JPH06315302A - トラクタのドラフト制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 土中に進入する作業機を迅速に設定深さに到
達させて作業始めの作業精度を著しく向上させる。 【構成】 ロワリンク７の連結ピン１５を支点とする多
連プラウ４の自由回動を許容されると共に、その回動量
を検知する耕深センサ１９によつて耕深を検知し、そし
て、耕深センサ１９の検知値を耕深設定ボリユーム２７
の設定値に一致させるべくリフトアーム６の昇降制御を
行うにあたり、作業始めにおいては、前記耕深設定ボリ
ユーム２７の設定値を目標とすることなく、最深値を目
標としてリフトアーム６を下降させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、プラウ、サブソイラ等
の牽引式作業機が連結されるトラクタのドラフト制御装
置に関するものである。

【０００２】

【従来技術及び発明が解決しようとする課題】一般に、
この種トラクタのドラフト制御装置は、プラウ等の牽引
式作業機からの牽引抵抗を、トツプリンクの押圧力（も
しくはロワリンクの引張力）に基づいて検知すると共
に、該検知に基づいてリフトアームを昇降制御すること
により牽引抵抗（作業深さ）を一定に維持すべく構成さ
れている。しかるに従来では、弾機に抗して僅かに移動
し得るよう機体にトツプリンクを連結し、該連結された
トツプリンクの変位に基づいて牽引抵抗を検知していた
ため、作業機からトツプリンクに伝達される牽引抵抗
は、弾機によつて僅かに緩衝されるものの、殆ど機体に
直接作用することになり、この結果、走行機体には、ロ
ワリンクに作用する引張力とトツプリンクに作用する押
圧力とが相俟つて大きなモーメントが作用し、特に多連
プラウの如く牽引抵抗の大きな作業機を牽引する場合に
は、機体に過大なモーメントが作用して機体走行が不安
定になつてしまうのが実状であつた。そこで、前記トツ
プリンクの連結部もしくはトツプリンク自身に融通機構
を設けて、ロワリンクの作業機側連結部を支点とした作
業機の自由回動を許容すると共に、前記融通機構の姿勢
変化に基づいて作業機の作業深さを検知し、かつその検
知値を設定値に一致させるべくリフトアームを昇降制御
することが提案される。つまり、トツプリンクに作用す
る牽引抵抗を融通機構で吸収することによつて、機体に
大きなモーメントが作用することを解消し得るものであ
るが、前記作業機は、作業始めにおいて土中に入り込む
際、姿勢が安定するまでは大きな抵抗（作業機の積極的
な土中進入作用に基づく抵抗）を受けるため、実際の作
業深さが設定深さに達する前に融通機構が設定深さ対応
位置まで変位し、該変位に基づいて実際の作業深さが設
定深さに一致したと誤認して作業機の下降を停止してし
まうことになり、この結果、作業機が設定深さに到達す
るまでの走行距離が長くなつて、作業始めの作業精度を
低下させる惧れがあつた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの欠点を一掃することができるトラクタ
のドラフト制御装置を提供することを目的として創案さ
れたものであつて、走行機体の後部に、リフトアームの
油圧作動に基づいて能動的に昇降作動するロワリンク
と、該ロワリンクの昇降に伴つて受動的に昇降作動する
トツプリンクとを介して牽引式の作業機を連結してなる
トラクタにおいて、前記トツプリンクの連結部もしくは
トツプリンク自身に、ロワリンクの作業機側連結部を支
点とした作業機の自由回動を許容するための融通機構を
設けると共に、前記リフトアームの油圧制御バルブに
は、融通機構の姿勢に基づいて作業機の作業深さを検知
し、かつその検知値を設定値に一致させるべくリフトア
ームを昇降制御するドラフト制御手段を連繋し、さら
に、該ドラフト制御手段には、作業開始を判断する作業
開始判断手段と、作業開始を判断した場合に前記設定値
を最深値に置換する設定値置換手段と、実際の作業深さ
が設定深さに達した段階で前記設定値の置換を解除する
設定値置換解除手段とを設けたことを特徴とするもので
ある。そして本発明は、この構成によつて、土中に進入
する作業機を迅速に設定深さに到達させて作業始めの作
業精度を著しく向上させることができるようにしたもの
である。

【０００４】

【実施例】次に、本発明の一実施例を図面に基づいて説
明する。図面において、１はトラクタの走行機体であつ
て、該走行機体１の後部には、昇降リンク機構２を介し
て多連プラウ４等の作業機が選択的に連結されるが、前
記昇降リンク機構２は、リフトロツド５を介して連結さ
れるリフトアーム６の油圧作動に基づいて能動的に昇降
作動する左右一対のロワリンク７と、該ロワリンク７の
昇降に伴つて受動的に昇降作動する単一のトツプリンク
８とからなる所謂三点リンク機構に構成されている。

【０００５】前記多連プラウ４は、昇降リンク機構２に
連結される縦姿勢の連結フレーム９、該連結フレーム９
から後方に突出し、かつ油圧シリンダ１０の伸縮作動に
基づいて軸回り方向に略１８０°回動するビーム１１、
該ビーム１１の上下にそれぞれ並設される三連のプラウ
１２ａ、１２ｂ、１２ｃおよび定規車１３ａ、１３ｂ、
１３ｃ、前記プラウ１２ａ、１２ｂ、１２ｃの前方に配
設される補助プラウ１４等で構成されている。そして、
この様に構成された多連プラウ４は、自重に基づく下向
き（図１の時計回り方向）のモーメントと、牽引抵抗に
基づく上向き（図１の反時計回り方向）のモーメントと
をバランスさせつつ耕起作業をし、該耕起した土を左右
何れか一側方に反転させるが、前記油圧シリンダ１０の
伸縮作動に基づいて上下のプラウ１２ａ、１２ｂ、１２
ｃを互用することにより、耕起した土の反転方向を機体
旋回毎に交互に切換えることができるようになつてい
る。

【０００６】また、前記多連プラウ４の連結フレーム９
は、断面略コ字状に形成されると共に、その上下両端部
には、各リンク７、８の先端側連結ピン１５、１６に連
結するための連結孔が形成されているが、上端部に形成
されるトツプリンク８用の連結孔は、前後方向を向く長
孔９ａに形成されており、このため多連プラウ４は、ロ
ワリンク７の連結ピン１５を支点として所定の範囲を自
由回動することができるようになつている。

【０００７】またさらに、前記長孔９ａの上方位置に
は、回動軸１７が回動自在に軸支されると共に、該回動
軸１７の一端部には、前後方向に揺動する揺動アーム１
８が一体的に固着されるが、揺動アーム１８の先端部
は、長孔９ａを貫通する前記連結ピン１６の一端部に係
合し、故に揺動アーム１８は、多連プラウ４の自由回動
に伴つて前後揺動するようになつている。

【０００８】一方、１９は走行機体１の後部に配設され
る耕深センサ（ポテンシヨメータ）であつて、該耕深セ
ンサ１９の検知アーム１９ａは、本来、ロータリ作業機
のリヤカバー（耕深検知体）に連結されるが、前記多連
プラウ４等の牽引式作業機を連結した場合には、検知ワ
イヤ２０を介して前記揺動アーム１８に連結され、ま
た、検知ワイヤ２０をガイドするアウタチユーブ２０ａ
の基端部は、検知アーム１９ａの近傍位置に固定される
一方、先端部は、連結フレーム９に突設されるブラケツ
ト２１に固定されている。このため耕深検知センサ１９
は、検知ワイヤ２０の押し引きに基づいて多連プラウ４
の回動位置を検知し、その検知値を後述する制御部２２
に入力するようになつている。

【０００９】前記制御部２２は、所謂マイクロコンピユ
ータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む）を用いて構成
される制御ユニツトであるが、このものは、前述した耕
深センサ１９、リフトアーム６の上下揺動角を検知する
アーム角センサ２３、運転席２４の側方に配設されるポ
ジシヨンレバー（作業機昇降操作レバー）２５の操作角
を検知するポジシヨンセンサ２６、耕深設定値を入力す
るための耕深設定ボリユーム２７、自動制御を切換える
ための自動制御切換ボリユーム２８、後述するダツシン
グ位置を調整するためのダツシング位置ボリユーム２９
等から信号を入力する一方、これら入力信号に基づく判
断で、前記リフトアーム６を油圧作動するリフトシリン
ダ３０の油圧制御バルブ３１（上昇用ソレノイド３１
ａ、下降用ソレノイド３１ｂ）等に作動信号を出力する
ようになつている。つまり、制御部２２は、アーム角セ
ンサ２３の検知値とポジシヨンセンサ２６の検知値とを
一致させるべく作業機を昇降制御するポジシヨン制御、
耕深検知センサ１９の検知値と耕深設定ボリユーム２７
の設定値とを一致させるべくロータリ作業機を昇降制御
する耕深自動制御、耕深検知センサ１９の検知値と耕深
設定ボリユーム２７の設定値とを一致させるべく牽引式
作業機を昇降制御するドラフト制御等の制御ルーチンを
予め具備（ＲＯＭに記憶）しているが、これら制御のう
ち、ポジシヨン制御およびドラフト制御を以下に詳述す
る。

【００１０】前記ポジシヨン制御は、耕深自動制御およ
びドラフト制御の非実行時において、ポジシヨンセンサ
２６の検知値とアーム角センサ２３の検知値とを比較す
ると共に、両検知値を一致させるべく前記油圧制御バル
ブ３１に昇降信号を出力するものであるが、作業機の接
地速度を減速する所謂ダツシング防止機能（ロータリ作
業機の耕耘反力を受けて機体が急激に発進することを防
止する機能）を備えている。即ち、作業機を下降させる
べく下降信号を出力する際には、アーム角センサ２３の
検知値が前記ダツシング位置ボリユーム２９の設定値よ
りも小さくなつたか否かを連続的に判断すると共に、該
判断がＹＥＳとなつた以降は、下降信号のデユーテイ比
（パルス幅）を徐々に小さくして作業機の下降速度を減
速するようになつている。

【００１１】一方、ドラフト制御は、自動制御切換ボリ
ユーム２８を「ドラフト」位置にセツトし、かつポジシ
ヨンレバー２５を略最下降位置まで操作した状態で実行
される。そして、上記操作を行つた場合には、リフトア
ーム６の油圧作動に基づいて多連プラウ４が接地位置ま
で下降し、この状態で走行機体１の走行を開始すると、
多連プラウ４は土中に進入して耕起作業を実行すること
になるが、このとき、多連プラウ４には、自重に基づく
下向きのモーメントと、牽引抵抗に基づく上向きのモー
メントとが作用し、これら相反するモーメントをバラン
スさせるべく多連プラウ４がロワリンク７の連結ピン１
５を支点として自由回動することになる。

【００１２】すると、前記多連プラウ４は、両モーメン
トが釣り合つた位置で安定することになるが、その回動
位置は、検知ワイヤ２０を介して連動連結される耕深セ
ンサ１９によつて検知されると共に、制御部２２におい
て前記耕深設定ボリユーム２７の設定値と比較されるこ
とになる。そして、検知値と設定値とが一致する場合に
はリフトアーム６を停止するが、検知値が設定値よりも
大きい場合にはリフトアーム６を上昇させる一方、検知
値が設定値よりも小さい場合にはリフトアーム６を下降
させるようになつている。即ち、実際の耕深が設定耕深
よりも大きい場合には、設定耕深時に比して牽引抵抗が
増加するため、多連プラウ４が上方に回動し、該上方へ
の回動に基づいて深耕状態であることを検知して多連プ
ラウ４を上昇させるようになつている。そして、検知値
と設定値とが一致した時点で上昇作動を停止することに
よつて、実際の耕深が設定耕深に維持されることにな
る。一方、実際の耕深が設定耕深よりも小さい場合に
は、設定耕深時に比して牽引抵抗が減少するため、多連
プラウ４が下方に回動し、該下方への回動に基づいて浅
耕状態であることを検知して多連プラウ４を下降させる
ようになつている。そして、検知値と設定値とが一致し
た時点で下降作動を停止することによつて、実際の耕深
が設定耕深に維持されることになる。

【００１３】ところで、前述の如く多連プラウ４が土中
に進入する際には、姿勢が安定するまでは大きな抵抗を
受け、該抵抗に基づいて多連プラウ４が上方に大きく自
由回動することになる。即ち、多連プラウ４が設定耕深
に達する以前に耕深センサ１９の検知値が耕深設定ボリ
ユーム２７の設定値に一致してしまうことになるため、
前述のドラフト制御ルーチンでは、仮令設定耕深に達し
ていなくても両値の一致判断に基づいてリフトアーム６
の下降を停止させてしまうことになり、このため作業始
めにおいては、作業始め専用の制御ルーチンを実行する
ことによつて前記不都合を解消するようになつている。

【００１４】前記作業始め専用の制御ルーチンは、ポジ
シヨンレバー２５が上限位置まで操作された後の下降操
作に基づいて実行されるようになつている。そして、こ
の制御ルーチンでは、まず耕深センサ１９の検知値が最
深値か否か、つまり、多連プラウ４が土中進入時の抵抗
に基づいて上限位置まで自由回動したか否かを判断し、
該判断がＮＯである場合には、設定値を最深値に置換す
るようになつている。即ち、耕深センサ１９の検知値が
耕深設定ボリユーム２７の設定値に一致した段階で直ち
にリフトアーム６の下降を停止することなく、検知値が
最深値（このとき多連プラウ４の土中進入角度が最大と
なる）となるまでリフトアーム６の下降を継続すること
によつて、多連プラウ４を可及的迅速に設定耕深まで到
達させるようになつている。

【００１５】そして、耕深センサ１９の検知値が最深値
となつた時点で前記判断がＹＥＳに切換わることになる
が、本実施例では、そのときのリフトアーム角度を記憶
すると共に、前記ダツシング位置ボリユーム２９の設定
値に基づいて下降角度を演算し、該演算した下降角度分
だけさらにリフトアーム６の下降を継続するようになつ
ている。即ち、多連プラウ４が上限位置まで自由回動し
ても未だ設定耕深に到達していない惧れがあるため、多
連プラウ４の土中進入角度が最大の状態でさらにリフト
アーム６を下降させるが、該下降角度をダツシング位置
ボリユーム２９によつて調整できるようにしたため、作
業機の種類や圃場条件に拘らず可及的に設定耕深に近い
位置でリフトアーム６の下降を停止させることができる
ようになつている。

【００１６】そして、リフトアーム６を演算角度分だけ
下降させた後は、耕深設定ボリユーム２７の設定値を目
標としてリフトアーム６を昇降制御することになるが、
本実施例では、目標値を直ちに耕深設定ボリユーム２７
の設定値に変更することなく、目標値を段階的に耕深設
定ボリユーム２７の設定値に近付けるようになつてい
る。即ち、本実施例においては、前記演算した下降角度
を等分して段階的な目標値Ｔ１〜Ｔ３（＜設定値）を演
算すると共に、これらの目標値Ｔ１〜Ｔ３（初期値はＴ
０）を順次用いることによつて急激な耕深変化を防止す
るようになつている。

【００１７】またさらに、本実施例では、目標値を段階
的に設定値に近付けつつリフトアーム６を昇降制御する
際、耕深センサ１９の検知値変化の有無に基づいて機体
が走行しているか否かを判断し、そして、該判断がＮＯ
の場合には、目標値Ｔ１〜Ｔ３のシフトアツプを中断
（リフトアーム停止）するようになつている。即ち、機
体の停止に拘らずリフトアーム６を作動させて、リフト
アーム５側や多連プラウ４側に無理な負荷を作用させる
ことを防止するようになつている。

【００１８】叙述の如く構成された本発明の実施例にお
いて、昇降リンク機構２を介して走行機体１に牽引され
る多連プラウ４は、ロワリンク７の連結ピン１５を支点
とする自由回動が許容されると共に、その回動量を検知
する耕深センサ１９によつて耕深が検知されることにな
る。そして、耕深センサ１９の検知値を耕深設定ボリユ
ーム２７の設定値に一致させるべくリフトアーム６の昇
降制御を行うが、作業始めにおいては、前記耕深設定ボ
リユーム２７の設定値を目標とすることなく、最深値を
目標としてリフトアーム６を下降させるため、多連プラ
ウ４は迅速に設定深さまで到達することになる。即ち、
多連プラウ４が土中に入り込む際に、仮令設定耕深に到
達する以前に耕深センサ１９の検知値が耕深設定ボリユ
ーム２７の設定値に一致したとしても、該一致に基づい
てリフトアーム６の下降を直ちに停止することなく、耕
深センサ１９の検知値が最深値となるまではリフトアー
ム６の下降を継続することになり、この結果、多連プラ
ウ４が設定耕深に到達するまでの走行距離を可及的に短
くして、作業始めの作業精度を著しく向上させることが
できる。

【００１９】しかも、本実施例では、耕深センサ１９の
検知値が最深値となつてから、さらにリフトアーム６を
一定角度下降させるため、多連プラウ４を確実かつ迅速
に設定耕深まで到達させることとなり、もつて、多連プ
ラウ４が設定耕深に到達するまでの走行距離をさらに短
縮することができる。

【００２０】さらに、前記下降角度を、ダツシング位置
ボリユーム２９によつて調整できるようにしたため、作
業機の種類や圃場条件に拘らず可及的に設定耕深に近い
位置でリフトアーム６の下降を停止させることが可能に
なつて、作業始めの作業精度をさらに向上させることが
できる許りか、ダツシング位置ボリユーム２９の兼用化
に基づいて部品点数の削減も計ることができる。

【００２１】また、前記下降作動後に、耕深設定ボリユ
ーム２７の設定値を目標としてリフトアーム６を昇降制
御するにあたり、目標値を直ちに耕深設定ボリユーム２
７の設定値に変更することなく、目標値を段階的に耕深
設定ボリユーム２７の設定値に近付けるため、作業始め
専用の制御ルーチンから本来の制御ルーチンへの移行を
スムーズにして、急激な耕深変化に基づく作業精度の低
下を防止することができる。

【００２２】またさらに、前記制御ルーチンの移行に際
して機体走行を判断すると共に、走行停止状態であると
判断した場合には、リフトアーム６を停止するため、機
体の停止に拘らずリフトアーム６を作動させてリフトア
ーム５側や多連プラウ４側に無理な負荷を作用させる不
都合を確実に回避することができる。

【００２３】尚、本発明は、前記実施例に限定されない
ものであることは勿論であつて、例えば使用する作業機
は、多連プラウに限定されることなく、サブソイラ等の
牽引式作業機を使用してもよいものである。

【００２４】また、前記第一実施例では、走行機体側に
設けられる既存の耕深センサを利用しているが、作業機
側に専用の耕深センサを設けてもよいことは言うまでも
なく、またさらには、作業機の自由回動を許容するため
の融通機構を、作業機側のトツプリンク連結部に設ける
ことなく、機体側のトツプリンクブラケツトに長孔を形
成して融通機構を構成したり、トツプリンク自身を伸縮
自在にして融通機構を構成することも可能である。

【００２５】また、前記第一実施例では、耕深センサが
最深値を検知した位置を基準としてリフトアームの下降
角度を演算しているが、図１０に示す第二実施例の様
に、リフトアーム下降速度の低下に基づいて作業機の接
地を判断し、該接地時の角度を基準としてリフトアーム
の下降角度を演算するようにしてもよい。

【００２６】また、前記リフトアームの下降角度を演算
することなく、一定時間だけリフトアームを下降させた
り、さらには、図１１に示す第三実施例の様に、下降時
間を演算して作業始め制御ルーチンの解除タイミングを
決定するようにしてもよいものである。

【００２７】またさらには、図１２に示す第四実施例の
如く、土中進入時の作業機の自由回動速度（耕深検知値
の変化速度）に基づいて作業始め制御ルーチンの解除タ
イミングを自動的に演算するようにしてもよい。そして
この場合には、常に作業機の種類や圃場条件に適合した
タイミングでの制御切換えが可能になるため、作業始め
制御ルーチンから本来の制御ルーチンへの移行を極めて
円滑に行つて作業精度を大幅に向上させることができ
る。

【００２８】

【作用効果】以上要するに、本発明は叙述の如く構成さ
れたものであるから、ロワリンクおよびトツプリンクを
介して走行機体に連結される牽引式作業機は、融通機構
によつてロワリンク連結部を支点とする自由回動が許容
されると共に、融通機構の姿勢に基づいて作業深さが検
知されることになる。そして、検知値を設定値に一致さ
せるべく昇降制御されることになるが、作業始めにおい
ては、設定値が最深値に置換されるため、作業機は迅速
に設定深さまで到達することになる。つまり、作業機が
土中に入り込む際に、仮令設定深さに到達する以前に融
通機構が設定深さ対応位置まで変位したとしても、該変
位に基づいてリフトアームの下降を直ちに停止すること
なく、実際の作業深さが設定深さに達するまでリフトア
ームの下降を継続することになり、この結果、作業機が
設定深さに到達するまでの走行距離を可及的に短くし
て、作業始めの作業精度を著しく向上させることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】多連プラウを連結したトラクタの側面図であ
る。

【図２】同上要部側面図である。

【図３】深耕状態を示す連結フレームの要部斜視図であ
る。

【図４】浅耕状態を示す同上斜視図である。

【図５】トラクタの油圧回路図である。

【図６】制御部の入出力を示すブロツク図である。

【図７】ポジシヨン制御のフローチヤートである。

【図８】ドラフト制御のフローチヤートである。

【図９】第一実施例の作用を示すタイミングチヤート図
である。

【図１０】第二実施例を示すドラフト制御のフローチヤ
ートである。

【図１１】第三実施例を示すドラフト制御のフローチヤ
ートである。

【図１２】第四実施例を示すドラフト制御のフローチヤ
ートである。

【符号の説明】

１ 走行機体 ２ 昇降リンク機構 ４ 多連プラウ ７ ロワリンク ８ トツプリンク １９ 耕深センサ ２２ 制御部

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体の後部に、リフトアームの油圧
   作動に基づいて能動的に昇降作動するロワリンクと、該
   ロワリンクの昇降に伴つて受動的に昇降作動するトツプ
   リンクとを介して牽引式の作業機を連結してなるトラク
   タにおいて、前記トツプリンクの連結部もしくはトツプ
   リンク自身に、ロワリンクの作業機側連結部を支点とし
   た作業機の自由回動を許容するための融通機構を設ける
   と共に、前記リフトアームの油圧制御バルブには、融通
   機構の姿勢に基づいて作業機の作業深さを検知し、かつ
   その検知値を設定値に一致させるべくリフトアームを昇
   降制御するドラフト制御手段を連繋し、さらに、該ドラ
   フト制御手段には、作業開始を判断する作業開始判断手
   段と、作業開始を判断した場合に前記設定値を最深値に
   置換する設定値置換手段と、実際の作業深さが設定深さ
   に達した段階で前記設定値の置換を解除する設定値置換
   解除手段とを設けたことを特徴とするトラクタのドラフ
   ト制御装置。