JPH10146108A - トラクタにおける作業機の姿勢制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタの後部に装着する作業機を、作業目
的に応じ、圃場面の傾斜に影響されず、希望の姿勢に自
動制御することができるトラクタにおける作業機の姿勢
制御装置を提供する。 【解決手段】 トラクタ１を軸架した前輪フロントアク
スル１３の機体幅方向の揺動角を検出するスイングセン
サ１４と、トラクタ本体の傾斜状態を検出する機体セン
サ１５を備え、かつ一方のロアリンク７とリフトアーム
５との間に設けたリフトシリンダー９の伸縮量を検出す
るリフトセンサ１０を作業機３側に設けて、トラクタが
傾斜圃場面を走行した際に生ずる各センサ１４、１５の
検出信号変化で、上記リフトシリンダー９を所定の作業
機姿勢位置まで伸縮駆動する。

Description

【発明の詳細な説明】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタの後部に
装着する作業機を、作業目的に応じ、圃場面の傾斜に影
響されず、希望の姿勢に制御するトラクタにおける作業
機の姿勢制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来、トラクタには、三点リンクを介し
て機体後部に装着される作業機を、作業目的に応じて、
また圃場面の傾斜に影響されずに最適の姿勢に制御する
ため、上記三点リンクの片側のリフトロッドをリフトシ
リンダーに置き換え、該リフトシリンダーのリフトロッ
ドを伸縮させて作業機の姿勢を自動制御する姿勢制御装
置が併設されており、運転操作部に設けた傾斜設定ボリ
ュームの操作で予め作業機の傾斜姿勢を設定し、同じく
運転操作部に設けた傾斜自動スイッチをオンすることに
より、例えば図８（ａ）（ｂ）に示すように、作業機ａ
を圃場の水平面ｂに対して平行となるように設定した場
合には、圃場走行中のトラクタｃの傾きに関係なく一定
の傾斜角度（図では圃場の水平面ｂと平行する状態）に
作業機ａを保持するように構成されている。

【０００３】しかしながら、上記のように構成した姿勢
制御装置では、同図（ｃ）に示すように、トラクタｃが
平坦面で形成される傾斜面ｄを走行する場合に、上記傾
斜自動スイッチをオンのままにしておくと、姿勢制御装
置により予め傾斜設定ボリュームで設定した水平面ｂと
平行となる傾斜角度に作業機ａの姿勢が変化してしま
い、図示の例では、上記の如く制御される作業機ａが傾
斜面ｄと衝接して当該作業機ａの破損を誘発し、円滑な
傾斜面での走行作業を行うことができなくなる。そこ
で、平坦面で形成される傾斜面ｄを走行する際には、傾
斜自動スイッチをオンしたままの時は傾斜設定ボリュー
ムを再度操作して作業機ａが二点鎖線で示すように傾斜
面ｄと平行となるように設定し直すか、あるいは傾斜自
動スイッチをオフして姿勢制御装置の自動制御を停止さ
せて手動により作業機ａを傾斜面ｄと平行する状態に復
帰させる、等の操作を、傾斜面ｄの傾斜角度が変化する
毎にいちいち行うという煩わしい作業を余儀なくされる
ものであった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記の如き実
状に鑑み従来の問題点を解消すべく創案されたものであ
って、その目的とするところは、作業機の姿勢を制御す
る姿勢制御装置のオフ操作や、これに付随して行う作業
機の姿勢操作等の煩わしい制御操作を要することなく、
平坦な圃場面から斜面の圃場面に移行してトラクタを走
行させる場合でも、姿勢制御装置を自動制御状態とした
ままで斜面に対する作業機の姿勢を適正に保持すること
ができ、円滑な圃場作業を行うことができるトラクタに
おける作業機の姿勢制御装置を提供しようとするもので
ある。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明が採用した技術的手段は、トラクタ後部の左
右位置に離間してそれぞれ配設したロアリンクのうち、
一方のロアリンクとリフトアームとの間に伸縮自在なリ
フトシリンダーを介装し、該リフトシリンダーの伸縮長
の変化で作業機の姿勢を制御するようにしたトラクター
における作業機の姿勢制御装置であって、上記トラクタ
を軸架した前輪フロントアクスルの機体幅方向の揺動角
を検出するスイングセンサと、トラクタ本体の傾斜状態
を検出する機体センサをトラクタ側に備え、かつ作業機
側に、前記リフトシリンダーに設けたロッドの伸縮量を
検出するリフトセンサを設けて、トラクタが傾斜圃場面
を走行した際に、これに連繋する上記スイングセンサと
機体センサの検出信号変化で、リフトシリンダーを所定
の作業機姿勢位置まで伸縮駆動するように構成したこと
を特徴とするものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図示の実施例に基
づいて詳細に説明する。図１において、１は前輪１ａ、
後輪１ｂを擁する農用トラクタ、２はトラクタ１の後部
に設けられた三点リンク、３は三点リンク２を介してト
ラクタ１後部に装着された作業機で、該作業機３として
は耕耘機が例示されている。

【０００７】上記三点リンク２は、トラクタ１の出力軸
１ｃの四点で作業機３を自動的に連結するもので、トラ
クタ１の油圧ケース４後面に基端側を枢着した上下回動
自在なリフトアーム５と、ギヤケース６の両側面に基端
部を枢着した左右のロアリンク７、７と、当該各ロアリ
ンク７、７と上記リフトアーム５の先端側との間にリフ
トロッド８、８´をそれぞれ介装して三点リンク２が構
成されていると共に、一方のロアリンク７とリフトアー
ム５との間に介装されるリフトロッド８´は、伸縮自在
なリフトシリンダー９に置換されており、該リフトシリ
ンダー９の伸縮量の変化で、作業機３の作業姿勢を圃場
の水平面に対して平行、右上りおよび右下りの各姿勢に
保持するようになっており、上記リフトシリンダー９に
併設したリフトセンサ１０により姿勢制御装置１１に当
該リフトシリンダー９の伸縮量変化を伝達する構成とな
っている。

【０００８】また、上記農用トラクタ１の前輪１ａ、１
ａは、図２に示すように、枢支点１２を回動基点として
機体幅方向に揺動自在な前輪フロントアクスル１３にそ
れぞれ軸架されていると共に、上記枢支点１２には、ス
イングセンサ１４が装着されており、走行中に機体幅方
向に揺動する前輪フロントアクスル１３の揺動角を検出
して前記姿勢制御装置１１に検出信号を送出するように
なっている。

【０００９】更に、前記農用トラクタ１の後部に位置す
る油圧ケース４上には、当該農用トラクタ１本体の傾斜
状態を検出する機体センサ１５が装備されており、上記
スイングセンサ１４による前輪フロントアクスル１３の
揺動変化と機体センサ１５による農用トラクタ１本体の
姿勢変化により、予め姿勢制御装置１１で設定した作業
機３の設定姿勢を保持するようにリフトシリンダー９の
伸縮量を制御する構成となっている。

【００１０】一方、上記農用トラクタ１の運転席１６の
側方位置には、図３に示すように、作業機３に対する
「水平」「右上」「右下」の切換え設定を行う傾斜設定
ボリューム１７と、該傾斜設定ボリューム１７で設定し
た作業機姿勢の自動制御を有効あるいは無効にする傾斜
自動切換えスイッチ１８が、他の制御スイッチ、操作レ
バー類とともに操作パネル１９に設けられており、上記
傾斜設定ボリューム１７の任意の設定操作で、種々の作
業機３に見合った作業姿勢を、走行する農用トラクタ１
の姿勢変化に影響されることなく、一定に保持するよう
になっている。

【００１１】次に、上記姿勢制御装置１１の制御動作に
ついて詳細に説明する。図４において、２０は姿勢制御
装置１１に内装された傾斜制御部であって、該傾斜制御
部２０は、機体センサ１５とスイングセンサ１４の各検
出値に基づき圃場斜度αを算出する第１の演算手段と、
機体センサ１５の検出値と圃場斜度αに基づきリフトシ
リンダー９の伸縮目標値を算出する第２の演算手段と、
当該第２の演算手段で得られた目標値を、リフトシリン
ダー９の現状の伸縮量を示すリフトセンサ１０の検出値
で補正してリフトシリンダー９の新たな伸縮駆動量を算
出する第３の演算手段を有しており、図５に示すフロー
チャートに沿ってリフトシリンダー９を伸縮駆動するよ
うに構成されている。

【００１２】本発明は叙上の如く構成されているから、
通常の水平面からなる圃場面を農用トラクタ１が走行す
る場合は、まず機体センサ１５の検出値（機体が水平状
態であることを示す検出値）を元に、操作パネル１９に
設けた傾斜設定ボリュームにより作業機３の姿勢を所望
の姿勢、即ち圃場面に対して平行または右上り、右下り
の何れかの姿勢に設定する。

【００１３】次いで、機体の走行に先立ち傾斜自動切換
えスイッチ１８をオンして作業機姿勢の自動制御を有効
にすると、この時のリフトシリンダー９（リフトロッド
８´）の伸縮長が作業機の姿勢変化に対する目標値とな
る。

【００１４】そして、上記の設定が完了した後に農用ト
ラクタ１を走行させた際、圃場面の凹凸で機体が一時的
に機体進行方向の左右に傾くと、機体センサ１５の検出
値がその傾斜の度合いに応じて増減変化し、これを元に
リフトシリンダー９が伸縮駆動されて、農用トラクタ１
の傾斜状態に影響されることなく、圃場面に対する当初
の傾斜姿勢に作業機３が保持されることになる。

【００１５】このような姿勢制御装置１１の自動制御に
おいて、本発明では特に前輪フロントアクスル１３に設
けたスイングセンサ１４により、農用トラクタ１が平坦
な傾斜地で形成される圃場面を走行する場合において
も、上記姿勢制御装置１１の自動制御状態を保持したま
まで作業機３の姿勢制御を適切に行うことができる。

【００１６】上記姿勢制御を図５のフローチャートに基
づいて説明すれば、傾斜地からなる圃場面を農用トラク
タ１が走行すると、まず機体センサ１５で検出される傾
斜値が変化し、検出値を当初のリフトロッド目標値βに
加算して傾斜圃場面に対する作業機３の姿勢を、水平の
圃場面で設定した作業機３と同様の姿勢、すなわち傾斜
圃場面を水平の圃場面とみなす制御動作が行われる。

【００１７】次いで、上記農用トラクタ１が平坦な傾斜
圃場面を走行すると、前輪フロントアクスル１３が揺動
したか否かの判断がなされ、揺動しない場合は先に検出
された機体センサ１５の傾斜値から圃場斜度αが算出さ
れる。その後、上記の如く算出された圃場斜度αが機体
センサ１５の検出値と一致し、かつリフトセンサ１０の
検出値がリフトロッド目標値βと一致していれば、リフ
トシリンダー９の伸縮作動が行われずに現状の伸縮長が
保持されることになる。

【００１８】また、圃場斜度αが機体センサ１５の検出
値と不一致の時、すなわち圃場斜度αの算出の後に圃場
面の傾斜の度合いが変化した時には、リフトロッド目標
値βの再算出および変更が行われて、このリフトロッド
目標値βと現状のリフトセンサの検出値とを比較し、一
致していなければリフトシリンダー９の伸縮駆動が行わ
れて作業機３は常に一定の姿勢に自動制御される。

【００１９】上記の自動制御は、農用トラクタ１の走行
中にループ制御で逐次行われ、圃場斜度およびリフトロ
ッド目標値の算出、更新が傾斜圃場面の傾斜変化に応じ
て連続的に行われることになる。したがって、作業機３
の姿勢を制御する姿勢制御装置１１のオフ操作や、これ
に付随して行う作業機３の手動による姿勢操作等の煩わ
しい制御操作を要することなく、平坦な圃場面から斜面
の圃場面に移行して農用トラクタ１を走行させる場合で
も、姿勢制御装置１１を自動制御状態としたままで傾斜
圃場面に対する作業機３の姿勢を常に適正に保持するこ
とができ、円滑な圃場作業を行うことができる。

【００２０】図６は、姿勢制御装置１１に内装される傾
斜制御部の他例を示すものであって、当該姿勢制御装置
１１内の傾斜制御部２１は、機体センサ１５とスイング
センサ１４の各検出値に基づき圃場斜度αを算出する第
１の演算手段と、機体の基準水平値γと当該圃場斜度α
に基づきリフトシリンダー９の伸縮補正量を算出する第
２の演算手段と、上記伸縮補正量を前記リフトセンサ１
０の変量値に変換し、当該変量値と現状のセンサ値とを
演算して新たなリフトシリンダー９の伸縮補正値を算出
する第３の演算手段と、予め設定したリフトシリンダー
９の目標値βに対する上記伸縮補正値の大小を比較して
リフトシリンダー９の伸縮駆動量を算出する第４の演算
手段を有しており、図７に示すフローチャートに沿って
リフトシリンダー９を伸縮駆動するように構成されてい
る。

【００２１】即ち、通常の水平面からなる圃場面を農用
トラクタ１が走行する場合は、まず機体の基準水平値γ
を元に、操作パネル１９に設けた傾斜設定ボリュームに
より作業機３の姿勢を所望の姿勢、即ち圃場面に対して
平行または右上り、右下りの何れかの姿勢に設定し、次
いで、機体の走行に先立ち傾斜自動切換えスイッチ１８
をオンして作業機姿勢の自動制御を有効にすると、この
時のリフトシリンダー９（リフトロッド８´）の伸縮長
が作業機の姿勢変化に対する目標値（リフトロッド目標
値）βとなる。

【００２２】そして、上記の設定が完了した後に農用ト
ラクタ１を走行させた際、圃場面の凹凸で機体が一時的
に機体進行方向の左右に傾くと、機体センサ１５の検出
値がその傾斜の度合いに応じて増減変化し、これに連繋
してリフトシリンダー９がリフトロッド目標値βとの比
較で相対的に伸縮駆動されることになり、農用トラクタ
１の傾斜状態に影響されることなく、圃場面に対する当
初の傾斜姿勢に作業機３が保持されることになる。

【００２３】然る後、傾斜地からなる圃場面を農用トラ
クタ１が走行すると、まず機体センサ１５の傾斜検出値
が変化して継続的な斜面走行状態であることが検出さ
れ、次いで前輪フロントアクスル１３が揺動したか否か
の判断がなされ、揺動しない場合は先に検出された機体
センサ１５の傾斜値から圃場斜度αが算出される。そし
て、上記の圃場斜度αを元に算出したリフトシリンダー
９（リフトロッド８´）の伸縮補正量をリフトセンサ１
０の変量値に変換し、現状のリフトセンサ値と当該リフ
トセンサ１０の変量値とを演算して新たなリフトシリン
ダー９（リフトロッド８´）の伸縮補正値を算出する。

【００２４】そして、上記の新たなリフトシリンダー９
（リフトロッド８´）の伸縮補正値がリフトロッドの目
標値βと一致していれば、リフトシリンダー９の伸縮作
動が行われずに現状の伸縮長が保持され、不一致の場合
は目標値βと一致させるようにリフトシリンダー９の伸
縮駆動がなされる。

【００２５】上記の自動制御は、前記実施例と同様に農
用トラクタ１の走行中にループ制御で逐次行われ、圃場
斜度α、リフトロッド補正量およびリフトセンサ値の算
出、更新が傾斜圃場面の傾斜変化に応じて連続的に行わ
れることになる。

【００２６】

【発明の効果】以上要するに本発明は、トラクタ後部の
左右位置に離間してそれぞれ配設したロアリンクのう
ち、一方のロアリンクとリフトアームとの間に伸縮自在
なリフトシリンダーを介装し、該リフトシリンダーの伸
縮長の変化で作業機の姿勢を制御するようにしたトラク
ターにおける作業機の姿勢制御装置であって、上記トラ
クタを軸架した前輪フロントアクスルの機体幅方向の揺
動角を検出するスイングセンサと、トラクタ本体の傾斜
状態を検出する機体センサをトラクタ側に備え、かつ作
業機側に、前記リフトシリンダーに設けたロッドの伸縮
量を検出するリフトセンサを設けて、トラクタが傾斜圃
場面を走行した際に、これに連繋する上記スイングセン
サと機体センサの検出信号変化で、リフトシリンダーを
所定の作業機姿勢位置まで伸縮駆動するように構成した
から、作業機の姿勢を制御する姿勢制御装置のオフ操作
や、これに付随して行う作業機の手動による姿勢操作等
の煩わしい制御操作を要することなく、平坦な圃場面か
ら斜面の圃場面に移行して農用トラクタを走行させる場
合でも、姿勢制御装置を自動制御状態としたままで傾斜
圃場面に対する作業機の姿勢を常に適正に保持すること
ができ、円滑な圃場作業を行うことができる、という有
用な新規的効果を奏するものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】農用トラクタの全体側面図である。

【図２】農用トラクタの正面図である。

【図３】操作パネルの配置を示す平面図である。

【図４】傾斜制御部の構成を示すブロック図である。

【図５】傾斜自動制御のフローチャート図である。

【図６】傾斜制御部の他の構成を示すブロック図であ
る。

【図７】傾斜自動制御のフローチャート図である。

【図８】（ａ）は水平面の圃場を走行する農用トラクタ
と、その後部に装着した作業機との位置関係を示す作用
説明図である。（ｂ）は水平面の圃場を走行する機体幅
方向に傾斜した農用トラクタと、その後部に装着した作
業機との位置関係を示す作用説明図である。（ｃ）は傾
斜面の圃場を走行する農用トラクタと、その後部に装着
した作業機との位置関係を示す作用説明図である。

【符号の説明】

１ 農用トラクタ ３ 作業機 ５ リフトアーム ７ ロアリンク ９ リフトシリンダー １０ リフトセンサ １１ 姿勢制御装置 １３ 前輪フロントアクスル １４ スイングセンサ １５ 機体センサ

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラクタ後部の左右位置に離間してそれ
   ぞれ配設したロアリンクのうち、一方のロアリンクとリ
   フトアームとの間に伸縮自在なリフトシリンダーを介装
   し、該リフトシリンダーの伸縮長の変化で作業機の姿勢
   を制御するようにしたトラクターにおける作業機の姿勢
   制御装置であって、上記トラクタを軸架した前輪フロン
   トアクスルの機体幅方向の揺動角を検出するスイングセ
   ンサと、トラクタ本体の傾斜状態を検出する機体センサ
   をトラクタ側に備え、かつ作業機側に、前記リフトシリ
   ンダーに設けたロッドの伸縮量を検出するリフトセンサ
   を設けて、トラクタが傾斜圃場面を走行した際に、これ
   に連繋する上記スイングセンサと機体センサの検出信号
   変化で、リフトシリンダーを所定の作業機姿勢位置まで
   伸縮駆動するように構成したことを特徴とするトラクタ
   における作業機の姿勢制御装置。
2. 【請求項２】 上記機体センサとスイングセンサの各検
   出値に基づき圃場斜度を算出する第１の演算手段と、機
   体センサの検出値と圃場斜度に基づきリフトシリンダー
   の伸縮目標値を算出する第２の演算手段と、当該第２の
   演算手段で得られた目標値をリフトシリンダーの現状の
   伸縮量で補正してリフトシリンダーの伸縮駆動量を算出
   する第３の演算手段を有していることを特徴とする請求
   項１記載のトラクタにおける作業機の姿勢制御装置。
3. 【請求項３】 上記機体センサとスイングセンサの各検
   出値に基づき圃場斜度を算出する第１の演算手段と、機
   体の基準水平値と当該圃場斜度に基づきリフトシリンダ
   ーの伸縮補正量を算出する第２の演算手段と、上記伸縮
   補正量を前記リフトセンサの変量値に変換し、当該変量
   値と現状のセンサ値とを演算して新たなリフトシリンダ
   ーの伸縮補正値を算出する第３の演算手段と、予め設定
   したリフトシリンダーの目標値に対する上記伸縮補正値
   の大小を比較してリフトシリンダーの伸縮駆動量を算出
   する第４の演算手段を有していることを特徴とする請求
   項１記載のトラクタにおける作業機の姿勢制御装置。 【０００１】