JPH0133121B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、移動機体の後部に対地作業装置を昇
降自在に装備するとともに、前記対地作業装置の
実牽引負荷を検出する牽引負荷検出器と負荷設定
器とを備え、前記牽引負荷検出器によつて検出さ
れた実検出牽引負荷値と前記負荷設定器によつて
予め設定された負荷値との偏差値を、感度設定器
にて予め設定された許容範囲内に引入れて維持さ
せるように、前記対地作業装置を自動昇降制御す
べく構成した対地作業機の自動昇降装置に関す
る。

この種の自動昇降装置は、牽引負荷の変動を極
力抑制して、牽引負荷の変動に伴う作業速度の変
動やエンジンストツプの事態等を防止して、能率
の良い作業が行えるようにしようとするものであ
るが、従来の自動昇降装置では、前記偏差値の絶
対値が設定許容範囲以上あるあいだは、その全期
に亘つて対地作業装置を自動昇降制御すべく構成
されたいたために、つまり、自動昇降制御が停止
される時期は偏差値が設定許容範囲内に復帰した
時点であつたため、電気的ヒステリシスや機械的
ヒステリシス或いは油圧系ヒステリシスなどによ
る作動遅れによつて、対地作業装置が過剰に昇降
制御され易く、特に、高感度化のために、昇降駆
動装置の速度を速くしたり、偏差値の許容範囲を
狭く設定してある場合では、前記の過剰昇降制御
によつてハンチング現象を招き易く安定した制御
が行えない問題があつた。

即ち、この問題は牽引負荷の変動が急激なほど
顕著に生じるものであるが、対地作業装置の牽引
負荷が変動する要因としては次のようなものが考
えられる。

対地作業装置の対地作用部の作用姿勢や対地
移動速度の変化等に起因して、牽引につれて対
地作業装置が徐々に地中に喰い込む、或いは、
徐々に地中から浮き上がる傾向があること。

土壌の乾湿などに起因して泥土の硬さが徐々
に変化すること。

走行地面の凹凸に起因する移動機体の姿勢変
化により、対地作業装置の対地作用深さが変動
すること。

機体を往復あるいは周回させながら作業を行
うので、その走行方向の転換や蛇行に伴う対地
作業方向が異なることに起因して生じる。

上記乃至の要因のうち、、の要因によ
る牽引負荷は徐々に変動する傾向が強いので、前
述の作動遅れに関してはあまり大きな問題となら
ないが、偏差値は次第に増加し続けて自然には解
消され難いので、積極的に対地作業装置を昇降制
御しなければならない。上記の要因は、走行地
面の凹凸に起因する走行機体の姿勢変化が比較的
急激に発生するから、最も急激な牽引負荷の変動
をもたらす要因であり、しかも、頻繁に発生する
おそれがあるが、これは一時的な変化である場合
が多く、したがつて、あまり大きな負荷変動がな
い限りあえて制御しなくとも自然に解消する場合
がある。また、上記の要因も、上壌を相手に対
地作業を行う関係上、継続的に生じ続けるもので
あるが、これを、時間経過に伴つて自然に解消さ
れる傾向がある。

従つて、前述の過剰昇降制御によるハンチング
現象の問題は、主として上記およびの要因に
基づくものが多いと考えられるが、牽引負荷の変
化が現われ始めたときに、それが前記乃至の
何れの要因によるものかは判別できないので、安
全を考えて急激な負荷変化にも対応できるように
迅速に制御を開始しなければならないものであ
る。

ところが、従来の自動昇降装置では、前述のよ
うに、偏差値の絶対値が設定許容範囲以上あるあ
いだは、この許容範囲を超過した範囲の全周に亘
つて対地作業装置を自動昇降制御すべく構成され
ており、上記およびの要因に基づいた場合の
ように自然に解消される傾向にある負荷に関して
も、単なる牽引負荷に対する制御と同様の制御し
か行われていなかつたために、前述のように安定
した制御が行えない問題が生じていたのである。

本発明はかかる実情に着目して為されたもので
あつて、上記およびの要因に基づく過剰昇降
制御を防止して、全体としてハンチング現象が生
じにくく、高感度のもとで安定した自動昇降制御
を行うことができるようにすることを目的とす
る。

上記目的を達成するための本発明の特徴構成
は、移動機体の後部に対地作業装置を昇降自在に
装備するとともに、前記対地作業装置の実牽引負
荷を検出する牽引負荷検出器と負荷設定器とを備
え、前記牽引負荷検出器によつて検出された実検
出牽引負荷値と前記負荷設定器によつて予め設定
された負荷値との偏差値を、感度設定器にて予め
設定された許容範囲内に引入れて維持させるよう
に、前記対地作業装置を自動昇降制御すべく構成
した対地作業機の自動昇降装置において、前記偏
差値が前記感度設定器で設定された許容範囲を越
え、かつ牽引負荷が増大傾向にあることを検出す
る検出器を設け、前記対地作業装置の自動上昇制
御は、前記検出器の検出作動時においてのみ行う
べく構成してある点にあり、かかる構成からの次
の作用効果を奏する。

即ち、前記およびの要因に基づく牽引負荷
の変動は短時間のうちに生じ、しかも、通常は速
やかに設定許容範囲に復帰し易い変動であること
に着目して、前記偏差値が設定許容範囲を越え、
かつ、牽引負荷が増大傾向にあるあいだだけ対地
作業装置の上昇制御を行うのであつて、偏差値が
設定許容範囲に対して減少傾向にあるときおよび
変化しないときには対地作業装置の上昇制御が既
に停止されているから、偏差値が設定許容範囲外
に出た早い時期に上昇制御が行われ、しかも、早
い時期にその制御が終了し易い。

尚、対地作業装置の下降制御に関しては、通
常、対地作業装置を下降させる間、その下降方向
に対して土壌の抵抗が漸増する傾向にあるため、
下降制御を停止すれば、さらにそれ以上対地作業
装置が自然に下降し続ける虞れは少なく、従つ
て、この下降制御については特別に過剰制御を抑
制するための手段を講じなくとも、上昇制御の場
合に比べて遥かに過剰制御となる虞れは少ない。

以上のことから偏差値が設定許容範囲内に復帰
するまで制御を継続し、その時点で自動昇降制御
を停止する場合のような作動遅れに起因した過剰
昇降が行われる虞れがなく、たとえ、高感度化の
ために偏差値の設定許容範囲を狭く設定してあつ
てもハンチング現象の生じる虞少なく、高感度の
制御を安定良く行える効果がある。

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明す
る。

第１図は、移動機体としてのトラクタ１の後部
に、対地作業装置としてのプラウ２を、一本のト
ツプリング３と左右一対のロアーリンク４，４を
介して昇降自在に連結してある乗用型耕耘機を示
し、電気信号により適宜切換え作動される後述の
油圧制御バルブの作動で、トラクタ１のミツシヨ
ンケース１Ａに内蔵された油圧シリンダ５を伸縮
作動させて、この油圧シリンダ５に連動連結され
た左右一対のリフトアーム６，６を上下揺動させ
ることにより、このリフトアーム６，６、リフト
ロツド７，７、ロアーリンク４，４を介して前記
プラウ２を昇降駆除すべく構成している。

第２図は前記のプラウ２の自動昇降装置を示
し、これはプラウ２の実検出牽引負荷値を予め設
定された負荷値との偏差値が許容範囲内に維持さ
れるように、プラウ２を自動的に昇降制御するド
ラフト制御系と、前記プラウ２を、トラクタ１に
対する高さ検出結果に基づいて人為的に変更調節
される目標高さに近づけるべく自動的に昇降制御
するポジシヨン制御系とからなり、前記のドラフ
ト制御系は次の如く構成されている。

即ち、ロアーリンク４，４を介して作用する引
張り力に伴う該ロアーリンク４，４の連結軸８の
繞み変位置を、プラウ２の実牽引負荷として検出
する牽引負荷検出器９と、プラウ２の対地作業深
さや被作業地の硬軟に基づいて適宜負荷値を予め
変更設定する負荷設定器１０とを設けている。前
記牽引負荷検出器９の実検出牽引負荷値と負荷設
定器１０の設定負荷値とを夫々第１、第２減算器
１１Ａ，１１Ｂに入力して、負荷の偏差値を演算
するとともに、前記両減算部１１Ａ，１１Ｂから
の偏差値と、この偏差値の許容範囲を増減調節可
能なドラフト感度設定器１２からの設定許容偏差
値、とを上昇用及び下降用比較器１３Ａ，１３Ｂ
に入力している。

前記上昇用及び下降用比較器１３Ａ，１３Ｂ
は、第１減算器１１Ａ又は第２減算器１１Ｂから
の偏差値が前記ドラフト感度設定器１２によつて
設定された許容範囲最大値又は許容最小値の範囲
内にあるか否かを比較判別し、この偏差値が設定
許容範囲内に維持されるように、オア回路１４又
はアンド回路１５を介して上昇用バルブ１６の駆
動回路１６Ａ又は下降用バルブ１７の駆動回路１
７Ａに上昇又は下降制御信号を出力して、前記プ
ラウ２を自動的に上昇又は下降制御すべく構成し
ている。

前記のポジシヨン制御系は次の如く構成されて
いる。

即ち、前記リフトアーム４，４の揺動角からプ
ラウ２のトラクタ１に対する実際の高さを検出す
る高さ検出器１８と、プラウ２のトラクタ１に対
する目標高さを人為的に変更調節することが可能
な高さ設定器１９とを設けている。前記高さ検出
器１８の検出値と高さ設定器１９の設定値とを
夫々第３、第４の減算器２０Ａ，２０Ｂに入力し
て、高さの偏差値を演算するとともに、前記両減
算器２０Ａ，２０Ｂかの偏差値とこの偏差値の許
容範囲巾を設定するポジシヨン感度設定器２１か
らの設定許容偏差値とを夫々上昇用及び下降用比
較器２２Ａ，２２Ｂに入力している。

前記上昇用及び下降用比較器２２Ａ，２２Ｂ
は、第３減算器２０Ａ又は第４減算器２０Ｂから
の偏差値が前記ポジシヨン感度設定器２１によつ
て設定された許容最大値又は許容最小値の範囲内
にあるか否かを比較判別し、この偏差値が設定許
容範囲内に維持されるように、オア回路１４又は
アンドア回路１５を介して上昇用バルブ１６の駆
動回路１６Ａ又は下降用バルブ１７の駆動回路１
７Ａに上昇又は下降制御信号を出力して、前記プ
ラウ２に自動的に上昇又は下降制御すべく構成し
ている。

また、前記ドラフト制御系には、前記上昇比較
器１３Ａからオア回路１４に至る回路途中に、上
昇用比較器１３Ａから出力される上昇信号を、第
１回路１４側へ入力させない作動状態と、入力す
ることを許す非作動状態とに切換自在な上昇禁止
回路２４を設けるとともに、上昇用比較器１３Ａ
よりも上手側の第１減算器１１Ａから出されてく
る負荷偏差値の単位時間当たりの増減率から、こ
の負荷偏差値が設定最大許容値を越え、かつ、増
大傾向にあることを検出する検出器２３を設け、
かつ、この検出器２３が前記負荷偏差値の増大傾
向を検出したときに出力される信号を前記上昇禁
止回路２４に入力して、上昇禁止回路２４を非作
動状態に切換え、その上昇禁止作用を解除し、ま
た、検出器２３が負荷偏差値の増大傾向を検出し
なくなつて出力信号が消失すると前記上昇禁止回
路２４を作動状態に切換えて、再び上昇禁止作用
が働くように構成してある。

従つて、第３図に示すように、第１減算器１１
Ａから出力される偏差値(a)の信号がドラフト感度
設定器１２によつて設定されている設定最小許容
値（b′）と設定最大許容値(b)との範囲内である
と、それが増大傾向であるなしの如何にかかわら
ず、上昇用比較器１３Ａから上昇制御信号ｃが出
力されないために上昇用バルブ１６の作動は行わ
れず、前記偏差値(a)が設定最大許容値(b)を越えた
ときに上昇用比較器１３Ａから上昇制御信号ｃが
出力されるものであるが、このときに前記偏差値
(a)が増大傾向にある場合だけ前記検出器２３が上
昇禁止回路２４を非作動状態として、、上昇用比
較器１３Ａか出力させる上昇制御信号ｃをオア回
路１４に入力することができ、前記偏差値(a)が設
定最大許容値(b)を越えていても、それが増大傾向
にないときには、検出器２３が上昇禁止回路２４
を作動状態として、上昇比較器１３Ａから出力さ
れている上昇制御信号ｃのオア回路１４側への伝
達を断つことにより、上昇用バルブ１６の作動を
停止させるのである。

尚、ドラフト制御系の下降制御側では、第２減
算器１１Ｂからの負荷偏差値(a)が設定最小許容値
（b′）よりも低い値であるあいだ、下降用比較器
１３Ｂからアンド回路１５を介して下降用バルブ
１７の駆動回路１７Ａに下降制御信号c′を出力し
て、プラウ２の自動下降制御を行うべく構成して
いる。

また、上述実施例では、前記第１減算器１１Ａ
からの負荷偏差値を検出器２３に入力したが、前
記牽引負荷検出器９からの実検出牽引負荷値を検
出器２３に直接入力しても良きものである。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る対地作業機の自動昇降装置
の実施例を示し、第１図は乗用型耕耘機の全体側
面図、第２図はブロツク線図、第３図は偏差値の
増減変化に対する昇降制御の関係を示すグラフで
ある。 １……移動機体、２……対地作業装置、９……
牽引負荷検出器、１０……負荷設定器、１２……
感度設定器、２３……検出器。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ 移動機体１の後部に対地作業装置２を昇降自
   在に装備するとともに、前記対地作業装置２の実
   牽引負荷を検出する牽引負荷検出器９と負荷設定
   器１０とを備え、前記牽引負荷検出器９によつて
   検出された実検出牽引負荷値と前記負荷設定器１
   ０によつて予め設定された負荷値との偏差値を、
   感度設定器１２にて予め設定された許容範囲内に
   引入れて維持させるように、前記対地作業装置２
   を自動昇降制御すべく構成した対地作業機の自動
   昇降装置であつて、前記偏差値が前記感度設定器
   １２で設定された許容範囲を越え、かつ牽引負荷
   が増大傾向にあることを検出する検出器２３を設
   け、前記対地作業装置２の自動上昇制御は、前記
   検出器２３の検出作動時においてのみ行うべく構
   成してあることを特徴とする対地作業機の自動昇
   降装置。