JPH0829002B2

JPH0829002B2 - 移動車輌の水平制御装置

Info

Publication number: JPH0829002B2
Application number: JP29306686A
Authority: JP
Inventors: 制心玉井
Original assignee: Iseki & Co Ltd
Current assignee: Iseki & Co Ltd
Priority date: 1986-12-09
Filing date: 1986-12-09
Publication date: 1996-03-27
Anticipated expiration: 2011-03-27
Also published as: JPS63146702A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕この発明は、移動車輌の水平制御装置に関するもので
あり、特にトラクタの如き本機に連結リンク機構によつ
て取付けられているロータリの如き対地作業機の左右姿
勢の制御装置に関するものである。

〔従来の技術及び発明が解決しようとする問題点〕

従来、此種移動車輌で特に対地作業機は、トラクタの
如き本機に対してリンク機構によつて連結され、且つ、
該対地作業機の左右方向姿勢を制御するための左右方向
設定器によつて指定された左右方向設定値と、本機に設
けられた傾斜センサの検出値からリフトロツドシリンダ
のストローク長の目標値を算出して、この目標値とリフ
トロツドシリンダのストローク長の検出値を一致させる
ことによつて、前記左右方向設定器によつて指定された
設定値に対地作業機の左右姿勢を自動的に制御すること
は知られている。

そして、このような制御を行うために、前記対地傾斜
センサは静電容量型のものが使用されている場合が多
い。而して、この静電容量型の対地傾斜センサは油を封
入し、当該油の移動によつて傾斜角を検出するようにな
つている。即ち、この静電容量型の対地傾斜センサは、
地表面のスロープに基く傾斜角を検出するのであるが、
地表面のスロープの変化によつて当該センサ内の油に振
動が生じる。而して、このような油自体の振動に起因し
て、対地傾斜センサは頻繁に傾斜角を検出し、この検出
値がCPUにて判断され、ローリング制御の操作指令を出
力するのでチヤタリング又はハンチング現象等を生じる
のである。そこで、この油の振動に起因するチヤタリン
グ又はハンチング現象を阻止するために、傾斜センサの
検出値を予め指定した基準時間内での平均値を計算し
て、この平均値によつて制御出力を為し以て、上記チヤ
タリング又はハンチング等を阻止している。一方、傾斜
センサの検出値の変化に対して前記平均値によつて制御
する場合には、平均値の移動線がその時の地表面のスロ
ープと合致しない場合が生じてくる。即ち、第５図に図
示せる左右方向設定値と傾斜センサによる検出値及び前
記平均値の関係の時間的変化のグラフによつてこれを説
明すれば、時間t1よりt2まで傾斜センサは左右方向設定
値に対して連続して略マイナスの値を示しており、その
間前記平均値がなめらかに傾斜センサの値に追従してい
る。而して、時間t2よりt3に到ると、この時、傾斜セン
サの値が左右方向設定値に一致した状態、即ち対地作業
機が前記設定器にて指定せる設定値の姿勢となつたこと
を示しているのに対して、前記平均値は、この時、前記
設定値と一致せずマイナスｄの差のあることを示してい
る。従つてCPUは対地作業機が前記設定値の姿勢にある
にもかゝわらず、前記マイナスｄの差に対応した操作指
令を出力している。次に、時間が経過してt4に至れば傾
斜センサはプラス値を出力しているにも拘らず、前記平
均値は未だマイナス値を示す。即ち、対地作業機は左右
方向設定値に対してプラスの姿勢にあるにも拘らず、CP
Uは該対地作業機の姿勢がまだマイナス側にあるとし
て、更にプラスに偏位すべく操作指令を出力するのであ
る。これは、前記平均値に基いて操作指令を出力してい
るために生ずる操作指令の遅れによるものである。更
に、当該平均値の遅れによつて平均値の移動線がその
後、左右方向設定値よりプラスの方向に転位した時点に
於ては、既に傾斜センサの検出値は前記左右方向設定値
よりマイナス方向に転位している場合が生じる。そこ
で、前述のようにチヤタリング又はハンチング現象を解
消すると共に、当該平均値による操作指令の遅れ並び
に、この遅れによる平均値に基く対地作業機のオーバラ
ンを解決するための問題点が生じるのである〔問題点を解決するための手段〕この発明は、前記従来の問題点に鑑み之を克服せんと
して提案せられたものであり、本機へ連結されている対
地作業機の左右方向姿勢を制御するための左右方向設定
器によって指定された左右方向設定値と、本機に設けら
れた対地傾斜センサによって検出される検出値との差で
ある偏位値を算出して、前記左右方向設定器によって指
定された設定値に対地作業機の左右姿勢を自動的に制御
するようにした制御装置に於て、前記対地傾斜センサの
検出値と前記左右方向設定器の設定値により算出される
目標ストローク長と、ストロークセンサの検出値とによ
ってリフトロッドシリンダを作動して水平制御を行なう
ものであって、前記目標ストローク長は予め指定した基
準時間内で検出した対地傾斜センサの検出値の平均値と
左右方向設定器の設定値により算出され、現在の目標ス
トローク長とストロークセンサの検出値が一致したとき
対地傾斜センサの平均値を前記左右方向設定器の設定値
に初期化する制御部をCPUに設けた移動車輌の水平制御
装置を提供せんとするものである。

〔作用〕

対地傾斜センサの検出信号のうち、予め指定された基
準時間内の平均値を計算し、該平均値に基づき制御部が
操作指令を出力することにより傾斜センサの振動による
チャタリング及びハンチング等を阻止し、更に、前記平
均値と対地作業機の本機に対する傾斜の差を検出するた
めのストロークセンサの検出値とによって目標ストロー
ク長が算出され、そして、この目標ストローク長とスト
ロークセンサの検出値とが一致したとき、現在までの平
均値を初期化することにより、当該平均値は前記左右方
向設定値の値を基点として爾後傾斜センサによって検出
せられる検出値を平均して制御部からの操作指令が出力
することになるから平均値による制御が補正され、従っ
て、制御遅れ又はオーバラン等の現象を可及的になくす
ることができたのである。

〔実施例〕

以下、本発明の一実施例を別紙添附図面に従つて詳述
する。説明の都合上、従来公知に属する機構も同時に説
明することにする。第１図に於て（１）はトラクタの如
き本機であり、このトラクタ（１）の後部にロータリの
如き対地作業機（２）を、左右のリフトアーム（３）
（３）へ左右のリフトロツド（４）（５）を介して上下
動する左右のロアーリンク（６）（７）及び中央のトツ
プリンク（８）とからなる三点リンク機構の如き作業機
連結リンク機構（９）によつて連結し、この作業機連結
リンク（９）は、そのリフトアーム（３）（３）を油圧
を用いたリフトシリンダ（10）によつて昇降回動させる
油圧昇降機構（11）によつて昇降動作をするものであ
り、左右のリフトロツドのうち、少くとも一方のリフト
ロツド（５）をリフトロツドシリンダ（12）にて形成
し、このリフトロツドシリンダ（12）を伸縮動作させて
対地作業機（２）の本機（１）に対する左右姿勢をロー
リング制御するようにしてある。

この本機（１）に設けてある対地傾斜センサ（Ｃ）は
静電容量型のものが用いてあり、油の移動によつて地表
面のスロープに対しての対地左右傾斜を検出するもので
ある。而して、対地作業機（２）の本機（１）に対する
左右傾斜は、対地作業機（２）と本機（１）との間に設
けられているリフトロツドシリンダ（12）の長さを測定
するストロークセンサ（Ｓ）によつて検出される。而し
て、この検出及び算出手段等は種々の方法が存在する
が、第３図の制御回路図では、対地傾斜センサ（Ｃ）に
よつて検出された本機（１）の対地左右傾斜角検出値か
ら、回動型又は直線移動型等のポテンシヨメータの如き
もので構成した左右方向設定器（Ｉ）の設定ダイヤルに
て設定された対地作業機（２）の左右傾斜角設定値を増
減し、対地作業機（２）の対地左右傾斜補正必要角度が
算出されてリフトロツドシリンダ（12）を伸縮調節し、
次にこの算出された対地左右傾斜補正角度に基づきリフ
トロツドシリンダ（12）の長さを計算し、CPU（13）か
らの操作指令が出力してストロークセンサ（Ｓ）でその
長さを読みながらソレノイドバルブ（14）を介して伸縮
制御し、指示長さにリフトロツドシリンダ（12）がなれ
ば停止するものである。

又、第１図に示す対地作業機（２）の本機（１）に対
する左右傾斜は、対地作業機（２）と本機（１）との間
に設けられているリフトロツドシリンダ（12）の長さを
測定するストロークセンサ（Ｓ）にて検出されることは
叙述した通りであるが、このストロークセンサ（Ｓ）は
内部構成の図示は省略したが、直線移動型のポテンシヨ
メータから成つており、第２図に示すように之を前記リ
フトロツドシリンダ（12）の前方に配設して、該リフト
ロツドシリンダ（12）の長さを測定するようにしてあ
る。即ち、中空軸としたリフトシヤフト（15）内に貫通
し左右に突出するセンサシヤフト（16）を設け、このセ
ンサシヤフト（16）の両端にセンサアーム（17a）（17
b）を取付け、このセンサアーム（17a）とロワーリンク
（６）の間をセンサロツド（18）で、他方のセンサアー
ム（17b）とロワーリンク（７）の間をストロークセン
サ（Ｓ）で連結している。

而して、対地傾斜センサ（Ｃ）は静電容量型のものが
採用されており、傾斜センサ（Ｃ）の検出値を予め指定
した例えば、略14/1000秒の時間で分割した「分割値」
とし、この「分割値」が予め指定した一定時間である
「平均時間」例えば１秒間とすれば略72回あるが、この
「平均時間」中の「分割値」全数72回の平均を「平均
値」として、最後の「分割値」一個の上に表す。次に、
「平均時間」を「分割値」一個分だけずらして再度、ず
らした「平均時間」内の（72個の分割値の）「平均値」
を次の最後の「分割値」一個の上に表す。このように、
平均時間内の傾斜センサ（Ｃ）の値を平均して傾斜セン
サ（Ｃ）の入力信号とするときは、CPU（13）より安定
した操作指令が出力し、依つて、機体のローリングに対
する応答性を向上せしめ、ハンチングを阻止することが
できるのである。

次に、作動手順を別紙第４図のフローチヤートに従つ
て説明する。先づ、ステツプに於て、前述したように
対地傾斜センサの検出値のｎ個を指定して、このｎ個の
平均値を算出する。そしてステツプに於て手動スイツ
チ（S₂）の操作があつたかどうかを判断する。もし、手
動スイツチ（S₂）の操作が為されていると判断したとき
には、経路イを経てステツプに到り、前記手動スイツ
チ（S₂）の操作が「伸」であるか「縮」であるかを判断
し、夫々次のステツプ及びに到つて、リフトロツド
シリンダ（12）を「伸」又は「縮」にセツトし、このセ
ツトに基いて該リフトロツドシリンダ（12）が夫々動作
することになるのである。

而して、前記ステツプに於て、手動スイツチ（S₂）
による操作が為されていないときには、ステツプにて
対地傾斜センサ（Ｃ）の検出値の平均値と左右方向設定
器（Ｉ）の傾き調節ダイヤルによつて指定された設定値
により、リフトロツドシリンダ（12）の伸縮せらるべき
目標のストロークの長さを算出する。そして、ステツプ
に於て前記ステツプにて算出された目標の長さと、
現在の長さによつてリフトロツドシリンダ（12）の傾斜
センサ平均値に対する目標長さである「伸」「縮」の動
作が決定される。そして、ステツプにて対地傾斜セン
サ（Ｃ）の検出値と、左右方向設定器（Ｉ）の傾き調節
ダイヤルによつてリフトロツドシリンダ（12）の現実の
「伸」「縮」のストロークの長さである計算ストローク
長が算出される。そして、ステツプに於て現在のリフ
トロツドシリンダ（12）の長さと、前記ステツプにて
算出されたリフトロツドシリンダ（12）の計算ストロー
クの長さと一致したかどうかを判断し、もし、一致して
おれば、ステツプにて対地傾斜センサ（Ｃ）の前記平
均値を左右方向設定器（Ｉ）で設定した値である基準値
に初期化すべく制御部（10a）より操作指令が出力し
て、前記一致点より平均値の算出が改めて為されること
になる。そして、前記ステツプにて一致していないと
きは、対地傾斜センサ（Ｃ）の前記平均値を基準値に初
期化することなく、そのまま継続して平均された値で水
平制御が行われるのである。而して、前記左右方向設定
器（Ｉ）で設定した値である基準値に初期化された後の
対地傾斜センサ（Ｃ）の平均値は、この初期化以前の平
均値の推移とは関係が断たれ、先づ初期化後に略14/100
0秒の時間単位で対地傾斜センサ（Ｃ）の検出値を分割
した最初の「分割値」を、その前位71回の「分割値」は
左右方向設定器（Ｉ）で設定した値である基準値と同等
の値を出力していたとみなして平均時間中の最後の「分
割値」上に表し、再度、別の平均値を計算するのであ
る。依つて、該初期化以後はCPU（13）から出力する操
作指令が対地傾斜センサ（Ｃ）の実勢に即して為される
ことになるのである。

〔発明の効果〕

本発明は、叙述せる一実施例に於て詳述せる如く、本
機に備えた対地傾斜センサの検出値を予め指定した基準
時間内にて平均化し、この平均値と左右方向設定器の設
定値により目標ストローク長が算出され、そして、対地
作業機の本機に対する傾きの差を検出するストロークセ
ンサの検出値とによって水平制御が行われ、更に、現在
の目標ストローク長とストロークセンサの検出値とが一
致する毎に前期の平均値をこの左右方向設定値位置に初
期化し、そして、この初期化された時点を出発点として
平均値が算出されて操作指令が出力されることになるの
であるから、対地傾斜センサの検出値の平均値による動
作の長所と、初期化されたことによる対地傾斜センサの
検出値の平均値による爾後の動作の長所とを併合し、以
て、前述したチヤタリング又はハンチング現象を悉く一
掃できると共に、前記平均化によるCPUからの操作指令
の出力又はリフトロツドシリンダの動作の応答遅れをも
解消し、対地作業機の安定且つ、円滑な水平制御が実現
されることになつたのである。

【図面の簡単な説明】図は本発明の一実施例を示し、第１図は対地作業機を本
機に連結したときの側面図、第２図は連結リンク機構の
斜視図、第３図は制御回路図、第４図は作動手順を示す
フローチヤート、第５図は実際の稼動状況を想定せるセ
ンサ値と振動周期に基く平均値の時間的変化を示すグラ
フである。符号説明（１）……本機、（２）……対地作業機（３）……リフトアーム、（４）（５）……リフトロツ
ド（６）（７）……ロアーリンク、（８）……トツプリン
ク（９）……連結リンク機構、（10）……リフトシリンダ（11）……油圧昇降機構（12）……リフトロツドシリンダ（13）……CPU、（13a）……制御部（14）……ソレノイドバルブ、（15）……リフトシヤフ
ト（16）……センサシヤフト、（17a）（17b）……センサ
アーム（18）……センサロツド、（Ｉ）……左右方向設定器（Ｃ）……対地傾斜センサ、（Ｓ）……ストロークセン
サ（S₃）……昇降スイツチ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】本機へ連結されている対地作業機の左右方
向姿勢を制御するための左右方向設定器によって指定さ
れた左右方向設定値と、本機に設けられた対地傾斜セン
サによって検出される検出値との差である偏位値を算出
して、前記左右方向設定器によって指定された設定値に
対地作業機の左右姿勢を自動的に制御するようにした制
御装置に於て、前記対地傾斜センサの検出値と前記左右
方向設定器の設定値により算出される目標ストローク長
と、ストロークセンサの検出値とによってリフトロッド
シリンダを作動して水平制御を行なうものであって、前
記目標ストローク長は予め指定した基準時間内で検出し
た対地傾斜センサの検出値の平均値と左右方向設定器の
設定値により算出され、現在の目標ストローク長とスト
ロークセンサの検出値が一致したとき対地傾斜センサの
平均値を前記左右方向設定器の設定値に初期化する制御
部をCPUに設けたことを特徴とする移動車輌の水平制御
装置。