JPH09275708A

JPH09275708A - トラクタの負荷制御装置

Info

Publication number: JPH09275708A
Application number: JP9389796A
Authority: JP
Inventors: Hiroyoshi Ono; 弘喜小野; Tomoyuki Ishida; 智之石田; Shingo Takagi; 高木　　真吾
Original assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Current assignee: Iseki and Co Ltd; Iseki Agricultural Machinery Mfg Co Ltd
Priority date: 1996-04-16
Filing date: 1996-04-16
Publication date: 1997-10-28
Anticipated expiration: 2016-04-16
Also published as: JP3498474B2

Abstract

(57)【要約】【課題】機体の後部に耕耘作業機１を昇降自在に連結
し、この耕耘部を被覆するカバー２の回動角度より実耕
深値を検出し耕深設定器３により設定された設定耕深値
に前記実耕深値を接近すべく該作業機１を昇降する耕深
制御と、作業機１の牽引負荷をエンジン４の回転数から
判別して、前記エンジン４の回転数が所定の範囲内に維
持されるよう作業機１を昇降する負荷制御とを備えたト
ラクタで耕耘作業を行う際、設定耕深値の位置まで作業
機を下降操作し、耕耘部を土壌に鋤込んで発進、若しく
は低速で走行すると牽引負荷が急激に増加し、これに応
じて急に作業機が上昇したり、エンジンストップを生じ
る不具合があった。【解決手段】前記耕深制御と、負荷制御とを備えたト
ラクタにおいて、機体の走行車速を検出する車速センサ
５を設け、前記エンジン４の回転数が設定された値以下
で、且つ車速が設定された車速以下の条件で作業機１が
下降操作されたときには、前記耕深設定器３の設定位置
よりやや高い位置で作業機１を保持させる構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】この発明は、トラクタの負荷
制御装置の技術に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、特開平６−１４１６０６号公報に
示されているように、機体の後部にロータリ作業機を昇
降自在に連結し、この耕耘部を被覆するカバーの回動角
度を実耕深値として検出し予め設定された設定耕深値に
実耕深値を接近すべく該作業機を昇降する耕深制御と、
該作業機の牽引負荷によるエンジン回転数の低下を防止
すべく前記作業機を昇降する負荷制御と、を設けたトラ
クタがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
トラクタで耕耘作業を行う際、設定耕深値の位置まで作
業機を下降操作し、耕耘部を土壌に鋤込んで発進、若し
くは低速で走行すると牽引負荷が急激に増加し、これに
応じて急に作業機が上昇したり、エンジンストップを生
じる不具合があった。この発明は、作業機を昇降させる
負荷制御と耕深制御を効率良く作動させ、整地性の良い
作業を行うものである。

【０００４】

【課題を解決するための手段】この発明は、以上のよう
な課題を解決するために、以下ように構成した。即ち、
機体の後部に耕耘作業機１を昇降自在に連結し、この耕
耘部を被覆するカバー２の回動角度より実耕深値を検出
し耕深設定器３により設定された設定耕深値に前記実耕
深値を接近すべく該作業機１を昇降する耕深制御と、作
業機１の牽引負荷をエンジン４の回転数から判別して、
前記エンジン４の回転数が所定の範囲内に維持されるよ
う作業機１を昇降する負荷制御と、を備えたトラクタに
おいて、機体の走行車速を検出する車速センサ５を設
け、前記エンジン４の回転数が設定された値以下で、且
つ車速が設定された車速以下の条件で作業機１が下降操
作されたときには、前記耕深設定器３の設定位置よりや
や高い位置で作業機１を保持させる制御部６を設けたこ
とを特徴とするトラクタの負荷制御装置とした。

【０００５】

【発明の作用、効果】この発明は、以上のようなトラク
タの負荷制御装置としたので、トラクタが停止、または
低速走行時に、車速とエンジン回転数が検出され、車速
とエンジン回転数が共に設定された条件以下で、作業者
が耕耘作業機１を下降操作すると、耕耘設定値よりやや
高い位置、即ち耕耘負荷が少ない位置で作業機１が保持
される。これにより、耕耘負荷が急激に増加すること無
く、これに伴うエンジン回転の低下を検出し、作業機の
上昇を阻止することができ、またエンジンストップを防
止することができるものである。

【０００６】

【実施例】以下、この発明の実施例を説明する。トラク
タ１０は、ボンネット１１の内部に搭載されたエンジン
４からクラッチハウジング、ミッションケース、及びリ
アミッションケース等を一体的に連結した主枠１２を車
体の剛体主要部とし、この主枠１２の内部に変速装置
（図示せず）を設けている。また、主枠１２の前部左右
に前輪１７・１７を設け、同じく主枠１２の後部左右に
後輪１８・１８を設け、これらの前後輪１７・１７、１
８・１８は、エンジン４の回転動力を前記変速装置を介
し適宜減速し伝達駆動する構成となっている。主枠１２
の中央部から後部上方は、フロア１９とこの後端に接続
し、且つ後輪１８の前方から上方にかけて覆うフェンダ
ー２０・２０が設けられている。ボンネット１１の背面
には、メータパネル２１が設けられている。メータパネ
ル２１の下方には、アクセルペダル２２が設けられてい
る。また、このメータパネル２１の後方には、ハンドル
２３が突出しており、このハンドル２３の回動操作によ
って、前記前輪１７・１７を操向する構成となってい
る。ハンドル２３の下方には、アクセルレバー１６と作
業機昇降ワンタッチレバー１５が設けられている。この
作業機昇降ワンタッチレバー１５の基部には作業機昇降
スイッチ２４が設けられ、後述する制御部６に接続され
スイッチオンの度に作業機１が設定された高さの範囲内
を昇降する構成となっている。前記ハンドル２３の後方
の前記フェンダー２０・２０間には操縦席２７が設けら
れ、この操縦席２７下方に制御部６が設けられている。
また、この操縦席２７の側方には、走行用の変速レバー
や作業機昇降レバー２８が突出して設けられ、このレバ
ーガイド近傍に耕深設定器３が設けられている。耕深設
定器３は、レベル１（耕深浅）からレベル８（耕深深）
までの耕深設定値がダイアル式に選択可能に構成され、
このレベルに応じて後述するリフトアーム３４・３４が
回動し作業機１の作業位置が決められる。また、この作
業機昇降レバー２８の回動基部には、ポテンショメータ
２９が設けられ、この回動角度を検出する構成となって
いる。

【０００７】トラクタ１０の主枠１２の背面部からは、
ＰＴＯ軸３０が突設され、主枠１２の後部上面にはシリ
ンダーケース３２が設けられ、これに内蔵されたメイン
シリンダ３３内に作動油を供給、或いは排出することに
よりシリンダケース３２の左右両側に枢支されているリ
フトアーム３４・３４を上下回動させる構成となってい
る。このリフトアーム３４の枢支部にはこの角度を検出
するリフトアーム角度センサ４５が設けられている。前
記メインシリンダ３３のピストンの伸縮は、制御部６の
切替制御バルブ４４への通電により行われ、リフトアー
ム３４・３４を介して作業機１を昇降する構成となって
いる。

【０００８】耕耘作業機１（以下、作業機１）は、前記
３点リンク機構を介して装備されトラクタ１０に牽引さ
れながら対地作業をするものである。この作業機１は、
耕耘部と、この耕耘部を取り囲むカバー部等から構成さ
れている。耕耘部は、前記エンジン４の回転動力を前記
ＰＴＯ軸３０から取り出し、伝動軸３５、及び作業機１
の伝動機構を介して回転軸３７へ伝導させ、回転軸３７
に取り付けられた複数の回転爪３８…が駆動回転するこ
とにより圃場の土を粉砕、撹拌、耕起する構成となって
いる。また、カバー部は、耕耘部の上方を覆いながら回
転軸３７の軸回りに回動するロータリーカバー３９と、
このロータリーカバー３９後部に回動自在に枢着された
リアカバー２等から構成されている。リアカバー２は、
一端をヒッチに取り付けられ他端がリアカバー２に取り
付けられた弾性押圧体４１によって下向きに押圧されて
いる。また、ロータリカバー３９の後端上面にはリアカ
バー２の回動角度を検出するリアカバー角度センサ４２
が設けられ、リアカバー角度センサ４２は、この検出値
を制御部６に送信している。

【０００９】車速センサ５は、対地式ドップラセンサで
あり、前記主枠１２の前部に設けられている。このセン
サ５は、圃場に向けて超音波を発信し、この反射波を検
出して、トラクタ１０の走行速度を検出するものであ
る。尚、車速センサ５の構成として、前輪１７・１７、
或は後輪１８・１８の回転軸の回転数を検出して、間接
的に車速を算出しても良いし、圃場に転輪を押圧してこ
の回転の検出により実車速としても良い。また、後述す
るＲＯＭ５２に予め各変速段ごとに車速値を設定してこ
れを実車速としても良い。

【００１０】前記エンジン４の回転出力軸（図示せず）
にはギアが軸着され、このギア近傍にエンジン回転セン
サ３１が設けられている。以上のように構成したトラク
タの作業機１の昇降操作は、作業者自身が、意図的に作
業機昇降レバー２８を操作し、この操作角度をポテンシ
ョメータ２９にて検出しこの角度に応じてリフトアーム
３４を回動させ、作業機１を昇降する方法と、作業機昇
降スイッチ２４のオン操作により予め設定された昇降範
囲内を昇降する方法とが有る。また、旋回操作と連動さ
せる構成、例えば旋回終了時に上昇した作業機１が制御
部６からの指令で自動的に下降する形態としても良い。

【００１１】負荷制御について説明すると、最初に制御
部６では作業機１が非作業位置に有るときに耕深耕深設
定値に応じたエンジン回転数の下限値と上限変化率が設
定される。制御部６では、周期的にエンジン回転数を検
出し、一定時間内の変化率を演算する構成となってい
る。そして、このエンジン回転数の下限値を下回るエン
ジン回転数が検出されると、一定時間だけ作業機上昇出
力がなされ作業機１を上昇する。また、演算した変化率
が前記設定変化率よりも大きな変化率を検出したときに
は、作業機１を一定時間だけ上昇出力がなされ作業機を
上昇操作する構成となっている。尚、この間は耕深制御
は中断される。

【００１２】即ち、負荷制御により作業機１が上昇する
条件は、緩やかに牽引負荷が上昇し、エンジン回転数が
下降し下限値を下回るか、または、急激に牽引負荷が増
加しエンジン負荷が急落し、この検出したエンジン回転
数の変化率が前記設定変化率より大きくなる場合のいず
れかである。この作業機１の上昇により、実耕深値が浅
くなり作業負荷が軽減し、エンジンストップや車速低下
を抑えることができる。

【００１３】耕深制御について説明すると、作業者は、
操縦席２７の側方に設けられた耕深設定器３により設定
耕深値を設定する。制御部６は、前記リアカバー角度セ
ンサ４２による角度を実耕深値として検出し、耕深制御
における不感帯を外れるとリフトアーム３４を昇降し、
実耕深値を設定耕深値に一致するように作動させる構成
となっている。これにより、圃場の凹凸があっても常時
一定した実耕深で作業が行うことができる。

【００１４】制御部６は、例えば図４のように内蔵ＲＯ
Ｍを有するマイクロコンピュータ５１と、ＲＯＭ５２
と、ＲＡＭ５７と、タイマー時計５５と、入力インター
フェース５３と、出力インターフェース５４とを有した
構成である。入力インターフェース５３には、作業機昇
降スイッチ２４、耕深設定器３、作業機昇降レバー２８
のポテンショメータ２９、エンジン回転センサ３１、リ
アカバー角度センサ４２、車速センサ５、リフトアーム
角センサ４５を接続し、出力インターフェース５４に
は、末端にメインシリンダ３３を接続する切替制御バル
ブ４４の上昇用ソレノイド４４ａと下降用ソレノイド４
４ｂを接続している。ＲＯＭ５２には、図５のグラフに
示される耕深設定値に応じた作業機保持高さが記憶され
ている。

【００１５】前記保持位置は、設定耕深値の値が大きい
ほど、設定耕深値に応じたリフトアーム角度（Ｌ１のラ
イン）と、保持する時のリフトアーム角度（Ｌ２のライ
ン）の差が大きく設定され、また、車速が速いほど耕深
設定値に近い保持位置としている。別実施例として目標
エンジン回転数が高いときには保持位置を設定耕深値に
近く、また、エンジン回転数が低いときには保持位置を
設定耕深値に遠い構成しても良い。

【００１６】この発明による制御の流れを、図１のフロ
ーチャートに則して説明すると、最初にステップ１で制
御部６は作業機１が作業位置に有るのか非作業位置にあ
るのかを、リフトアーム角度センサ４５より判別する。
作業機１が非作業位置にあるときに、ステップ２にて、
耕深設定値に応じたエンジン回転数の下限値、及び設定
変化率が設定される。そしてステップ３にて、前記作業
機昇降スイッチ２４、若しくは作業機昇降レバー２８に
より作業者による作業機１の下降操作が待たれる。そし
てこの下降操作を検出したときには、ステップ４にて、
車速センサ５により車速を検出し、これが一定値以下で
あるかどうか判断され、ステップ５にてエンジン回転セ
ンサ３１によりエンジン回転数を検出し、これが一定値
以下であるかどうか判断され、ステップ４とステップ５
をクリアしなければ、ステップ６にて、作業機下降出力
がなされ、図５のグラフに示された耕深設定値に応じた
リフトアーム角度（Ｌ１のライン）まで作業機１が下降
される。そして、ステップ７にて耕深制御、負荷制御が
開始される。また、前記ステップ４とステップ５をクリ
ア、換言すると車速が一定値以下で、且つエンジン回転
数も一定値以下になったときには、ステップ８にて作業
機１の下降出力がなされるが、ステップ９にて図５のグ
ラフに示された耕深設定値に応じた保持位置にて（Ｌ２
…のライン）にて下降が停止される。そして、ステップ
１０にて、再度前記車速値とエンジン回転数が検出さ
れ、これクリアしたときに、ステップ１１に進み、耕深
制御、負荷制御が開始されることとなる。そして、ステ
ップ１２にて、作業者による人為的上昇操作を検出する
まで耕深制御、負荷制御が継続され、作業機１の上昇を
検出すると、ステップ１３に進み作業機１を上昇させて
リターンとなる。

【００１７】このように、作業開始時や旋回時であっ
て、車速、エンジン回転数共に一定値以下で下降出力が
あったときに、作業機１を設定耕深値よりやや高い位置
で保持することにより、作業機１は一旦エンジン負荷の
かからない位置で停止し、車速が上昇、若しくはエンジ
ン回転数が上昇操作されると耕深制御に切り替わり設定
耕深値に応じた作業機１の昇降が行われるので、従来作
業機１を直接設定耕深値に応じた位置へ作業機１を下降
して、急激な作業負荷がかかり負荷制御によるエンジン
停止が未然に防止される。

【００１８】この発明の負荷制御と耕深制御についてタ
イムチャート図に則して詳細する。前記負荷制御による
作業機１の上昇出力後は、従来、図９のようにエンジン
回転数が元の回転数に復帰するのを待って耕深制御に切
り替わり耕深設定値に応じた下降出力を行う構成とし
た。即ち、エンジン回転数の変化率（一定時間Ｔ₁内の
回転数差△Ｅ₁）が設定変化率よりも大きいときには、
耕深制御を中断して負荷制御による上昇を一定時間出力
し、エンジン回転数が復帰してから耕深制御を継続す
る。また、同様にエンジン回転数が設定されたエンジン
回転数の下限値を下回れば、作業機１の上昇出力を一定
時間出力し、前記下限値を上回ると耕深制御を継続する
方法を採用していた。このため、負荷制御による作業機
上昇後は、作業機１が上昇したままで前記設定耕深値に
応じた実耕深が維持できないために、なるべく迅速に作
業機１を下降することが望まれていた。また、前記作業
機１の昇降操作と、実際のエンジン回転数の復帰の検出
の間には、機械的な応答のずれが有りこの間は、エンジ
ン負荷が軽減しているにもかかわらず、実耕深を設定耕
深に維持することができないという不具合があった。

【００１９】このような不具合を解決するために、前記
制御部６は、エンジン回転数を検出した結果を連続的に
前記ＲＡＭ５７等の記憶装置に記憶する構成とし、前記
エンジン回転数の下限値、または不感帯変化率の条件に
より作業機１の上昇出力を行った時点でのエンジン回転
数を記憶し、更に前記作業機上昇出力後のエンジン回転
数の下降を検出し続けて、前記上昇出力を行った時点で
のエンジン回転数を基準として、この元のエンジン回転
数に復帰する前に作業機の下降出力を行う構成としてい
る。

【００２０】例えば、図６のポイントＡのように、設定
値ｈを設けて、設定変化率を超える変化率を検出して作
業機１が上昇したときには、エンジン回転数が元の回転
数に復帰する着前、即ち設定値ｈを引いた回転数に復帰
したときに、前記耕深制御に切り替わり、設定耕深値に
応じた作業機下降出力が行われる構成となっている。ま
た、ポイントＢのようにエンジン回転数の下限値を下回
り作業機１の上昇出力が行われても、前記下限値より設
定値ｈを引いた回転数に復帰したときに耕深制御に切り
替わる構成となっている。

【００２１】これにより、前記従来と比較して実耕深と
設定耕深値との差をなるべく迅速に一致させることがで
き、耕深変動の少ない作業を行うことが可能となった。
また、別実施例として、図７のように負荷制御による前
記上昇出力を行った時点でのエンジン回転数を基準とし
て、エンジン回転数が復帰に転じたことを検出して前記
耕深制御に切り替わり設定耕深値に応じた作業機１の下
降出力が行われる構成としても良い。これにより、前述
の図６の実施例と比較してより迅速に実耕深と設定耕深
値との差をなるべく迅速に一致させることができ、耕深
変動の少ない作業を行うことが可能となっている。

【００２２】また、別実施例として、図８のように、設
定値Ｈを設けて、前記エンジン回転の下限値や設定変化
率の条件により作業機１の上昇出力を行った時、この上
昇出力時のエンジン回転数を基準として、エンジン回転
数が復帰に転じる前に、元の基準から更にこの設定値Ｈ
を差し引いたエンジン回転数に減少したことを検出し、
前記耕深制御に切り替わり設定耕深値に応じた作業機１
の下降出力が行われる構成としても良い。これにより、
エンジン回転数の検出と、実際にリフトアーム３４を作
動させてこの結果を検出して、更に作業機１を下降する
ことに比較して、迅速に作業機１の実耕深を設定耕深値
に一致することが可能となった。

【００２３】また、前記負荷制御と耕深制御により作業
機１が上昇と下降を交互に繰返すハンチング現象を防止
するために耕深制御による一定時間の下降出力は、タイ
マー時計５５のカウントにより負荷制御による作業機上
昇を牽制する構成としても良い。前記耕深制御について
説明すると、従来リアカバー２の回動角度による耕深の
検出は、局部的な土塊や草の絡まりが原因で、リアカバ
ー２のバタツキにより作業機１の上昇と下降が交互に連
続して出力されハンチングを起こし、耕深が一定しない
という不具合があった。

【００２４】このような不具合を解決するために、制御
部６は、前記リアカバー角度センサ４２により実耕深値
を連続的に記憶し、このリアカバー２の回動角度による
作業機昇降の不感帯を外れた信号出力を検出しても、こ
の不感帯を外れた信号検出状態が一定時間以上継続する
か、若しくは不感帯を外れた信号検出状態が一定時間内
に一定回数の以上の断続がなくては作業機１の上昇、若
しくは下降出力を行わない構成としている。

【００２５】また、このリアカバー２のバタツキは、ト
ラクタ１の車速に略比例して頻繁になるため、前記一定
時間の出力牽制時間は、車速に応じて変化する構成とし
ている。即ち、車速が速いほど出力牽制時間が長くな
り、車速が遅いほど出力牽制時間が短く設定される構成
となっている。また、同じくこのリアカバー２のハンチ
ングは、耕深が浅いほど頻繁して生じるために、前記一
定時間は、設定耕深値に応じて変化する構成としてい
る。即ち、耕深設定値が浅いほど出力牽制時間は長くな
り、耕深設定値が深いほど出力牽制時間を短く設定され
る構成となっている。

【００２６】これにより、前記局部的な土塊や草の絡ま
りによる、リアカバー２の回動が検出されても、この作
業機１の昇降出力が牽制され従来のハンチング的な昇降
を抑え、安定した耕深が確保される。尚、特許請求の範
囲に実施例の構成に対応する符号を付すが、この符号に
よりこの発明を実施例の構成に限るものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】フローチャート図。

【図２】トラクタの全体側面図。

【図３】トラクタのハンドル近傍の上面図。

【図４】ブロック図。

【図５】耕深設定値と保持位置を示すグラフ図。

【図６】エンジン回転数の変動を示すタイムチャート図
Ａ。

【図７】エンジン回転数の変動を示すタイムチャート図
Ｂ。

【図８】エンジン回転数の変動を示すタイムチャート図
Ｃ。

【図９】従来のエンジン回転数の変動を示すタイムチャ
ート。

【符号の説明】

１耕耘作業機２カバー３耕深設定器４エンジン５車速センサ６制御部

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】機体の後部に耕耘作業機１を昇降自在に
連結し、この耕耘部を被覆するカバー２の回動角度より
実耕深値を検出し耕深設定器３により設定された設定耕
深値に前記実耕深値を接近すべく該作業機１を昇降する
耕深制御と、作業機１の牽引負荷をエンジン４の回転数
から判別して、前記エンジン４の回転数が所定の範囲内
に維持されるよう作業機１を昇降する負荷制御と、を備
えたトラクタにおいて、機体の走行車速を検出する車速
センサ５を設け、前記エンジン４の回転数が設定された
値以下で、且つ車速が設定された車速以下の条件で作業
機１が下降操作されたときには、前記耕深設定器３の設
定位置よりやや高い位置で作業機１を保持させる制御部
６を設けたことを特徴とするトラクタの負荷制御装置。