JPS6314606A - トラクタ−のピツチング制御方法並びにその装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〈産業上の利用分野〉 本発明は対地作業機を昇降自在に吊持して使うトラクタ
ーのピッチング制御方法と、そのための装置に関する。

〈従来の技術〉 トラクターの後部へ耕耘・整地用ロータワーなどの対地
作業機を、一対のリフトアームにより昇降自在に吊持し
、その作業レベルをトラクターの機体に対して、常時一
定に維持制御するボジショ′　ンコントロール手段とし
て、上記リフトアームにその回動角の検出センサーを、
又ポジションコントロールレバーに耕深設定器を各々付
属させ、そのセンサーによる実際上の検出値と、設定器
による目標設定値との電ＪＥｌａ差値に応じて、上記リ
フトアーム回動用油圧シリンダーのソレノイド°パル磁
　５ ブを駆動するものは既知である。

〈発明が解決しようとする問題点〉 ところが、これではその対地作業機を牽引するトラクタ
ーの前輪と後輪の何れかが、圃場表面の隆起部に乗り上
□げたり、或いは凹陥部や軟弱部に沈下して、そのトラ
クターの姿勢が前後方向に沿い傾動（ピッチング）した
ような場合、未耕地部分や浅耕地部分又は深耕地部分を
発生することになり、もはや一定・均等な耕深状態を得
ることができない。

つまり、今畝と直交する関係にトラクターを走行させて
、その畝崩し整地作業するような場合を例に挙げて言え
ば、上記した従来の”ポジションコントロール手段では
、対地作業機がトラクターの機体に対して常時−鎗不変
のレベル位置に保持されているため、その整地面が全体
的に゛圃場表面の凹凸による著しい影響を受けることと
なり、本来の整地目的に′反する結果を招来する。その
本来の整地目的から言えば、あたかも交流を直流に変換
・整流する如く、畝崩し作業を実行しなければな階　６ らない筈である。　　　　゛ 〈問題点を解決するための手段〉 本発明はこのような問題点に着目し、トラクターにおけ
るピッチングの悪影響を受けることなく、常に一定・均
等な作業レベルを自づと維持制御できるよう改善したも
のであり、そのピッチング制御方法としての構成」二、
トラクター機体へ対地作業機を、リフトアームによって
昇降自在に吊持すると共に、そのリフトアームに回動角
の検出用リフトアームセシ・す・−を設りて、その実際
上の検出値が機体に付属する設定器によって与えられた
目標設定値と等シくなるにうに、その作業機を自動的に
昇降作動さ−ｌ゛るべくポジションコントロールするト
ラクターにおいて、 特に、上記機体下にそのピッチング角の検出用アナログ
センサーを設置して、その検出値を上記目標設定値と加
算するセとにより、あたかも目標設定値が変えられたか
の如くに、作業機を自動的に昇降−作動させて、その作
業レベルを一定に維持制御することを第１の特徴とし、 隘　７ 又、ピッチング制御装置としての構成上、トラクター機
体へ対地作業機を、リフトアームによって昇降自在に吊
持すると共に、そのリフトアームに回動角の検出用リフ
トアームセンサーを設けて、その実際上の検出値が機体
に付属する設定器によって与えられた目標設定値と等し
くなるように、その作業機を自動的に昇降作動させるべ
くポジションコントロールするトラクターにおいて、そ
のポジションコントロール回路中に、上記目標設定値と
検出値とを比較減算する差動増幅器を装備させる一方、
機体に設置したアナログセンサーによるピッチング角の
検出値と、そのピッチング角の基準値とを比較演算する
減算器と；その減算器からの出力値を増幅する増幅器と
；その増幅された値を上記目標設定値に加算する加算器
とからピッチングコントロール回路を構成したことを第
２の特徴とし、 更に、同じくトラクター機体へ対地作業機を、リフトア
ームによって昇降自在に吊持すると共に、そのリフトア
ームに回動角の検出用リフトアームセンサーを設Ｌｊて
、その検出値が機体に付属する設定器によって与えられ
た目標設定値と等しくなるように、その作業機を自動的
に昇降作動させるべくポジションコンＩ・１１−ルする
トラクターにおいて、 そのポジションコントロール回路中に、上記目標設定値
と検出値とを比較減算する差動増幅器を装備させる一方
、機体」二に設置したアナログセンサーによるピッチン
グ角の検出値と、そのピッチング角の基準値とを比較演
算する減算器と；その減算器からの出力値を増幅する増
幅器と；その増幅された値を上記１１標設定値に加算す
る加算器とからピッチング′：１ント＋１−ル回路を構
成すると共に、 そのピツチンク″：ｌンＩ・ロールｒｉＡ路と上記ポジ
ションコントロール回路との切替スイッチを設けて、上
記加算器による加算の有無を選択できるように定めたこ
とを第３の特徴とするものである。

〈実施例〉 以下、図面に基いて本発明を具体的に詳述するａ９ と、その基本実施例を示した第１〜４図において、（１
０）はトラクター機体の総称であり、その後部にはロー
タリーやディスクプラウなどの対地作業機（１１）が、
所謂３点リンク式のヒツチ機構（１２）によって昇降自
在に吊持されている。（１３）はそのヒツチ機構（１２
）を形作る１本のトップリンク、（１４）は同じく左右
一対のロワーリンクであり、これと対応するリフトロッ
ド（１５）を介して、機体（１０）がら後方へ派出する
リフトアーム（１６）に枢支連結されている。その左右
一対のリフトアーム（１６）が、機体（１０）に搭載の
単動型油圧シリンダー（１７）により一挙同時に回動作
用されて、上記作業機（１１）を昇降すること言うまで
もない。

第３図はその油圧シリ１ンダー（１７）を作動させるべ
き、ポジションコントロール回、路を表わしており、（
１８）は上記作業機（１１）の目標作業レベル（耕深な
ど）を設定するための設定器であって、回動型のポテン
ショメーターから成り、機体（１０）の運転席上からオ
ペレーターが操作できるポジションコントロールレバー
（１９）の回動支点位置に付属固階１０ 定されている。そして、これから目標の設定値が電気的
な設定信号ｄｓとして出力されるようになっている。そ
の設定値を上記レバー（１９）の回動操作によって、任
意に変更セットできることも勿論である。

（２０）は作業機（１１）による実際」二の作業レベル
を検出するためのリフトアームセンサーであって、やは
り回動型ポテンショメーターから成り、上記リフトアー
ム（１６）の回動支点位置に付設されている。このセン
サー（２＋１　）により、リフトアーム（１６）の回動
角に応じた１１（抗値が電圧値に変換された上、検出信
号Ｒｓとし“Ｃ発生されるようになっている。

つまり、作業ＩＭＩ（１１）による実際」二の作業レベ
ルを、リフトアーム（１６）の回動角に置換させて検出
するようになっているわりである。

又、（２１）は上記設定信号ｄｓと検出信号Ｒｓとの電
圧差を演算する減算器又は差動増幅器であり、これから
設定値に対１−る検出値の偏差信号が出力され、ること
になる。（２２）はその差動増幅器（２１）からの出力
電気信−ノと、１−昇基準１＋ｉＬＪとを比較する上Ｎ
１１ｌｌ 昇用比較器であり、差動増幅器（２１）と並列接続され
た一対のＯＰアンプ（２３）　（２４）から成ると共に
、その一方のＯＰアンプ（２３）には可変抵抗器（２５
）が、同じく他方のＯＰアンプ（２４）には固定抵抗器
（２６）が、各々接続されてもいる。この可変抵抗器（
２５）はＯＰアンプ（２３）の不感帯を設定するもので
あり、その操作によって設定信号ｄｓの上下に、任意幅
の不感値帯を設けることができるようになっている。

他方、（２７）は上昇用比較器（２２）と並列に接続さ
れた下降用比較器であって、やはり不感帯設定用の可変
抵抗器（２８）が付属されたＯＰアンプ（２９）と、固
定抵抗器（３０）が付属されたＯＰアンプ（３１）との
一対から成り、上記差動増幅器（２１）からの出力電気
信号と下降基準信号とを比較検出する。

（３２）は上昇用判別器であって、アンド素子（３３）
による論理回路を構成しており、その素子（３３）の入
力側一端部には上記可変抵抗器（２５）付きのＯＰアン
プ（２３）が、同じく他端部には間歇信号発生器（３４
）が各々接続されていると共に、その素子（３３）の出
力側に固定抵抗器（２６）付きＯＰアンプ（２４）が並
列接続されているのである。

又、（３５）は上記間歇１４号発η−器（３４）に対し
て、上昇用判別器（３２）と並列するように接続された
下降用判別器であり、Ｊ？身：ｔリアンド素子（３６）
を含む論理回路から成る。この素子（３６）に対しても
上昇用判別器（３２）の場合と同様に、対応するー・対
のＯＰアンプ（２９）　（３１）が接続されている。

上昇用判別器（３２）におけるアンド素子（３３）の出
力側は油圧シリンダー（１７）の上昇作動用ソレノイド
バルブ（３７）を操作する」二昇用増幅器（３８）へ、
又下降用判別器（３５）の゛ｒンド素子（３ｆｉ）は、
同じくシリンダー（１７）の下降作動用ソレノイドバル
ブ（３９）を操作する下降用増幅器（４０）へ各別に接
続されている。

従って、上記差動増幅器（２１）からの偏差信号が、固
定抵抗器（２６）により設定される電圧値よりも高い場
合には、ＯＰアンプ（２４）から連続的に発生される出
力信号ににって、上昇作動用ソレノイドバルブ（３７）
への通電が行なわれ、油圧シリンダー（１７）が作業機
吊持用のリフトアーム（１６）を高速で上Ｎ［Ｌｉ２ 昇させるべく、作動制御されることになる。

又、上記偏差信号が固定抵抗器（２６）によって設定さ
れる電圧値よりも低く、且つ可変抵抗器（２５）により
設定される電圧値よりも高い場合には、上記のＯＰアン
プ（２４）からは出力されず、別なＯＰアンプ（２３）
から出力される信号と、間歇信号発生器（３４）から発
生される上昇用間歇信号とがアンド素子（３３）に入力
されるため、上昇作動用ソレノイドバルブ（３７）への
通電が間歇的に行なわれて、油圧シリンダー（１７）が
リフトアーム（１６）を低速で上昇させるべく、作動制
御されることとなる。

他方、差動増幅器（２１）から出力される偏差信号が、
固定抵抗器（３０）によって設定される電圧値よりも低
い場合には、ＯＰアンプ（３１）から連続的に発生され
る出力信号により、下降用ソレノイドバルブ（３９）へ
通電され、作業機吊持用リフトアーム（１６）が高速で
下降することになる。

そして、上記偏差信号が固定抵抗器（３０）により設定
される電圧値よりも高く、しかも可変抵抗器（２８）に
よって設定され″る電圧値よりも低い場合に１ｈ１４ は、ＯＰアンプ（３１）からは出力信号が発生せず、別
なＯＰアンプ（２９）から出力される信号と、間歇信号
発生器（３４）から発生される下降用間歇信号とがアン
ド素子（３６）に入力される結果、下降用ソレノイドバ
ルブ（３９）に間歇通電されて、油圧シリンダー（１７
）がリフトアーム（１６）を低速で下降させるべく、作
動制御されることになるのである。

上記のようなポジションコントロール系統の電子回路に
対しては、トラクター機体（１０）におけるピッチング
角の検出値を加算できるピッチングコントロール回路が
接続され°ζいる。

即ち、その例を表わした第４図において、（旧）はトラ
クター機体（１０）上に設置されたアナログセンサーで
あり、機体（１０）のピッチング角を感知して、その角
度に応じた電圧をレベル信号ａとして出力する。このセ
ン・す・−（４１）としては、光や液による検出素子、
近接スイッチなどの各種を用いることができる。

（４２）はそのピッチング角が零である時の基準電圧値
と、上記センサー（４１）によるピッチング検出Ｎ１１
１５ 値とを演算する減算器であるが、これから発生する出力
信号は実際上低電圧であるため、これを数十倍に増幅す
るための増幅器（４３）も、その減算器（４２）に接続
されている。（４４）は減算器（４２）における零点合
わせを行なうための半固定抵抗器、（４５）は増幅器（
４３）のゲイン調整ボリュームである。

更に、（４６）は上記増幅器（４３）に接続された加算
器であって、上記ポジションコントロールレバー（１９
）による目標設定器（１８）の設定信号ｄｓに対して、
アナログセンサー（４１）によるピッチング角検出のレ
ベル信号ａを加算すべく、そのポジションコントロール
回路に接続配線されている。そして、その加算により得
られた信号ｄｓ＋ａが、上記リフトアームセンサー（２
０）による実際上の検出信号Ｒｓと、差動増幅器（２１
）により減算Ｒｓ−（ｄｓ＋ａ）されるようになってい
るのである。

従って、ポジションコントロール回路における作業レベ
ル（耕深など）の設定値が、予じめ変えられたかの如く
、対地作業機（１０）は自動的に昇降制御されることに
なり、トラクター機体（１０）のピッチングに伴なうレ
ベル変化が吸収・消去されるわけである。

その場合、第５図の変形実施例に示す通り、上記ピッチ
ング角の検出値を加算するか否かの切替スイッチ（４７
）を段重、１て、そのピッチングコントロール系統とポ
ジションコントロール系統とを選択使用できるように構
成しても良い。そのスイッチ（４７）として、図例では
ＳＬとＳ２とが断接相反して連動する形態を示しており
、これを押ボタンなどにより具体化して、ｌ・ラフター
機体（１０）の運転席上から操作できる位置に配設する
のである。このような変形実施例の制御方法を採用すれ
ば、地形条件や作業条件などに応じて、−１−効果的な
各種作業を行なえることになる。

又、可変抵抗器（２５）　（２Ｂ）による不感帯の設定
如何によって、制御感度を調整することもできるため、
例えば当初のＪ＾い整地作業にあっては、その不感帯を
小さく設定して、感度を上げておき、その後の細かい仕
上げ整地作業では、同じく感度を意図的に劣ずか、又は
上記スイッチ（４７）で加算しａ１７ ないように切替えることにより、著しく高能率に且つ優
れた整地状態などを得ることが可能となる。

尚、作業ｔＪ３ｔ（１１）の近くに位置している後輪が
浮き沈みする場合、その吊持用リフトアーム（１６）の
対地高さが変化し、上記ピッチングコントロールによる
耕深に高さ変動が加算される結果となり、起伏の激しい
圃場では整地性能の低下することが考えられるが、その
心配に対しては実際上トラクター機体（１０）の後部に
、超音波の投射などによる対地距離の測定器を付加設置
して、別途な演算回路により、上記の高さ変動を補正す
れば足ることであって、これにより更に一層高精度の制
御効果を得ることができる。

〈作用〉 次に、上記基本実施例に基いてそのトラクターのピッチ
ング制御作用を説明すると、第６図（１）のようにトラ
クター機体（１０）が圃場のフラットな表面を走行して
、その対地作業機（１１）による言わば通常の耕耘・整
地作業時にあっては、アナログセンサー（４１）からピ
ッチング角の検出レベル信号隘１８ ａが発生しないため、ポジションコントロール系統の電
子回路のみによって、その目標設定器（１８）により予
じめ設定された設定信号ｄｓと、リフトアームセンサー
（２０）による検出値ηｌ？ｓとの比較演算に基き、作
業機（１１）は一定の作業レベルを（”Ａつべく、自動
的に維持制御されることになる。

そして、例えば同図（ｎ）のように、トラクター機体（
１０）の後輪が圃場の隆起部に乗り上げて、機体（１０
）が面下がり姿勢に傾動した時には、そのピッチング角
がアナログセンサー（４１）により検出され、その検出
レベル信号ａが１］標設定器（１８）による設定信号ｄ
ｓに加！されるのであり、作業機（１１）はその機体（
１０）の面下がり角に応じ、自づと下降制御されること
になって、１．ｋに一定の作業レベルが維持されるので
ある。

又、第６図（ＩＩ＋　）のように、Ｉ・ラフター機体（
１０）が後部がりのピッチング姿勢となった時には、上
記同図（ｎ）の例と作用上の逆に、作業機（１１）は自
づと上昇作動されて、やはり一定・均等な作業レベルが
維持制御される結果となる。

Ｎ［Ｌｉ２ 〈発明の効果〉 以上のように、本発明ではトラクター機体（１０）の対
地作業機（１１）を、リフトアーム（１６）によって昇
降自在に吊持すると共に、そのリフトアーム（１６）に
回動角の検出用リフトアームセンサー（２０）を取付け
て、その実際上の検出値が機体（１０）に付属する設定
器（１８）によって与えられた目標設定値と等しくなる
ように、その作業機（１１）を自動的に昇降作動させる
べくポジションコントロールするトラクターにおいて、 上記機体（１０）上にそのピッチング角の検出用アナロ
グセンサー（４１）を設置して、その検出値を上記目標
設定値と加算することにより、あたかも目標設定値が変
えられたかの如（に、作業機（１１）を自動的に昇降作
動させて、その作業レベルを一定に維持制御するように
なっているため、冒頭に述べた従来技術を完全に解決す
ることができ、圃場表面の凹凸変化に伴なうピッチング
の悪影響を一切受けず、常に一定・均等な作業レベルを
維持し得る効果がある。

又、そのピッチング制御装置としても、目標設定器（１
８）とリフトアームセンサー（２０）　並びにピッチン
グ角検出用のアナログセンサー（４１）は、悉くトラク
ター機体（１０）側に設置されζおり、作業機（１１）
側に設置されていないため、その作業機（１１）を選ぶ
ことなく汎用的に使えることになる。通常、作業機に設
置されているカバーなどの変位検出用ワイヤーや電気信
νＪケーブル、その他の諸部材が一切不要となるからで
ある。

更に、目標設定器（１８）の設定値に対して、ピッチン
グ角の検出値を加算するに当り、その加算するか否かの
切替スイッチ（４７）を設けるならば、これによって作
業条１’ｌや地形条件などの各種変化に応じた高精度な
作業効果を能率良く得られる実益もある。

【図面の簡単な説明】

第１図はトラクターに対する作業機の装着状態を示す全
体側面図、第２図はそのヒツチ機構部分を拡大した概略
斜面図、第３図はポジションコントロール系統のみを抽
出して示す制御回路図、第隘２１ ４図はピッチングコントロール系統も含む全体の制御回
路図、第５図は第４図に対応する変形実施例の制御回路
図、第６図（１）　　（ＩＩ）　　（Ｉｌｌ）はトラク
ターの各種姿勢に対応する作用説明図である。 （１０）・・・・・トラクター機体 （１１）・・・・・対地作業機 （１６）・・・・・リフトアーム （１７）・・・・・油圧シリンダー （１８）・・・・・目標設定器 （１９）・・・・・ポジションコントロールレバー（２
０）・・・・・リフトアームセンサー（２１）・・パ・
・差動増幅器 （２２）　（２７）　　・・・比較器 （３２）　（３５）　　・・・判別器 （３４）・・・・・間歇信号発生器 （４１）・・・・・アナログセンサー （４２）・・・・・減算器 （４６）・・・・・加算器

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 　１．トラクター機体（１０）へ対地作業機（１１）を
   、リフトアーム（１６）によって昇降自在に吊持すると
   共に、そのリフトアーム（１６）に回動角の検出用リフ
   トアームセンサー（２０）を取付けて、その実際上の検
   出値が機体（１０）に付属する設定器（１８）によって
   与えられた目標設定値と等しくなるように、その作業機
   （１１）を自動的に昇降作動させるべくポジションコン
   トロールするトラクターにおいて、 上記機体（１０）上にそのピッチング角の検出用アナロ
   グセンサー（４１）を設置して、その検出値を上記目標
   設定値と加算することにより、あたかも目標設定値が変
   えられたかの如くに、作業機（１１）を自動的に昇降作
   動させて、その作業レベルを一定に維持制御することを
   特徴とするトラクターのピッチング制御方法。
2. 　２．トラクター機体（１０）へ対地作業機（１１）を
   、リフトアーム（１６）によって昇降自在に吊持すると
   共に、そのリフトアーム（１６）に回動角の検出用リフ
   トアームセンサー（２０）を取付けて、その実際上の検
   出値が機体（１０）に付属する設定器（１８）によって
   与えられた目標設定値と等しくなるように、その作業機
   （１１）を自動的に昇降作動させるべくポジションコン
   トロールするトラクターにおいて、 そのポジションコントロール回路中に、上記目標設定値
   と検出値とを比較減算する差動増幅器（２１）を装備さ
   せる一方、 機体（１０）に設置したアナログセンサー（４１）によ
   るピッチング角の検出値と、そのピッチング角の基準値
   とを比較演算する減算器（４２）と；その減算器（４２
   ）からの出力値を増幅する増幅器（４３）と；その増幅
   された値を上記目標設定値に加算する加算器（４６）と
   からピッチングコントロール回路を構成したことを特徴
   とするトラクターのピッチング制御装置。
3. 　３．トラクター機体（１０）へ対地作業機（１１）を
   、リフトアーム（１６）によって昇降自在に吊持すると
   共に、そのリフトアーム（１６）に回動角の検出用リフ
   トアームセンサー（２０）を取付けて、その検出値が機
   体（１０）に付属する設定器（１８）によって与えられ
   た目標設定値と等しくなるように、その作業機（１１）
   を自動的に昇降作動させるべくポジションコントロール
   するトラクターにおいて、そのポジションコントロール
   回路中に、上記目標設定値と検出値とを比較減算する差
   動増幅器（２１）を装備させる一方、 機体（１０）上に設置したアナログセンサー（４１）に
   よるピッチング角の検出値と、そのピッチング角の基準
   値とを比較演算する減算器（４２）と；その減算器（４
   ２）からの出力値を増幅する増幅器（４３）と；その増
   幅された値を上記目標設定値に加算する加算器（４６）
   とからピッチングコントロール回路を構成すると共に、 そのピッチングコントロール回路と上記ポジションコン
   トロール回路との切替スイツチ（４７）を設けて、上記
   加算器（４６）による加算の有無を選択できるように定
   めたことを特徴とするトラクターのピッチング制御装置
   。