JP2004089080A - 農用トラクタの自動耕深制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】後カバー８の揺動位置を検出するカバーセンサ１３からの検出値と耕深設定器１２で設定された目標値とが均衡するように、ロータリ耕耘装置４をフィードバック制御により昇降させるよう構成した農用トラクタの自動耕深制御装置において、ロータリ耕起部位の後方に形成される盛り土による悪影響を減少して、オーバーシュートの発生を抑制する。
【解決手段】設定走行距離ごとにカバーセンサ１３からの実検出値をサンプリングし、その時点における昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向とから補正値認識フラグを設定して記憶格納し、格納された過去設定個数の補正値認識フラグと現時点の補正値認識フラグを積分して補正値を算出し、この補正値に基づいて現時点の実検出値を補正して、前記目標値に対比させる制御用の検出値とする。
【選択図】　　　　図４

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農用トラクタの自動耕深制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
農用トラクタの自動耕深制御装置としては、例えば特開２００２−１７１１４号公報に開示されているように、トラクタ本機の後部に昇降自在にロータリ耕耘装置を連結し、ロータリ耕耘装置の後部に上下揺動可能に備えた後カバーの揺動位置をカバーセンサ（耕深センサ）で検出し、このカバーセンサからの検出値と耕深設定器で設定された目標耕深値とが均衡するように、ロータリ耕耘装置を昇降させるよう構成したものが多用されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記自動耕深制御装置におけるた後カバーはロータリ耕耘部の中心よりも数十ｃｍ後方位置で接地するので、ロータリ爪で掘り起こされて後方に盛り上げられた土に後カバーが作用するのは、現時点から幾らかの距離を前進移動してからになる。従って、カバーセンサの現時点の検出値に基づいて昇降制御を行った場合、検出値が目標値と均衡しても、遅れて影響が出る盛り土により更に上昇制御が行われてオーバーシュートが発生する。そして、これが連続して続いた場合には大きいうねりが発生する。
なお、走行速度を遅く設定すれほどこのような現象の発生が少なくなくなるのであるが、作業能の点からむやみに走行速度を落とすことはできず、多かれ少なかれ上記のような現象が発生している。
【０００４】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、カバーセンサからの検出値を合理的に補正することで、盛り土による悪影響を減少して、オーバーシュートの発生を抑制することができるようにすることを主たる目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用、および効果〕
【０００６】
請求項１に係る発明は、トラクタ本機の後部に昇降自在にロータリ耕耘装置を連結し、ロータリ耕耘装置の後部に上下揺動可能に備えた後カバーの揺動位置をカバーセンサで検出し、このカバーセンサからの検出値と耕深設定器で設定された目標値とが均衡するように、ロータリ耕耘装置をフィードバック制御により昇降させるよう構成した農用トラクタの自動耕深制御装置において、
設定走行距離ごとにカバーセンサからの実検出値をサンプリングし、その時点における昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向とから補正値認識フラグを設定して記憶格納し、格納された過去設定個数の補正値認識フラグと現時点の補正値認識フラグを積分して補正値を算出し、この補正値を現時点の実検出値に足しこんで前記目標値に対比させる制御用の検出値とする検出値補正手段を備えてあることを特徴とする。
【０００７】
上記構成によると、現在読み込まれたカバーセンサからの実検出値はそのまま目標値に対比されるのではなく、格納された過去所定個数の補正値認識フラグと現時点の補正値認識フラグを積分して得られた補正値に基づいて現時点の実検出値を補正し、こうして得られた補正検出値を目標値に対比させることになり、過去の昇降傾向を加味した昇降制御が実行されることになる。
【０００８】
例えば、後カバーが持上げ揺動されるほどカバーセンサからの実検出値が小さくなるよう設定されている場合、サンプリング時点での昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が共に「上昇」の場合には補正値認識フラグを（＋１）、昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が共に「下降」の場合には補正値認識フラグを（−１）、昇降が行われていない場合の補正値認識フラグを（０）、また、昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が異なる場合には補正値認識フラグを（０）に設定しておき、サンプリングごとに格納された過去所定個数の補正値認識フラグと現時点の補正値認識フラグを積分することで補正値を割り出し、これを現時点の実検出値に足し込むことで目標値に対比させる検出値とするのである。これによると、例えば、実耕深が目標耕深より深くて上昇制御が行われる場合、格納された過去の補正値認識フラグの積分値が＋値となり、補正された検出値は実検出値より大きくなる。従って、実検出値が目標値に到達する手前で目標値と均衡して昇降制御指令は中立停止状態となる。従って、土の盛り上がり個所にカバーセンサが到達しても，その時の実検出値に基づいて直ちに上昇制御が実行されることはない。
【０００９】
従って、請求項１の発明によると、遅れて検知される盛り土による悪影響を減少して、オーバーシュートの発生を抑制したうねりの少ない耕深制御を行うことができるようになった。
【００１０】
〔請求項２に係る発明の構成、作用、および効果〕
【００１１】
請求項２に係る発明は、請求項１の発明において、積分する補正値認識フラグのうちの所定のものに重み付け係数を乗じて積分するようにしてある。
【００１２】
上記構成によると、過去の制御挙動の影響の受け具合を加減して、適正な補正を行うことができる。
【００１３】
〔請求項３に係る発明の構成、作用、および効果〕
【００１４】
請求項３に係る発明は、請求項２の発明において、重み付け係数を乗じる補正値認識フラグが、現時点の補正値認識フラグとこれに近い時点の補正値認識フラグである。
【００１５】
上記構成によると、現時点に近い過去の時間帯における制御挙動の影響を強く受けた補正を行うことができ、オーバーシュートを一層少なくしながら円滑に目標値に向けて昇降制御することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
図１に、農用トラクタが示されている。この農用トラクタは、トラクタ本機１の後部に、リフトアーム２によって昇降駆動される３点リンク機構３を介してロータリ耕耘装置４が連結された構造となっている。
【００１７】
ロータリ耕耘装置４には、ロータリケース５、その下部に軸支されてダウンカット方向に高速で回転駆動されるロータリ爪６、ロータリ部を上方から覆うロータリカバー７、その後端に上下揺動自在かつ適度に下方付勢されて装備された後カバー８、等を備えており、ロータリ爪６で耕起され後方に跳ね飛ばされた土を後カバー８によって受け止めて鎮圧整地するよう構成されている。
【００１８】
前記リフトアーム２はトラクタ本機１の後部に内装された単動型の油圧シリンダ９によって駆動昇降されるようになっており、この油圧シリンダ９を作動制御する昇降制御装置のブロック図が図２に示されている。
【００１９】
図２において、１０はマイコンを利用したコントローラ、１１は油圧シリンダ９を作動を司る電磁制御弁、１２はポテンショメータからなる耕深設定器、１３は前記後カバー８の上下揺動姿勢を検出するポテンショメータからなるカバーセンサ、１４は前記リフトアーム２の角度姿勢を検出するポテンショメータからなるリフトアームセンサ、１５はポジションレバー１６の操作位置を検出するポジション設定器、１７はオート入り切りスイッチ、１８は上げスイッチ、１９は下げスイッチであり、前記オート入り切りスイッチ１７を「切り」にすると、ポジション制御モードが設定され、オート入り切りスイッチ１７を「入り」にすると自動耕深制御モードが設定されるようになっている。また、上げスイッチ１８をワンショット操作すると制御モードに関係なく優先的に上限まで上昇制御され、下げスイッチ１９をワンショット操作すると選択されている制御モードに従って下降制御される。
【００２０】
次に、ポジション制御モードおよび自動耕深制御モードについて説明する。
【００２１】
〔ポジション制御〕
このモードでは、ポジション設定器１５からのの出力値がリフトアーム２の目標高さとして設定されるものであり、リフトアームセンサ１４の検出値がポジション設定器１５からの出力値（目標値）と均衡するまで電磁制御弁１１がフィードバック制御される。従って、ポジションレバー１６を操作することで、その操作位置に応じた高さまでロータリ耕耘装置４が上げ下げされ、その位置に保持される。
【００２２】
〔自動耕深制御〕
このモードでは、カバーセンサ１３からの検出値が耕深設定器１２からの出力値（目標値）と均衡するように電磁制御弁１１がフィードバック制御されることになり、その基本的な制御フローチャートが図３に示されている。
【００２３】
ここで、カバーセンサ１３からの実検出値は以下のように補正され、その補正検出値が目標値に対比されるようになっており、その補正値を算出するフローチャートが図４に示されている。
【００２４】
ロータリ耕耘装置４が設定距離（例えば５ｃｍ）前進移動するごとにリフトアームセンサ１４からの出力値の変化状況からリフトアーム２がいずれの方向に作動しているかが判別され（♯１，♯２）、この判別に基づいて補正値認識フラグが設定される（♯３，♯４）。
【００２５】
ここで、後カバー８が持上げ揺動されるほどカバーセンサ１３からの検出値が小さくなるよう設定されている仕様においては、リフトアームが上下どちらにも作動していない場合には補正値認識フラグは停止（０）に設定され、制御指令方向が上昇で実際に上昇方向に作動している場合には補正値認識フラグは上げ（＋１）に設定され、制御指令方向が下降で実際に下降方向に作動している場合には補正値認識フラグは下げ（−１）に設定される。ただし、制御指令方向とリフトアームセンサ１４の変化方向とが異なる時には補正値認識フラグは（０）に設定される。そして、設定距離前進移動するごとに設定された補正値認識フラグは順次バッファに記憶格納される（♯５）。そして、現時点の補正値認識フラグと記憶格納された過去所定回数の補正値認識フラグとが所定の演算式に基づいて加重積分されてカバー補正値ｅが算出される（♯６）。
【００２６】
例えば、現サンプリングに対する補正値認識フラグをＦ（０）、１サンプリング前（前回）の補正値認識フラグをＦ（１）、２サンプリング前（前々回）の補正値認識フラグをＦ（２）、ｎサンプリング前の補正値認識フラグをＦ（ｎ）とすると、カバー補正値ｅが次式で算出される。
ｅ＝ａ×〔（Ｆ（０）＋Ｆ（１）＋Ｆ（２）＋Ｆ（３）〕＋Ｆ（４）＋Ｆ（５）＋Ｆ（６）
ここで、ａは重み付け係数であり、この例の場合、現時点の補正値認識フラグとこれに近い過去の補正値認識フラグにのみ乗じられている。
【００２７】
これによると、実耕深が目標耕深より深くて上昇制御が行われる場合、格納された過去の補正値認識フラグの積分値が＋値となり、補正された検出値は実検出値より大きくなる。従って、実検出値が目標値に到達する手前で目標値と均衡して昇降制御指令は中立停止状態となる。従って、土の盛り上がり個所にカバーセンサが到達しても，その時の実検出値に基づいて直ちに上昇制御が実行されることはない。
【００２８】
〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
（１）機体の移動距離の検出は、車軸の回転数検出による。
（２）前記重み付け係数ａを変更調整できるように構成しておくと、圃場の状況や走行速度などに応じた好適な補正を行うことができる。
（３）前記重み付け係数ａを乗じる補正値認識フラグの個数を変更調整できるように構成しておくことによっても圃場の状況や走行速度などに応じた好適な補正を行うことができる。
（４）複数の補正値認識フラグのそれぞれに異なった値の重み付け係数ａを乗じるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】農用トラクタの側面図
【図２】制御ブロック図
【図３】自動耕深制御の基本的なフローチャート
【図４】補正値算出処理のフローチャート
【符号の説明】
１　　　　　　トラクタ本機
４　　　　　　ロータリ耕耘装置
８　　　　　　後カバー
１２　　　　　耕深設定器
１３　　　　　カバーセンサ
ａ　　　　　　重み付け係数

Claims (3)

1. トラクタ本機の後部に昇降自在にロータリ耕耘装置を連結し、ロータリ耕耘装置の後部に上下揺動可能に備えた後カバーの揺動位置をカバーセンサで検出し、このカバーセンサからの検出値と耕深設定器で設定された目標値とが均衡するように、ロータリ耕耘装置をフィードバック制御により昇降させるよう構成した農用トラクタの自動耕深制御装置において、
   設定走行距離ごとにカバーセンサからの実検出値をサンプリングし、その時点における昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向とから補正値認識フラグを設定して記憶格納し、格納された過去設定個数の補正値認識フラグと現時点の補正値認識フラグを積分して補正値を算出し、この補正値に基づいて現時点の実検出値を補正して、前記目標値に対比させる制御用の検出値とする検出値補正手段を備えてあることを特徴とする農用トラクタの自動耕深制御装置。
2. 積分する補正値認識フラグのうちの所定のものに重み付け係数を乗じて積分するようにしてある請求項１記載の農用トラクタの自動耕深制御装置。
3. 重み付け係数を乗じる補正値認識フラグが、現時点の補正値認識フラグとこれに近い時点の補正値認識フラグである請求項２記載の農用トラクタの自動耕深制御装置。

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