JPH05276801A - 動力農機のポジション制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】この発明は、トラクタ−等の動力農機のポジシ
ョン制御装置に関し、微調整を容易にすることを目的と
する。 【構成】ポジション制御機構を有する動力農機におい
て、目標とする設定位置の近辺に不感帯を設け、この不
感帯を、ポジション設定器が操作された直後は一時的に
除去する制御装置を設けている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は、トラクタ−等の動力
農機のポジション制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】所謂電子制御付きのトラクタ−やコンバ
イン等の動力農機には作業部を昇降させるポジション操
作レバ−と、作業部の高さを検出するポジション検出器
とが設けられ、具体的にはポジション操作レバ−の回動
基部にポテンショメ−タからなるポジション設定器が、
又、リフトア−ムの回動基部に同種のポジション検出器
が設けられている。

【０００３】そして、ポジション設定値とポジション検
出値との値の差、即ち、偏差がゼロとなるようにコント
ロ−ルバルブを電気的に制御するのであるが、偏差が生
じる度に制御部からコントロ−ルバルブに対して制御出
力が出されると作業部が上下に激しく往復動するハンチ
ング現象を起こすことがあり、このため、従来装置にあ
っては、偏差がゼロの近辺、言い換えると目標とされて
いる位置の近辺では、その前後に不感帯の領域を設ける
ことが多い。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした従
来装置においては、ポジション操作レバ−を前後に動か
して微調節をする場合、ポジション操作レバ−で設定し
た目標高さの前後に不感帯領域が設定されているため
に、ポジション操作レバ−を大きく動かさなければなら
ず、応答性に欠ける不具合があった。

【０００５】

【課題を解決するための手段】この発明は、前記した問
題点に鑑みて提案するものであって、応答性を向上させ
て微調整を可能にすることを目的とするものである。こ
のため、次のような技術的手段を講じた。即ち、ポジシ
ョン設定手段２１とポジション検出手段２３とを有し、
ポジション設定手段２１にて指定した位置にリフトア−
ム７が昇降動作すべく構成してなる動力農機のポジショ
ン制御装置において、目標とする設定位置の前後に不感
帯を設けると共に、この不感帯を、前記ポジション設定
手段２１が動作された直後は一時的に除去する制御装置
４１を設けたことを特徴とする動力農機のポジション制
御装置とするものである。

【０００６】

【実施例】以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説
明する。まず、構成から説明すると、１はトラクタ−で
機体の前後部に夫々前輪２、２と後輪３、３とを備え、
ボンネット１ａ内のエンジン１ｂの回転動力をミッショ
ンケ−ス４内の変速装置により適宜減速して前記前輪
２、２と後輪３、３とに伝えるように構成している。

【０００７】ミッションケ−ス４の後上部には油圧シリ
ンダケ−ス５を固着して設けている。油圧シリンダケ−
ス５内には単動式の油圧シリンダ６を設け、また、この
油圧シリンダケ−ス５の左右両側にはリフトア−ム７、
７を回動自由に枢支している。なお、ここでは油圧シリ
ンダ６、リフトア−ム７、７をまとめて油圧昇降機構８
と総称する。

【０００８】トップリンク１０、ロワ−リンク１１、１
１からなる３点リンク機構１２の後端部には、ロ−タリ
耕耘装置１４が昇降自在に連結され、リフトア−ム７、
７とロワ−リンク１１、１１との間にはリフトロッド１
５、１５が介装連結されている。２０はポジション操作
レバ−で、このポジション操作レバ−２０の回動基部に
は、トラクタ−１の後部に連結される対地作業機の対地
高さを設定するポジション設定器２１が取り付けられて
いる。

【０００９】一方、片側リフトア−ム７の回動基部にも
それの回動角度、即ち、対地作業機の高さを検出するポ
ジション検出器２３が取り付けられ、ポジション操作レ
バ−２０にて設定された位置にリフトア−ム７、７が回
動してその位置で停止するように構成され、ここにポジ
ションコントロ−ル系が構成される。座席２４の近傍に
設けたコントロ−ルパネル２５には、前記ポジション操
作レバ−２０と共に、作業機を昇降させるＯＮ−ＯＦＦ
式の昇降スイッチ２８、作業機の最大上昇位置を設定す
る上げ位置設定ダイヤル２９、作業機の耕深を設定する
耕深設定ダイヤル３０が設けられている。

【００１０】機体後部に連結された作業機としての一例
を示すロ−タリ耕耘装置１４は、耕耘部３４と、耕耘部
３４の上方を覆う主カバ−３５と、主カバ−３５の後部
において回動自由に枢着されたリヤカバ−３６等を備
え、リヤカバ−３６の下端部を地面に摺接させて耕起土
壌面を均平にすべく弾性押圧するように構成し、主カバ
−３５の上部後端にはリヤカバ−３６の回動角度を検出
する耕深検出器３７を設けている。

【００１１】次に図２に示すブロック図に基づいてこの
装置の制御系を説明する。ロ−タリ耕耘装置１４の高さ
を設定するポジション設定器２１と、実際のリフトア−
ム７の位置を検出するポジション検出器２３はＡ／Ｄ変
換器４０を介してＣＰＵからなる制御装置４１に接続さ
れる。前記昇降スイッチ２８はＡ／Ｄ変換器４０を経る
ことなく直接制御装置４１に接続され、この昇降スイッ
チ２８をＯＮにするとロ−タリ耕耘装置１４は上げ位置
設定ダイヤル２９にて設定された高さまで上昇し、ＯＦ
Ｆにすると、ポジション操作レバ−２０にて定まる高さ
まで下降する。

【００１２】座席２４近傍に設けられた耕深設定ダイヤ
ル３０、上げ位置設定ダイヤル２９と、ロ−タリ耕耘装
置１４の耕深を検出する耕深検出器３７は夫々Ａ／Ｄ変
換器４０を介して制御装置４１に接続される。通常はポ
ジション操作レバ−２０にてロ−タリ耕耘装置１４を昇
降させるが、畦際での旋回時のように急いでロ−タリ耕
耘装置１４を上下動させるときには前記昇降スイッチ２
８を押す。制御装置４１の出力側にはロ−タリ耕耘装置
１４を昇降動させるための上昇用比例制御弁４４と下降
用比例制御弁４５が接続されている。ポジションコント
ロ−ルの場合も耕深制御（デプス制御）の場合も、偏差
に比例したパルス制御、所謂デュ−ティ制御がなされ、
上昇用あるいは下降用のいずれかの比例制御弁４４、４
５を作動させてロ−タリ耕耘装置１４を昇降動させる。

【００１３】次にこの実施例の作用を図３のフロ−チャ
−トに基づいて説明する。まず、最初に各設定器と検出
器及びスイッチの状態が読み込まれ（ステップＳ１）、
ついでポジション操作レバ−２０が操作されて不感帯域
を脱したかどうかが判別される（ステップＳ２）。ポジ
ション操作レバ−２０が不感帯域を越えて大きく前後方
向に操作された場合には偏差に基づくデュ−ティ制御が
なされる。

【００１４】一方、ポジション操作レバ−２０が不感帯
域内にあって初めて微小範囲操作される場合は、ポジシ
ョン操作レバ−２０の設定値の変位量が検出され（ステ
ップＳ３）、その変位量が２ビットという微小単位を越
え、しかも、停止位置から離れる方向に操作されている
ことが判別されると、不感帯の幅をゼロにセットする
（ステップＳ４、Ｓ５、Ｓ６）。そして、その後は前記
した通り、偏差に基づいてデュ−ティ制御される。

【００１５】そして、ステップＳ１０の段階で、それま
で不感帯がゼロであったものを一度リセットし、目標と
する設定値の前後に不感帯を設定するものである。この
メインフロ−の１サイクルは１０ｍｓｅｃの間隔で実行
されるため、ポジション操作レバ−２０を微小に操作し
た瞬間は不感帯がゼロにセットされるが、１０ｍｓｅｃ
後には再び不感帯が設定されることとなり、制御中にハ
ンチング現象が生じる恐れはない。

【００１６】これらの関係を判り易く説明した作用説明
図が図４と図５である。図４は従来の方式によるもの
で、ポジション操作レバ−２０の目標値に対するリフト
ア−ム７の停止位置がＸの点で表されている。目標位置
の前後には３ビット分の不感帯領域と１ビット分のヒス
テリシスが設定されており、リフトア−ム７を上昇ある
いは下降させるためには、ポジション操作レバ−２０を
不感帯とヒステリシス分を越える分だけ大きく動かさな
ければならない。これに対し、図５はポジション操作レ
バ−２０が操作された瞬間だけ不感帯が除去され、１０
ｍｓｅｃ後には再び不感帯がセットされた様子を示して
いる。したがって、後者の方法によれば、リフトア−ム
７を動かし始める際の操作量が少なくてリフトア−ム７
が瞬時に移動するため微調整が容易になり、しかも一旦
出力した後は不感帯が付くのでハンチングがなくなる効
果がある。

【００１７】なお、この実施例で説明したロ−タリ耕耘
装置１４はデプス制御中に不感帯を種々変更することが
できるように構成されているので、その点についても簡
単に説明する。云うまでもなくリヤカバ−３６は耕深変
化を捉えてこれを電気的に制御装置４１にフィ−ドバッ
クし、ロ−タリ耕耘装置１４全体を昇降させて耕深を設
定深さに維持させようとするものである。

【００１８】出願人はリヤカバ−３６の動作速度と設定
耕深値等との関係から不感帯をファジ−推論する方法を
既に出願しているが、制御の初め、すなわち、リヤカバ
−３６を吊り上げ位置から降下させる途中ではリヤカバ
−３６自体に変化が生じていないために、スム−ズな耕
深制御が行われない場合がある。また、トラクタ−１を
停止させたときもリヤカバ−３６の直前には土の量が不
足することになってリヤカバ−３６が機体の停止と同時
に下方に回動し、このため、ロ−タリ耕耘装置１４が僅
かに沈み込んで耕深を深くするという欠点がある。

【００１９】ここで説明する改良装置は、こうした不具
合を解消せんとするものであり、ロ−タリ耕耘装置１４
を降下させてファジ−制御に円滑に移行させようとする
ものである。又、同時に、機体を停止させたときにはロ
−タリ耕耘装置１４のリヤカバ−３６が敏感に反応し過
ぎないようにしたものである。以下、図６のフロ−チャ
−トに基づいて作用を説明する。

【００２０】まず、各設定器、検出器、スイッチ類の状
態が読み込まれる（ステップＳ１）。ついで、リヤカバ
−３６が下降中であるかどうかを判別し、下降中である
場合には不感帯を大きくし（ステップＳ１５）、下降を
終えてリヤカバ−３６が着地したときにはデプス制御に
移行したかどうかを判別する（ステップＳ３）。デプス
制御に移行した直後は不感帯タイマ−をセットし（ステ
ップＳ４）、そのタイマ−がカウントアップするまでの
間は、ファジ−推論した不感帯と、タイマ−値により徐
々に減少する不感帯との大小関係を比較し、常に大きい
方の不感帯値をセットする（ステップＳ１２）。そし
て、不感帯タイマ−がタイムアップしたときにはリヤカ
バ−３６の変化の仕方に応じてファジ−推論した不感帯
をセットする（ステップＳ６）。このように、不感帯幅
を、不感帯タイマ−がタイムアップするまでの間と、タ
イムアップしてからとの間に分けて設定し、その後は耕
深設定値と耕深検出値（デプスセンサ−値）との差を求
め、その差に応じて出力を決定する（ステップＳ７〜ス
テップＳ１１）。これを判り易く図解したものが図７の
作用説明図である。同図において実線で示した部分が制
御に用いる不感帯である。

【００２１】また、前述の通り、トラクタ−１が停止す
ると、それまで耕耘部３４によって後方に飛ばされてい
た土の量が不足することになって、結果的にリヤカバ−
３６が前側に移行し、耕深が浅くなったときと同じ状態
の信号を制御部に送ることになる。すると、耕耘部３４
を下げる方向の出力が制御装置４１から制御弁に対して
出されることになり、機体が停止したときに耕耘部３４
が下降して必要以上に深く地面を掘ってしまうことがあ
る。そこで、このような場合には下降指令が出ないよう
にクラッチペダルの踏み込み操作と連動して不感帯が大
きくなるようにしている（ステップＳ１３、ステップＳ
１５）。この結果、機体が停止しても耕耘部３４が大き
く下降することがなくなるため、そこに大きな凹みが生
じるようなことがない。

【００２２】

【発明の効果】以上説明したように、この発明は、ポジ
ション設定手段２１とポジション検出手段２３とを有
し、ポジション設定手段２１にて指定した位置にリフト
ア−ム７が昇降動作すべく構成してなる動力農機のポジ
ション制御装置において、目標とする設定位置の前後に
不感帯を設けると共に、この不感帯を、前記ポジション
設定手段２１が動作された直後は一時的に除去する制御
装置４１を設けたことを特徴とする動力農機のポジショ
ン制御装置であるから、設定した位置にリフトア−ム７
が迅速且つ正確に移動することができ、ポジションの微
調整が容易に行われるようになった。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタ−とロ−タリ耕耘装置の側面図であ
る。

【図２】制御系を示すブロック図である。

【図３】この制御装置の作用を示すフロ−チャ−トであ
る。

【図４】作用説明図である。

【図５】作用説明図である。

【図６】耕深制御に関するフロ−チャ−トである。

【図７】不感帯の推移してゆく様子を示す説明図であ
る。

【符号の説明】

１ トラクタ− ２ 前輪 ３ 後輪 ８ 油圧昇降機構 １４ ロ−タリ耕耘装置 ２１ ポジション設定手段（ポジション設定器） ２３ ポジション検出手段（ポジション検出器） ４１ 制御装置

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ポジション設定手段２１とポジション検出
   手段２３とを有し、ポジション設定手段２１にて指定し
   た位置にリフトア−ム７が昇降動作すべく構成してなる
   動力農機のポジション制御装置において、目標とする設
   定位置の前後に不感帯を設けると共に、この不感帯を、
   前記ポジション設定手段２１が動作された直後は一時的
   に除去する制御装置４１を設けたことを特徴とする動力
   農機のポジション制御装置。