(57)【要約】【課題】ロータリ耕耘装置等の作業機を連結したトラクタで凹凸の激しい圃場の枕地等を耕耘する際、作業機の傾斜自動制御を司るリフトロッドシリンダや作業機の耕深自動制御を司るリフトシリンダの伸縮動作が圃場の凹凸や走行速度に追従しきれずに圃場の表面に凹凸が残るといった不具合を解消する。【解決手段】作業機２の耕深を設定した深さに制御する耕深自動制御と、作業機２の左右傾斜を設定した傾きに制御する傾斜自動制御とを行う自動制御装置６１を設けたトラクタにおいて、走行機体１が左右何れかの方向に傾斜して作業機２の傾斜自動制御がなされる時、車速制御装置７３によって走行機体１の走行速度を減速せしめるように構成した。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体（１）の後部にリンク機構（１１）を介して昇降自在且つ左右傾動自在に作業機（２）を連結すると共に、この作業機（２）の耕深を設定した深さに制御する耕深自動制御と、作業機（２）の左右傾斜を設定した傾きに制御する傾斜自動制御とを行う自動制御装置（６１）を設けたトラクタにおいて、前記走行機体（１）が左右何れかの方向に傾斜して作業機（２）の傾斜自動制御がなされる時、車速制御装置（７３）によって走行機体（１）の走行速度を減速せしめるように構成したことを特徴とするトラクタ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、走行機体の後部にリンク機構を介してロータリ耕耘装置等の作業機を昇降自在且つ左右傾動自在に連結すると共に、この作業機の耕深自動制御と傾斜自動制御とを行うことができる自動制御装置を設けたトラクタに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のトラクタにおいては、走行機体の後部にリンク機構を介して昇降自在且つ左右傾動自在にロータリ耕耘装置等の作業機を連結すると共に、この作業機の耕深を検出して設定耕深に追従させる耕深自動制御と、走行機体の左右傾斜を検出して作業機が設定した左右傾斜角となるように追従させる傾斜自動制御とを複合的に行うことができる自動制御装置を設けているのが一般的である。
【０００３】
ところが、前記傾斜自動制御は、上述したリンク機構を構成する左右一側のロワリンクと作業機の連結点、即ち作業機の左右中心から左右一側に偏倚した連結点を傾動支点とすると共に、他側のロワリンクとリフトアームとの間に介装したリフトロッドシリンダの伸縮動作に基づいてなされるので、当該傾斜自動制御の実行に伴って必然的に耕深変動が生じる。したがって、この耕深変動を検出して耕深自動制御による耕深補正動作が働くことになるが、前記耕深変動の発生から耕深補正動作の完了までに時間がかかるため、耕深補正動作が間に合わずに耕深バラツキが生じると共に、圃場面に凹凸を残してしまうといった不都合があった。
【０００４】
そこで、作業機の設定耕深と検出耕深との耕深偏差に基づく補正前の耕深自動制御量を、設定傾斜状態と検出傾斜状態との傾斜偏差に応じて補正し、この補正後の耕深自動制御量により作業機の昇降制御が行えるように構成することによって、前記耕深偏差及び傾斜偏差が同時に発生した場合でも、傾斜自動制御の実行に伴う作業機の耕深変動を考慮しての耕深自動制御がなされると共に、ハンチング現象等を生じる耕深自動制御の性能劣化を有効に防止しつつ、耕深自動制御及び傾斜自動制御を並行して実行できるように構成したトラクタが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００７−９７４９３号公報（第６−１３頁、図７−図１０）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上述した特許文献１の如く作業機を連結したトラクタで凹凸の激しい圃場の枕地等を耕耘する場合や高速で走行しながら耕耘作業を行なう時は、作業機の傾斜自動制御を司るリフトロッドシリンダの伸縮動作が、圃場の凹凸や走行速度に追従しきれずに圃場の表面に凹凸が残ることがあった。
即ち、走行機体の傾斜した方向にロータリ耕耘装置も傾斜するが、その傾斜自動制御が速やかになされない場合は、例えば、図６（ａ），（ｂ）に実線で示すように、ロータリ耕耘装置の傾斜方向と反対側の圃場面から浮き上がった部分が耕耘されない。また、図６（ａ）に示すように、ロータリ耕耘装置が右に傾斜した場合は、耕深自動制御の応答性が悪いので、傾斜自動制御が先行してロータリ耕耘装置は二点鎖線で示す如く圃場面から浮き上がった状態となり速やかな耕耘がなされない。したがって、圃場の凸部に耕耘されない部分が残ると共に、圃場の凹部に耕耘土が埋め戻されないといった不具合を有していた。
上述した不具合は、作業機の設定耕深が１０ｃｍ未満の所謂浅耕が行なわれている場合に特に顕著であり、前記浅耕によって麦等の播種床作りを行なう場合には、圃場の均平性が発芽率に影響を及ぼすことから改善の余地があった。尚、上述した耕深自動制御の応答性を上げることは容易であるがハンチング現象の発生を考慮すると有効な手段ではない。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記課題を解決することを目的としたものであって、走行機体の後部にリンク機構を介して昇降自在且つ左右傾動自在に作業機を連結すると共に、この作業機の耕深を設定した深さに制御する耕深自動制御と、作業機の左右傾斜を設定した傾きに制御する傾斜自動制御とを行う自動制御装置を設けたトラクタにおいて、前記走行機体が左右何れかの方向に傾斜して作業機の傾斜自動制御がなされる時、車速制御装置によって走行機体の走行速度を減速せしめるように構成したことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、左右何れかの方向に走行機体が傾斜して作業機の傾斜自動制御がなされる時、車速制御装置によって走行機体の走行速度を減速せしめるように構成したので、作業機の傾斜自動制御を司るリフトロッドシリンダや作業機の耕深自動制御を司るリフトシリンダの伸縮動作が、圃場の凹凸や走行機体の走行速度に追従しきれずに圃場の表面に凹凸が残るといった従来の不具合を解消することができるようになる。
特に、設定耕深が１０ｃｍ未満の所謂浅耕によって麦等の播種床作りを行なう場合には、発芽率に影響を及ぼす圃場の均平性を向上させることが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明を適用する走行機体１であるトラクタの後部に作業機としてのロータリ耕耘装置２を連結した全体側面図であり、また図２は、走行機体１の後部に連結したロータリ耕耘装置２の一部を省略した平面図であって、トラクタは、左右一対の前輪３Ｌ，３Ｒ及び後輪４Ｌ，４Ｒを有する走行機体１の前部に、エンジン５及び図示しないラジエータ等からなる原動機部をボンネット６で覆った状態で配設すると共に、その後方にステアリングハンドル７及びオペレータが着座する座席８等からなる操縦部９を備え、更に走行機体１の後部には、三点リンク式の昇降リンク機構１１を介してロータリ耕耘装置２を昇降自在に連結している。
【０００９】
更に詳しくは、トラクタの走行機体１は、エンジン５の側部に取付けるシャーシフレーム１２と、エンジン５に連結する図示しないクラッチハウジング、及びこのクラッチハウジングとミッションケース１３とを一体的に連結する中間伝動ケース１４等から構成されると共に、クラッチハウジングと中間伝動ケース１４の上方には、操縦部９のフロアを形成するステップ１５を設けている。そして、ステップ１５の後部から左右のフェンダー１６Ｌ，１６Ｒを後方に向けて一体的に連設することによって、左右の後輪４Ｌ，４Ｒの前方及び上方を覆うことができるように構成している。
【００１０】
上述した三点リンク式の昇降リンク機構１１は、トップリンク１７と左右のロワリンク１８Ｌ，１８Ｒ、及び左右のリフトロッド１９Ｌ，１９Ｒ等により構成されている。そして、ミッションケース１３の上部には、油圧ハウジングケース２１を載置すると共に、この油圧ハウジングケース２１の後側上部に軸架したリフト軸２２の両端に左右のリフトアーム２３Ｌ，２３Ｒを取り付けてあり、両リフトアーム２３Ｌ，２３Ｒの先端に左右のリフトロッド１９Ｌ，１９Ｒの上端を連結する一方、これらリフトロッド１９Ｌ，１９Ｒの下端を左右のロワリンク１８Ｌ，１８Ｒの中途部に連結している。尚、左右のロワリンク１８Ｌ，１８Ｒ基部は、図示しないボールジョイントを介してミッションケース１３の後部に設けた支持軸２０，２０に連結してある。
【００１１】
また、油圧ハウジングケース２１の後部には、トップリンク１７の基部が揺動自在に取り付けてあり、このトップリンク１７と左右のロワリンク１８Ｌ，１８Ｒの先端に、所望の作業機を連結（装着）することができるようになっている。そして、油圧ハウジングケース２１に内装したリフトシリンダ２４の伸縮動作に基づいて左右のリフトアーム２３Ｌ，２３Ｒを上下揺動させることができるように構成している。即ち、左右のリフトアーム２３Ｌ，２３Ｒの先端に連結した左右のリフトロッド１９Ｌ，１９Ｒを介して左右のロワリンク１２Ｌ，１２Ｒを上下揺動させることによって、三点リンク式の昇降リンク機構１１に連結したロータリ耕耘装置２を自在に昇降できるように構成してある。
【００１２】
また、ロータリ耕耘装置２は、左側のリフトロッド１９Ｌの下端が連結する左側のロワリンク１８Ｌとの連結点Ｐ１、即ちロータリ耕耘装置２の左右中心から左側に偏倚した回動支点周りに傾動するようになっている。そして、左右のリフトアーム２３Ｌ，２３Ｒの先端に連結する左右のリフトロッド１９Ｌ，１９Ｒのうち、右側のリフトロッド１９Ｒには、リフトロッドシリンダ２５を介装してあり、このリフトロッドシリンダ２５の伸縮動作によりロータリ耕耘装置２を走行機体１に対して自在に左右傾動させることができるようになっている。
【００１３】
次に、ロータリ耕耘装置２の構造を説明する。ロータリ耕耘装置２の中央部には、ギヤケース２６が設けてあり、このギヤケース２６の上部に左右一対のトップマスト２７Ｌ，２７Ｒを固設すると共に、両トップマスト２７Ｌ，２７Ｒの前側をトップリンク１７に連結している。また、両トップマスト２７Ｌ，２７Ｒの後側には、通常は尾輪や畦立器等を装着するツールバー２８の上下姿勢を調節するためのネジ式調節装置２９を軸支している。尚、このネジ式調節装置２９のハンドル２９ａを回転操作することによって、三点リンク式の昇降リンク機構１１に連結したロータリ耕耘装置２を、前傾または後傾に姿勢変更することが可能であり、これにより、後述する耕耘爪３４による耕深（耕耘深さ）を手動で変更できるように構成している。
【００１４】
また、ギヤケース２６の左右両側には、ロータリ耕耘装置２の横伝動筒を兼ねる左右の筒状アーム３１Ｌ，３１Ｒを配設すると共に、左側筒状アーム３１Ｌの外端（左端側）には、ロータリ耕耘装置２の伝動ケースであるチェンケース３２の上部を、一方右側筒状アーム３１Ｒの外端（右端側）には、サイドプレート３３の上部をそれぞれ連結してある。そして、チェンケース３２とサイドプレート３３の下部には、複数本の耕耘爪３４を図示しないホルダを介して所定の左右間隔で放射状に螺設した耕耘筒３５を軸支してあり、所謂サイドドライブ方式の伝動機構を採用した当該ロータリ耕耘装置２を一体的に組み立てている。
【００１５】
また、耕耘爪３４の上方を覆うロータリカバー３６を側面視で略円弧状に形成し、その後方に中間カバー３７を設けると共に、該中間カバー３７左右両側にサイドカバー３８Ｌ，３８Ｒを設けている。そして、中間カバー３７後部の支点Ｐ２を回動中心としてリヤカバー３９を上下回動自在に軸支すると共に、左右一対の吊りロッド４０，４０（図１のみ例示）を介してリヤカバー３９を持ち上げ調整可能に構成することによって、耕耘爪３４の回転軌跡とリヤカバー３９との空間Ｓを所望の隙間に調節できるようにしてある。
【００１６】
このように構成したリヤカバー３９は、回転駆動する耕耘爪３４によって耕耘された土や土塊に対して弾圧状に接地する均平板として作用する。そして、図２に示すように、リヤカバー３９の基端部からセンサアーム４１を立ち上げると共に、このセンサアーム４１をギヤケース２６の左側に設けたアナログ式の耕深センサ（ポテンショメータ）４２に連係させることによって、当該リヤカバー３９の上下揺動角に基づいてロータリ耕耘装置２
の耕深（耕耘深さ）を検出できるように構成している。尚、耕深センサ４２によって検出したアナログ信号は、所定の入力インターフェイス回路を介して後述する制御部６１に入力される。
【００１７】
ところで、図３は、操縦部９においてオペレータが着座する座席８の側方に配設した操作パネル４３の平面図であり、この操作パネル４３には、三点リンク式の昇降リンク機構１１に連結したロータリ耕耘装置２を昇降操作するポジションレバー４４、ロータリ耕耘装置２をワンタッチ操作で昇降させることができる昇降操作スイッチ４５、耕深自動制御の目標耕深を設定するための耕深設定ダイヤル４６、傾斜自動制御を入り状態または切り状態に切替えるための傾斜自動切替スイッチ４７、耕深自動制御を入り状態または切り状態に切替えるための耕深自動切替スイッチ４８、ロータリ耕耘装置２の上昇限度等を設定するための上げ規制ダイヤル４９、傾斜自動制御の目標傾斜を設定するための傾斜設定ダイヤル５０、三点リンク式の昇降リンク機構１１に連結する作業機の種類等に応じて制御モードを切換えるモード切換スイッチ５１、耕深自動制御等の感度調整を行うための感度調整スイッチ５２、左右のリフトアーム２３Ｌ，２３Ｒを手動操作するためのリフトアーム手動操作スイッチ５３等を設けている。
【００１８】
そして、トラクタは、図４に示すブロック図のように、三点リンク式の昇降リンク機構１１を介して昇降自在且つ左右傾動自在に連結したロータリ耕耘装置２の耕深を設定した深さに制御する耕深自動制御と、ロータリ耕耘装置２の左右傾斜を設定した傾き制御する傾斜自動制御とを複合的に行うことができる自動制御装置としての制御部６１を備えている。
【００１９】
この制御部６１は、マイクロコンピュータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含む）を用いて構成されており、その入力側には、上述した耕深センサ４２、昇降操作スイッチ４５、耕深設定ダイヤル４６、傾斜自動切替スイッチ４７、耕深自動切替スイッチ４８、上げ規制ダイヤル４９、傾斜設定ダイヤル５０、モード切換スイッチ５１、感度調整スイッチ５２、リフトアーム手動操作スイッチ５３、エンジン５の図示しない出力軸の軸端に取り付けられて該出力軸の回転速度を検出するパルスエンコーダ式のエンジン回転センサ６２、後輪４Ｌ，４Ｒの図示しない車軸に取り付けられて該車軸の回転速度をトラクタの走行速度として検出するパルスエンコーダ式の車軸回転センサ６３、走行機体１の左右傾斜を検出する傾斜センサ６４と角速度センサ６５、左右のリフトアーム２３Ｌ，２３Ｒの基部に設けた両リフトアーム２３Ｌ，２３Ｒの上下揺動角度を検出するリフトアームセンサ６６、リフトロッドシリンダ２５に隣接配置した該リフトロッドシリンダ２５のロッドストロークを検出するリフトロッドセンサ６７、及びポジションレバー４４の操作角度を検出するポジションレバーセンサ６８を所定の入力インターフェイス回路を介して接続している。
【００２０】
一方、制御手段６１の出力側には、リフトロッドシリンダ用電磁ソレノイドバルブ６９の上昇及び下降ソレノイド６９ａ，６９ｂ、両ソレノイド６９ａ，６９ｂに作動油を供給または供給停止するプライオリティバルブ７１、リフトシリンダ用コントロールバルブ７２の上昇及び下降ソレノイド７２ａ，７２ｂ、及び図示しないスロットルレバーによるエンジン５の設定回転数と、実際のエンジン回転数とが一致するように自動的に調節制御する電子ガバナコントローラ７３を所定の出力インターフェイス回路を介して接続している。
【００２１】
尚、前記電子ガバナコントローラ７３は、オペレータによるスロットルレバーの操作がなされると、このスロットルレバーの操作位置を検出するスロットルポテンショメータ（不図示）の検出情報に基づいて、スロットルレバーの設定回転数とエンジン５の回転数とが一致するように、スロットルソレノイド７３ａにて燃料調節ラック（不図示）の位置を自動的に調節せしめる制御を実行するので、エンジン５の回転は、その負荷の変動に拘わらずスロットルレバーの操作位置に応じた所定回転数に維持される。
【００２２】
次に、上述した制御部６１によるロータリ耕耘装置２の耕深自動制御を図５に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００２３】
先ず、ステップＳ１では、耕深センサ４２によって検出したロータリ耕耘装置２の耕深（耕耘深さ）値を読み込んでステップＳ２に進む。そして、ステップＳ２では、耕深設定ダイヤル４６で設定した耕深自動制御の目標耕深に対する制御量を算出してステップＳ３に進む。
【００２４】
ステップＳ３では、耕深自動制御が、例えば設定耕深が１０ｃｍ未満の所謂浅耕が行なわれているか否かを判断し、浅耕が行なわれていればステップＳ４に進み、浅耕が行なわれていなければステップＳ９に進む。
【００２５】
ステップＳ４では、走行機体１が右に傾斜しているか否かを傾斜センサ６４によって判断し、右に傾斜していなければステップＳ５に進み、右に傾斜していればステップＳ６に進む。
【００２６】
走行機体１が右に傾斜した場合は、図６（ａ）に実線で示す如くロータリ耕耘装置２も右に傾斜するが、右側のリフトロッド１９Ｒに介装したリフトロッドシリンダ２５の縮作動により、ロータリ耕耘装置２は、二点鎖線で示すように圃場面対して略水平に制御される。ところが、ロータリ耕耘装置２は、左側のリフトロッド１９Ｌの下端が連結する左側のロワリンク１８Ｌとの連結点Ｐ１、即ちロータリ耕耘装置２の左右中心から左側に偏倚した回動支点周りに上方（右上がり）に傾動することから必然的に耕深が浅くなってしまう。そこで、ステップＳ６では、耕深制御量を深くするように補正を行なってステップＳ８に進む。
【００２７】
一方、ステップＳ５では、走行機体１が左に傾斜しているか否かを傾斜センサ６４によって判断し、左に傾斜していなければステップＳ９に進み、左に傾斜していればステップＳ７に進む。
【００２８】
走行機体１が左に傾斜した場合は、図６（ｂ）に実線で示す如くロータリ耕耘装置２も左に傾斜するが、右側のリフトロッド１９Ｒに介装したリフトロッドシリンダ２５の伸作動により、ロータリ耕耘装置２は、二点鎖線で示すように圃場面対して略水平に制御される。この時、ロータリ耕耘装置２は、上述した回動支点Ｐ１周りに下方（右下がり）に傾動することから耕深がやや深くなってしまう。そこで、ステップＳ７では、耕深制御量を浅くするように補正を行なってステップＳ８に進む。
【００２９】
ステップＳ８では、ロータリ耕耘装置２の傾斜自動制御を司るリフトロッドシリンダ２５の伸縮動作が、圃場の凹凸や走行機体１の走行速度に追従しきれずに圃場の表面に凹凸が残るといった従来の不具合を解消するためのステップＳ６、またはステップＳ７の耕深制御量の補正が確実に行えるように、エンジン回転数を自動的に調節制御する電子ガバナコントローラ７３を介してエンジン５の回転数を下げ、それにより走行機体１の走行速度を減速させてステップＳ９に進む。即ち、電子ガバナコントローラ７３は、車速制御装置として作用する。尚、前記走行速度の減速は、ミッションケース１３内の図示しない副変速機構を介して機械的に行なえるように構成してもよい。
【００３０】
そして、ステップＳ９では、ステップＳ６またはステップＳ７において補正した耕深制御量に基づいた耕深制御を実行するか、あるいは前記補正を行わない浅耕以外の場合は、耕深設定ダイヤル４６で設定した目標耕深に追従する通常の耕深制御を実行して元に戻る。
【００３１】
以上説明したロータリ耕耘装置２の耕深自動制御によれば、ロータリ耕耘装置２の耕深を耕深センサ４２により検出すると共に、耕深設定ダイヤル４６で設定した設定耕深にロータリ耕耘装置２を追従させる耕深自動制御が所定の耕深以下、例えば設定耕深が１０ｃｍ未満の所謂浅耕が行なわれている状態で、左右何れかの方向に走行機体１が傾斜してロータリ耕耘装置２の傾斜自動制御がなされる時、車速制御装置である電子ガバナコントローラ７３を介して走行機体１の走行速度を減速せしめるように構成したことによって、ロータリ耕耘装置２の傾斜自動制御を司るリフトロッドシリンダ２５やロータリ耕耘装置２の耕深自動制御を司るリフトシリンダ２４の伸縮動作が、圃場の凹凸や走行機体１の走行速度に追従しきれない場合であっても走行速度が減速されるので、当該傾斜自動制御と耕深自動制御が完了するまで遅延させた後、その箇所の圃場を確実に耕耘ですることができるようになり、リフトシリンダ２４とリフトロッドシリンダ２５の追従性不良により圃場の表面に凹凸が残るといった従来の不具合を解消できるようになる。特に、設定耕深が１０ｃｍ未満の所謂浅耕によって麦等の播種床作りを行なう場合には、発芽率に影響を及ぼす圃場の均平性を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】トラクタの全体側面図。
【図２】走行機体の後部に連結したロータリ耕耘装置の一部を省略した平面図。
【図３】操作パネルの平面図。
【図４】制御部のブロック図。
【図５】耕深自動制御を示すフローチャート。
【図６】（ａ），（ｂ）ロータリ耕耘装置の傾斜と耕深の関係を示す背面状態図。
【符号の説明】
【００３３】
１    走行機体
２    作業機
１１  リンク機構
７３  車速制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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