JPS6379508A - 圃場作業機における作業部の姿勢制御方法 - 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、農用トラクタ等の圃場作業機における作業部
の姿勢制御方法に関するものである。

［従来技術及び発明が解決しようとする問題点コ一般に
、この種圃場作業機においては、例えば農用トラクタの
ように走行機体に取付けたロータリ耕耘部等の作業部の
作業姿勢を、リフトアームに連結される一方のリフトア
ームの伸縮作動によって左右傾斜状に制御し、走行機体
が左右方向に傾斜したとしても作業部を略水平姿勢とな
るように姿勢制御して作業を行うようにしたものがある
。

しかるに従来、この様な場合に、制御速度は、圃場の硬
軟に関係なく一定であったため、作動速度を軟かな圃場
に合せて速い設定とした場合に、これを硬い圃場で用い
たり作業速度を高速にしたりすると、作業部が圃場の凹
凸に敏感に反応して、所謂ハンチング現象が生じてしま
うこととなる。

そこで作業部の作動速度を遅い設定とした場合に、今度
は作動速度が速い設定でも良い場合の制御速度が遅くな
って作業性が悪くなってしまうという欠点がある。この
ため止むなく中間の制御速度で制御して、何れのものに
ついても多少の犠牲を強いた制御によって行っているの
が実情であり問題となっている。

［問題を解決するための手段］ 本発明は、上記の如き実情に＝みこれらの欠点を一掃す
ることができる圃場作業機における作業部の姿勢制御方
法を提供することを目的として創案されたものであって
、走行機体に対する作業部姿勢を姿勢制御作動機構の作
動によって制御するに、姿勢制御作動機構の作動速度を
少なくとも二段の高低速切換え可能とし、高速側を標準
として設定された作動速度を、ハンチング検知手段によ
るハンチング現象の検知で低速側に切換えるべく構成さ
れていることを特徴とするものである。

そして本発明は、この構成によって、作業性の良い速い
作動速度を標準として姿勢制御を行うことができるもの
でありながら、ハンチング現象が検知された場合に、自
動的に遅い作動速度に切換えるようにして、常に最適速
度での作業部の姿勢制御が出来るようにしたものである
。

［実施例コ 次に１本発明の実施例を図面に基づいて説明する。図面
において、１は農用トラクタの走行機体であって、該走
行機体１の後方には作業部（ロータリ耕耘部）２が昇降
リンク機構３を介して取付けられている。そして昇降リ
ンク機構３はリフトアーム４にリフトロッド５を介して
連動連結されており、リフトアーム４の上下揺動によっ
て作業部２が昇降動するものであるが、前記リフトロッ
ドのうち一方のリフトロッド（実施例では右側）５は傾
斜作動機構を構成する伸縮シリンダ６を用いて形成され
ている。そして伸縮シリンダ６の伸縮制御によって、作
業部２は、走行機体１に対して所定の傾斜姿勢に制御さ
れるように構成されていること等は何れも従来通りであ
る。ここで、７は座席、８は後輪、９は運転ハンドルで
ある。

１０は後輪８を覆うフェンダ−であって、該フェンダ−
１０には、ポジションレバー１１、手動傾斜スイッチ１
２、傾斜設定器１３、傾斜自動切換えスイッチ１４、耕
深設定器１５、耕深自動切換えスイッチ１６を設けた制
御操作部１７が設けられており、これらの操作によって
、作業部２の機体に対する高さ自動制御を行うポジショ
ンコントロール、作業部の耕耘深さを自動制御する耕深
自動制御、さらに本発明が実施された傾斜自動制御を行
うことができるようになっているが、以下、この傾斜自
動制御について詳しく説明する。ここで１８はマイクロ
コンピュータを組み込んでなる制御部１８であって、前
記制御操作部１７に内装されるものであるが、この制御
部１８には、傾斜設定器１３、傾斜自動切換えスイッチ
１４．並びに走行機体１の傾斜状態を検知する傾斜検知
センサ１９、並びに前記伸縮するリフトロッド５に設け
られたストロークセンサ２０からの信号が入力するよう
になっている。そして制御部１８は、これら入力した信
号を演算した結果に基づいて、リフトロッド伸縮用のソ
レノイド２２．２２ａに対してＯＮ−呼の制御指令を出
すようになっている。

次に、この制御手順についてタイミングチャート図およ
びフローチャート図を用いて説明する。

キースイッチ（図示せず）をＯＮＬ、て制御部１８の始
動をし、データ読み込みを行なわしめると、制御部１８
は、傾斜自動切換えスイッチ１６がＯＮになっているか
否かを判断し、　ＯＮになっている場合には。

傾斜設定器１３と傾斜検知センサ１９からの検知値Ａ。

Ｂから目標とするリフトロッド５の長さＬを算出する（
ここで傾斜自動切換えスイッチ１６が肝になっている場
合には、傾斜自動制御が成されないのであるから、制御
部１８は現在のリフトロッド長さを記憶データＤとして
記憶し、かつ伸縮用ソレノイド２２．２２ａをそのまま
鉦状態に制御することになる。）、この様に傾斜自動制
御状態であると判断される場合には、制御部１８は、伸
縮シリンダ６の作動速度がセットされているか否かの判
断が成される。そしてセットされていないとしてＮＯの
判断が成された場合には伸縮シリンダ６の作動速度を速
いモード側にセットする。一方、作動速度が既にセット
されているとして旧の判断が成された場合には、次にそ
のセットは１作動速度が速いモード側にセットされてい
るか否かが判断される。

そして速いモード側にセットされているとして旧の判断
が成された場合、並びに上記速いモード側にセットされ
た場合には、次にストロークセンサ２０の検知値Ｃ（現
在のリフトロッド長さ、以後「現在値Ｃ」とする）が前
記目標値りよりも小さい（Ｃ＜Ｌ）か否かが判断され、
小さいとして耶の判断が成された場合には、目標値りか
ら現在値Ｃを引いた差が、高速での傾斜制御を行う必要
はないとして予め設定される第一の値α（例えば両者の
差で７〜１０ｍｍ）よりも小さい（Ｌ−Ｃ＜α）か否か
が判断され、小さいとして窓の判断が成された場合には
伸長用ソレノイド２２をインチングモートでＯＮ作動し
、作業部２の右側が下降される傾斜状態に低速で変姿せ
しめることになる。一方、小さくないとしてＮＯの判断
が成された場合には、伸長用ソレノイド２２を連続して
ＯＮ作動し、作業部２を右側が下降した傾斜状態に高速
で変姿せしめるようになっている（そして高速による傾
斜制御作動が成され、差がα以下に成れば高速作動に制
動がかけられて上記低速による傾斜制御が成されること
になる）。

一方、現在値Ｃが目標値りよりも小さいか否かの判断で
ＮＯの判断が成された場合に、まず目標値りが現在値Ｃ
よりも小さい（Ｌ＜Ｃ）か否かが判断され、小さいとし
て窓の判断が成されると、さらに現在値Ｃから目標値り
を引いた差が前記第−設定値αよりも小さい（Ｃ−Ｌ＜
α）か否かが判断され、小さいとして旧の判断が成され
ると、変化の幅は小さいとして縮小用ソレノイド２２ａ
に対してインチングモードのＯＮ作動が成されて、作業
部は右側が上昇していく傾斜姿勢に低速で制御されるこ
とになり、また、設定値αよりも大きいとして闇の判断
が成されると、縮小用ソレノイド２２ａに対して連続し
てＯＮ作動が成され、作業部２を高速で右側を上昇して
いく側に傾斜制御するように構成されている。尚、目標
値りと現在値Ｃとが等しい（Ｌ＝Ｃ１但し、一定幅値γ
の不感帯を有する状態で等しい）場合には、そのまま現
在値Ｃを記憶して何れのソレノイド２２．２２ａも可制
御されることになり、この様にして、作業部傾斜速度が
速いモードにセットされる場合における傾斜自動制御が
成されるようになっている。

また、前述した伸縮シリンダ６の作動速度が速いモード
側にセットされているか否かの判断で。

遅いモード側にセットされているとしてＮｏの判断が成
された場合、この場合においても前述した速いモード側
にセットされているとした場合と同様、現在値Ｃが目標
値りよりも小さい（ＣＡＬ）か否かの判断と、現在値Ｃ
から目標値りを引いた差が設定値αよりも小さい（Ｃ−
Ｌ＜α）か否かとが判断され、何れも小さいとして詔の
判断が成された場合には、伸長用ソレノイド２２に対し
てインチングモードでのＯＮ指令が出されることになる
。また、現在値Ｃから目標値りを引いた値が設定値αよ
りも大きいとしてＮＯと判断される場合には、さらに現
在値Ｃからリフトロンド長さの前記記憶データＤ（即ち
ソレノイド２２．２２ａが何れも呼状態になったときの
データ値）を引いた値が予め設定される第二の値β（例
えば５〜７ｍｍ）よりも大きい（Ｃ−Ｄ＞β）か否かが
判断されることになる。

そして大きくない、即ち、傾斜制御作動が開始当初から
第二設定値βを越えていない範囲であるとして闇の判断
が成された場合には、伸長用ソレノイド２２に対して上
記インチングモードによるＯＮ作動を行い、この様にし
て作動当初は遅い速度で傾斜制御作動が行われるように
なっている。そして第二設定域βを過ぎ、現在値Ｃから
記憶データＤを引いた差が第二設定値βよりも大きいと
して面と判断される場合には伸長用ソレノイド２２を連
続してＯＮ作動せしめることになり、この様にして、傾
斜作動当初は低速であるが、第二設定域βを越えると高
速で傾斜制御作動が行われ、本発明の遅いモードによる
作動速度で傾斜制御が行われるようになっている。そし
て傾斜制御作動が進み、前記現在値Ｃから目標値りを引
いた値が第−設定値αの範囲に入ると前述したインチン
グモードによる傾斜制御作動が行われ、作動に制動がか
けられるようになっている。また、現在値Ｃが目標値し
よりも小さいか否かの判断で逆に闇と判断された場合に
は、目標値りよりも現在値Ｃが小さい（Ｌ＜Ｃ＞か否か
と、現在値Ｃから目標値りを引いた差が第−設定値αよ
りも小さいか否かの判断が成されることになることは前
述した通りであるが、現在値Ｃから目標値りを引いた差
が第−設定値αよりも小さいか否かの判断で小さくない
、即ち大きな傾斜制御をしなければならないとしてＮｏ
の判断が成された場合には、さらに前記記憶データＤか
ら現在値Ｃを引いた値が第二設定値βよりも大きい（Ｄ
−Ｃ＞β）か否かが判断され、大きくない、つまり傾斜
作動当初の第二設定域βの範囲内に位置するとして闇の
判断が成された場合には、前述同様、縮小用ソレノイド
２２ａに対してインチングモードによるＯＮ指令が出さ
れるようになっており、この様に傾斜制御作動が第−設
定域αよりも大きく高速による傾斜制御作動を行わしめ
るため、伸縮用ソレノイド２２．２２ａを連続ＯＮ作動
しなければならない場合に、作動当初はインチングモー
ドによる遅い作動速度で、第二設定域βを越えた以降は
速い作動速度での傾斜制御作動が成されるようになって
おり、この様にして遅いモードによる作動速度で作業部
２の傾斜制御が成されるようになっている。

このように作業部２の作動速度は、速いモードと遅いモ
ードの二段の切換えが出来るように設定されているもの
であるが、この切換え手順は次の様に設定されている。

即ち、いま第７図、第８図において、リフトロッド５が
目標値りよりも長く、縮小用ソレノイド２２ａが縮小作
動している場合を例とすると、前述したようにスイッチ
ＯＮ作動に伴い伸縮シリンダ６の作動速度のモードは速
いモードを標準として設定されており、従って伸縮シリ
ンダ６が制御部１８からの制御指令で縮小用ソレノイド
２２ａがＯＮ作動した場合に、伸縮シリンダ６は速い作
動モードで縮小することになる。そしてこの作動速度が
速すぎて対応できなくなった場合にハンチング現象が生
じるのであるが、この状態では、伸縮シリンダ６は不感
帯γを含めた状態で目標値りを通り過ぎてしまう（第８
図のＨ位置の状態）ことを意味している。そこで本発明
実施例では、前記縮小用ソレノイド２２ａに前記作動指
令を出した後、リフトロッド目標値りからリフトロンド
現在値Ｃを減じた値が不感帯の幅値γよりも大きい（Ｌ
−Ｃ＞γ）か否か判断によってハンチング現象の有無を
検知し、大きい、即ちハンチング現象があるとしてとし
て恣の判断が成されだ場合、つまり、伸縮シリンダ６が
不感帯を含めた目標値りを越えて伸長してしまった場合
に、制御部１８は、伸縮シリンダ６の伸縮作動モードを
前述した遅いモード側に切換えるようになっている。こ
れはまた、逆に伸縮シリンダ６が伸長する場合において
も同様で、リフトロンド現在値Ｃから目標値りを減じた
値が不感帯の幅値γよりも大きい（Ｃ−Ｌ〉γ）か否か
が判断され、大きい、即ち伸縮シリンダ６の伸長作動に
おいて不感帯を含めた目標値を越えてしまった場合に、
遅いモードに切換える様になっている。

叙述の如く構成された本発明の実施例において、作業部
２の傾斜自動制御は、傾斜設定器１３によって必要な傾
斜設定値を与えれば良く、このようにすることによって
、制御部１８は、傾斜設定器１３、傾斜検知センサ１９
、並びにストロークセンサ２０からの入力信号に基づい
て前述した様に伸縮用ソレノイド２２．２２ａのＯＮ　
−耳白動制御を行い、右側リフトロッド５を伸縮せしめ
ることによって機体１に対する作業部の傾斜姿勢を自動
的に制御することになるが、本発明においては、傾斜制
御を行う場合に、その作動速度を、速いモードが標準と
して先ず設定され、迅速な作業部２の傾斜制御を行うこ
とができるようになっているが、この速いモードでの傾
斜制御をしている際に、リフトロッド５が不感域を含め
た目標値を通り越してハンチング現象が生じると、制御
部１８は、これを現在値Ｃが不感帯を含めた目標値りを
越えたことによって検知し、これに合せて伸縮シリンダ
６の作動速度を遅いモード側に自動的に切換えて、圃場
条件に見合った傾斜制御を行うこととなる。

この様に本発明においては、作業部２の傾斜制御速度を
、圃場条件に対応して高速、低速の二段に切換えて行う
ことができるものでありながら、この切換えは、迅速作
動ができて作業性の高い速いモードを標準とし、この速
い傾斜制御ではハンチング現象が生じてしまうような場
合に、これを直ちに検知して、遅いモードでの傾斜制御
に自動的に切換って傾斜制御が成されることとなり、従
って、作業部２は、その圃場条件、車速等に適合した状
態で傾斜制御を成し得、しかもその切換えは、スイッチ
切換え等の煩雑かつ面倒な操作を全く必要とすることな
く自動的に成されることとなり、もって極めて優れた作
業部２の傾斜制御ができることとなる。

尚、本発明は前記実施例に限定されるものでないことは
勿論であって、作業部の姿勢制御は、傾斜制御に限定さ
れることなく、上下動制御等の種々の姿勢制御に実施す
ることができ、また作動速度のモードとしては二段に限
定されず、三段、四段等の多段にしても良く、さらに低
速モード側への切換えは、−回のハンチング現象ではな
く、所定時間内に二度、三度等の複数回のハンチング現
象を検知したことによって行うようにしても良い。

また、−旦低速側のモードとなったものを元の高速側の
モードに切換えるには、上記実施例のものはスイッチを
再びスタート状態にして遅いモードをリセットする必要
があるが、これを手動スイッチによって行うようにする
こともできる。

［作用効果コ 以上要するに、本発明は叙述の如く構成したものである
から、作業部の姿勢制御をするに際し、作業部は、速い
モードを標準として迅速な姿勢制御を成すことができる
ものでありながら、その作動速度が速すぎて、ハンチン
グ現象が生じてしまった場合に、このハンチング現象の
検知によって、作動速度が自動的に遅いモードに切換っ
てハンチング現象を回避することとなり、従って、制御
部は、その作業条件に見合った好適な作動速度での姿勢
制御が成されることとなる。しかもこの切換えは、面倒
な手動による切換えを必要とすることなく、ハンチング
現象の検知に連動して自動的に行うことができて、著し
い作業性の向上を計ることができるものである。

【図面の簡単な説明】

図面は、本発明に係る圃場作業機における作業部の姿勢
制御方法の一実施例を示すものであって、第１図は農用
トラクタの全体側面図、第２図は同上要部斜視図、第３
図はリフトロント部の正面図、第４図Ｘ、Ｙはそれぞれ
傾斜制御状態を示す作用説明図、第５図は制御操作部の
正面図、第６図は制御機構のブロック図、第７図はタイ
ミングチャート図、第８図はフローチャート図である。 図中、１は走行機体、２は作業部、５はリフトロンド、
１３は傾斜設定器、１４は斜自動切換えスイッチ、１８
は制御部、２０はストロークセンサ、２２．２２ａは伸
縮用ソレノイドである。 第３図 第４図 手続補正書６．。 昭和６１年１１月２７日

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行機体に対する作業部姿勢を姿勢制御作動機構の作動
   によつて制御するに、姿勢制御作動機構の作動速度を少
   なくとも二段の高低速切換え可能とし、高速側を標準と
   して設定された作動速度を、ハンチング検知手段による
   ハンチング現象の検知で低速側に切換えるべく構成され
   ていることを特徴とする圃場作業機における作業部の姿
   勢制御方法。