JPH0745128Y2 - 農作業機の耕深制御装置 - Google Patents

Description

【考案の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本考案はトラクターなどに連結する農作業機の耕深制御
装置に関する。

（従来の技術） 従来、この種耕深制御装置は、実開昭59−66793号公報
に示されるごとく農作業機の耕耘深さを検出する耕深セ
ンサーと、前記農作業機の耕耘深さを設定する耕深設定
器と、前記センサーの出力により前記農作業機の耕耘深
さを前記設定器で設定する深さに制御する耕深制御機構
とを備え、前記農作業機の作業走行時で、該農作業機が
圃場の凹凸などにより上下移動したとき、前記耕深制御
機構の耕深センサーから出力信号を出力し、該耕深セン
サーから出力される検出値の移動平均値と前記設定器の
設定値とを比較し、その差に基づいて前記耕深制御機構
を制御することにより前記作業機の耕耘深さを前記耕深
設定器で設定した設定値に制御し、前記作業機による耕
耘深さを均一ならしめるごとくしている。

（考案が解決しようとする課題） ところで、前記した耕深制御装置によれば、耕深制御を
行うとき前記耕深センサーから出力される検出値を移動
平均することにより耕深制御の安定化を図るようにして
いるのであるが、反面、ロータリ装置の作業開始時、つ
まり、非作業位置から作業位置への移行時にも移動平均
が採用されてしまうのであり、このように前記ロータリ
装置の非作業位置から作業位置への移行時に前記移動平
均が採用されると、最終データ値に対する応答性が緩慢
になるため、設定値をオーバーして深く耕耘してしま
い、この結果、耕盤を破って漏水の原因又は田植機の植
え付けに困難性を与える問題があった。

本考案の目的は、耕深センサーから出力される検出値の
移動平均値と前記設定器の設定値との差に基づいて耕深
制御機構により農作業機の耕深制御を行う際に、農作業
機の非作業位置から作業位置への移行時、該農作業機の
耕深設定器による設定値に対するオーバーラインを防止
し得る耕深制御装置を提供するにある。

（課題を解決するための手段） しかして、本考案は、農作業機の耕耘深さを検出する耕
深センサー（20）と、前記農作業機の耕耘深さを設定す
る耕深設定器（25）と、前記センサー（20）の出力によ
り前記農作業機の耕耘深さを前記設定器（25）で設定す
る深さに制御する耕深制御機構（10）とを備えた農作業
機の耕深制御装置において、前記耕深センサー（20）か
ら出力される検出値の移動平均値と前記設定器（25）の
設定値とを比較し、その差に基づいて前記耕深制御機構
（10）を制御すべく成すと共に、前記農作業機の非作業
状態にある上昇位置から作業状態である下降位置への移
行時、前記耕深センサー（20）による検出値の移動平均
に使用するデータ量を、作業状態時よりも少なくしたも
のである。

（作用） 上記構成により、農作業機が下降位置にある作業状態時
に、耕深センサー（20）による検出値を移動平均して耕
深制御をできると共に、農作業機の非作業状態にある上
昇位置から作業状態である下降位置への移行時には、前
記移動平均に使用するデータ量が少なくて、応答性を十
分に向上できるのであり、このため農作業機を非作業状
態の上昇位置から作業状態の下降位置に的確に移行させ
ることができるのである。この結果、農作業機の耕深設
定器（25）による設定値に対するオーバーランを効果的
に防止できるのである。

（実施例） 以下本考案に係る農作業機の耕深制御装置を図面の実施
例によって説明する。

図面の実施例では、農作業機としてロータリ装置を備え
たトラクターを示しており、第１図において、（１）は
トラクターの機体であって、前方上部にエンジン（２）
を搭載すると共に、前記機体の前部両側に前車輪（３）
を、また後部に前記エンジン部に連動する後車輪（４）
をそれぞれ軸支して、前記エンジン部の駆動に伴う前記
後車輪（４）の回転駆動により前記機体（１）の走行を
行うごとくしている。

前記機体（１）の後部には、１本のトップリンク（５）
と２本のロアリンク（６）を介してロータリ装置（７）
を上下方向に昇降可能に支持すると共に、前記機体
（１）には両側に２本のリフトアーム（８）をもつ油圧
昇降装置（９）を設け、該昇降装置（９）の各リフトア
ーム（８）を前記各ロアリンク（６）にそれぞれ連結
し、前記昇降装置（９）による各リフトアーム（８）の
上下動により、前記各ロアリンク（６）を介して前記ロ
ータリ装置（７）を昇降操作するごとくしている。

また、前記のごときトラクター（１）には、前記ロータ
リ装置（７）の耕耘深さを検出する耕深センサー（20）
と、前記ロータリ装置（７）の耕耘深さを設定する耕深
設定器（25）と、前記センサー（20）の出力により前記
ロータリ装置（７）の耕耘深さを前記設定器（25）で設
定する深さに制御する耕深制御機構（10）とを備えた耕
深制御装置を設けている。

前記耕深センサー（20）としては、超音波センサーを用
い、該センサー（20）を前記ロータリ装置（７）の前部
位置に取付け、前記ロータリ装置（７）の上下動作に伴
う前記センサー（20）から耕耘前の圃場面までの距離、
つまり、ロータリ装置（７）の耕耘深さを定期的に検出
すべく成している。

尚、耕深センサー（20）としては、超音波センサーを用
いて非接触式とする他、前記ロータリ装置（７）のリヤ
カバーに検出レバーを取付けた接触式のものであっても
良い。

また、前記耕深制御機構（10）としては、前記油圧昇降
装置（９）を電気的に制御することにより行うのであっ
て、第４図に示すごとく、油圧ポンプ（Ｐ）に３位置６
ポートタイプの電磁切換弁（11）を接続し、該電磁切換
弁（11）に前記油圧昇降装置（９）における油圧シリン
ダ（91）の上昇及び下降側に接続して、前記電磁切換弁
（11）に設けるソレノイド（S₁）（S₂）の動作に伴い該
電磁切換弁（11）を切換操作して、前記油圧シリンダ
（91）上昇又は下降側の何れか一方に供給することによ
り、前記油圧シリンダ（91）のピストンロッド（92）を
進退動させ、このピストンロッド（92）の進退動により
前記ロータリ装置（７）を上下動させ、該ロータリ装置
（７）の耕深制御を行うべく構成している。

さらに、前記耕深制御装置の制御回路としては、第３図
に示す如くコントローラ（12）の入力ポートに、前記ポ
ジションコントロールレバー（21）のロータリ装置
（７）上昇操作によりオン作動する上昇ポジションスイ
ッチ（22）と、トラクターの走行レバー（23）の後進操
作によりオン作動する後進スイッチ（23a）と、ロータ
リ装置（７）の耕耘深さを検出する耕深センサー（20）
と、耕深設定値と設定する耕深設定レバー（24）により
作動制御するポテンショメータ型耕深設定器（25）と、
作業機ポジションセンサー（26）と、作業機ポジション
設定器（27）及び自動制御時にオン動作する自動スイッ
チ（28）を接続する一方、前記コントローラ（12）の出
力ポートに前記電磁切換弁（11）の各ソレノイド（S₁）
（S₂）をスイッチング回路を介して接続している。

また、第３図中（29）は前記コントローラ（10）の出力
ポートに接続した表示器又は警報装置などである。

斯くして、前記ロータリ装置（７）による耕耘作業時に
前記耕深制御装置で前記ロータリ装置（７）の耕耘深さ
を自動制御する場合には、前記上昇スイッチ（22）及び
後進スイッチ（23a）がオフ状態のもとで、第５図に示
されるごとく前記自動スイッチ（28）をオン動作させ、
前記耕深設定器（25）による設定値と、耕深センサー
（20）から出力される検出値の最終データと該データ前
の任意数データとの移動平均値を比較し、その移動平均
値が前記設定値の不感帯域かどうかを演算して、不感帯
域内に位置するときには前記ロータリ装置（７）の耕耘
深さを制御しないようにし、また、前記移動平均値が不
感帯域の上限値よりも浅い場合には、前記電磁切換弁
（11）のソレノイド（S₁）を励磁させ、前記電磁切換弁
（11）上昇側に切換えて、前記油圧昇降装置（９）を介
し前記ロータリ装置（７）を下降させるのであり、前記
移動平均値が不感帯域の下限値よりも深い場合には、前
記電磁切換弁（11）のソレノイド（S₂）を励磁させ、前
記電磁切換弁（11）上昇側に切換えて、前記油圧昇降装
置（９）を介し前記ロータリ装置（７）を上昇させるご
とく自動制御するものである。

本考案は以上のごとく構成する耕深制御装置において、
前記耕深センサー（20）から出力される検出値の移動平
均値と前記設定器（25）の設定値とを比較し、その差に
基づいて前記耕深制御機構（10）を制御するに際して、
前記ロータリ装置（７）の非作業状態にある上昇位置か
ら作業状態である下降位置への移行時、前記耕深センサ
ー（20）による検出値の移動平均に使用するデータ量
を、作業状態時よりも少なくしたのである。

具体的には、先ず、ロータリ装置（７）の作業状態時に
おいては、例えば、前記ロータリ装置（７）の耕耘深さ
が浅いとき、前記耕深センサーにによる検出値の移動平
均に使用するデータ量を、前記ロータリ装置（７）の耕
耘深さが深いときに比べて多くする一方、前記移動平均
の最終データに重み付けを行い、その重み付け量を前記
ロータリ装置（７）の耕耘深さが浅いとき、前記ロータ
リ装置（７）の耕耘深さが深いときに比べて少なくして
いる。

つまり、ロータリ装置（７）の作業状態時における移動
平均に使用するデータ量の係数Ｎは、次の表１に示すご
とく、ハンチングの生じ難い16cm以上の深い耕深の場合
には、Ｎ＝２として、ハンチングなく所望の応答性が得
られるようなデータ量を設定し、このデータ量をもとに
ハンチングの生じ易い8cm以下の浅い耕深の場合には、
Ｎ＝４〜５とし、前記データ量を多くして応答性に対
し、ハンチング防止を優先させるのであり、また、８〜
16cmの標準耕深の場合には、Ｎ＝３とし、深い耕深の場
合と浅い耕深の場合との中間値、即ち、Ｎ＝３とするの
である。

そして、前記移動平均に使用する耕深センサー（20）か
らの検出データをd₁〜d_nとしたとき、これらデータのう
ち、移動平均に使用する最終データに次の式で示すごと
く重み付けを行うのである。

但し、係数Ｋ≧１ この場合、前記移動平均に使用する最終データへの重み
付け量の係数Ｋを、次の表２で示すごとくハンチングの
生じ易い浅い耕深の場合には、Ｋ＝１として重み付けを
なくして、移動平均に使用する各データを均等重みにす
るのであり、標準耕深の場合には、Ｋ＝２とし、深い耕
深の場合には、Ｋ＝３〜４として応答性を向上するので
ある。

次に、前記ロータリ装置（７）の非作業状態から作業状
態への移行時においては、前記耕深センサー（20）によ
る検出値の移動平均に使用するデータ量の係数を、Ｎ＝
１として作業状態時のデータ量よりも少なくすると共
に、前記移動平均に使用する最終データへの重み付け量
の係数をＫ＝５として作業状態時の重み付け量よりも大
きくし、応答性が最も向上できるようなデータ量に設定
するのである。

尚、前記移動平均に使用するデータ量を少なくする場
合、最終データの検出値のみを採用すべくなしてもよ
い。

本考案は以上のごとく構成するもので、次に耕深制御装
置による前記ロータリの非作業位置から作業位置への下
降時の制御態様を、第５図に示すフローチャートに基づ
いて説明する。

先ず、前記ロータリ装置（７）を上昇位置から前記耕深
設定器（25）で設定した作業位置に下降させるときに
は、前記ロータリ装置（７）の耕耘深さを耕深設定器
（25）により所望の設定値に設定する。

次に上昇スイッチがオンの状態のもとで、第５図に示さ
れるごとく前記自動スイッチ（28）をオン動作したとき
には、移動平均に使用するデータ量の係数をＮ＝１とし
てそのデータ量を作業状態時のデータ量に比べて少なく
すると共に、移動平均の最終データの重み付け量の係数
をＫ＝５として、その重み付け量を作業状態時の重み付
け量よりも多くし、これらの条件を与えた状態で耕深セ
ンサー（20）による検出値の移動平均値を演算するので
ある。

そして、前記移動平均値と前記耕深設定器（25）の設定
値とを比較して前記ロータリ装置を前記耕深設定器（2
5）で設定した設定値、つまり、作業位置に自動制御に
より下降させるのである。

これにより、ロータリ装置の非作業位置から作業位置へ
の移行時には、作業状態時に比べてより応答性を向上さ
せて適確な移行が行え、ロータリ装置（７）の耕深設定
器（25）による設定値に対するオーバーランを防止し、
耕盤を破ったりするのをなくすことができるのである。

斯くして、非作業位置から作業位置への下降、つまり、
１回目の自動制御が完了した後に、前記ロータリ装置
（７）の耕耘深さに応じて移動平均に使用するデータ量
の増減と共に、移動平均に使用する最終データの重み付
けを組合せて次のごとく耕深制御を行うのである。

前記ロータリ装置（７）による耕耘深さが標準耕深の場
合には、設定される耕深センサーから出力される検出値
の移動平均に使用するデータ量の係数を例えばＮ＝３と
し、また移動平均に使用する重み付け量の係数をＫ＝２
として、これらの条件を与えた状態で耕深センサー（2
0）による検出値の移動平均値を演算し、その移動平均
値と前記耕深設定器（25）の設定値と比較して前記した
自動耕深制御を行うのである。

また、ロータリ装置（７）の耕耘深さがハンチングが発
生し易い浅い耕深の場合には、平均移動に使用するデー
タ量の係数をＮ＝４〜５として、そのデータ量を多くす
ると共に、移動平均の最終データの重み付け量の係数を
Ｋ＝１として、その重み付けをなくし、これらの条件を
与えた状態で耕深センサー（20）による検出値の移動平
均値を演算することにより、この移動平均値の変化を少
なく抑えることができ、この移動平均値と前記耕深設定
器（25）の設定値と比較して前記した自動耕深制御を行
うのである。

これにより、耕耘深さの浅いときには、耕深制御の応答
性が標準の場合に比べて多少緩慢になるけれども、前記
ロータリ装置（７）のハンチングを抑えて、安定した耕
深制御を行わしめ、仕上げ面をなめらかに仕上げること
ができるのである。さらに、前記ロータリ装置（７）に
よる耕耘深さが深い耕深の場合には、平均移動に使用す
るデータ量の係数をＮ＝２として、そのデータ量を少な
くすると共に、移動平均の最終データの重み付け量の係
数をＫ＝３〜４として、その重み付け量を多くし、これ
らの条件を与えた状態で耕深センサー（20）による検出
値の移動平均値を演算することにより、この移動平均値
の変化を大きくするのである。

この移動平均値と前記耕深設定器（25）の設定値と比較
して前記した自動耕深制御を行うのである。

これにより、耕耘深さの深いときには、耕深制御の応答
性を十分に確保できるのである。

尚、以上の実施例では、前記農作業機の非作業状態から
作業状態への移行時、前記耕深センサー（20）による検
出値の移動平均に使用するデータ量を、作業状態時より
も少なくすると共に、移動平均に使用する最終データの
重み付け量を作業状態時よりも多くしたけれども、単に
移動平均に使用するデータ量のみ作業状態時よりも少な
くしても良いことは勿論である。

また、前記耕深制御を水平及び角度制御と併設しても良
い。

（考案の効果） 以上の如く、本考案によれば農作業機が下降位置にある
作業状態時に、耕深センサー（20）による検出値を移動
平均して耕深制御をできると共に、農作業機の非作業状
態にある上昇位置から作業状態である下降位置への移行
時には、前記移動平均に使用するデータ量が少なくて、
応答性を十分に向上できるのであり、このため農作業機
を非作業状態の上昇位置から作業状態の下降位置に的確
に移行させることができるのである。この結果、農作業
機の耕深設定器（25）による設定値に対するオーバーラ
ンを効果的に防止できるのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は本考案の耕深制御装置を実施したトラクターの
側面図、第２図は同要部の平面図、第３図は耕深制御装
置の電気回路図、第４図は耕深制御装置の系統図、第５
図は耕深制御装置のフローチャート図である。 （10）……耕深制御装置 （20）……耕深センサー （25）……耕深設定器

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】農作業機の耕耘深さを検出する耕深センサ
   ー（20）と、前記農作業機の耕耘深さを設定する耕深設
   定器（25）と、前記センサー（20）の出力により前記農
   作業機の耕耘深さを前記設定器（25）で設定する深さに
   制御する耕深制御機構（10）とを備えた農作業機の耕深
   制御装置において、前記耕深センサー（20）から出力さ
   れる検出値の移動平均値と前記設定器（25）の設定値と
   を比較し、その差に基づいて前記耕深制御機構（10）を
   制御すべく成すと共に、前記農作業機の非作業状態にあ
   る上昇位置から作業状態である下降位置への移行時、前
   記耕深センサー（20）による検出値の移動平均に使用す
   るデータ量を、作業状態時よりも少なくしたことを特徴
   とする農作業機の耕深制御装置。