JPH0779608A - 耕耘装置の昇降制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 耕耘装置が接地下降する際において、下降速
度の無駄な減速による作業能率の低下を防止しながら、
エンジン停止を極力抑制することができる耕耘装置の昇
降制御機構を提供する。 【構成】 走行機体に耕耘装置３を昇降自在に連結し、
リフトシリンダ４により昇降操作されるリフトアーム８
により耕耘装置３を駆動昇降するよう構成してある耕耘
装置の昇降制御装置において、走行機体の搭載エンジン
Ｅの回転数を検出するエンジン回転数センサ１６と、リ
フトアーム８の対機体昇降角度を検出するリフトアーム
角センサ１４とを備え、耕耘装置３を接地下降させる作
業開始時において、リフトアーム角センサ１４の検出値
が接地直前の位置に相当する設定値に至るとリフトシリ
ンダ４の操作速度を第１設定速度まで減速させ、エンジ
ン回転数が設定値まで低下するとリフトシリンダ４の操
作速度を前記第１設定速度よりも低速の第２設定速度ま
で減速させてリフトシリンダ４を制御するよう構成して
ある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行機体に耕耘装置を
昇降自在に連結し、駆動機構により昇降操作されるリフ
トアームにより耕耘装置を駆動昇降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、例えば特開平４‐７５５０７号公報に示され
るように、耕耘装置の対地高さの検出情報に基づいて、
耕耘装置の昇降速度を減速制御するよう構成したものが
あった。

【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、耕耘装置の対地高さの検出情報に基づ
いて速度制御する構成であるから、圃場の耕起土の硬軟
の差にかかわらず常に一定の制御特性に基づいて昇降速
度制御が実行されるものであって、例えば、圃場が非常
に硬い場合には、耕耘装置が接地した後目標耕深まで下
降する間に、上記したような減速状態で下降しても、エ
ンジンに対する作業負荷が過大となって目標耕深に達す
る前にエンジンが停止してしまうおそれがあり、このよ
うなときは、目標耕深の設定を浅い目に変更して再度、
エンジンを始動させる必要がある等、操作の煩わしさが
あり、未だ改善の余地があった。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、前記耕
耘装置の実耕深が目標耕深に維持されるよう前記駆動機
構を制御する制御手段と、前記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、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
検出手段とを備え、前記制御手段は、前記耕耘装置を接
地下降させる作業開始時において、前記リフトアーム角
検出手段の検出値が接地直前の位置に相当する設定値に
至ると前記駆動機構の操作速度を第１設定速度まで減速
させ、エンジン回転数が設定値まで低下すると駆動機構
の操作速度を前記第１設定速度よりも低速の第２設定速
度まで減速させて駆動機構を制御するよう構成してある
点にある。

【０００５】

【作用】例えば、耕耘装置を大きく上昇させた状態から
圃場面に接地下降させる耕耘作業開始時において、リフ
トアームの対機体昇降角度の検出情報より、耕耘装置が
接地直前の位置に相当する位置まで至ったことが検出さ
れるまでは高速で耕耘装置を下降作動させ、前記位置ま
で至ると、駆動機構の操作速度を第１設定速度まで減速
させて、耕耘装置が未耕地に突入する際における下降速
度を低速にして、エンジンに対して過大負荷がかかるの
を防止する。更に、このように低速で下降していると
き、設定目標耕深に至る前において、例えば圃場が硬く
作業負荷が大でエンジンに対する負荷が過大になり、エ
ンジン回転数が設定値まで低下したような場合には、更
に、駆動機構の操作速度を第２設定速度まで減速させ
て、極めて低速で下降させるようにして、エンジンに対
する作業負荷を低減させながら設定目標耕深まで下降さ
せるのである。

【０００６】

【発明の効果】従って、過大負荷がかかる接地下降時に
おいて、エンジンの回転状況、つまりは、圃場の作業条
件を常に監視しながら、エンジンが停止してしまう前
に、適切なタイミングで駆動機構の操作速度を減速させ
るようにして、極力エンジン停止するのを防止しなが
ら、しかも、下降速度の無駄な減速による作業能率の低
下を阻止することが可能となる耕耘装置の昇降制御装置
を提供できるに至った。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図４
に示すように、走行機体１の後部に３点リンク機構２を
介してロータリ耕耘装置３をリフトシリンダ４〔駆動機
構の一例〕により駆動昇降自在並びにローリングシリン
ダ５により駆動ローリング自在に連結して作業機を構成
してある。前記３点リンク機構２を左右一対のロアーリ
ンク６，６とトップリンク７で構成し、リフトシリンダ
４により駆動昇降作動する左右一対のリフトアーム８と
左右ロアーリンク６，６とを夫々リフトロッド９，９に
より吊り上げ昇降して、ロータリ耕耘装置３を昇降操作
するよう構成するとともに、一対のリフトロッド９，９
のうちの一方をローリングシリンダ５により伸縮自在に
設け、ローリングシリンダ５を伸縮させることで、走行
機体に対するロータリ耕耘装置３の左右傾斜角度を変更
するようにしてローリング駆動自在に構成してある。そ
して、走行機体１の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ
１０の検出情報に基づいて求められる目標作動量と、ス
トロークセンサ１１により検出される実作動量とが合致
するようローリングシリンダ５に対する電磁制御弁Ｖ１
を制御して、走行機体に対するロータリ耕耘装置３の相
対左右傾斜姿勢が設定状態に維持されるように自動ロー
リング制御が行われるよう構成してある。つまり、図１
に示すように、走行機体１側に備えられる傾斜センサ１
０により絶対水平姿勢からの走行機体１の傾斜角度を検
出し、その検出結果に基づいて、機体操縦部に備えたポ
テンショメータ型のローリング設定器１２によって設定
される目標姿勢になるように、予め定まる機械的特性か
らローリングシリンダ５の目標伸縮作動量を演算し、ロ
ーリングシリンダ５の実際の作動量を検出するストロー
クセンサ１１の検出値が前記目標作動量に合致するよう
に、マイクロコンピュータを備えた制御装置１３がロー
リングシリンダ５に対する電磁制御弁Ｖ１を切り換え制
御するのである。

【０００８】前記ローリングシリンダ５に対する電磁制
御弁Ｖ１の駆動回路は、図３に示すように、一対の電磁
ソレノイドＳＬ，ＳＬに対して、制御装置１３の制御出
力端子ＯＵＴからの信号に基づいてオンオフする出力ト
ランジスタＴｒ１を介して電流が供給される構成として
あり、この電磁ソレノイドＳＬに対する電流供給路にお
いて短絡故障が発生した場合に、そのことを制御装置１
３が判断すると、出力端子ＯＵＴからの出力作動信号を
停止させるよう構成してある。つまり、出力トランジス
タＴｒ１の出力部に信号検出用トランジスタＴｒ２のベ
ース端子を接続し、この信号検出用トランジスタＴｒ２
のコレクタ端子を検出用入力端子ＩＮＴに接続して、前
記出力端子ＯＵＴから作動信号が出力されているとき、
正常であれば、信号検出用トランジスタＴｒ２はオン状
態となって入力端子ＩＮＴがローレベルになるが、図３
に仮想線で示すように短絡故障が発生するとオフ状態と
なり、入力端子ＩＮＴがハイレベルに変化して故障発生
が判断できるのである。

【０００９】耕耘作業中においては、ロータリー耕耘装
置３による耕深が設定値に維持されるようリフトシリン
ダ４を駆動制御するとともに、走行機体１に搭載される
エンジンＥに対する負荷状態の変化に基づいて、設定目
標耕深を適宜変更して、エンジン停止を未然防止しなが
ら、ほぼ設定耕深を維持できるように昇降制御が行われ
るよう構成するとともに、枕地での旋回後において、ロ
ータリー耕耘装置３を未耕地に接地下降させる際に、過
大負荷によってエンジンＥが停止する等の弊害を抑制す
るようにしてある。詳述すると、リフトアーム８の昇降
角度を検出するポテンショメータ型のリフトアーム角セ
ンサ１４〔リフトアーム角検出手段の一例〕を設けると
ともに、機体操縦部に設定目標耕深を人為設定するポテ
ンショメータ型耕深制御器１５を設け、耕深設定器１５
による目標耕深に対応する目標リフトアーム角〔制御目
標〕になるように、制御手段の一例である前記制御装置
１３がリフトシリンダ４に対する電磁制御弁Ｖ２を駆動
制御して昇降制御するよう構成するとともに、エンジン
Ｅの出力回転数を検出するエンジン回転数検出センサ１
６〔エンジン回転数検出手段の一例〕を備え、このエン
ジン回転数の変化に応じて前記目標リフトアーム角を適
宜補正するよう構成してある。前記リフトシリンダ４に
対する電磁制御弁Ｖ２は、供給電流に応じて油圧開度を
変更調節自在な電磁比例流量制御弁で構成してある。
又、上記自動昇降制御に優先してポジションレバー１７
の操作によって手動でリフトシリンダ４を昇降作動させ
ることができるよう構成してある。つまり、ポジション
レバー１７の操作量がポテンショメータ型ポジション設
定器１８により検出され、ポジション設定器１８による
設定値とリフトアーム角センサ１４の検出値が合致する
ようリフトシリンダ４を駆動制御することで、任意位置
までロータリー耕耘装置３を昇降作動させることができ
るのである。尚、ポジション設定器１８の検出値が設定
値以下にまで下げられると上記自動昇降制御が実行され
る。以下、制御装置の制御手順について説明する。図２
に示すように、ポジションレバー１７が上限位置に近い
設定値以上にまで上昇操作が行われ、その位置でリフト
アーム８が停止した後、更に、ポジションレバー１７が
下降操作されると、その時点におけるエンジン回転数を
無負荷エンジン回転数Ｎ０として読み込み記憶する〔ス
テップ１〜４〕。そして、リフトアーム角センサ１４の
検出値が、耕深設定器１５に基づいて定められる目標値
に対して所定値を加算した値〔ロータリー耕耘装置が接
地する直前の位置に相当する〕になるまで、高速でロー
タリー耕耘装置３を下降作動させ〔ステップ４、５〕、
上記値になるまで下降すると、リフトシリンダ４に対す
る作動油流量を抑制して第１設定速度になるまでロータ
リー耕耘装置３の下降速度を減速させる〔ステップ６、
７〕。その後、第１設定速度で下降作動させているとき
エンジン回転数Ｎが無負荷回転数Ｎ０から設定回転数を
減算して求めた設定回転数Ｎ１以下にまで減少すると、
エンジン停止のおそれがあるので、リフトシリンダ４に
対する作動油流量を更に抑制して、第１設定速度よりも
低く極低速である第２設定速度になるまでロータリー耕
耘装置３の下降速度を減速させ〔ステップ８、９〕、エ
ンジンＥに対する負荷の増大を極力少なくさせながら下
降作動を続行させる。そして、リフトアーム角センサ１
４の検出値ａが耕深設定器１５による設定値に対応した
目標リフトアーム角ｂに合致するまでロータリー耕耘装
置３が下降すると、下降作動を停止させ〔ステップ１
０、１１〕、その停止状態で設定時間経過してエンジン
回転数が変化の少ない安定した状態になったことが検出
されると、そのときのエンジン回転数を基準回転数ＮＥ
として読み込み記憶する〔ステップ１２〜１４〕。以
降、耕耘作業に伴って作業負荷の変化に起因してエンジ
ン回転数が変化することになるが、エンジン回転数Ｎと
前記基準回転数ＮＥとの差（Ｎ−ＮＥ）及びエンジン回
転数Ｎの一定時間当たりのエンジン回転数の変化速度
〔変化率〕（ｄＮ／ｄｔ）を演算する〔ステップ１
５〕。そして、このように求められた前記差（Ｎ−Ｎ
Ｅ）及び変化速度（ｄＮ／ｄｔ）の２つのデータよりフ
ァジーマップを検索してリフトアーム角の制御目標に対
する補正量（Δｂ）を求める〔ステップ１６〕。前記フ
ァジーマップは、前件部の上記２つのデータ及び後件部
の前記補正量夫々のメンバーシップ関数とファジールー
ルによりファジー推論によって予め求められたものであ
る。耕深設定器１５による設定値に対応した目標リフト
アーム角ｂに前記補正量（Δｂ）を加算した値を新たな
目標リフトアーム角ｂ１として設定記憶し、それ以後
は、この新たな目標リフトアーム角ｂ１を制御目標とし
て、リフトアーム角センサ１４の検出値ａがこの制御目
標に合致するように、リフトシリンダ４を駆動制御して
昇降制御を実行する〔ステップ１７、１８〕。つまり、
リフトアーム角センサ１４の検出値ａと制御目標との偏
差と、リフトシリンダ４の作動油流量との変化特性デー
タより、目標作動油流量を求め、且つ、作動油流量と電
磁比例流量制御弁Ｖ２に対する供給電流との変化特性デ
ータより、電磁比例流量制御弁Ｖ２に対する供給目標電
流を求め、電磁比例流量制御弁Ｖ２に対する実際の供給
電流値をフィードバックして、この実際の供給電流値と
供給目標電流とが合致するよう、所謂ＰＩＤ制御に基づ
いて、その電流値に対応するようにパルス電流のデュー
ティ比を変更させて供給電流を制御するのである。

【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】制御フローチャート

【図３】電磁制御弁の駆動回路図

【図４】作業機の後部の斜視図

【符号の説明】

３ 耕耘装置 ４ 駆動機構 ８ リフトアーム １３ 制御手段 １４ リフトアーム角検出手段 １６ エンジン回転数検出手段 Ｅ エンジン

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に耕耘装置（３）を昇降自在に
   連結し、駆動機構（４）により昇降操作されるリフトア
   ーム（８）により耕耘装置（３）を駆動昇降するよう構
   成してある耕耘装置の昇降制御装置であって、 前記耕耘装置（３）の実耕深が目標耕深に維持されるよ
   う前記駆動機構（４）を制御する制御手段（１３）と、 前記走行機体の搭載エンジン（Ｅ）の回転数を検出する
   エンジン回転数検出手段（１６）と、 前記リフトアーム（８）の対機体昇降角度を検出するリ
   フトアーム角検出手段（１４）とを備え、 前記制御手段（１３）は、前記耕耘装置（３）を接地下
   降させる作業開始時において、前記リフトアーム角検出
   手段（１４）の検出値が接地直前の位置に相当する設定
   値に至ると前記駆動機構（４）の操作速度を第１設定速
   度まで減速させ、エンジン回転数が設定値まで低下する
   と駆動機構（４）の操作速度を前記第１設定速度よりも
   低速の第２設定速度まで減速させて駆動機構（４）を制
   御するよう構成してある耕耘装置の昇降制御装置。