JPH0745126Y2 - 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、この出力信
号に基づく前記耕深制御機構の駆動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） ところが、前記した耕深制御装置により耕深制御を行う
とき、耕耘深さが浅い場合（例えば5cm程度）には、農
作業機が通常耕盤から離れ、耕盤により重量が支持され
る割合が少なく、このため、前記農作業機がトラクター
などに対し、宙吊りに近い状態になって、農作業機にお
ける例えばロータリ爪の反力で上下動することが生じ、
この結果、耕深制御時にハンチング等が発生して、安定
した制御が困難となり、浅い耕耘時には波打ち現象等が
発生する問題があった。

本考案の目的は、耕耘深さが浅いときの波打ち現象等を
低減させて、安定した耕深制御を行ない得ると共に、耕
耘深さが深いときの応答性を十分に確保することができ
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）を制御すべく成す一方、前記設定器（25）で設定
する農作業機の耕耘深さが浅いとき、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、
前記農作業機の耕耘深さが深いときに比べて多くすると
共に、前記設定器（25）で設定する農作業機の耕耘深さ
が深いとき、前記移動平均に使用する最終データの重み
付け量を、前記農作業機の耕耘深さが浅いときに比べて
多くしたものである。

（作用） 上記構成により、耕耘深さの浅いときには、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が
多く、応答性は多少緩慢になるけれども、移動平均値の
変化を少なく抑えることができると共に、前記移動平均
に使用する最終データの重み付け量が少ないから、移動
平均値が最終データに大きく依存することなく、多いデ
ータ量の各データ値を均等にならした値に近づけること
ができるのであり、こうして求めた移動平均値に基づい
て耕耘深さが浅いときの耕深制御を行うから、農作業機
のハンチングを効果的に防止できて、波打ち現象等を低
減でき、仕上げ面をなめらかに仕上げることができるの
である。

一方、耕耘深さの深いときには、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が少なくて、
応答性を向上できると共に、移動平均に使用する最終デ
ータの重み付け量が多いから、少ないデータ量を補なっ
て、その移動平均値を、制御直前の最終データに近づけ
ることができるのであり、こうして求めた移動平均値に
基づいて耕耘深さが深いときの耕耘制御を行うから、ハ
ンチングが問題とならない深い耕耘において、応答性を
十分に高めた的確な耕耘を行うことができるのである。

（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
記両側に前車輪（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）の回動駆動により前
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）の前記
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）の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、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（2
2）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
深設定値を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（2
8）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
とく自動制御するのである。

以上のごとく較正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）の耕耘深さが浅いとき、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、前記ロータリ装置（７）の耕耘深さが深いときに比
べて多くしたのである。

具体的には、前記耕深設定器（25）で設定された限定値
を読込み、その設定値が例えば８〜16cmの標準耕深であ
るか、8cm以下の浅い耕深であるか或は16cm以上の深い
耕深であるかを判別して、移動平均に使用するデータ量
を次の表１に示すごとく増減するのである。

つまり、移動平均に使用するデータ量の係数Ｎを、ハン
チングの生じ難い深い耕深の場合には、Ｎ＝１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
浅い耕深の場合には、Ｎ＝３〜５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、標準耕深の場合には、Ｎ＝２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＝２
とするのである。

さらに、第５図に示すように、前記設定値の読み込みに
よる移動平均量の増減と共に、移動平均に使用する最終
データに重み付けを行い、かつ、その重み付け量を増減
するようにしている。

この場合、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 そして、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＝３〜５として応答性を向上するのであ
る。

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）の耕耘深さを自動制御する
ときには、前記耕深設定器（25）を所定の設定値に設定
する。

そして、前記設定器（25）で設定された設定値を読込
み、その設定値が例えば８〜16cmの標準耕深の場合に
は、平均移動に使用するデータ量の係数をＮ＝２とし
て、そのデータ量を中程度にすると共に、移動平均の最
終データの重み付け量の係数もＫ＝２として、その重み
付けを中程度して、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して、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、前記設定器（25）で設定された設定値が8cm以下
のロータリ装置（７）の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
＝３〜５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、前記設定器（25）で設定された設定値が16cm以
上の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＝１として、そのデータ量を少なくし、移動
平均値の変化を大きくすると共に、移動平均の最終デー
タの重み付け量の係数をＫ＝３〜５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、この移動平均値を、制御直前の最終データに近づけ
ることができるようにするのである。

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、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、耕耘深さの浅いときに
は、耕深センサー（20）による検出値の移動平均に使用
するデータ量が多く、応答性は多少緩慢になるけれど
も、移動平均値の変化を少なく抑えることができると共
に、前記移動平均に使用する最終データの重み付け量が
少ないから、移動平均値が最終データに大きく依存する
ことなく、多いデータ量の各データ値を均等にならした
値に近づけることができるのであり、こうして求めた移
動平均値に基づいて耕耘深さが浅いときの耕深制御を行
うから、農作業機のハンチングを効果的に防止できて、
波打ち現象等を低減でき、仕上げ面をなめらかに仕上げ
ることができるのである。

一方、耕耘深さの深いときには、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が少なくて、
応答性を向上できると共に、移動平均に使用する最終デ
ータの重み付け量が多いから、少ないデータ量を補なっ
て、その移動平均値を、制御直前の最終データに近づけ
ることができるのであり、こうして求めた移動平均値に
基づいて耕耘深さが深いときの耕深制御を行うから、ハ
ンチングが問題とならない深い耕耘において、応答性を
十分に高めた的確な耕耘を行うことができるのである。

【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
   制御すべく成す一方、前記設定器（25）で設定する農作
   業機の耕耘深さが浅いとき、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、前記農作
   業機の耕耘深さが深いときに比べて多くすると共に、前
   記設定器（25）で設定する農作業機の耕耘深さが深いと
   き、前記移動平均に使用する最終データの重み付け量
   を、前記農作業機の耕耘深さが浅いときに比べて多くし
   たことを特徴とする農作業機の耕深制御装置。