JP2006320236A - ロータリ作業機の耕深制御装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ロータリ作業機の耕深制御装置において、走行速度の変速時にも作業機の地面に対する追従性を良くする。
【解決手段】トラクタ1の後部にロータリ作業機3を昇降調節可能に連結し、作業機3に上下回動自在に装着されているリヤーカバー3aの回動角度を検出するリヤーカバーセンサ32を設け、耕深調整ダイヤル7により設定された耕深目標値を維持すべくリヤーカバー3aの回動角度を調節するようにリフトアーム26を上下回動し作業機3を昇降制御する。トラクタ1にピッチング角速度センサ19を設け、リヤーカバーセンサ32の検出値とピッチング角速度センサ19の検出値に基づき作業機3を昇降させる作業機昇降手段を設け、この作業機昇降手段の昇降速度を機体1の走行速度に応じて補正し、走行速度が速いときには作業機3の昇降速度を速くし、走行速度が遅いときには作業機3の昇降速度を遅くする。
【選択図】図4
【解決手段】トラクタ1の後部にロータリ作業機3を昇降調節可能に連結し、作業機3に上下回動自在に装着されているリヤーカバー3aの回動角度を検出するリヤーカバーセンサ32を設け、耕深調整ダイヤル7により設定された耕深目標値を維持すべくリヤーカバー3aの回動角度を調節するようにリフトアーム26を上下回動し作業機3を昇降制御する。トラクタ1にピッチング角速度センサ19を設け、リヤーカバーセンサ32の検出値とピッチング角速度センサ19の検出値に基づき作業機3を昇降させる作業機昇降手段を設け、この作業機昇降手段の昇降速度を機体1の走行速度に応じて補正し、走行速度が速いときには作業機3の昇降速度を速くし、走行速度が遅いときには作業機3の昇降速度を遅くする。
【選択図】図4
Description
この発明は、農業用トラクタや乗用管理機に装着するロータリ作業機の耕深制御装置に関するものである。
従来、トラクタにおけるロータリ作業機の耕深制御装置では、リヤカバーの上下回動角度をポテンショメータ式のセンサ(リヤカバーセンサ)にて検出し、耕深調整ダイヤルにより設定された耕深目標値に前記リヤカバーセンサの検出値を一致させるように、リフトアームを上下回動して同作業機を昇降させる構成となっている。またトラクタの機体にピッチング角速度センサを設け、リヤカバーセンサの検出値とピッチング角速度センサの検出値に基づいてロータリ作業機の耕深制御をし、制御の追従性を向上させるようにしたものも知られている(特許文献1)。
特開2000−316314号公報
しかしながら、前述のような構成では、トラクタの走行速度が変化すると、作業機の地面に対する追従性が悪化するという不具合が発生していた。そこで、本発明はこのような不具合を解消しようとするものである。
この発明は、機体(1)にロータリ作業機(3)を昇降調節可能に連結し、該作業機(3)に上下回動自在に装着されているリヤカバー(3a)の回動角度を検出するリヤカバーセンサ(32)を設け、耕深量設定手段(7)により設定された耕深目標値を維持すべくリヤカバー(3a)の回動角度を調節するようにリフトアーム(26,26)を上下回動し作業機(3)を昇降するロータリ作業機の耕深制御装置において、
前記機体(1)にピッチング角速度センサ(19)を設け、前記リヤカバーセンサ(32)の検出値と前記ピッチング角速度センサ(19)の検出値に基づき作業機(3)を昇降制御する作業機昇降手段を設け、前記作業機昇降手段の昇降速度を走行機体(1)の走行速度に応じて補正する昇降速度補正手段を設けたことを特徴とするロータリ作業機の耕深制御装置とする。
(作用)
前記構成によると、機体(1)に昇降調節可能に連結されているロータリ作業機(3)は、耕深量設定手段(7)により設定された耕深目標値を維持するようにリフトアーム(26,26)を上下回動し作業機(3)のリヤカバー(3a)を回動調節するにあたり、リヤカバーセンサ(32)の検出値とピッチング角速度センサ(19)の検出値に基づきロータリ作業機(3)の昇降制御がなされる。そして機体(1)の走行速度が速いときには作業機(3)の昇降速度を速くし、走行速度が遅いときには作業機(3)の昇降速度を遅くしながら昇降制御がなされる。
前記機体(1)にピッチング角速度センサ(19)を設け、前記リヤカバーセンサ(32)の検出値と前記ピッチング角速度センサ(19)の検出値に基づき作業機(3)を昇降制御する作業機昇降手段を設け、前記作業機昇降手段の昇降速度を走行機体(1)の走行速度に応じて補正する昇降速度補正手段を設けたことを特徴とするロータリ作業機の耕深制御装置とする。
(作用)
前記構成によると、機体(1)に昇降調節可能に連結されているロータリ作業機(3)は、耕深量設定手段(7)により設定された耕深目標値を維持するようにリフトアーム(26,26)を上下回動し作業機(3)のリヤカバー(3a)を回動調節するにあたり、リヤカバーセンサ(32)の検出値とピッチング角速度センサ(19)の検出値に基づきロータリ作業機(3)の昇降制御がなされる。そして機体(1)の走行速度が速いときには作業機(3)の昇降速度を速くし、走行速度が遅いときには作業機(3)の昇降速度を遅くしながら昇降制御がなされる。
この発明は、ロータリ作業機(3)の昇降制御はリヤカバーセンサ(32)の検出値とピッチング角速度センサ(19)の検出値に基づきなされので、走行機体(1)がピッチングしたときの前記作業機(3)の昇降の遅れを防止して地面に対する追従性を向上させ、また機体(1)の走行速度が高低に変速されても地面に対する追従性を向上させ、作業性を向上することができる。
以下、図面に基づきこの発明を備えた農業用トラクタについて説明する。
トラクタ1は、図1に示すように、機体後部にリンク機構2を介してロータリ作業機3が昇降自在に連結されている。操縦席4の近傍にはロータリ作業機3の昇降位置を設定するポジションレバー6、ロータリ作業機の耕深量を設定する耕深調整ダイヤル7、機体に対するロータリ作業機3の左右方向傾きを調整する傾き調整ダイヤル8等が設けられている。
トラクタ1は、図1に示すように、機体後部にリンク機構2を介してロータリ作業機3が昇降自在に連結されている。操縦席4の近傍にはロータリ作業機3の昇降位置を設定するポジションレバー6、ロータリ作業機の耕深量を設定する耕深調整ダイヤル7、機体に対するロータリ作業機3の左右方向傾きを調整する傾き調整ダイヤル8等が設けられている。
また、ミッションケース11の上面部における後車軸12の近傍上方中央部にセンサケース21を設け、同ケース21内に、機体の左右ローリング角度を検出するローリングセンサ16、機体がローリングするときの角速度を検出するローリング角速度センサ17、機体のピッチング角度を検出するピッチングセンサ18、機体がピッチングするときの角速度を検出するピッチング角速度センサ19を一体的に収納している。
またトラクタ1の作業機リンク機構2は、トップリンク2aと左右のロワーリンク2b,2bにより構成され、左右のリフトアーム26,26の先端とロワーリンク2b,2bをリフトロッド27,27により連結し、リフトシリンダ28の伸縮によりリフトアーム26,26を上下に回動し、リフトロッド27,27及びロワーリンク2b,2bを介してロータリ作業機3が昇降される。
また、リフトアーム26の回動基部にはロータリ作業機3の昇降位置を検出するリフトアーム角センサ31が設けられ、リフトアーム角センサ31の検出値によりロータリ作業機3の昇降高さが演算される。また、前記ロータリ作業機3の後部には、地面に沿って上下回動するリヤカバー3aを設け、同カバー3aの上下回動角をポテンショメータ式のリヤカバーセンサ32にて検出しロータリ作業機3の耕深量を検出する構成となっている。
また、ロータリ作業機3の左右ローリング角を調節するアクチュエータとして背面視右側のリフトロッド27の中途部にローリングシリンダ29を設け、同シリンダ29の伸縮によりロワーリンク3bの左右一方のリフト量を調節し、機体に対するロータリ作業機3の左右の傾斜角を調節する構成としている。
また、前記ローリングシリンダ29のピストン部は、プッシュプルワイヤーを介してポテンショメータ式のストロークセンサ33に連結され、同ストロークセンサ33の検出値に基づき機体に対するロータリ作業機3のローリング角度をコントローラ36で演算し、前記傾き調節ダイヤル8の設定値に応じてローリングシリンダ29を作動し、ロータリ作業機3の水平制御をするように構成している。
また、トラクタ1の操縦席4の前方にはステアリングハンドル5を設け、このステアリングハンドル5の近傍に前後進切替レバー9を設け、前後進切替レバー9の操作により後輪15b、15bに伝達する走行動力を切り替え、前後進を選択できるように構成している。また操縦席4の前側下方には変速レバー10を設けると共に、左右後輪15b,15bを各別に制動可能な左右ブレーキペダル13,13を設けている。また前記ステアリングハンドル5の回転操作は操舵装置14を介して左右の前輪15a,15aを操舵する構成となっている。また、ミッションケース11内の後輪へ至る伝動軸に走行速度センサ23を儲け、同センサ23の検出値によりコントローラ36によって走行速度を演算する構成としている。
また、図3に示すように、コントローラ36の入力側には、各種のスイッチ、設定ダイヤル、センサ類が接続され、コントローラ36の出力側には前記リフトシリンダ28やローリングシリンダ29等、各種油圧アクチュエータを駆動する制御弁のソレノイドが接続されている。
以上のように構成したトラクタ1では、耕深調整ダイヤル7によりロータリ作業機3の耕深目標値を設定すると、リフトアーム角センサ31の検出値によりロータリ作業機3の昇降位置を演算し、リヤカバーセンサ32の回動角度検出値によりロータリ作業機3の耕深量を演算する。そして、リヤカバー3aの回動角を耕深調整ダイヤル7で設定した耕深目標値に対応した所定角度に維持するように、リフトシリンダ28を駆動する昇降用制御弁37作動用の上昇ソレノイド38aあるいは下降ソレノイド38bへコントローラ36から制御信号を出力する。しかして、リフトアーム26が上下回動してロータリ作業機3が昇降すると共に、リヤカバー3aが上下回動し、リヤカバーセンサ32の検出値が耕深目標値と一致するように制御される。
また、傾き調整ダイヤル8によりオペレータがロータリ作業機3の左右の傾きを任意に設定できる。地面に対するローリング角はローリングセンサ16により検出し、機体に対するロータリ作業機3の左右の傾きはストロークセンサ33により検出する。
また、水平モード切換スイッチ41により水平モード、車体平行モード及び角度設定モードを選択できるように構成されていて、機体とロータリ作業機3の相対的な傾き及び地面に対する傾きを検出しながら、水平モード切換スイッチ41で設定したモードに基づき水平制御の目標値を定め、ローリング用制御弁39作動用の右上ソレノイド40aあるいは右下げソレノイド40bにコントローラ36から制御信号を出力し、ローリングシリンダ29を伸縮駆動しロータリ作業機3の左右の傾きを調整する。
図4と図5のフローチャートにより前記ロータリ作業機3の耕深制御について詳細に説明する。
耕深制御が開始されると、まず各種センサ、スイッチ及び設定ダイヤル等の状態をコントローラ36に読み込み(S1)、トラクタ1の車速に応じて作業機3の昇降速度の増加率を決定する(S2)。この昇降速度の増加率は、所定の計算式に基づきトラクタ1の走行速度が遅いときには小さく、走行速度が速いときには大きい値となる。
耕深制御が開始されると、まず各種センサ、スイッチ及び設定ダイヤル等の状態をコントローラ36に読み込み(S1)、トラクタ1の車速に応じて作業機3の昇降速度の増加率を決定する(S2)。この昇降速度の増加率は、所定の計算式に基づきトラクタ1の走行速度が遅いときには小さく、走行速度が速いときには大きい値となる。
そして、機体がピッチングするときの角速度を検出し(S3)、ピッチング角速度センサ19により機体が前下がりの角速度を検出したときには(S3)、ロータリ作業機3が持ち上げ状態となるので下降させなければならない。しかして、角速度に応じた所定の作業機下げ速度dnouthをセットする(S4)。一方、ピッチング角速度センサ19により機体が前上りの角速度を検出したときには、リヤカバー3aが地面に伏せた状態になるので上昇させなければならない。しかして、角速度に応じた所定の作業機上げ速度upouthをセットする(S5)。
尚、前記検出ピッチング角速度が大きいほどロータリ作業機3の下げ速度dnouth及び上げ速度upouthを速く設定し、前記ステップS2の走行速度に関連して設定された昇降速度が加味されてロータリ作業機3を昇降し、機体に発生しているピッチングに略同期するようにし応答遅れや行き過ぎの生じないようにしている。
次いで、前記ステップS4あるいはステップS5により速度セットが終了した後、あるいは、機体にピッチング角速度が発生していないときには、耕深調整ダイヤル7により設定した耕深目標値とリヤカバーセンサ32の検出値とを比較する(S6)。両者の差が耕深制御の不感帯内にある場合には、前記角速度に応じた下げ速度dnouthがセットされているかどうかを判定すると共に(S7)、前記角速度に応じた上げ速度upouthがセットされているかどうかを判別し(S8)、双方の速度がセットされていないときにはロータリ作業機3に対する昇降出力をOFFとする(S9)。
また前記ステップS6の判定において、耕深目標値に対してリヤカバーセンサ32の検出値が下げ要求側に外れているときにはステップS10に進み、偏差に応じて所定の作業機下げ速度rdnnをセットしてステップS14に進む。また、ステップステップS6の判定において、耕深目標値に対してリヤカバーセンサ32の検出値が上げ要求側に外れているときにはステップS11に進み、偏差に応じて所定の作業機上げ速度rupnをセットしてステップS17に進む。
尚、図6に示すように、耕深制御目標値(A)を中心にして上方に不感帯上限(+B)を設けると共に、下方に不感帯下限(−B)を設け、リヤカバーセンサ32の検出値が耕深制御目標値(A)から外れた場合でも、この不感帯領域内にあるときにはロータリ作業機3の昇降出力を牽制している。
また、ステップS6の判定において、耕深目標値とリヤカバーセンサ32の検出値との差が不感帯内にある場合であっても、例えば、機体が前下がり、或いは後上り方向へピッチングし、ピッチングの角速度に応じた下げ速度dnouthがセットされているときにはステップS7からステップS12へ進み、リヤカバーセンサ32の検出値が前記角速度センサでの下げ要求下限(−C)より上方にあって(S12)、且つ、前側下がり、或いは後上り方向のピッチング角速度が減少していないときにはステップS13からステップS14に進み、前記偏差に応じたロータリ作業機3の下げ速度dnouthまたは角速度に応じた下げ速度dnouthのいずれか速い動作速度に前記増加率をかけて下げ出力を実行する(S14)。
また、ステップS6において耕深目標値とリヤカバーセンサ32の検出値との差が不感帯内にある場合であって、機体が前上り、或いは後下がり方向へピッチングして、ピッチングの角速度に応じた上げ速度upouthがセットされているときには、ステップS8からステップS15に進み、リヤカバーセンサ32の検出値が前記角速度センサでの上げ要求下限(+C)より下方にあって(S15)、且つ、前上り、或いは後下がり方向のピッチング角速度が減少していないときにはステップS16からステップS17に進み、前記偏差に応じたロータリ作業機3の上げ速度upouthまたは角速度に応じた上げ速度upouthのいずれか速い動作速度に前記増加率をかけて作業機上げ出力を実行する(S17)
しかして、リヤカバーセンサ32の検出値が前記不感帯内にある場合でも、前記ピッチングの角速度を検出したときには、リヤカバーセンサ32の検出値よりもピッチング角速度センサ19の検出値を優先し、所定の昇降速度に走行速に応じた増加率をかけて作業機3の昇降することにより、機体がピッチングしたときの応答速度を向上させて、ロータリ作業機3の地面に対する追従性を良好にすることができる。
しかして、リヤカバーセンサ32の検出値が前記不感帯内にある場合でも、前記ピッチングの角速度を検出したときには、リヤカバーセンサ32の検出値よりもピッチング角速度センサ19の検出値を優先し、所定の昇降速度に走行速に応じた増加率をかけて作業機3の昇降することにより、機体がピッチングしたときの応答速度を向上させて、ロータリ作業機3の地面に対する追従性を良好にすることができる。
またここでは、ステップS13により前下がり、或いは後上り方向のピッチング角速度が減少している方向に変化しているとき、或いはステップS16により前上り、或いは後下がり方向のピッチング角速度が減少方向に変化しているときには、それぞれステップS9に進んでロータリ作業機3の昇降出力をOFFにする。これにより、リフトシリンダ28をはじめとする油圧系に応答遅れがあっても、昇降出力を早めに停止することによって、ロータリ作業機3の昇降の行き過ぎを抑制することができる。
また、前記トラクタ1、同様に、ロータリ作業機3の水平制御を行う構成となっている。即ち、ロータリ作業機3の左右の傾斜を調節するアクチュエータとして右側のリフトロッド27の中途部にローリングシリンダ29を設け、このロワーリンクシリンダ29の伸縮により右側のロワーリンク3bのリフト量を調節し、機体に対するロータリ作業機3の左右傾斜を調節できるように構成する。また、ローリングシリンダ29に、このピストン伸縮量を検出するストロークセンサ33を設け、ストロークセンサ33の検出値に基づき機体に対するロータリ作業機3のローリング角度をコントローラ36で演算し、前記傾き調節ダイヤル8の設定値に応じてローリングシリンダ29を作動し、ロータリ作業機3の水平制御をするように構成している。
そして、ローリング角度をローリング角速度センサ17の検出に基づき修正出力をするにあたり、走行速度に応じたローリング速度増加率を設定、詳しくは、右側上げ修正時の上げ速度を、右側下げ修正時の下げ速度よりも早くなるように構成している。これにより、右側上げ修正ではロータリ作業機3全体の耕深が浅くなり、右側下げ修正では耕深が深くなるが、前記のようにすることにより、昇降移動が平均化し整地性能を向上させることができる。
次に、図7と図8に基づき前記トラクタ1の油圧構成について説明する。
前記ミッションケース11は、トラクタのオイルタンクを兼用しているものであるが、このケース11は仕切り壁11cを挟んで、前側ミッションケース11aと後側ミッションケース11bとに分割して構成されている。そして、仕切り壁11cに軸架している走行伝動軸46a,46b及びPTO伝動軸47周囲にオイルシー48,48…を装着し、前側ミッションケース11aと後側ミッションケース11bを完全に別室に構成して、別々のオイルを充填する構成としている。詳しくは、前側ミッションケース11aには前後輪を等速伝動あるいは前輪倍速伝動に切り替える4WD切替装置49等の走行系の油圧用オイルを充填し、後側ミッションケース11bにはロータリ作業機3の昇降用、外部取出用の油圧用オイルを充填する構成としている。
前記ミッションケース11は、トラクタのオイルタンクを兼用しているものであるが、このケース11は仕切り壁11cを挟んで、前側ミッションケース11aと後側ミッションケース11bとに分割して構成されている。そして、仕切り壁11cに軸架している走行伝動軸46a,46b及びPTO伝動軸47周囲にオイルシー48,48…を装着し、前側ミッションケース11aと後側ミッションケース11bを完全に別室に構成して、別々のオイルを充填する構成としている。詳しくは、前側ミッションケース11aには前後輪を等速伝動あるいは前輪倍速伝動に切り替える4WD切替装置49等の走行系の油圧用オイルを充填し、後側ミッションケース11bにはロータリ作業機3の昇降用、外部取出用の油圧用オイルを充填する構成としている。
これにより、走行系の油圧用オイルとロータリ作業機3の昇降用や、外部取出用の油圧用オイルを別室に分けることにより、作業機昇降用のオイルに混入したゴミが走行用オイルに混入することもなく、走行系油圧用オイルの耐久性を高め、走行系の変速を安定させることができる。
次に図8に基づいて、前記ロータリ作業機3の水平制御用油圧回路について説明する。
油圧ポンプPは、前記後側ミッションケース11b内のオイルを吸い上げ、油路a1を経由して分流弁51、ローリング用制御弁39を経てローリングシリンダ29へ送る構成となっており、また前記ローリング用制御弁39の中立状態では油路a2を経由して前記昇降用制御弁37を介してリフトシリンダ28へ油圧を供給する構成となっている。そして、前記分流弁51と油路a2とを油路a3により接続し、分流弁51の切替によりから分流弁51からローリング用制御弁39及び油路a3に送油可能に構成し、油路a1と油路a3とを接続する油路a4にはアンロード弁53を設けている。
油圧ポンプPは、前記後側ミッションケース11b内のオイルを吸い上げ、油路a1を経由して分流弁51、ローリング用制御弁39を経てローリングシリンダ29へ送る構成となっており、また前記ローリング用制御弁39の中立状態では油路a2を経由して前記昇降用制御弁37を介してリフトシリンダ28へ油圧を供給する構成となっている。そして、前記分流弁51と油路a2とを油路a3により接続し、分流弁51の切替によりから分流弁51からローリング用制御弁39及び油路a3に送油可能に構成し、油路a1と油路a3とを接続する油路a4にはアンロード弁53を設けている。
これにより、油圧ポンプPから最大流量が供給され、ローリング用制御弁39の圧力が所定値まで上昇すると、アンロード弁53が開き、油圧ポンプPからの油圧は油路a1、油路a4、アンロード弁53、油路a3、油路a2を経て昇降電磁制御弁37に供給され、圧力損失を回避しオイルの劣化を防止することができる。
1 走行機体
3 作業機(ロータリ作業機)
3a リヤカバー
7 耕深量設定手段(耕深調節ダイヤル)
19 ピッチング角速度センサ
26 リフトアーム
32 リヤカバーセンサ
36 コントローラ
3 作業機(ロータリ作業機)
3a リヤカバー
7 耕深量設定手段(耕深調節ダイヤル)
19 ピッチング角速度センサ
26 リフトアーム
32 リヤカバーセンサ
36 コントローラ
Claims (1)
- 機体(1)にロータリ作業機(3)を昇降調節可能に連結し、該作業機(3)に上下回動自在に装着されているリヤカバー(3a)の回動角度を検出するリヤカバーセンサ(32)を設け、耕深量設定手段(7)により設定された耕深目標値を維持すべくリヤカバー(3a)の回動角度を調節するようにリフトアーム(26,26)を上下回動し作業機(3)を昇降するロータリ作業機の耕深制御装置において、
前記機体(1)にピッチング角速度センサ(19)を設け、前記リヤカバーセンサ(32)の検出値と前記ピッチング角速度センサ(19)の検出値に基づき作業機(3)を昇降制御する作業機昇降手段を設け、前記作業機昇降手段の昇降速度を走行機体(1)の走行速度に応じて補正する昇降速度補正手段を設けたことを特徴とするロータリ作業機の耕深制御装置。
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---|---|---|---|
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN110100508A (zh) * | 2019-04-23 | 2019-08-09 | 丰疆智能科技股份有限公司 | 耕地设备及其犁具保护***和保护方法 |
-
2005
- 2005-05-18 JP JP2005145606A patent/JP2006320236A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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