JPH11225506A - トラクタ耕深制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタ後部の昇降自在にロータリ耕耘装置
を装着し、該ロータリ耕耘装置の耕深を耕深検出手段で
検出し、制御部で制御量を演算し耕深制御する構成にお
いて、深耕時と浅耕時の感度変更をソフトウェアで補償
し、高性能で安定した耕深制御を実現する。 【解決手段】 前記制御部５に、耕深の変化量と昇降の
変化量との関係よりリアカバー７の感度を求め、該リア
カバーの感度に基づいて決定した最適制御ゲインのマッ
プを記憶し、ロータリ耕耘装置１０の昇降検出手段１４
の検出値３２に応じて制御ゲインを随時変更した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は現行のリアカバーを
用いた耕耘制御システムにおける深耕時と浅耕時のリア
カバーセンサーの感度変更をソフトウェアで補償し、高
性能で安定した耕深制御を実現する構成に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からトラクタ後部に昇降機構を介し
てロータリー耕耘装置を装着し、耕耘カバー後部にリア
カバーを上下回動自在に枢支し、このリアカバーの回動
角度を角度センサー等のセンサーで検出し、検出値の出
力をフィードバックし、耕深設定手段で設定した設定深
さとなるようにする昇降機構の耕深制御は公知である。

【０００３】前記耕深制御における制御ゲインをリアカ
バーセンサーの感度が敏感な時（耕深が浅い場合）に合
わせて一定に保つようにしており、制御ゲインを低く設
定し、制御性能を鈍らせるようにしていた。また、前記
制御ゲインを手動調整によって変更するダイヤルを設
け、耕深や圃場の硬さなどの状態の変化に合わせて、手
動で調整してリアカバーセンサーの感度を変化させるよ
うにした技術も公知となっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかし、前記制御ゲイ
ンを耕深が浅い場合に合わせて一定とする構成において
は、耕深を浅くした耕深制御では、リアカバーが敏感に
反応しており、耕深精度を一定に保つことができるが、
これに対して、耕深設定ダイアルで耕深を深く保つよう
に耕深制御をさせると、リアカバーの傾斜が緩くなり、
耕耘土のうねりなどの影響を受けにくく、リアカバーの
反応が鈍くなり、実際のうねりより小さなものとして検
出され、耕深制御の精度が悪いものとなっていた。ま
た、前記制御ゲインを変更するダイヤルを設ける技術に
おいては、コストが高くなると同時に、耕深制御を行う
ための操作がさらに複雑化していた。

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明はこのような問題
点を解消するために、トラクタ後部にロータリ耕耘装置
を昇降自在に装着し、該ロータリ耕耘装置の耕深を耕深
検出手段で検出し、設定耕深となるように昇降駆動を制
御する耕深制御装置において、前記ロータリ耕耘装置の
耕深検出値に応じて制御ゲインを変更したものである。

【０００６】

【発明の実施の形態】本発明が解決しようとする課題及
び解決するための手段は以上の如くであり、次に添付の
図面に示した実施例の構成を説明する。図１は耕深制御
が行われるロータリー耕耘装置を装着したトラクタの側
面図、図２は耕深量を検出する構成を示す側面図、図３
は浅耕時と深耕時におけるリアカバーの回動幅の違いを
示す図、図４は本発明の制御ゲインを変更可能とした耕
深制御の制御ブロック図、図５は最適制御ゲインマップ
を示す図、図６は最適制御ゲインマップを作成する基と
なる関係曲線を示す図である。

【０００７】図１において、トラクタ後部にアッパーリ
ンクとロアリンクなどより成る昇降リンク機構１が取付
けられ、後部のヒッチ装置を用いてロータリ耕耘装置１
０が装着される。前記昇降リンク機構１は、昇降シリン
ダー６によってリフトアーム９が昇降回動され、ロータ
リ耕耘装置１０が昇降される。該リフトアーム９の回動
基部には、ポテンショメータ等より成るリフト角センサ
ー１４が配置され、リフトアーム９の角度からロータリ
耕耘装置１０の高さが検出され、該リフト角センサー１
４をコントローラ５に接続している。

【０００８】前記トラクタの座席１１の側方に昇降操作
レバー１２が配置され、該昇降操作レバー１２基部に
は、操作位置を検出するポテンショメータ等より成る図
示せぬセンサーが配置されている。該センサーで昇降操
作レバー１２の操作位置を検出し、昇降シリンダー６の
電磁ソレノイドを駆動し、リフトアーム９を回動してロ
ータリ耕耘装置１０を設定高さとなるようにしている。

【０００９】更に、前記座席１１の側部には、コントロ
ールボックスが配置され、該コントロールボックス内に
耕深設定ダイアル１５と自動耕深モードスイッチ１６が
配置され、該耕深設定ダイアル１５及び自動耕深モード
スイッチ１６をコントローラ５に接続し、自動制御モー
ドにおける耕深を設定するようにしている。

【００１０】また、図２に示すように、前記ロータリ耕
耘装置１０の耕耘爪の回動軌跡上方には耕耘カバー８が
配設され、該耕耘カバー８後部にリアカバー７が枢支さ
れている。前記耕耘カバー８には、図示せぬブラケット
を介して支持板２１が固設され、該支持板２１に前高後
低に摺動自在に摺動ロッド２０が支持され、該摺動ロッ
ド２０下部をリアカバー７に枢結し、リアカバー７の回
動に伴われて、摺動ロッド２０が摺動するようにしてい
る。該摺動ロッド２０他端にはフィードバックワイヤー
２２が連結され、該フィードバックワイヤー２２がアウ
ターケース内を押し引きされ、リアカバー７の回動を、
リンク機構２４を介してトラクタ後部に配したポテンシ
ョメータ等より成る耕深検出手段としてのリアカバーセ
ンサー１８に伝達している。

【００１１】また、前記リアカバーセンサー１８はコン
トローラ５と接続され、図４に示すように、前記コント
ローラ５には耕深設定ダイアル１５で設定された耕深設
定値が入力される。また、リアカバーセンサー１８で検
出した値がコントローラ５にフィードバックされ、耕深
設定値と比較演算して、例えば、実際の耕深が耕深設定
値よりも浅い場合、リフトアーム９を下降回動して、耕
深設定値とリアカバーセンサー１８からの検出値が一致
するまで下降させる。

【００１２】そして、自動耕深モードスイッチ１６を操
作して自動制御モードとし、耕深設定ダイアル１５を浅
くなる側に操作した、いわゆる浅耕時には、図３に示す
浅耕時のようにリアカバー７の枢支位置は上昇し、リア
カバー７の前上り傾斜角が大きくなる。この場合、耕耘
面の上下移動距離が深耕時と同じとするとリアカバー７
の回動角度は大きく、耕土のうねりに敏感に反応するよ
うになる。これに対して、耕深設定ダイアル１５を深く
なる側に操作した、いわゆる深耕時には、リアカバー７
の枢支位置は下降し、リアカバー７の前上り傾斜角は小
さくなり、耕耘面の上下移動距離が浅耕時と同じとする
とリアカバー７の回動角度は小さく、耕土のうねりに対
する反応は鈍くなる。

【００１３】このように、耕深によって感度は変化する
ので、コントローラ５の制御ゲインも変更する必要があ
る。そこで、図４に示す耕深の変化を前記リフト角セン
サー値３２の移動平均等の平均化手法により求め、この
量に応じて制御ゲインを変更するようにしている。この
制御ゲインの変更方法の一例として、図５に示すような
最適制御ゲインマップをコントローラ５のメモリに予め
記憶させておき、リフト角センサー値３２の変化に応じ
て最適とする制御ゲインの値を決定し、随時変更するよ
うにしている。耕深が変化して感度が変わっても、コン
トローラ５内に設定された制御ゲイン値がこれに応じた
制御ゲインに変更されるので、耕深制御の精度が向上さ
れる。例えば、感度が悪くなり、リアカバーセンサー１
８の検出値がうねりに対して小さくなっても、制御ゲイ
ンを大きくすることで、うねりに合わせた耕深制御が実
現される。

【００１４】次に、前記最適制御ゲインマップを作成す
る方法について説明する。先ず、ロータリー耕耘装置１
０を昇降させることにより生じる、リフトアーム９の角
度（リフト角度）と、この値に対応するリアカバー７の
回動角（リアカバー角度）との関係が図６に示す曲線と
して表せる。

【００１５】この関係曲線を用いて最適制御ゲインマッ
プが作成されるのである。前記ロータリー耕耘装置１０
の高さを判断するリフト角センサー値３２により、リフ
ト角度の変化量Ｘに対するリヤカバー角度の変化量Ｙが
決定される。また、この変化量Ｘと変化量Ｙとリヤカバ
ー感度との間には関係式、リヤカバー感度＝Ｙ／Ｘが成
り立っており、リフト角センサー値よりリフト角を求め
ることができるのである。

【００１６】同じリフト角度の変化幅Ｘに対してリヤカ
バー角度の変化幅Ｙが広い時は、感度が良く、浅耕時で
あると見なすことができ、制御ゲインを小さくする必要
がある。逆に、同じリフト角度の変化幅Ｘに対してリヤ
カバー角度の変化幅Ｙが狭い時は、感度が低い、すなわ
ち深耕時であると見なすことができ、制御ゲインを大き
くする必要がある。これは、リフト角度の一定変化（単
位変化）に対して、リヤカバー角度の変化量Ｙがそのま
まリヤカバー感度となっていることを意味している。

【００１７】そして、このリヤカバー感度に応じて前記
制御ゲインが決定され、図５に示す最適制御ゲインマッ
プが作成される。

【００１８】このように構成したことによって、自動制
御モードに切り替えて耕耘作業を行うと、リアカバー７
の回動角がリアカバーセンサー１８に検出され、リアカ
バーセンサー値３１としてフィードバックされる。そし
て、耕深設定ダイアル１５の設定値と比較演算した偏差
よりコントローラ５で制御量が演算され、制御信号を出
力して昇降シリンダー６を制御し、リフトアーム９を昇
降回動している。

【００１９】この時のリフトアーム９の昇降回動が、リ
フト角センサー１４で検出されたリフト角センサー値３
２の変化量（制御量）を基に、前記最適制御ゲインマッ
プより随時、耕深に応じて最適な制御ゲインに変更され
ているので、浅耕時にも深耕時においても、等しい耕深
制御が行われ、耕深制御の精度が向上されたものとなっ
ている。また、手動によって制御ゲインを変更操作する
構成とくらべ、操作が複雑化することもなく、部品点数
を削減できその分でコストを安くすることができる。更
に、前記耕耘カバー７を回動調整し、リアカバー７の枢
支位置を上下に変更させて、感度を一定に保つといった
構成が必要なくなり、ロータリー耕耘装置１０の構造を
シンプルにすることができる。

【００２０】

【発明の効果】以上のように構成したので、本発明は次
のような効果を奏するものである。即ち、制御ゲインを
変更可能としたことによって、浅耕時にも深耕時に何方
かに制御ゲインをあわせる方法に比べ、すべての耕深に
おいて等しい耕深制御が実現され、耕深制御の精度が図
られている。また、制御ゲインを手動操作にて変更する
必要がないので、操作を複雑化することもなく、部品点
数を削減でき、コストを安くした方法となっている。

【図面の簡単な説明】

【図１】耕深制御が行われるロータリー耕耘装置を装着
したトラクタの側面図である。

【図２】耕深量を検出する構成を示す側面図である。

【図３】浅耕時と深耕時におけるリアカバーの回動幅の
違いを示す図である。

【図４】本発明の制御ゲインを変更可能とした耕深制御
の制御ブロック図である。

【図５】最適制御ゲインマップを示す図である。

【図６】最適制御ゲインマップを作成する基となる関係
曲線を示す図である。

【符号の説明】

５ コントローラ（制御部） ７ リアカバー １０ ロータリ耕耘装置 １４ リフト角センサー（昇降検出手段） １８ リアカバーセンサー（耕深検出手段） ３２ 検出値

フロントページの続き (72)発明者 石橋 文雄 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ーディーゼル株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トラクタ後部にロータリ耕耘装置を昇降
   自在に装着し、該ロータリ耕耘装置の耕深を耕深検出手
   段で検出し、設定耕深となるように昇降駆動を制御する
   耕深制御装置において、前記ロータリ耕耘装置の耕深検
   出値に応じて制御ゲインを変更したことを特徴とするト
   ラクタ耕深制御装置。