JPH0866107A

JPH0866107A - 対地作業装置の対負荷制御構造

Info

Publication number: JPH0866107A
Application number: JP20516994A
Authority: JP
Inventors: Hideki Kamiyama; 英機神山
Original assignee: Yanmar Diesel Engine Co Ltd
Current assignee: Yanmar Co Ltd
Priority date: 1994-08-30
Filing date: 1994-08-30
Publication date: 1996-03-12
Anticipated expiration: 2019-09-08
Also published as: JP3563117B2

Abstract

(57)【要約】【目的】対地作業装置を牽引するトラクター等の車輌
で、牽引抵抗を一定に保持すべく対地作業装置を昇降制
御する負荷制御機構、及び左右水平保持機構を具備する
ものにおいて、重負荷時の負荷制御又は水平制御の遅れ
によるエンスト又は左右傾斜の発生と、軽負荷時の過剰
負荷制御又は水平制御によるハンチングの発生の防止を
図り、また、負荷制御における昇降制御による急激な負
荷増大によるエンスト発生の防止を図る。【構成】負荷制御においては、負荷率設定値の増大に
つれて、負荷制御用の負荷検出時間を短くし、また、負
荷率増大方向の昇降幅を狭く、または無くし、水平制御
においては、負荷率設定値の増大につれて、水平制御系
の応答時間を短くする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、主として農業用トラク
ターや建設機械等の原動機付車輌に装着した対地作業装
置の牽引抵抗を一定に保持するための対負荷制御構成に
関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクター等の対地作業装置を牽
引する原動機付車輌においては、該対地作業装置を「深
耕」「浅耕」等のように設定して、一定の土壌内深さに
保持するポジション自動制御機能（耕深制御）と、一定
の牽引抵抗を保持する牽引抵抗自動保持機能（負荷制
御）とを併せ持つものが公知となっている。一般に、牽
引抵抗の少ない対地作業装置や、平坦で柔らかい土壌で
のプラウ耕等には、土壌の硬さに左右されずに対地作業
装置を一定高さに保持するよう、耕深制御がなされ、牽
引抵抗の大きい対地作業装置や、平坦でない同質の土壌
でのロータリー耕等では、負荷制御がなされる。

【０００３】ここで、牽引抵抗自動保持機能（負荷制
御）について説明する。牽引駆動する対地作業装置が土
壌深くで作業する状態であると、エンジン負荷が急激に
重くなり、エンジン回転数の設定が少ない場合には、車
輌におけるエンジン回転数復帰のための（電子）ガバナ
制御も間に合わずにエンストしてしまう。このような事
態を避けるため、従来、トラクター等の対地作業装置を
装着する原動機付車輌で、エンジン負荷の高い時に、時
間のかかるガバナによるエンジン回転数復帰にさきがけ
て、対地作業装置を上昇させてエンジン負荷を低減する
よう、エンジン負荷の検出に基づいて対地作業装置を昇
降制御するものは公知となっている。なお、エンジン負
荷の検出は、従来、電子ガバナにおいて、アクセルの踏
み操作に基づくエンジン回転数の設定値に対して実際の
エンジン回転数が少ない場合に、その差異をエンジン負
荷（エンジン負荷率＝（設定回転数−実際回転数）／実
際回転数）と見て検出しており、対地作業装置の昇降制
御においてもこれを利用していた。

【０００４】更に、従来の対地作業装置を牽引するトラ
クター等の農業用移動車輌においては、車輌が耕盤の傾
斜によって左右傾斜しても、対地作業装置がそれに追従
して左右傾斜しないように、左右水平状に保持する制御
アクチュエーターが設けられた構造のものが公知となっ
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】まず、前者のエンジン
負荷検出に基づく対地作業装置の昇降制御構造において
問題となるのは、昇降制御速度である。従来のものは、
標準的耕耘深さの時に適度に反応するように制御速度を
設定しているが、この制御速度は、土壌内深さによって
変動する。まず、対地作業装置の高さを「深耕」に設定
した場合、その位置を保持するだけで重負荷状態となっ
ており、それ以上に負荷がかかった場合には、対地作業
装置の昇降にかかる土壌よりの負荷が重いので、負荷軽
減のための対地作業装置の上昇速度が遅くなり、ガバナ
によるエンジン回転数の復帰が間に合わず、エンストし
てしまう。逆に「浅耕」時には、土壌より受ける負荷が
小さいので、エンジン負荷の減少に対して対地作業装置
が急速に上昇して、いわゆる圃場表面にハンチング状態
を生じ、後作業の播種作業では播種深さが一定でなくな
るという弊害をもたらす。播種深さが一定でなければ、
播種後の生育にもバラツキを生じ、その後の追肥や収穫
においても問題を生じる。また、ある一定の耕耘深さを
設定した対地作業装置は、その耕耘深さを基準として上
下するが、該耕耘深さよりも下降する際に、それが急激
であれば、エンジン負荷率が一気に低下して、エンスト
の原因となるのである。

【０００６】また、このような負荷制御における対地作
業装置の昇降制御において、一定の昇降用許容幅が設定
されなければならない。許容幅は、広く取るほど敏感な
昇降制御となるが、この許容幅において、負荷率の増大
する方に敏感に対地作業装置が昇降反応できる状態であ
れば、急激な昇降による負荷増大によって、エンストの
危険性がある。

【０００７】一方、従来の水平制御についても、反応速
度の速すぎ、遅すぎによる問題がある。例えば、対地作
業装置を、代掻き等、土壌すれすれに接地させた状態で
作業をする時等には、水平制御速度があまりに速いとハ
ンチングを生じるので、該速度を遅めに設定すると、今
度は、深耕作業時に反応速度が遅く、即ち、左右水平制
御が遅れるため、作業後の耕耘跡に左右傾斜が残るとい
う事態をもたらす。

【０００８】

【課題を解決するための手段】本発明は、以上のような
課題を解決するため、次のような手段を用いるものであ
る。即ち、エンジン負荷率の変化に対応して対地作業装
置を昇降制御して、対地作業装置の牽引抵抗を一定に保
持するよう構成した負荷制御機能付車輌において、牽引
抵抗を重負荷に設定した時はエンジン負荷率の検出時間
を短くし、軽負荷に設定した時は該検出時間を長くし
た。

【０００９】また、エンジン負荷率の変化に対応して対
地作業装置を昇降制御して、対地作業装置の牽引抵抗を
一定に保持するよう構成した負荷制御機能付車輌におい
て、エンジン負荷率の設定値を得る対地作業装置の高さ
を基準に、該対地作業装置の制御用昇降を一定幅にて許
容し、かつ、その許容幅を、負荷率の増大する側におい
て狭く、或いは無くした。

【００１０】また、牽引する対地作業装置の左右傾斜を
検出して、対地作業装置を水平制御するよう構成した原
動機付車輌において、該車輌のエンジン負荷率が重負荷
を示す時は水平制御系の応答速度を上げ、軽負荷を示す
時は該応答速度を下げた。

【００１１】

【作用】牽引抵抗が重負荷である場合には、対地作業装
置上昇のためのエンジン回転数の検出時間を短くするこ
とで、少しのエンジン回転数の低下にも即座に対地作業
装置を上昇することができてエンストを防止することが
でき、一方、軽負荷の場合には、該検出時間を長くする
ことで、対地作業装置の上昇反応を鈍くし、あまり対地
作業装置が負荷制御によって敏感に上下に振れないよう
にして、圃場表面におけるハンチングを防ぐことができ
る。

【００１２】また、対地作業装置が目的負荷率となる高
さを基準として昇降する如く構成した負荷制御におい
て、昇降設定幅が、負荷率の増大する側において狭くな
るようにしたので、対地作業装置が負荷率増大側に移動
せず、急激なエンジン回転数低下を防止して、エンスト
を防止できる。

【００１３】更に、左右水平制御においては、深耕状態
である重負荷時に水平制御系の応答速度を速めること
で、左右水平制御の遅れを引き起こさずにすみ、一方、
「代掻き」等の浅耕状態である軽負荷時においては、応
答速度を遅くすることで、過剰に対地作業装置を左右水
平制御してハンチングを生じさせるのを防ぐことができ
る。

【００１４】

【実施例】次に、添付の図面に示した実施例に基づい
て、本発明の構成を説明する。図１は、対地作業装置で
あるロータリーＲを牽引するトラクターＴＲの制御装置
の配置を示す側面図、図２は、対地制御装置の昇降制御
及び水平制御機構のブロック図、図３は、トラクターＴ
Ｒにおける昇降駆動機構（３点リンク）の後方斜視図、
図４は、昇降用電磁バルブの油圧配管図、図５は、水平
制御用電磁バルブの油圧配管図、図６は、ガバナＧの内
部断面図、図７は、同じく側面図、図８乃至図１２は、
耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御における入力
信号の選択過程を示すフローチャートであって、図８
は、負荷制御において、エンジン回転数検出時間を負荷
率設定によって変更させる実施例を開示した図、図９
は、負荷制御において、エンジン回転数検出時間をアク
セル設定値によって変更させる実施例を開示した図、図
１０は、負荷制御において、エンジン回転数検出時間を
負荷率検出によって変更させる実施例を示す図、図１１
は、負荷制御において、エンジン回転数検出時間をＰＴ
Ｏ変速段によって変更させる実施例を示す図、図１２
は、図１０の実施例において、エンジンの設定回転数と
最低許容回転数との差を負荷率検出値によって変更させ
る実施例を示す図、図１３は、図８乃至図１２のフロー
チャートに共通に続くフローチャートであって、耕深制
御又は負荷制御における対地作業装置の昇降制御を示す
図、図１４は、負荷制御において、基準のリフト角を設
定する過程を示すフローチャート、図１５乃至図１８
は、図１４に共通に続くフローチャートであって、図１
５は、基準リフト角前後にリフト昇降幅αを設けた場合
の図、図１６は、該リフト昇降幅αを感度調節ダイヤル
にて調節可能とした場合の図、図１７は、負荷率増大側
のリフト昇降幅を縮小補正した場合の図、図１８は、図
１７の実施例で、負荷率増大側のリフト昇降を不可能と
するようにも設定可能とした場合の図、図１９は、エン
ジン負荷率に対応して変更させる水平制御系の周波数応
答速度を表示した図、図２０は、エンジン負荷率に対応
して変更させる水平制御系の不感帯幅を表示した図、図
２１は、エンジン負荷率に比例して水平制御系の応答速
度を増大させる場合の相関グラフ、図２２は、傾斜セン
サー入力用ローパスフィルターの配線図、図２３は、水
平制御において、エンジン負荷率に対応して応答周波数
を変更する場合のフローチャート、図２４は、水平制御
において、エンジン負荷率に対応して不感帯幅を変更す
る場合のフローチャート、図２５は、水平制御におい
て、エンジン負荷率に対応して応答周波数を変更させる
か、不感帯を変更させるかを選択可能とした場合のフロ
ーチャート、図２６は、水平制御において、エンジン負
荷率に対応して応答周波数及び不感帯の両方を変更する
場合のフローチャートである。

【００１５】まず、対地作業装置を牽引する原動機付車
輌として、農用トラクターについての全体構成を説明す
る。トラクターＴＲは、後部の昇降駆動機構にてロータ
リーＲ等の対地作業装置を昇降可能に牽引するものであ
る。本実施例の昇降駆動機構は、図３の如く、トップリ
ンク１２及び左右ロアリンク１３・１３よりなる３点リ
ンク機構であって、その中の左右ロアリンク１３・１３
を、リフトアーム１４・１４及びリフティングロッド１
５・１５にて吊持しており、該リフトアーム１４・１４
は、図４の如く、トラクターＴＲ内の昇降用電磁バルブ
Ｖ１（上昇（収縮）用電磁バルブＶ１Ｕ・下降（伸長）
用電磁バルブＶ１Ｄ）の作動による油圧のリフトシリン
ダーＬＣの伸縮駆動にて上下回動駆動され、これにより
３点リンク３Ｐが上下して、ロータリーＲを昇降させ
る。また、図３の如く、左右リフティングロッド１５・
１５の片方（本実施例では右リフティングロッド１５）
に水平制御シリンダーＳＣが介設されていて、図５の如
く、トラクターＴＲ内の水平制御用電磁バルブＶ２（右
上げ（収縮）用電磁バルブＶ２Ｕ・右下げ（伸長）用電
磁バルブＶ２Ｄ）の作動による該水平制御シリンダーＳ
Ｃの伸縮駆動にて、該シリンダーＳＣを介設するリフテ
ィングロッド１５の長さを変更し、これによって対地作
業装置の左右傾斜を是正するのである。

【００１６】トラクターＴＲ内の各種の操作器具や制御
装置について説明する。ボンネット内にディーゼルエン
ジンＥが搭載されていて、トラクターＴＲの走行駆動、
及びＰＴＯ軸を介して対地作業装置であるロータリーＲ
の駆動に用いられる。該エンジンＥの回転数を設定する
アクセルレバー２がハンドル付近に突設されており、エ
ンジンＥの回転数をアクセルレバー２で設定した回転数
にて一定に保持できるようにガバナ（電子ガバナ）１が
配設されている。ガバナ１の構造を簡単に図６及び図７
より説明すると、エンジンＥの回転数は、アクセルレバ
ー２にて燃料噴射量が設定されることに基づく（設定値
は、アクセルレバー２基端部のアクセルセンサー２ａ入
力値（ＡＳ）である。）。一方、ガバナ１において、図
７の如く、実際のエンジン回転数を検出する回転数セン
サー１ａが設けられており、この差をエンジン負荷とし
て読み取って、図６の如く、ラックアクチュエーター１
ｂが摺動し、ラック位置センサー１ｃがラック位置を読
み取って、これに基づき、燃料噴射量が、エンジン回転
数の低下を補うべく増加される。ラックが基の位置に戻
れば燃料噴射量は初期のアクセルにて設定した量に戻
り、これを繰り返して、エンジン回転数を、アクセルに
て設定した回転数に保持するのである。

【００１７】次に、前記の３点リンクの昇降駆動制御に
ついて、図１の各装置及びセンサー配置図、及び図２の
ブロック図より説明する。３点リンク駆動用の昇降用電
磁バルブＶ１の出力信号は、対地作業装置制御コントロ
ーラＣより発せられるものである。該対地作業装置制御
コントローラＣの入力手段のうち、まず、ロータリーＲ
を装着する３点リンクのリフト角度（高さ）を検出する
リフト角センサー８があり、また、ロータリーＲにおい
ては、該ロータリーＲのリアカバーの前後回動角度を検
出して、ロータリーＲの実際の耕深を検出する耕深セン
サーと、左右の傾斜角度を検出する傾斜センサーを併せ
持つリアカバーセンサー９がある。

【００１８】３点リンクの昇降制御として、まず、手動
操作においては、ポジションレバー７がある。このポジ
ションレバー７は、ロータリーＲの高さを設定するもの
であり、該ポジションレバー７の操作角度を入力するポ
ジションセンサー７ａの入力値を基にバルブ制御してリ
ンク昇降を行い、リフト角センサー８の入力値と比較し
て、一致したら、目的のリフト高さになったとして、昇
降用電磁バルブＶ１をＯＦＦするのである。更に、ワン
タッチ昇降スイッチ３が設けてあり、このスイッチを上
昇設定すると、上昇最大位置まで自動的に対地作業装置
が一気に上昇し、下降設定すると、下降最大位置まで自
動的に対地作業装置が一気に下降するのである。

【００１９】このような、昇降制御構造を持つトラクタ
ーＴＲにおいて、ロータリーＲを土壌内にセットし、作
業状態とした場合、このロータリーＲを一定状態に保持
する制御機構として、二つの制御機構がある。即ち、対
地作業装置の耕深を一定に保持する耕深制御機構と、対
地作業装置の牽引抵抗を一定に保持する負荷制御機構で
ある。様々な圃場条件や作業条件によって、どちらの制
御機能を発揮させる方が有効かについて説明すると、例
えば、水田の「荒起し」では、土壌深く耕耘し、耕深を
一定にするよりはむしろ作業速度を要求されるので、耕
深制御よりも負荷制御が有効である。水田の「荒代」作
りにおいては両制御を半々程度で発揮するとよい。そし
て、「代掻き」は、圃場表面を凹凸のない状態に保持す
る作業であり、負荷制御の要素は殆どなく、耕深制御の
みか、一部耕深制御の要素を採り入れれば足りる。この
ように、各種の圃場条件及び作業条件に適合して有効な
対地作業を施すには、耕深制御と負荷制御の混合制御
で、両制御の出力比を自由に設定可能とすればよい。

【００２０】そこで、図１、図２、図８乃至図１２の如
く、負荷制御のみのＰ１・耕深制御のみのＰ２・負荷制
御及び耕深制御の混合制御のＰ３の３段切換式の制御切
換スイッチ５を設けている。ここで、負荷制御用のリア
カバーセンサー検出値（ＲＣＦ）、及び耕深制御用のリ
アカバーセンサー検出値（ＲＣＲ）について、Ｐ１設定
時には前者検出値（ＲＣＦ）のみを、Ｐ２設定時には後
者検出値（ＲＣＲ）のみを検出信号として入力するので
あり、そして、Ｐ３設定時には、耕深制御用検出値（Ｒ
ＣＲ）の全体混合検出値に対する比率をＫＫ（ＲＣＲ：
ＲＣＦ＝ＫＫ：１−ＫＫ）とし、両検出値の混合検出信
号（ＲＣＲ×ＫＫ＋ＲＣＦ×（１−ＫＫ））を入力する
（０＜ＫＫ＜１）。この混合比ＫＫは変更可能としても
よい。

【００２１】このように耕深制御と負荷制御を切り換
え、或いは混合制御できる状態において、図１、図２図
示の負荷／耕深設定器４にて耕深、または負荷率を、例
えば「浅耕」「中耕」「深耕」の３段階等に設定可能と
なっている。図１３は、耕深・負荷両制御において、負
荷／耕深設定器４の設定値Ｓとリアカバーセンサー９の
検出値との比較における昇降駆動機構制御用の昇降用電
磁バルブＶ１の駆動制御について開示している。この設
定値Ｓは、まず、前記制御切換スイッチ５にて、耕深制
御（Ｐ２またはＰ３）に設定した場合には、ロータリー
Ｒのリアカバーの高さを示すものとなっており、この設
定値Ｓとリアカバーセンサー９の検出信号ＲＳＲとの差
異を基に、昇降用電磁バルブＶ１を制御して、昇降駆動
機構（３点リンク）の昇降制御を行う。一方、負荷制御
（Ｐ１またはＰ３）に設定した場合においては、負荷／
耕深設定器４における設定値Ｓは、エンジン負荷率ＲＳ
Ｆ（＝（アクセル設定エンジン回転数−実際エンジン回
転数）／アクセル設定エンジン回転数）であり、これを
一定に保持すべく、負荷率が上昇した（エンジン回転数
が下がった）ことを検出すれば、３点リンク３Ｐを上昇
させ、エンジン負荷を下げてエンジン回転数を復帰させ
るのである。

【００２２】次に、負荷制御について説明する。負荷率
の検出は、前記ガバナ１におけるエンジン回転数検出セ
ンサー１ａを用いる。ここで、３点リンクの昇降作動
は、図８の制御切換スイッチ５をＰ１またはＰ３に設定
した場合に示されるように、一定時間エンジン回転数の
低下が持続されていれば起動するように制御されてお
り、この検出時間Ｔは、設定負荷率Ｓが軽い（浅耕）ほ
ど長く、重い（深耕）ほど短くなるように設定されてい
る。つまり、軽負荷の場合には、浅耕状態であるので、
不必要に３点リンクが昇降することで却って圃場表面に
凹凸がつき、また、少々の負荷率低下でもエンストの不
安が軽いので、この場合には、検出時間Ｔを長く取るこ
とで、ある程度長時間エンジン回転数の低下が続くほど
の負荷増加でなければリフト上昇しないようにしてい
る。一方、重負荷の場合には、深耕状態で、そのままで
もエンジン負荷が重い状態で、少しでも負荷が増加すれ
ば、即座にリフト上昇するようにしなければ、エンジン
負荷の低減が電子ガバナ制御では間に合わず、エンスト
してしまうので、この場合には、検出時間Ｔを短くし
て、少しの時間でもエンジン回転数の低下が認められた
時に、即座にリフト上昇させる。このように、負荷率の
設定値によって、エンジン回転数の検出時間を変更する
ことにより、重負荷状態ではエンストが防止でき、軽負
荷状態ではハンチングが防止できるのである。

【００２３】なお、このように負荷／耕深設定器４によ
る負荷率設定を基にエンジン回転数の検出時間を変更す
る以外に、負荷率とは関係なく、単にアクセルレバー２
の操作によるエンジン回転数の設定値（アクセルセンサ
ーの設定値ＡＳ）が高い場合に検出時間Ｔを長く（低い
場合に短く）する方法（図９図示）、或いは、実際の負
荷率検出値の検出（ガバナ１における負荷率検出値ＲＣ
Ｓ）を基にする方法（図１０図示）がある。いずれにせ
よ、軽負荷時にはエンジン回転数検出時間Ｔを短くし、
リフト上昇を敏感にしてエンストを防止し、重負荷時に
は該検出時間Ｔを長くし、リフト上昇を鈍感にしてハン
チングを防止するものである。

【００２４】また、このエンジン回転数の検出時間Ｔを
ＰＴＯ軸の回転数に対応させる実施例について、図１１
のフローチャートより説明する。従来のＰＴＯ軸は比較
的低速回転で、負荷制御も充分に対応可能で、安定した
対地作業が得られた。しかし、最近では、対地作業装置
に高速駆動力を求めるようになり、ＰＴＯ軸も高速回転
段が設定されて、この場合には、ちょっとした負荷変動
にもエンジン回転数が敏感に変化し、対地作業装置の駆
動力が変動するので、ハンチング状態となってしまう。
そこで、ＰＴＯ軸回転（図２中に示す、ＰＴＯ変速位置
センサー１０の検出値ＰＳ_n）が高速段に設定されてい
る場合には、前記のエンジン回転数の検出時間Ｔを長く
して、リフト上昇が敏速に対応するようにし、不必要な
負荷制御によりエンジン回転数に変動が起きないように
している。一方、ＰＴＯ軸回転が低速段の場合には、で
きるだけ負荷制御を敏感にするように、該検出時間Ｔを
短くする。こうしてＰＴＯ軸を高速回転時でも一定回転
数に制御できるようにすることで、対地作業装置の高速
駆動による安定作業ができるようになる。なお、対地作
業には、ＰＴＯ軸を使用しないこともある（プラウ耕
等）が、この場合にはエンジン回転数の検出時間が不定
となるので、ＰＴＯ軸の中立時における一定のエンジン
回転数検出時間も設定しておく。

【００２５】次に、負荷制御におけるアクセル操作に伴
うエンスト防止構造について説明する。従来、負荷／耕
深設定器４によるエンジン負荷率の設定は、アクセルレ
バー２によるエンジン回転数設定とは無関係、即ち、ど
んなにアクセルレバー２で低速に設定していても、エン
ジン負荷率をそれに対応して軽くしたりするようにはで
きていないので、低速にするとエンストしてしまう虞が
多々あった。そこで、アクセルレバー２の回動量を入力
するアクセルセンサー２ａの設定値（ＡＳ）が高速回転
を示している時は、当該設定値が低速回転を示している
時よりも、許容最低エンジン回転数（負荷がかかった場
合の最低回転数）（ＯＡＳ）と該アクセル設定値（Ａ
Ｓ）の差（ＳＲ）が大きくなるべく、該許容最低エンジ
ン回転数を設定する。即ち、負荷率設定の最小値と最大
値との間で、該許容最低エンジン回転数（ＯＡＳ）が、
アクセルセンサー設定値（ＡＳ）の一定割合（Ｋ）で設
定されているが、この定数比（Ｋ）を、図１２の如く、
アクセルセンサー値（ＡＳ）によって補正、つまり、ア
クセルセンサー値（ＡＳ）が小さいほど最低許容回転数
（ＯＡＳ）との差（ＳＲ）を小さくして、エンジン回転
数の低い場合に最低許容回転数を相対的に高くしている
ので、エンストが防げるのである。

【００２６】以上のような負荷制御構造においての対地
作業装置の昇降幅の設定について図１４乃至図１８より
説明する。対地作業装置は、負荷率の増加が認められた
時に即座に一定量上昇させ、また、負荷率が低下した場
合には、牽引抵抗が少なく、作業量が不足することが考
えられる（例えば、粉砕する土塊が粗くなる等）から、
即座に一定量下降して、負荷率を復帰させる。ここで、
この昇降幅については、前記の対地作業装置制御コント
ローラーＣにおける図１及び図２図示の感度調節ダイヤ
ル６にて調節可能である。これは、目的の負荷率を得る
対地作業装置（実施例ではロータリーＲ）の高さからの
昇降幅を調節するものであって、大きく取れば、負荷制
御のための対地作業装置は大きく上昇または下降し、小
さく取れば、小幅で昇降する。この感度調節ダイヤル６
で、例えば、小幅では負荷率（エンジン回転数）が復帰
するに至らない場合には、少し昇降幅を増加させるとい
う調節操作が可能である。

【００２７】目的のエンジン負荷率、即ち、目的の牽引
抵抗を得る対地作業装置の高さ設定について、図１４及
び図１５より説明すると、まず、制御切換スイッチ５に
て負荷制御に設定した後、負荷／耕深設定器４にて目的
の負荷率を設定する（「深耕」「中耕」「浅耕」）と、
３点リンク３Ｐが下降して、作業状態、即ちＰＴＯ軸伝
動したロータリーＲを土壌内に挿入し、土壌作業によっ
て得る負荷率（Ｆ）をガバナ１において検出し、設定負
荷率（ＦＳ）と比較する。検出負荷率（Ｆ）が設定負荷
率（ＦＳ）に満たない時、更にロータリーＲを下降させ
て、検出負荷率（Ｆ）が設定負荷率（ＦＳ）に一致した
時に、その位置にてロータリーＲを停止させ、この時に
おけるリフト角センサー検出値（ＬＳ）を基準高さと設
定して、一定の昇降幅αを設定する（最大上昇角ＬＳＵ
＝ＬＳ−α・最大下降角ＬＳＤ＝ＬＳ＋α）。更には、
図１６の如く、この昇降幅αを、感度調節ダイヤル６に
て調節設定する。なお、目的負荷率を得る高さまでに対
地作業装置を下降させる作業は、自動制御にて下降停止
するようにしてもよく、また、作業者が、設定負荷率と
検出負荷率の表示を見比べて対地作業装置を下降すると
いう手動操作でもよい。この場合には、検出負荷率が設
定負荷率に一致した時点でブザー等の警報が発令される
ようにすれば一層よい。

【００２８】ところで、負荷制御における対地作業装置
の昇降幅は、上昇方向には大きく取っても負荷率の低下
する方向（エンジン回転数を復元させる方向）であるか
ら問題はないが、下降方向は、負荷率増大側であるか
ら、あまり大きく下降幅を取ると、負荷率の急激な増大
により、エンストを起こす危険がある。そこで、図１７
のように、負荷率の増大側（リフト下降側）には、対地
作業装置の昇降幅αを縮小補正して、規制昇降幅ＫＤ
（＝α／ｋ，ｋは２〜５程度）とするか、図１８のよう
に、全く取らない（ＫＤ＝０）ようにし、負荷制御によ
る対地作業装置の負荷率増大側に昇降（特に下降）しな
いようにする方法が考えられる。また、負荷増大側に昇
降幅ＫＤを設けるか、或いは全く設けないかを、図１８
に示す如く、深耕許可スイッチ１１によって選択可能と
しており、スイッチＯＮ時には、深耕側への昇降ＯＫ
で、昇降幅ＫＤ内で昇降制御がなされ、スイッチＯＦＦ
時には、深耕側への昇降は全く行われない。

【００２９】次に、負荷率設定に対応する左右水平制御
構造について図１９乃至図２６より説明する。従来、代
掻き等でハンチングを起こさないように、左右水平制御
系の反応速度、即ち、前記の水平制御シリンダーＳＣの
反応速度は、一律に遅く設定していたが、これでは、重
負荷の深耕状態では反応が遅れ、左右傾斜が是正されな
いので、負荷率の大きい深耕状態では反応を速く、負荷
率の小さい深耕状態では遅くなるようにする。即ち、図
２に示す如く、ガバナ１における負荷率検出値を耕深・
水平制御用コントローラーＣに入力して、これに対応し
て水平制御シリンダーを伸縮駆動する電磁バルブ制御の
反応速度を設定し、対地作業装置の水平制御を行うので
ある。

【００３０】この反応速度を増減する方法として、ま
ず、図２３の方法を説明する。これは、ロータリーＲの
前記リアカバーセンサー９における左右傾斜角度を検出
する傾斜センサーの入力値に対する反応周波数を増減す
る方法である。即ち、図２２の如く、深耕・水平制御用
コントローラーにおいて、折点周波数が異なる３個のロ
ーパスフィルター１６Ｌ・１６Ｍ・１６Ｈが設けられて
いて、ガバナ１にて検出されるエンジン負荷率の検出値
に対応して、一個のローパスフィルター１６が選択され
る（図２３）。例えば、エンジン負荷率が３０％以下と
低い場合、即ち、浅耕状態の場合には、折点周波数０．
５Ｈｚのローパスフィルター１６Ｌが、傾斜センサーの
入力信号の入力用に用いられ、エンジン負荷率が７０％
より高い場合、即ち深耕状態では、折点周波数３．０Ｈ
ｚのローパスフィルター１６Ｈが用いられる（具体的に
は、図２２図示の、各ローパスフィルターを連結する入
力端子Ａ／Ｄ（１）・Ａ／Ｄ（２）・Ａ／Ｄ（３）の中
から一つを選択する。）。図１９にて示すエンジン負荷
率に対応する（周波数）応答速度とは、このように選択
されるローパスフィルターの折点周波数を示す。折点周
波数が高いほど、ローパスフィルターを通過できる入力
信号は多くなるので、電磁バルブＶ２作動に必要な入力
電量が早く得られ、従って、水平制御シリンダーＳＣの
反応速度が速くなるのである。

【００３１】もう一つの方法は、図２４図示の、不感帯
幅を変更する方法である。不感帯は、水平状態からある
程度の小幅な左右傾斜は、水平制御によって却ってハン
チング等の弊害があることから、この範囲にて対地作業
装置が傾斜しても水平制御用の電磁バルブＶ２が作動し
ない範囲を設定したものであって、これを、ガバナ１に
おける負荷率信号（Ｆ）に対応して、例えば図２０、図
２４の如く３段階に変更する。即ち負荷率が３０％以下
の浅耕状態の時には、ハンチング防止により不感帯を±
１．０°と大きく取り、この傾斜範囲では水平制御が行
われないようにし、負荷率が７０％よりも大きい深耕状
態では、水平制御の反応を敏感にするために、不感帯を
±０．４°と小さく取っているのである。

【００３２】以上の応答周波数の変更による方法、或い
は不感帯の変更による方法は、図２５のように、いずれ
かを選択可能としてもよい。更には、図２６に示すよう
に、負荷率検出値に対応して、応答周波数と不感帯の両
方を変更可能としてもよい。また、前記では、どちらの
方法も３段階の応答速度としているが、この中で、応答
周波数を変更する方法においては、折点周波数を一つの
ローパスフィルターにおいてフレキシブルに変更可能と
して、負荷率の検出値に基づいて比例的に折点周波数を
変位させ、或いは不感帯の変更による方法においては、
不感帯幅を負荷率検出値に基づいて比例的に変位可能に
して、図２１のグラフのように、負荷率の増大に比例し
て応答速度を増大させるように構成してもよい。なお、
ローパスフィルターの折点周波数を変更可能とした構成
において、図２に図示する如く、負荷率の表示器１７に
おける表示を基に、折点周波数変更用の感度設定器１８
にて折点周波数を手動にて変更する方法もある。

【００３３】

【発明の効果】本発明は、以上のように構成したので、
次のような効果を奏する。即ち、請求項１の如く構成し
たので、牽引抵抗を一定に保持するための負荷制御構造
において、牽引抵抗が重負荷の状態（深耕状態）におい
ては、対地作業装置が敏感に反応して昇降制御されて、
負荷率を速やかに復帰するので、エンストを起こす心配
がない。一方、牽引抵抗が軽負荷の状態（浅耕状態）に
おいては、対地作業装置の昇降制御反応が鈍くなり、過
度に昇降することにより生じるハンチング現象を解消す
る。このように、対地作業装置の牽引抵抗を一定に保持
する負荷制御が良好に行われる車輌を構成することがで
きる。

【００３４】また、同じく牽引抵抗を保持するための負
荷制御機能付車輌において、請求項２の如く、負荷制御
用の対地作業装置の昇降幅を、負荷率の増大側は狭く、
または無くしたので、負荷率増大側には対地作業装置が
殆ど、或いは全く昇降せず、不意の負荷率増大によるエ
ンストという事態を解消でき、安全な負荷制御機能付車
輌を構成することができる。

【００３５】また、請求項３の如く、左右水平制御系の
応答速度を、負荷率の高い場合には速くしたので、牽引
抵抗の重負荷である深耕状態でも、水平制御が遅れるこ
となく、速やかに反応し、左右傾斜を残すことなく対地
作業を仕上げることができ、一方、牽引抵抗の軽負荷の
浅耕状態では、水平制御の反応が鈍くなり、余分な制御
による対地作業装置の振れがなくなって、ハンチングが
生じなくなる。このように、牽引抵抗の設定の違いに対
応して、良好に対地作業装置を水平制御できる車輌を構
成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】対地作業装置であるロータリーＲを牽引するト
ラクターＴＲの制御装置の配置を示す側面図である。

【図２】対地制御装置の昇降制御及び水平制御機構のブ
ロック図である。

【図３】トラクターＴＲにおける昇降駆動機構（３点リ
ンク）の後方斜視図である。

【図４】昇降用電磁バルブの油圧配管図である。

【図５】水平制御用電磁バルブの油圧配管図である。

【図６】ガバナ１の内部断面図である。

【図７】同じく側面図である。

【図８】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御にお
ける入力信号の選択過程を示すフローチャートであっ
て、負荷制御において、エンジン回転数検出時間を負荷
率設定によって変更させる実施例を開示した図である。

【図９】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御にお
ける入力信号の選択過程を示すフローチャートであっ
て、負荷制御において、エンジン回転数検出時間をアク
セル設定値によって変更させる実施例を開示した図であ
る。

【図１０】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御に
おける入力信号の選択過程を示すフローチャートであっ
て、負荷制御において、エンジン回転数検出時間を負荷
率検出によって変更させる実施例を示す図である。

【図１１】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御に
おける入力信号の選択過程を示すフローチャートであっ
て、負荷制御において、エンジン回転数検出時間をＰＴ
Ｏ変速段によって変更させる実施例を示す図である。

【図１２】耕深制御、負荷制御、或いはその混合制御に
おける入力信号の選択過程を示すフローチャートであっ
て、図１０の実施例において、エンジンの設定回転数と
最低許容回転数との差を負荷率検出値によって変更させ
る実施例を示す図である。

【図１３】図８乃至図１２のフローチャートに共通に続
くフローチャートであって、耕深制御又は負荷制御にお
ける対地作業装置の昇降制御を示す図である。

【図１４】負荷制御において、基準のリフト角を設定す
る過程を示すフローチャート図である。

【図１５】図１４に続くフローチャートであって、基準
リフト角前後にリフト昇降幅αを設けた場合の図であ
る。

【図１６】図１４に続くフローチャートであって、該リ
フト昇降幅αを感度調節ダイヤルにて調節可能とした場
合の図である。

【図１７】図１４に続くフローチャートであって、負荷
率増大側のリフト昇降幅を縮小補正した場合の図であ
る。

【図１８】図１４に続くフローチャートであって、図１
７の実施例で、負荷率増大側のリフト昇降を不可能とす
るようにも設定可能とした場合の図である。

【図１９】エンジン負荷率に対応して変更させる水平制
御系の周波数応答速度を表示した図である。

【図２０】エンジン負荷率に対応して変更させる水平制
御系の不感帯幅を表示した図である。

【図２１】エンジン負荷率に比例して水平制御系の応答
速度を増大させる場合の相関グラフ図である。

【図２２】傾斜センサー入力用ローパスフィルターの配
線図である。

【図２３】水平制御において、エンジン負荷率に対応し
て応答周波数を変更する場合のフローチャート図であ
る。

【図２４】水平制御において、エンジン負荷率に対応し
て不感帯幅を変更する場合のフローチャート図である。

【図２５】水平制御において、エンジン負荷率に対応し
て応答周波数を変更させるか、不感帯を変更させるかを
選択可能とした場合のフローチャート図である。

【図２６】水平制御において、エンジン負荷率に対応し
て応答周波数及び不感帯の両方を変更する場合のフロー
チャート図である。

【符号の説明】ＴＲトラクターＲロータリーＣ対地作業装置制御用コントローラＬＣリフトシリンダーＳＣ水平制御シリンダー１ガバナ１ａ回転数検出センサー１ｂラックアクチュエーター１ｃラック位置センサー２アクセルレバー２ａアクセルセンサー３ワンタッチ昇降スイッチ４負荷／耕深設定器５制御切換スイッチ６感度調節ダイヤル７ポジションレバー７ａポジションセンサー８リフト角センサー９リアカバーセンサー１０ＰＴＯ変速位置センサー１１深耕許可スイッチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】エンジン負荷率の変化に対応して対地作
業装置を昇降制御して、対地作業装置の牽引抵抗を一定
に保持するよう構成した負荷制御機能付車輌において、
牽引抵抗を重負荷に設定した時はエンジン負荷率の検出
時間を短くし、軽負荷に設定した時は該検出時間を長く
したことを特徴とする対地作業装置の対負荷制御構造。
【請求項２】エンジン負荷率の変化に対応して対地作
業装置を昇降制御して、対地作業装置の牽引抵抗を一定
に保持するよう構成した負荷制御機能付車輌において、
エンジン負荷率の設定値を得る対地作業装置の高さを基
準に、該対地作業装置の制御用昇降を一定幅にて許容
し、かつ、その許容幅を、負荷率の増大する側において
狭く、或いは無くしたことを特徴とする対地作業装置の
対負荷制御構造。
【請求項３】牽引する対地作業装置の左右傾斜を検出
して、対地作業装置を水平制御するよう構成した原動機
付車輌において、該車輌のエンジン負荷率が重負荷を示
す時は水平制御系の応答速度を上げ、軽負荷を示す時は
該応答速度を下げたことを特徴とする対地作業装置の対
負荷制御構造。