上下動量を実耕
深としてポテンショメータ式のカバー角センサＰＭ１
〔実耕深検出手段の一例〕により検出し、このカバー角
センサＰＭ１による検出値がポテンショメータ式耕深設
定器ＰＭ２により人為設定される設定耕深と合致するよ
う、リフトシリンダＣＹに対する電磁式油圧制御弁Ｖを
制御して実耕深を設定値に維持するよう構成してある。
又、耕耘装置２を下降した耕耘作業位置と大きく上昇す
る非作業位置とに人為的に切り換え操作するための昇降
レバー８を備えるとともに、リフトアーム４の対機体相
対角度を検出するポテンショメータ式リフトアーム角セ
ンサＰＭ３〔リフトアーム角検出手段の一例〕を備えて
ある。そして、前記耕深制御作動において、圃場が泥濘
等であり走行機体の車輪が土中に沈み込み後カバー６も
伴に沈み込むような場合には、不必要な後カバー６の沈
み込みによるエンジン停止を未然に防止できるよう構成
してある。詳述すると、図１に示すように、前記電磁式
油圧制御弁Ｖを供給電流量に対応して開度を比例変更制
御自在な電磁式比例流量制御制御弁で構成し、この制御
弁Ｖをマイクロコンピュータを備えた制御装置９により
駆動制御するよう構成するとともに、走行機体に搭載さ
れたエンジン１０の出力回転数を検出する回転数検出セ
ンサＳ〔回転数検出手段の一例〕を設け、この回転数検
出センサＳの出力も制御装置９に与えられるよう構成し
てある。そして、前記制御装置９には、耕耘装置２が設
定目標耕深まで下降した際のエンジン回転数検出値を基
準回転数として、耕耘作業に伴って変化するエンジン回
転数と前記基準回転数との差と変化率とを演算する演算
手段Ａと、耕深設定器による設定目標耕深を、前記演算
手段Ａにより演算される前記差と変化率より、予め定ま
るマップデータに基づいて補正し、補正された新たなデ
ータに基づいて、この補正目標耕深と実耕深とが合致す
るようリフトシリンダを制御するカバー角耕深制御手段
Ｂ〔第２耕深制御手段の一例〕とを制御プログラム形式
で備えてあり、制御装置９は以下のように制御を実行す
る。図４、図５に示すように、前記昇降レバー８が上昇
位置にあるときは上昇位置を維持し、耕耘装置２が上昇
位置にある状態から昇降レバー８が下降位置に操作され
ると、そのときの耕深設定器ＰＭ２の出力ｂ〔設定目標
耕深〕、カバー角検出センサＰＭ１の出力ａ〔実耕
深〕、リフトアーム角センサＰＭ３の出力及びエンジン
回転数センサＳの出力の夫々を読み込み、リフトシリン
ダＣＹを下降作動させる〔ステップ１〜４〕。このと
き、下降速度は目標耕深ａと実耕深ｂとの偏差の量に応
じた速度になるよう比例制御する。そして、リフトアー
ム角度より判断して耕耘装置２が接地する直前において
下降速度を、前記比例制御に基づく速度よりも遅い下降
速度でゆっくり耕耘装置を接地下降させ、接地後はエン
ジン回転数の検出結果に基づいて、この検出回転数の変
化量と変化率に応じて、予め定まる特性により、下降速
度を制御してエンジン停止を防止する〔ステップ５、
６〕。カバー角検出センサＰＭ１による検出実耕深ａが
目標耕深ｂと合致すると、下降作動を停止する〔ステッ
プ７、８〕とともに、そのときのエンジン回転数を基準
回転数ＮＥとしてメモリ１１に記憶させる〔ステップ
９〕。尚、このときの検出回転数がエンジン停止する直
前のような低い回転数であるときは、予め設定される最
低設定回転数を基準回転数として記憶させる。そして、
耕耘作業に伴って所定時間毎にそのときのエンジン回転
数Ｎと前記基準回転数ＮＥの差（ＮＥ−Ｎ）、及び変化
率ｄＮ／ｄｔとを演算し〔ステップ１０〕、演算された
前記差と変化率より、予め定められるマップデータに基
づいて設定目標耕深ｂの補正量Δｂを演算する〔ステッ
プ１１〕。このときのマップデータは所謂ファジー制御
により設定される。次に、上記したように演算された補
正値Δｂにより設定目標耕深を補正した後の値ｂ１を新
たな目標耕深として設定して〔ステップ１２〕、この新
たな目標耕深ｂ１に基づいてリフトシリンダＣＹを昇降
制御する〔ステップ１３〜１５〕。つまり、検出実耕深
と補正目標耕深との偏差に比例した作動速度となる流量
が供給されるよう偏差−流量マップ並びに流量−電流マ
ップのマップデータに基づいて、電磁制御弁Ｖに求めら
れた電流を供給するのである。このような制御が行われ
る耕耘作業中に走行クラッチが切り操作され、そのこと
がクラッチ検出スイッチＳＷにより検出されると、再度
クラッチ入り操作されるまで、そのクラッチ切り操作が
行われた時点でのリフトアーム角度に維持固定する〔ス
テップ１６、１７〕。又、途中でアクセルレバー１２が
変更操作され、アクセルレバー検出センサＰＭ４により
そのことが検出されると、センサ検出値が安定した値に
なるまでは操作が行われた時点でのリフトアーム角度を
維持し、センサ検出値が安定すると、予め定まるアクセ
ルレバー１２の変位量と無負荷回転数との機械的特性よ
り初期無負荷回転数Ｎ０と変更操作後の無負荷回転数Ｎ
１との差を、前記基準回転数ＮＥから差し引いて新たな
基準回転数として修正する〔ステップ１８〜２１〕。そ
して、このような制御を枕地での上昇操作が行われるま
で維持し、上昇操作されると〔ステップ２２〕、新たな
基準回転数ＮＥを再設定してこのような制御を実行す
る。

【０００８】この耕耘機では、上記したような後カバー
６による耕深制御作動に代えて、後カバー６を上方に大
きく退避させた非使用状態でも耕深制御を行うことがで
きるよう構成してある。詳述すると、後カバー６を使用
しないときは図８に仮想線で示すように、後カバー６を
大きく上昇させてピン固定して位置保持させておく。そ
のときカバー角検出センサＰＭ１は上記したカバー角耕
深制御における通常作動域から大きく外れた出力となる
から、この検出値が設定値ｅよりも大であるときは、後
記するようなエンジン回転制御状態に設定され、設定値
ｅより小であるときは上記したようなカバー角耕深制御
状態に設定されるよう自動切り換え制御する切換手段Ｃ
を制御装置９に備えてある〔図２のステップ００〕参
照〕。エンジン回転制御手段Ｄ〔第１耕深制御手段の一
例〕は制御装置９に制御プログラム形式で備えられ、制
御装置９は次のように制御する。図６、図７に示すよう
に、昇降レバー８が下降操作されると、耕深設定器ＰＭ
２による目標耕深を読み込み、この目標耕深に対応する
リフトアーム角度ｄ〔目標リフトアーム角度〕を演算す
る〔ステップ１〜４〕。次に、リフトアーム角検出セン
サＰＭ３の出力とエンジン回転数検出センサＳの出力を
読み込み、耕耘装置２を下降操作させる〔ステップ５、
６〕。このとき、下降速度は目標耕深と実耕深との偏差
の量に応じた速度になるよう比例制御する。そして、リ
フトアーム角度より判断して耕耘装置２が接地する直前
において下降速度を、前記比例制御に基づく速度よりも
遅い下降速度でゆっくり耕耘装置２を接地下降させ、接
地後はエンジン回転数の検出結果に基づいて、この検出
回転数の変化量と変化率に応じて、予め定まる特性によ
り、下降速度を制御してエンジン停止を防止する〔ステ
ップ７、８〕。そして、リフトアーム角検出センサＰＭ
３の検出値ｃが前記目標リフトアーム角度ｄに合致する
と下降を停止し、そのときのエンジン回転数を基準回転
数ＮＥとしてメモリ１１に記憶する〔ステップ９〜１
１〕。そして、耕耘作業に伴って所定時間毎にそのとき
のエンジン回転数Ｎと前記基準回転数ＮＥの差（ＮＥ−
Ｎ）、及び変化率ｄＮ／ｄｔとを演算し〔ステップ１
２〕、演算された前記差（ＮＥ−Ｎ）と変化率ｄＮ／ｄ
ｔより、予め定められるマップデータに基づいて設定目
標耕深ｄの補正量Δｄを演算する〔ステップ１３〕。こ
のときのマップデータは所謂ファジー制御により設定さ
れる。次に、上記したように演算された補正値Δｄによ
り目標リフトアーム角度を補正した後の値ｄ１を新たな
目標リフトアーム角度として設定して〔ステップ１
２〕、この新たな目標値に基づいてリフトシリンダＣＹ
を昇降制御する〔ステップ１５〜１７〕。そして、上記
したようなカバー角制御のステップ１６〜２１における
と同様なクラッチ制御及びアクセルレバー制御を実行し
〔ステップ１８〜２３〕、このような制御を枕地での上
昇操作が行われるまで維持し、上昇操作されると〔ステ
ップ２４〕、新たな基準回転数を再設定してこのような
制御を実行する。

【０００９】前記切換手段Ｃとしては、上記したように
カバー角検出センサＰＭ１の検出レベルより判断するも
のに代えて、耕耘装置２が所定位置よりも上方側に持ち
上げ格納されたことをリミットスイッチ等により判断
し、制御装置９に切り換え信号を与えるよう構成しても
よい。

【００１０】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】制御ブロック図

【図２】切換制御フローチャート

【図３】制御特性図

【図４】カバー角耕深制御フローチャート

【図５】カバー角耕深制御フローチャート

【図６】エンジン回転数制御フローチャート

【図７】エンジン回転数制御フローチャート

【図８】耕耘機の全体側面図

【符号の説明】

２ ロータリー耕耘装置 ４ リフトアーム ６ 後カバー １０ エンジン Ａ 演算手段 Ｂ 第２耕深制御手段 Ｃ 切換手段 ＣＹ リフトシリンダ Ｄ 第１耕深制御手段 ｄ，ｄ１ 目標リフトアーム角度 Δｄ 補正値 Ｎ エンジン回転数 ＮＥ 基準回転数 ＮＥ−Ｎ 回転数差 ｄＮ／ｄｔ 変化率 ＰＭ１ 実耕深検出センサ ＰＭ２ 耕深設定器 ＰＭ３ リフトアーム角検出手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体にロータリー耕耘装置（２）を
   昇降自在に連結し、リフトシリンダ（ＣＹ）により昇降
   駆動されるリフトアーム（４）によりロータリー耕耘装
   置（２）を昇降駆動するよう構成してある耕耘装置の昇
   降制御装置であって、 前記リフトアーム（４）の対機体昇降角度を検出するリ
   フトアーム角検出手段（ＰＭ３）と、 走行機体の搭載エンジン（１０）の回転数を検出するエ
   ンジン回転数検出手段（Ｓ）と、 ロータリー耕耘装置（２）が前記目標耕深まで下降した
   際のエンジン回転数検出値を基準回転数（ＮＥ）とし
   て、耕耘作業に伴って変化するエンジン回転数（Ｎ）と
   前記基準回転数との差（ＮＥ−Ｎ）と変化率（ｄＮ／ｄ
   ｔ）とを演算する演算手段（Ａ）と、 この演算された前記差（ＮＥ−Ｎ）と変化率（ｄＮ／ｄ
   ｔ）とから、予め定まるマップデータに基づいて、耕深
   設定器（ＰＭ２）により人為設定される目標耕深に対応
   する目標リフトアーム角度（ｄ）の補正値（Δｄ）を求
   め、補正された新たな目標角度（ｄ１）に基づいて、こ
   の補正目標角度（ｄ１）と前記リフトアーム角検出手段
   （ＰＭ３）の検出結果とが合致するようリフトシリンダ
   （ＣＹ）を制御する第１耕深制御手段（Ｄ）と、 ロータリー耕耘装置（２）の後カバー（６）の角度変位
   に基づいて実耕深を検出する実耕深検出センサ（ＰＭ
   １）の検出値と耕深設定器（ＰＭ２）による設定目標耕
   深のいずれかを、前記演算手段（Ａ）により演算される
   前記差（ＮＥ−Ｎ）と変化率（ｄＮ／ｄｔ）より、予め
   定まるマップデータに基づいて補正し、補正された新た
   なデータに基づいてこれらが合致するようリフトシリン
   ダ（ＣＹ）を制御する第２耕深制御手段（Ｂ）と、 前記第１耕深制御手段（Ｄ）が作動する状態と前記第２
   耕深制御手段（Ｂ）が作動する状態とに切り換え自在な
   切換手段（Ｃ）とを備えてある耕耘装置の昇降制御装
   置。