JPH11275910A - トラクタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トラクタの耕深自動制御において、機体前後
傾斜、タイヤ沈下量、昇降リンク特性等に基づく耕深変
化を防止する。 【解決手段】 設定耕深を維持するように耕耘部８を自
動的に昇降制御するにあたり、耕耘部８の前後傾斜に伴
って変化するリヤカバー支点高さＨｂ（耕耘爪先端基
準）をリフトアーム角度θａおよび機体ピッチング角度
θｐを変数として特定すると共に、リヤカバー接地点高
さＨｃ（リヤカバー支点基準）をリフトアーム角度θ
ａ、機体ピッチング角度θｐおよびリヤカバーセンサ値
を変数として特定し、しかる後、その差に基づいて現在
の耕深Ｄを演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、耕深自動制御機能
を備えるトラクタの技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種トラクタのなかには、昇
降リンク機構を介して機体後部に連結される耕耘部を、
耕深設定器の設定耕深を目標として自動的に昇降制御す
る耕深自動制御手段を備えるものがある。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところで、従来の耕深
自動制御手段は、耕耘部に設けられるリヤカバーの揺動
角をリヤカバーセンサで検出すると共に、該リヤカバー
センサ値を一定に保つべく耕耘部を昇降制御するが、機
体前後傾斜角、車軸対地高さ（タイヤ沈下量等）、昇降
リンク特性等に基づいて耕耘部が前後方向に傾斜する
と、リヤカバー支点が耕耘軸に対して変位するため、リ
ヤカバーの揺動角が一定に保たれているにも拘わらず耕
耘部の耕深が変化してしまう不都合があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作
されたものであって、リフトアームの油圧作動に伴って
昇降する昇降リンク機構と、該昇降リンク機構を介して
機体後部に連結される耕耘部と、該耕耘部に上下揺動自
在に設けられるリヤカバーと、該リヤカバーの揺動角を
検出するリヤカバーセンサと、耕耘部の耕深を設定する
耕深設定器と、該耕深設定器の設定耕深を目標として耕
耘部を自動的に昇降制御する耕深自動制御手段とを備え
るトラクタにおいて、前記耕深自動制御手段に、耕耘部
の前後傾斜角を判断する耕耘部前後傾斜判断手段と、耕
耘部の前後傾斜角およびリヤカバーセンサ値に基づいて
耕耘部の耕深を判断する耕深判断手段とを設けたことを
特徴とするものである。つまり、耕耘部の前後傾斜角を
加味して耕深を判断するため、機体前後傾斜角、車軸対
地高さ（タイヤ沈下量等）、昇降リンク特性等に基づく
耕深変化を防止して耕深自動制御の精度を向上させるこ
とができる。また、耕耘部前後傾斜判断手段は、走行機
体の前後傾斜角を検出する傾斜センサの検出値と、リフ
トアームの作動角を検出するリフトアームセンサの検出
値とに基づいて耕耘部の前後傾斜角を判断することを特
徴とするものである。つまり、耕耘部の前後傾斜角を判
断するためのセンサを走行機体側に設けているため、セ
ンサを耕耘部側に設けた場合に比して安定した検出値を
得ることができ、その結果、耕耘部前後傾斜判断手段の
判断精度を向上させることができる。また、既存のリフ
トアームセンサを利用することができるため、追加部品
を可及的に少なくして大幅なコストアップを回避するこ
とができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一つ
を図面に基づいて説明する。図面において、１はトラク
タの走行機体であって、該走行機体１は、走行動力、作
業動力および油圧ポンプ動力を発生するエンジン（図示
せず）、エンジン動力の変速および分配を行うトランス
ミッション２、該トランスミッション２から走行動力が
供給される前輪３および後輪４、トランスミッション２
から作業動力が供給されるＰＴＯ軸５、運転席６、操作
装置、表示装置等が設けられる操作部７等で構成されて
いるが、これらの基本構成は何れも従来通りである。

【０００６】８は前記走行機体１の後部に昇降リンク機
構９を介して連結される耕耘部であって、該耕耘部８
は、昇降リンク機構９を吊持するリフトアーム１０の上
下揺動に伴って昇降するが、昇降リンク機構９は、非平
行リンク機構であるため、昇降位置（リフトアーム角
度）に応じて耕耘部８の前後傾斜角を変化させる特性が
ある。

【０００７】前記耕耘部８は、ＰＴＯ軸５から作業動力
を入力する入力ギヤケース（図示せず）、該入力ギヤケ
ースの下方に左右方向を向いて軸承される耕耘軸１１、
該耕耘軸１１の回転に伴って土壌を耕耘する複数の耕耘
爪１２、該耕耘爪１２の上方を覆う耕耘カバー１３等を
備える所謂ロータリ耕耘作業機に構成されている。

【０００８】１４は前記耕耘カバー１３の後端部に上下
揺動自在に設けられるリヤカバーであって、該リヤカバ
ー１４は、耕耘盛土に弾圧状に接地する均平板として機
能するが、リヤカバー１４の基端部には、その上下揺動
角を検出するリヤカバーセンサ（ポテンショメータ）１
５が連繋されている。

【０００９】一方、１６は走行機体１に設けられるピッ
チングセンサ（傾斜センサ）であって、該ピッチングセ
ンサ１６は、走行機体１の前後傾斜角を検出するもので
あるが、本実施形態のピッチングセンサ１６は、左右前
輪３の回転中心を結ぶ前輪車軸仮想線Ｌ１の中央位置
と、左右後輪４の回転中心を結ぶ後輪車軸仮想線Ｌ２の
中央位置とを機体中心仮想線Ｌ３で結んだとき、該機体
中心仮想線Ｌ３の中央に位置すべく配置されている。つ
まり、ピッチングセンサ１６は、車輪接地点を基準とす
る機体中心に配置されているため、走行機体１の左右傾
斜や前後傾斜に伴う上下方向の振れ幅を可及的に小さく
して検出値の乱れを少なくすることができる許りでな
く、機体前後傾斜支点（前輪接地点もしくは後輪接地
点）や機体旋回方向の違いに基づく検出値の偏りを防止
することができるようになっている。

【００１０】１７はマイクロコンピュータ（ＣＰＵ、Ｒ
ＯＭ、ＲＡＭ等を含む）を用いて構成される制御部であ
って、該制御部１７の入力側には、前述したリヤカバー
センサ１５およびピッチングセンサ１６、リフトアーム
１０の上下揺動角を検出するリフトアームセンサ１８、
耕耘部８の耕深を設定する耕深設定器１９等の入力機器
が所定の入力インタフェース回路を介して接続される一
方、出力側には、リフトアーム用電磁油圧バルブ２０の
上昇用ソレノイド２０ａおよび下降用ソレノイド２０
ｂ、操作部７に設けられる表示装置２１等の出力機器が
所定の出力インタフェース回路を介して接続されてい
る。そして、制御部１７は、ピッチングセンサ値、リフ
トアームセンサ値およびリヤカバーセンサ値に基づいて
耕耘部８の耕深を演算（判断）する耕深演算ルーチン、
演算耕深値と設定耕深値との比較に基づいてリフトアー
ム昇降信号を出力するリフトアーム昇降出力ルーチン等
を含む耕深自動制御を実行すべく構成されているが、上
記のリフトアーム昇降出力ルーチンには、リヤカバーセ
ンサ値（検出耕深値）と設定耕深値との比較に基づいて
リフトアーム１０を昇降制御する従来の耕深自動制御ル
ーチン（リヤカバー方式の耕深自動制御）と略同様（検
出耕深値を演算耕深値に置換した点が相違）のアルゴリ
ズムを採用しているため、詳細な説明は省略する。

【００１１】さて、前記耕深演算ルーチンの第一演算ス
テップでは、対機水平線（機体を基準にした相対的な水
平線）を基準とする耕耘軸−リヤカバー支点角度θｂを
関数ｆ（現リフトアーム角度θａを変数としてθｂを特
定する演算式またはデータテーブル：グラフＡ１参照）
に基づいて演算する。

【００１２】また、第二演算ステップでは、対機水平線
を基準とするリヤカバー下限角度θｃｍｉｎを関数ｇ
（現リフトアーム角度θａを変数としてθｃｍｉｎを特
定する演算式またはデータテーブル：グラフＡ２参照）
に基づいて演算する。

【００１３】また、第三演算ステップでは、絶対水平線
を基準とする現リヤカバー角度θｃを下記の演算式に基
づいて演算する。但し、θｐは機体ピッチング角度（ピ
ッチングセンサ値）、θｃ１はリヤカバー下限角度θｃ
ｍｉｎを基準とする現リヤカバー角度、Ｋ１、Ｋ２は定
数である。 θｃ１＝Ｋ１・リヤカバーセンサ値＋Ｋ２ θｃ＝θｃｍｉｎ−θｐ−θｃ１

【００１４】また、第四演算ステップでは、リヤカバー
支点を基準とする現リヤカバー接地点高さＨｃを関数ｈ
（現リヤカバー角度θｃを変数としてＨｃを特定する演
算式またはデータテーブル：グラフＡ３参照）に基づい
て演算する。

【００１５】また、第五演算ステップでは、耕耘爪下端
を基準とするリヤカバー支点高さＨｂを下記の演算式に
基づいて演算する。但し、Ｌｂは耕耘軸芯基準のリヤカ
バー支点距離、Ｈｄは耕耘軸芯基準の耕耘爪長さであ
る。 Ｈｂ＝Ｌｂ・ｓｉｎ（θｂ＋θｐ）＋Ｈｄ

【００１６】さらに、第六演算ステップでは、下記の演
算式に基づいて耕深Ｄを演算する。Ｄ＝Ｈｂ−Ｈｃ即
ち、耕深演算ルーチンでは、耕耘部８の前後傾斜に伴っ
て変化するリヤカバー支点高さＨｂ（耕耘爪先端基準）
をリフトアーム角度θａおよび機体ピッチング角度θｐ
を変数として特定すると共に、リヤカバー接地点高さＨ
ｃ（リヤカバー支点基準）をリフトアーム角度θａ、機
体ピッチング角度θｐおよびリヤカバーセンサ値を変数
として特定し、しかる後、その差に基づいて耕深Ｄを演
算するようになっている。

【００１７】ところで、本実施形態では、タイヤ沈下量
を演算するタイヤ沈下量演算ルーチン、演算タイヤ沈下
量、前記演算耕深および機体ピッチング角度を表示装置
２１に表示する圃場データ表示ルーチン等を含む表示制
御を行うようになっており、以下、本制御の要部である
タイヤ沈下量演算ルーチンをフローチャートに基づいて
説明する。

【００１８】前記タイヤ沈下量演算ルーチンの第一演算
ステップでは、タイヤ沈下量が「０」の状態を仮想し、
該仮想状況における目標リフトアーム角度θａ０（設定
耕深Ｄｓを維持し得る仮想リフトアーム角度）を関数ｊ
（設定耕深Ｄｓおよび機体ピッチング角度θｐを変数と
してθａ０を特定する演算式またはデータテーブル）に
基づいて演算する。

【００１９】また、第二演算ステップでは、仮想後輪車
軸−耕耘軸距離Ｌｅ０を関数ｋ（仮想リフトアーム角度
θａ０を変数としてＬｅ０を特定する演算式またはデー
タテーブル：グラフＢ１参照）に基づいて演算する。

【００２０】また、第三演算ステップでは、対機水平線
を基準とする仮想後輪車軸−耕耘軸角度θｅ０を関数ｍ
（仮想リフトアーム角度θａ０を変数としてθｅ０を特
定する演算式またはデータテーブル：グラフＢ２参照）
に基づいて演算する。

【００２１】また、第四演算ステップでは、仮想後輪接
地点を基準とする耕耘爪下端高さＨｅ０を下記の演算式
に基づいて演算する。但し、Ｈｇは後輪半径である。 Ｈｅ０＝Ｌｅ０・ｓｉｎ（θｅ０＋θｐ）＋Ｈｄ−Ｈｇ

【００２２】また、第五演算ステップでは、現後輪車軸
−耕耘軸距離Ｌｅを関数ｋ（現リフトアーム角度θａを
変数としてＬｅを特定する演算式またはデータテーブ
ル：グラフＢ１参照）に基づいて演算する。

【００２３】また、第六演算ステップでは、対機水平線
を基準とする現後輪車軸−耕耘軸角度θｅを関数ｍ（現
リフトアーム角度θａを変数としてθｅを特定する演算
式またはデータテーブル：グラフＢ２参照）に基づいて
演算する。

【００２４】また、第七演算ステップでは、現後輪接地
点を基準とする耕耘爪下端高さＨｅを下記の演算式に基
づいて演算する。 Ｈｅ＝Ｌｅ・ｓｉｎ（θｅ＋θｐ）＋Ｈｄ−Ｈｇ

【００２５】さらに、第八演算ステップでは、タイヤ沈
下量Ｂを下記の演算式に基づいて演算する。 Ｂ＝Ｈｅ０−Ｈｅ そして、本実施形態では、演算したタイヤ沈下量Ｂを、
演算耕深や機体ピッチング角度と一緒に表示装置２１に
表示するため、圃場の状態（硬軟、凹凸、傾斜等）や作
業状況（耕深等）を容易に認識することができるように
なっている。

【００２６】叙述の如く構成されたものにおいて、設定
耕深を維持するように耕耘部８を自動的に昇降制御する
にあたり、耕耘部８の前後傾斜に伴って変化するリヤカ
バー支点高さＨｂ（耕耘爪先端基準）をリフトアーム角
度θａおよび機体ピッチング角度θｐを変数として特定
すると共に、リヤカバー接地点高さＨｃ（リヤカバー支
点基準）をリフトアーム角度θａ、機体ピッチング角度
θｐおよびリヤカバーセンサ値を変数として特定し、し
かる後、その差に基づいて現在の耕深Ｄを演算するた
め、機体ピッチング、タイヤ沈下量、昇降リンク特性等
に基づく耕深検出誤差を可及的に小さくして耕深自動制
御の精度を向上させることができる。

【００２７】しかも、耕耘部８の前後傾斜に伴って変化
するリヤカバー支点高さＨｂ等の検出誤差要因を、機体
側に設けられるリフトアームセンサ１８およびピッチン
グセンサ１６の検出値に基づいて特定するため、センサ
を耕耘部８側に設けた場合に比して安定した検出値を得
ることができ、その結果、耕深演算精度を向上させるこ
とができる。また、このものでは、既存のリフトアーム
センサ１８を利用することができるため、追加部品を可
及的に少なくして大幅なコストアップを回避できる利点
がある。

【００２８】尚、本発明は、前記実施形態に限定されな
いものであることは勿論であって、例えばピッチングセ
ンサ取付位置は、図面に仮想線で示す如く、前輪車軸仮
想線Ｌ１上に設定してもよい。そして、この場合には、
機体旋回時において、センサ検出方向と機体進行方向と
のなす角度が直角に近づくため、仮令振り子式傾斜セン
サを採用しても、遠心力によるセンサ値の乱れを可及的
に少なくすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図である。

【図２】（Ａ）はピッチングセンサの配置を示す概略平
面図、（Ｂ）は概略側面図である。

【図３】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図４】耕深演算ルーチンを示すフローチャートであ
る。

【図５】リフトアーム角度θａと耕耘軸−リヤカバー支
点角度θｂの関係を示すグラフ（Ａ１）である。

【図６】リフトアーム角度θａとリヤカバー下限角度θ
ｃｍｉｎの関係を示すグラフ（Ａ２）である。

【図７】リヤカバー角度θｃとリヤカバー接地点高さＨ
ｃの関係を示すグラフ（Ａ３）である。

【図８】耕深演算ルーチンの説明図である。

【図９】タイヤ沈下量演算ルーチンを示すフローチャー
トである。

【図１０】リフトアーム角度θａと後輪車軸−耕耘軸距
離Ｌｅの関係を示すグラフ（Ｂ１）である。

【図１１】リフトアーム角度θａと後輪車軸−耕耘軸角
度θｅの関係を示すグラフ（Ｂ２）である。

【図１２】リフトアーム角度θａと耕耘爪下端高さＨｅ
の関係を示すグラフである。

【図１３】タイヤ沈下量演算ルーチンの説明図である。

【符号の説明】

１ 走行機体 ８ 耕耘部 ９ 昇降リンク機構 １０ リフトアーム １４ リヤカバー １５ リヤカバーセンサ １６ ピッチングセンサ １７ 制御部 １８ リフトアームセンサ １９ 耕深設定器

フロントページの続き (72)発明者 田村 智志 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地 １ 三菱農機株式会社内 (72)発明者 木村 重治 島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地 １ 三菱農機株式会社内

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 リフトアームの油圧作動に伴って昇降す
   る昇降リンク機構と、該昇降リンク機構を介して機体後
   部に連結される耕耘部と、該耕耘部に上下揺動自在に設
   けられるリヤカバーと、該リヤカバーの揺動角を検出す
   るリヤカバーセンサと、耕耘部の耕深を設定する耕深設
   定器と、該耕深設定器の設定耕深を目標として耕耘部を
   自動的に昇降制御する耕深自動制御手段とを備えるトラ
   クタにおいて、前記耕深自動制御手段に、耕耘部の前後
   傾斜角を判断する耕耘部前後傾斜判断手段と、耕耘部の
   前後傾斜角およびリヤカバーセンサ値に基づいて耕耘部
   の耕深を判断する耕深判断手段とを設けたことを特徴と
   するトラクタ。
2. 【請求項２】 請求項１において、耕耘部前後傾斜判断
   手段は、走行機体の前後傾斜角を検出する傾斜センサの
   検出値と、リフトアームの作動角を検出するリフトアー
   ムセンサの検出値とに基づいて耕耘部の前後傾斜角を判
   断することを特徴とするトラクタ。