JP2018064468A - Work machine lifting control device - Google Patents

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    • A01B63/112Lifting or adjusting devices or arrangements for agricultural machines or implements for implements mounted on tractors operated by hydraulic or pneumatic means regulating working depth of implements to control draught load, i.e. tractive force

Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To reduce cost of manufacturing a work machine lifting control device.SOLUTION: A work machine lifting control device 100 includes: a hydraulic cylinder 40 for lifting and lowering a plow 20 with respect to a tractor 10; a stroke sensor 80 for detecting a lifting/lowering position of the plow 20; a load sensor 82 for detecting traction force; and a controller 60 for controlling expansion and contraction of the hydraulic cylinder 40. The controller 60 includes a target plow position correction part 63 for correcting a target plow position on the basis of a traction force deviation. The target plow position correction part 63 includes: a draft correction calculation part 66 for calculating a draft correction amount on the basis of draft sensitivity and the traction force deviation; and an avoidance correction calculation part 67 for calculating an avoidance correction amount on the basis of the avoidance sensitivity and the traction force deviation only when the detection value of the load sensor 82 is greater than the target traction force.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、作業機の昇降を制御する作業機昇降制御装置に関するものである。   The present invention relates to a work implement lifting / lowering control device that controls lifting / lowering of a work implement.

特許文献1には、作業車両に対して昇降自在に連結される作業機(プラウ)の昇降を制御する作業機昇降制御装置が開示されている。この作業機昇降制御装置では、作業車両が作業機を牽引する牽引力に応じて作業機を昇降させるドラフト制御が行われる。   Patent Document 1 discloses a work implement lifting control device that controls the lifting and lowering of a work implement (plow) that is connected to a work vehicle so as to be movable up and down. In this work implement lifting control apparatus, draft control for raising and lowering the work implement according to the traction force with which the work vehicle pulls the work implement is performed.

特開2012−191857号公報JP 2012-191857 A

特許文献1に記載される作業機昇降制御装置では、作業機が障害物に突き当たる等によって作業機を牽引する作業車両がスリップすると、作業機を強制的に上昇させ、障害物を回避する制御が実行される。このような作業車両のスリップを検知するためには、車軸の回転数を検出するセンサや、GPS受信機等の作業車両の車速を検出するセンサを設ける必要がある。このため、障害物を回避する制御を実行する作業機昇降制御装置では、製造コストが上昇するおそれがある。   In the working machine lifting control device described in Patent Document 1, when the work vehicle pulling the working machine slips due to the working machine hitting an obstacle, the working machine is forcibly raised to avoid the obstacle. Executed. In order to detect such slip of the work vehicle, it is necessary to provide a sensor for detecting the rotation speed of the axle and a sensor for detecting the vehicle speed of the work vehicle such as a GPS receiver. For this reason, in the work implement lifting control apparatus that executes control for avoiding obstacles, the manufacturing cost may increase.

本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、作業機昇降制御装置の製造コストの上昇を抑制することを目的とする。   This invention is made | formed in view of said problem, and it aims at suppressing the raise of the manufacturing cost of a working machine raising / lowering control apparatus.

第1の発明は、伸縮することにより作業車両に対して作業機を昇降させるアクチュエータと、作業車両に対する作業機の昇降位置を検出する昇降位置検出器と、作業車両が作業機を牽引する牽引力を検出する牽引力検出器と、予め設定された目標昇降位置と昇降位置検出器の検出値との差である昇降位置偏差に基づいてアクチュエータを伸縮制御する制御部と、を備え、制御部は、予め設定された目標牽引力と牽引力検出器の検出値との差である牽引力偏差に基づいて目標昇降位置を補正する目標昇降位置補正部を有し、目標昇降位置補正部は、牽引力偏差を目標昇降位置の補正に反映させる度合である予め設定された第1感度と、牽引力偏差と、に基づいて目標昇降位置を補正する第1補正量を演算する第1補正演算部と、第1補正量とは別に、牽引力検出器の検出値が目標牽引力よりも大きいときのみに、牽引力偏差を目標昇降位置の補正に反映させる度合である予め設定された第2感度と、牽引力偏差と、に基づいて目標昇降位置を補正する第2補正量を演算する第2補正演算部と、を有することを特徴とする。   According to a first aspect of the present invention, there is provided an actuator for elevating and lowering the work machine relative to the work vehicle by extending and contracting, a lift position detector for detecting a lift position of the work machine relative to the work vehicle, and a traction force for the work vehicle to pull the work machine A traction force detector to detect, and a control unit that controls expansion and contraction of the actuator based on a lift position deviation that is a difference between a preset target lift position and a detection value of the lift position detector. It has a target lift position correction unit that corrects the target lift position based on the traction force deviation that is the difference between the set target traction force and the detection value of the traction force detector, and the target lift position correction section converts the traction force deviation to the target lift position. A first correction calculation unit for calculating a first correction amount for correcting the target lift position based on a first sensitivity set in advance and a tractive force deviation based on the first sensitivity, and the first correction amount Further, only when the detection value of the tractive force detector is larger than the target tractive force, the target lift is calculated based on the preset second sensitivity and the tractive force deviation, which is the degree to which the tractive force deviation is reflected in the correction of the target lift position. And a second correction calculator that calculates a second correction amount for correcting the position.

第1の発明では、牽引力検出器の検出値が目標牽引力よりも大きく、作業機が障害物に衝突するおそれがある状態において、作業機の目標昇降位置は、牽引力偏差に基づいて演算された第1補正量に加えて、第1補正量と同様に牽引力偏差に基づいて演算された第2補正量によって、作業機が障害物を避ける方向へと補正される。このため、作業機は、作業車両のスリップを検出する検出器が設けられていなくとも、障害物を回避することが可能である。   In the first invention, in a state where the detection value of the traction force detector is larger than the target traction force and the work implement may collide with an obstacle, the target lift position of the work implement is calculated based on the traction force deviation. In addition to the first correction amount, the work implement is corrected in a direction to avoid the obstacle by the second correction amount calculated based on the traction force deviation in the same manner as the first correction amount. For this reason, the work implement can avoid an obstacle even if a detector for detecting the slip of the work vehicle is not provided.

第2の発明は、目標昇降位置補正部が、第2補正量を初期化するか否かを判定する第2補正量初期化判定部をさらに有し、第2補正量初期化判定部は、牽引力検出器の検出値が予め設定された許容牽引力よりも小さい場合、または、牽引力偏差が予め設定された許容牽引力偏差よりも小さい場合には、第2補正量を初期化することを特徴とする。   The second invention further includes a second correction amount initialization determination unit that determines whether the target lift position correction unit initializes the second correction amount, and the second correction amount initialization determination unit includes: The second correction amount is initialized when the detection value of the tractive force detector is smaller than a preset allowable tractive force or when the tractive force deviation is smaller than a preset allowable tractive force deviation. .

第2の発明では、牽引力検出器の検出値が許容牽引力を上回った場合のように作業機が障害物に衝突するおそれが高いときにのみ、作業機の目標昇降位置は第2補正量により補正される。よって、作業機を無駄に変位させることがなくなるため、作業機による作業を安定して実行することができる。   In the second invention, the target lift position of the work implement is corrected by the second correction amount only when there is a high possibility that the work implement will collide with an obstacle, such as when the detection value of the traction force detector exceeds the allowable traction force. Is done. Therefore, since the working machine is not displaced unnecessarily, the work by the working machine can be executed stably.

第3の発明は、第1感度及び第2感度の大きさが、オペレータによってそれぞれ変更可能であることを特徴とする。   The third invention is characterized in that the magnitudes of the first sensitivity and the second sensitivity can be changed by an operator.

第3の発明では、作業の状況に応じて第1感度及び第2感度の大きさをオペレータが任意に変更できるため、作業機による作業の安定性を向上させることができる。   In the third aspect of the invention, the operator can arbitrarily change the magnitudes of the first sensitivity and the second sensitivity according to the situation of the work, so that the stability of the work by the work machine can be improved.

本発明によれば、作業機の昇降制御装置の製造コストの上昇を抑制することができる。   ADVANTAGE OF THE INVENTION According to this invention, the raise of the manufacturing cost of the raising / lowering control apparatus of a working machine can be suppressed.

本発明の実施形態に係る作業機昇降制御装置を備える作業車両の構成を示す概略図である。It is the schematic which shows the structure of a working vehicle provided with the working machine raising / lowering control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る作業機昇降制御装置を備える作業車両に搭載された操作パネルを示す概略図である。It is the schematic which shows the operation panel mounted in the working vehicle provided with the working machine raising / lowering control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る作業機昇降制御装置における制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part in the working machine raising / lowering control apparatus which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る作業機昇降制御装置の変形例における制御部の構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the control part in the modification of the working machine raising / lowering control apparatus which concerns on embodiment of this invention.

以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.

本発明の実施形態に係る作業機昇降制御装置100は、アクチュエータを伸縮させることによってトラクタ等の作業車両に昇降自在に連結された作業機の昇降を制御するものである。   A work implement lifting control apparatus 100 according to an embodiment of the present invention controls lifting of a work implement that is connected to a work vehicle such as a tractor so as to be movable up and down by extending and contracting an actuator.

まず、図1を参照して、作業機昇降制御装置100を備える作業車両であるトラクタ10の全体構成について説明する。   First, with reference to FIG. 1, the whole structure of the tractor 10 which is a work vehicle provided with the working machine raising / lowering control apparatus 100 is demonstrated.

トラクタ10は、作業機としてのプラウ20と、プラウ20をトラクタ10の車体に連結させる三点ヒッチ機構30と、伸縮することによりトラクタ10に対してプラウ20を昇降させるアクチュエータとしての油圧シリンダ40と、油圧シリンダ40に供給される作動油を吐出するポンプ41と、トラクタ10の走行駆動源であるとともにポンプ41を駆動するエンジン50と、油圧シリンダ40に対する作動油の給排を制御する制御弁45と、制御弁45の開閉を制御することにより油圧シリンダ40の伸縮を制御する制御部としてのコントローラ60と、を備える。作業機昇降制御装置100は、主として、トラクタ10に対してプラウ20を昇降させる油圧シリンダ40と、油圧シリンダ40の伸縮を制御するコントローラ60と、により構成される。   The tractor 10 includes a plow 20 as a work machine, a three-point hitch mechanism 30 that connects the plow 20 to the vehicle body of the tractor 10, and a hydraulic cylinder 40 as an actuator that raises and lowers the plow 20 relative to the tractor 10 by expanding and contracting. A pump 41 that discharges hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder 40, an engine 50 that is a travel drive source of the tractor 10 and that drives the pump 41, and a control valve 45 that controls supply and discharge of hydraulic oil to and from the hydraulic cylinder 40. And a controller 60 as a control unit that controls expansion and contraction of the hydraulic cylinder 40 by controlling opening and closing of the control valve 45. The work implement lifting control device 100 is mainly configured by a hydraulic cylinder 40 that raises and lowers the plow 20 with respect to the tractor 10 and a controller 60 that controls expansion and contraction of the hydraulic cylinder 40.

プラウ20は、圃場を耕起するために用いられる作業機であり、三点ヒッチ機構30を介してトラクタ10により牽引されることで圃場の表土を破砕し土壌を柔らかくするものである。なお、作業機としては、プラウ20に限定されず、トラクタ10により牽引されることで圃場を耕起することが可能な作業機であればどのような形式のものであってもよい。   The plow 20 is a working machine used for tilling the field, and is pulled by the tractor 10 through the three-point hitch mechanism 30 to crush the topsoil of the field and soften the soil. The working machine is not limited to the plow 20 and may be of any type as long as it can plow the field by being pulled by the tractor 10.

三点ヒッチ機構30は、一端32aがトラクタ10の車体の後方下部に揺動自在に連結される一対のロアリンク32と、一端31aがロアリンク32よりも上方においてトラクタ10の車体に揺動自在に連結されるトップリンク31と、一端33aがトラクタ10の車体の後方に揺動自在に連結され、油圧シリンダ40の伸縮に応じて揺動する一対のリフトアーム33と、リフトアーム33の他端33bとロアリンク32の中間部とを連結し、リフトアーム33の揺動をロアリンク32に伝達するリフトロッド34と、を有する。トップリンク31の他端31bと一対のロアリンク32の他端32bとには、プラウ20が着脱自在に連結される。   The three-point hitch mechanism 30 has a pair of lower links 32 whose one end 32 a is swingably connected to the rear lower part of the vehicle body of the tractor 10, and one end 31 a is swingable to the vehicle body of the tractor 10 above the lower link 32. A pair of lift arms 33 that are swingably connected to the rear of the vehicle body of the tractor 10, swing according to the expansion and contraction of the hydraulic cylinder 40, and the other end of the lift arm 33. 33 b and a middle part of the lower link 32, and a lift rod 34 that transmits the swing of the lift arm 33 to the lower link 32. The plow 20 is detachably connected to the other end 31 b of the top link 31 and the other end 32 b of the pair of lower links 32.

油圧シリンダ40は、円筒状の本体部40aと、本体部40aから突出するロッド40bと、を有する単動型のラム式シリンダである。本体部40aの基端部はトラクタ10の車体に連結され、ロッド40bの先端部はリフトアーム33の中間部に連結される。このため、油圧シリンダ40が伸長すると、ロッド40bが連結されたリフトアーム33は、一端33aを中心として回動し、他端33b側が上方へと移動する。これに伴ってリフトロッド34も上方へと移動するため、リフトロッド34が連結されたロアリンク32は、一端32aを中心として回動し、他端32b側が上方へと移動する。この結果、ロアリンク32の他端32bに連結されたプラウ20も上方へと移動する。このように、油圧シリンダ40が伸長するとプラウ20はトラクタ10の車体に対して上昇し、油圧シリンダ40が収縮するとプラウ20はトラクタ10の車体に対して下降する。   The hydraulic cylinder 40 is a single-acting ram type cylinder having a cylindrical main body 40a and a rod 40b protruding from the main body 40a. The base end portion of the main body portion 40 a is connected to the vehicle body of the tractor 10, and the tip end portion of the rod 40 b is connected to the intermediate portion of the lift arm 33. For this reason, when the hydraulic cylinder 40 is extended, the lift arm 33 to which the rod 40b is connected rotates around the one end 33a, and the other end 33b side moves upward. Accordingly, the lift rod 34 also moves upward, so that the lower link 32 connected to the lift rod 34 rotates about one end 32a and the other end 32b moves upward. As a result, the plow 20 connected to the other end 32b of the lower link 32 also moves upward. As described above, when the hydraulic cylinder 40 extends, the plow 20 rises with respect to the vehicle body of the tractor 10, and when the hydraulic cylinder 40 contracts, the plow 20 descends with respect to the vehicle body of the tractor 10.

油圧シリンダ40は、各リフトアーム33に対して1つずつ設けられる。なお、油圧シリンダ40は、ラム式シリンダに限定されず、単動型または複動型のピストン式シリンダであってもよい。また、油圧シリンダ40は、一対のリフトアーム33の何れか一方にのみ設けられていてもよい。   One hydraulic cylinder 40 is provided for each lift arm 33. The hydraulic cylinder 40 is not limited to a ram type cylinder, and may be a single action type or a double action type piston type cylinder. Further, the hydraulic cylinder 40 may be provided on only one of the pair of lift arms 33.

ポンプ41は、タンク42に貯留された作動油を吸込んで吐出するギヤポンプであり、エンジン50が運転状態にあるときには常に回転している。ポンプ41は、制御弁45を介して油圧シリンダ40と接続される。なお、ポンプ41は、ギヤポンプに限定されず、ピストンポンプやベーンポンプ等、どのような形式のポンプであってもよく、また、ポンプ41の駆動源としては、エンジン50に代えて、電動モータや液圧モータが用いられてもよい。   The pump 41 is a gear pump that sucks and discharges hydraulic oil stored in the tank 42, and is always rotating when the engine 50 is in an operating state. The pump 41 is connected to the hydraulic cylinder 40 via the control valve 45. The pump 41 is not limited to a gear pump, and may be any type of pump such as a piston pump or a vane pump. The drive source of the pump 41 is an electric motor or liquid instead of the engine 50. A pressure motor may be used.

制御弁45は、開弁することでポンプ41から吐出された作動油を油圧シリンダ40に供給する伸長側電磁弁45aと、開弁することで油圧シリンダ40内の作動油をタンク42に排出する収縮側電磁弁45bと、を有する。伸長側電磁弁45a及び収縮側電磁弁45bは、ソレノイドへの通電によって生じる電磁力とスプリングのばね力とが釣り合う位置に弁体が移動して、弁体の位置に応じた開口面積で開弁する比例ソレノイドバルブである。   The control valve 45 opens, and discharges the hydraulic oil in the hydraulic cylinder 40 to the tank 42 by opening the valve and the extension-side electromagnetic valve 45a that supplies the hydraulic oil discharged from the pump 41 to the hydraulic cylinder 40. A contraction-side electromagnetic valve 45b. The extension-side solenoid valve 45a and the contraction-side solenoid valve 45b are opened with an opening area corresponding to the position of the valve body, with the valve body moving to a position where the electromagnetic force generated by energizing the solenoid and the spring force of the spring balance. This is a proportional solenoid valve.

伸長側電磁弁45a及び収縮側電磁弁45bの開閉は、コントローラ60によって制御され、伸長側電磁弁45aが開弁し収縮側電磁弁45bが閉弁することで油圧シリンダ40は伸長し、伸長側電磁弁45aが閉弁し収縮側電磁弁45bが開弁することで油圧シリンダ40は収縮する。   Opening and closing of the extension side solenoid valve 45a and the contraction side solenoid valve 45b is controlled by the controller 60, and the extension side solenoid valve 45a is opened and the contraction side solenoid valve 45b is closed, so that the hydraulic cylinder 40 is extended. The hydraulic cylinder 40 contracts by closing the electromagnetic valve 45a and opening the contraction side electromagnetic valve 45b.

コントローラ60は、油圧シリンダ40の伸縮制御を実行するCPU(中央演算処理装置)と、CPUの処理動作に必要な制御プログラムや設定値等が記憶されたROM(リードオンリメモリ)と、各種センサが検出した情報を一時的に記憶するRAM(ランダムアクセスメモリ)と、を有する。   The controller 60 includes a CPU (central processing unit) that performs expansion / contraction control of the hydraulic cylinder 40, a ROM (read only memory) that stores control programs and setting values necessary for the processing operation of the CPU, and various sensors. And a RAM (random access memory) for temporarily storing the detected information.

コントローラ60には、トラクタ10の車体に対するプラウ20の昇降位置を検出する昇降位置検出器としてのストロークセンサ80の検出値と、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力を検出する牽引力検出器としての荷重センサ82の検出値と、が入力される。また、コントローラ60には、オペレータが操作する操作パネル70からの信号が入力される。コントローラ60は、各種センサから入力される検出値や操作パネル70から入力されるパラメータ等に基づいて、後述のポジション制御、ドラフト制御、及び、障害物回避制御を実行する。   The controller 60 includes a detection value of a stroke sensor 80 as a lift position detector that detects the lift position of the plow 20 relative to the vehicle body of the tractor 10 and a load as a traction force detector that detects the traction force that the tractor 10 pulls the plow 20. The detection value of the sensor 82 is input. The controller 60 receives a signal from the operation panel 70 operated by the operator. The controller 60 executes position control, draft control, and obstacle avoidance control, which will be described later, based on detection values input from various sensors, parameters input from the operation panel 70, and the like.

ストロークセンサ80は、油圧シリンダ40の本体部40aに組み付けられ、本体部40aに対して進退するロッド40bの絶対的なストローク量を検出する。ストロークセンサ80は、ホールIC等の磁気検出部を有し、ストロークセンサ80からは、ロッド40bの変位に応じて変化する磁界の変化に応じた電気信号が出力される。なお、ストロークセンサ80としては、上記構成に限定されず、ロッド40bの絶対的なストローク量を検出することができればどのような形式のものであってもよい。   The stroke sensor 80 is assembled to the main body 40a of the hydraulic cylinder 40, and detects the absolute stroke amount of the rod 40b that moves forward and backward with respect to the main body 40a. The stroke sensor 80 has a magnetic detection unit such as a Hall IC, and the stroke sensor 80 outputs an electrical signal corresponding to a change in magnetic field that changes according to the displacement of the rod 40b. The stroke sensor 80 is not limited to the above configuration, and may be of any type as long as the absolute stroke amount of the rod 40b can be detected.

ここで、上述のように、油圧シリンダ40のロッド40bが連結されるリフトアーム33は、リフトロッド34を介してロアリンク32に連結されている。このため、ロッド40bのストローク量は、トラクタ10に対するプラウ20の鉛直方向における変位に相当することとなる。   Here, as described above, the lift arm 33 to which the rod 40 b of the hydraulic cylinder 40 is connected is connected to the lower link 32 via the lift rod 34. For this reason, the stroke amount of the rod 40 b corresponds to the displacement of the plow 20 in the vertical direction with respect to the tractor 10.

なお、トラクタ10に対するプラウ20の昇降位置を検出する昇降位置検出器としては、油圧シリンダ40の伸縮量を検出するストロークセンサ80に限定されず、トラクタ10に対するプラウ20の鉛直方向における変位に相当する変位を検出することができるものであればどのようなセンサであってもよい。例えば、昇降位置検出器として、トラクタ10に対してプラウ20が昇降する際に変化するリフトアーム33やロアリンク32の回転角を検出する回転角センサを設けておくことにより、回転角センサの検出値に基づいて、トラクタ10に対するプラウ20の鉛直方向における変位量を把握することができる。また、ストロークセンサ80と回転角センサとの両方を設けることで、プラウ20の変位量を精度よく検出することが可能となる。   The lift position detector that detects the lift position of the plow 20 relative to the tractor 10 is not limited to the stroke sensor 80 that detects the amount of expansion / contraction of the hydraulic cylinder 40, and corresponds to the displacement of the plow 20 in the vertical direction relative to the tractor 10. Any sensor can be used as long as it can detect the displacement. For example, a rotation angle sensor that detects the rotation angle of the lift arm 33 and the lower link 32 that change when the plow 20 moves up and down with respect to the tractor 10 is provided as a lift position detector. Based on the value, the amount of displacement of the plow 20 in the vertical direction relative to the tractor 10 can be grasped. Further, by providing both the stroke sensor 80 and the rotation angle sensor, the displacement amount of the plow 20 can be accurately detected.

荷重センサ82は、円柱状に形成されたロードセルであり、ロアリンク32の一端32aに設けられ、トラクタ10の車体とロアリンク32とを連結する連結ピンとして用いられる。荷重センサ82は、両端部がトラクタ10の車体によって支持され、中央部がロアリンク32によって支持される。中央部と両端部との間には、荷重センサ82に作用する荷重によって歪を生じる起歪部が設けられ、起歪部には歪ゲージが取り付けられる。起歪部における歪量に応じて歪ゲージの抵抗が変化することで、荷重センサ82からは荷重に比例した電気信号が出力される。なお、荷重センサ82としては、歪ゲージが用いられるものに限定されず、ピエゾ素子を用いた圧電式や磁歪材料を用いた磁歪式であってもよい。なお、荷重センサ82の取り付け位置は、ロアリンク32の一端32aに限定されず、ロアリンク32の一端32aと同様に、トラクタ10がプラウ20を牽引する力が作用するトップリンク31の一端31aであってもよい。   The load sensor 82 is a load cell formed in a columnar shape, is provided at one end 32 a of the lower link 32, and is used as a connection pin that connects the vehicle body of the tractor 10 and the lower link 32. The load sensor 82 is supported at both ends by the vehicle body of the tractor 10 and at the center by the lower link 32. Between the central portion and both end portions, a strain generating portion that generates strain due to a load acting on the load sensor 82 is provided, and a strain gauge is attached to the strain generating portion. The load sensor 82 outputs an electrical signal proportional to the load by changing the resistance of the strain gauge according to the strain amount in the strain generating portion. Note that the load sensor 82 is not limited to one using a strain gauge, and may be a piezoelectric type using a piezoelectric element or a magnetostrictive type using a magnetostrictive material. The mounting position of the load sensor 82 is not limited to the one end 32 a of the lower link 32, and similarly to the one end 32 a of the lower link 32, the load sensor 82 is attached to one end 31 a of the top link 31 on which a force that pulls the plow 20 acts. There may be.

操作パネル70には、図2に示すように、トラクタ10に対するプラウ20の高さを設定可能な操作レバー72と、コントローラ60に入力されるパラメータを設定するための複数のダイヤル73〜75と、が設けられる。操作レバー72及び各ダイヤル73〜75により設定されるパラメータについては後述する。   As shown in FIG. 2, the operation panel 70 has an operation lever 72 capable of setting the height of the plow 20 relative to the tractor 10, a plurality of dials 73 to 75 for setting parameters input to the controller 60, Is provided. Parameters set by the operation lever 72 and the dials 73 to 75 will be described later.

次に、図3を参照して、コントローラ60の具体的構成について説明する。   Next, a specific configuration of the controller 60 will be described with reference to FIG.

コントローラ60は、トラクタ10の車体に対するプラウ20の目標昇降位置としての目標プラウ位置とストロークセンサ80によって検出された実際のプラウ位置との偏差を算出するプラウ位置偏差算出部61と、プラウ位置偏差算出部61で算出された偏差に基づいてプラウ20を上昇させるか下降させるかを判定する伸縮判定部62と、トラクタ10がプラウ20を牽引する目標牽引力と荷重センサ82により検出された実際の牽引力との差である牽引力偏差に基づいて目標プラウ位置を補正する目標昇降位置補正部としての目標プラウ位置補正部63と、を有する。以下では、プラウ20の深さが浅くなる方向、すなわちプラウ20が上昇する方向をプラス側とし、プラウ20の深さが深くなる方向、すなわちプラウ20が下降する方向をマイナス側として説明する。   The controller 60 includes a plow position deviation calculation unit 61 that calculates a deviation between a target plow position as a target lift position of the plow 20 relative to the vehicle body of the tractor 10 and an actual plow position detected by the stroke sensor 80, and a plow position deviation calculation. An expansion / contraction determination unit 62 that determines whether to raise or lower the plow 20 based on the deviation calculated by the unit 61, a target traction force that the tractor 10 pulls the plow 20, and an actual traction force detected by the load sensor 82 A target plow position correction unit 63 as a target lift position correction unit that corrects the target plow position based on the traction force deviation that is the difference between the two. In the following description, the direction in which the depth of the plow 20 decreases, that is, the direction in which the plow 20 rises is defined as the plus side, and the direction in which the depth of the plow 20 increases, that is, the direction in which the plow 20 descends is defined as the minus side.

プラウ位置偏差算出部61には、目標プラウ位置が入力されるとともに、耕起作業中に変化するプラウ20の位置を随時検出するストロークセンサ80の検出値が実際のプラウ位置として入力される。プラウ位置偏差算出部61では、入力された目標プラウ位置と実際のプラウ位置との偏差を算出し、算出された偏差は伸縮判定部62に入力される。   A target plow position is input to the plow position deviation calculation unit 61, and a detection value of the stroke sensor 80 that detects the position of the plow 20 that changes during the tilling operation is input as an actual plow position. The plow position deviation calculation unit 61 calculates a deviation between the input target plow position and the actual plow position, and the calculated deviation is input to the expansion / contraction determination unit 62.

伸縮判定部62は、プラウ位置偏差算出部61で算出された偏差に基づいて、目標プラウ位置と実際のプラウ位置とのどちらがどの程度大きいかを判定する。そして、判定結果に応じて、伸長側電磁弁45aまたは収縮側電磁弁45bに駆動電流を供給する。   The expansion / contraction determination unit 62 determines how large the target plow position or the actual plow position is based on the deviation calculated by the plow position deviation calculation unit 61. Then, a drive current is supplied to the expansion side electromagnetic valve 45a or the contraction side electromagnetic valve 45b according to the determination result.

具体的には、目標プラウ位置よりも実際のプラウ位置が低い場合、すなわち、プラウ20の深さが目標よりも深い場合には、プラウ20を上昇させなければならないため、伸縮判定部62は、伸長側電磁弁45aに電流を供給し、油圧シリンダ40を伸長させる。一方、目標プラウ位置よりも実際のプラウ位置が高い場合、すなわち、プラウ20の深さが目標よりも浅い場合には、プラウ20を下降させなければならないため、伸縮判定部62は、収縮側電磁弁45bに電流を供給し、油圧シリンダ40を収縮させる。なお、実際のプラウ位置が目標プラウ位置へ早く収束するように、各電磁弁45a,45bに供給される電流値は、実際のプラウ位置と目標プラウ位置との差分に基づくPI制御によって設定されることが好ましい。   Specifically, when the actual plow position is lower than the target plow position, that is, when the depth of the plow 20 is deeper than the target, the plow 20 must be raised, so the expansion / contraction determination unit 62 A current is supplied to the extension side electromagnetic valve 45a, and the hydraulic cylinder 40 is extended. On the other hand, when the actual plow position is higher than the target plow position, that is, when the depth of the plow 20 is shallower than the target, the plow 20 must be lowered. An electric current is supplied to the valve 45b, and the hydraulic cylinder 40 is contracted. The current value supplied to each electromagnetic valve 45a, 45b is set by PI control based on the difference between the actual plow position and the target plow position so that the actual plow position converges quickly to the target plow position. It is preferable.

目標プラウ位置補正部63は、オペレータにより設定された目標牽引力と荷重センサ82により検出された実際の牽引力との差である牽引力偏差を算出する牽引力偏差算出部65と、牽引力偏差算出部65で算出された牽引力偏差に基づいて目標プラウ位置を補正する第1補正量としてのドラフト補正量を演算する第1補正演算部としてのドラフト補正演算部66と、牽引力偏差算出部65で算出された牽引力偏差に基づいて目標プラウ位置を補正する第2補正量としての回避補正量を演算する第2補正演算部としての回避補正演算部67と、回避補正演算部67において回避補正量の演算を実行すべき状況であるか否かを判定する回避補正適用判定部68と、を有する。   The target plow position correction unit 63 is calculated by a traction force deviation calculation unit 65 that calculates a traction force deviation that is a difference between the target traction force set by the operator and the actual traction force detected by the load sensor 82, and is calculated by the traction force deviation calculation unit 65. A tractive force deviation calculated by a draft correction calculation unit 66 as a first correction calculation unit that calculates a draft correction amount as a first correction amount for correcting the target plow position based on the calculated tractive force deviation, and a tractive force deviation calculation unit 65 The avoidance correction calculation unit 67 as a second correction calculation unit that calculates an avoidance correction amount as a second correction amount for correcting the target plow position based on And an avoidance correction application determination unit 68 that determines whether or not the situation is present.

牽引力偏差算出部65には、荷重センサ82の検出値、すなわち、トラクタ10がプラウ20を牽引する実際の牽引力が入力されるとともに、後述のドラフト制御時に操作パネル70の操作レバー72を介してオペレータにより設定される目標牽引力が入力される。牽引力偏差算出部65では、目標牽引力から実際の牽引力を差し引くことにより牽引力偏差が算出され、算出された牽引力偏差の絶対値は、ドラフト補正演算部66と回避補正適用判定部68とに入力される。牽引力偏差は、目標牽引力の方が実際の牽引力よりも大きい場合には、プラスの値となり、目標牽引力の方が実際の牽引力よりも小さい場合には、マイナスの値となる。   The detection value of the load sensor 82, that is, the actual traction force that the tractor 10 pulls the plow 20 is input to the traction force deviation calculation unit 65, and the operator is operated via the operation lever 72 of the operation panel 70 during draft control described later. The target traction force set by is input. In the traction force deviation calculation unit 65, the traction force deviation is calculated by subtracting the actual traction force from the target traction force, and the calculated absolute value of the traction force deviation is input to the draft correction calculation unit 66 and the avoidance correction application determination unit 68. . The tractive force deviation is a positive value when the target tractive force is larger than the actual tractive force, and a negative value when the target tractive force is smaller than the actual tractive force.

ドラフト補正演算部66には、牽引力偏差算出部65で算出された牽引力偏差が入力されるとともに、操作パネル70のドラフト感度ダイヤル73を介してオペレータにより設定された第1感度としてのドラフト感度が入力される。ドラフト感度は、目標プラウ位置を補正する際に牽引力偏差をどの程度反映させるかを示す度合である。ドラフト補正演算部66では、牽引力偏差の大きさとドラフト感度の大きさとに基づいて、目標プラウ位置を補正するドラフト補正量が演算される。   The draft correction calculation unit 66 receives the tractive force deviation calculated by the tractive force deviation calculation unit 65 and the draft sensitivity as the first sensitivity set by the operator via the draft sensitivity dial 73 of the operation panel 70. Is done. The draft sensitivity is a degree indicating how much the tractive force deviation is reflected when the target plow position is corrected. In the draft correction calculation unit 66, a draft correction amount for correcting the target plow position is calculated based on the magnitude of the traction force deviation and the magnitude of the draft sensitivity.

具体的には、ドラフト補正演算部66では、入力されたドラフト感度が積分ゲインKiとして用いられ、所定の制御ステップごとに算出された牽引力偏差に対して掛け合わされる。そして、牽引力偏差と積分ゲインKiとの乗算値を加算し続けることにより得られた積算値がドラフト補正量として出力される。ドラフト補正量は、目標牽引力が実際の牽引力よりも大きい状態が続くとプラスの値となり、目標牽引力が実際の牽引力よりも小さい状態が続くとマイナスの値となる。なお、ドラフト感度は比例ゲインKpとして用いられてもよい。この場合、牽引力偏差と比例ゲインKpとの乗算値がドラフト補正量となる。   Specifically, in the draft correction calculation unit 66, the input draft sensitivity is used as the integral gain Ki and multiplied by the tractive force deviation calculated for each predetermined control step. Then, an integrated value obtained by continuing to add the multiplication value of the tractive force deviation and the integral gain Ki is output as a draft correction amount. The draft correction amount becomes a positive value when the target traction force continues to be larger than the actual traction force, and becomes a negative value when the target traction force continues to be smaller than the actual traction force. The draft sensitivity may be used as the proportional gain Kp. In this case, the product of the tractive force deviation and the proportional gain Kp is the draft correction amount.

このようにドラフト補正演算部66で演算されたドラフト補正量は、目標プラウ位置に対して出力され、目標プラウ位置を減算補正する。このため、ドラフト補正量がプラスである場合、すなわち、目標牽引力の方が実際の牽引力よりも大きい場合、目標プラウ位置は、ドラフト補正量の大きさに応じて低くなるように、すなわち圃場に対するプラウ20の深さが深くなる方向に補正される。一方、ドラフト補正量がマイナスである場合、すなわち、実際の牽引力の方が目標牽引力よりも大きい場合、目標プラウ位置は、ドラフト補正量の大きさに応じて高くなるように、すなわち圃場に対するプラウ20の深さが浅くなる方向に補正される。   Thus, the draft correction amount calculated by the draft correction calculation unit 66 is output with respect to the target plow position, and the target plow position is subtracted and corrected. For this reason, when the draft correction amount is positive, that is, when the target traction force is larger than the actual traction force, the target plow position is lowered according to the draft correction amount, that is, the plow with respect to the field. The depth of 20 is corrected in the increasing direction. On the other hand, when the draft correction amount is negative, that is, when the actual traction force is greater than the target traction force, the target plow position is increased according to the draft correction amount, that is, the plow 20 for the field. It is corrected in the direction of decreasing the depth of.

また、ドラフト補正演算部66に入力されるドラフト感度の大きさは、オペレータがドラフト感度ダイヤル73を操作することにより変更可能である。ドラフト感度が大きくされると、目標プラウ位置の補正に対する牽引力偏差の反映度合が大きくなり、例えば、牽引力偏差が小さい場合であっても目標プラウ位置は大幅に補正され、実際の牽引力を目標牽引力に収束させることが優先される。一方で、ドラフト感度が小さくされると、目標プラウ位置の補正に対する牽引力偏差の反映度合が小さくなり、例えば、牽引力偏差が大きい場合であっても目標プラウ位置はあまり補正されず、実際のプラウ位置を目標プラウ位置に収束させることが優先される。   Further, the magnitude of the draft sensitivity input to the draft correction calculation unit 66 can be changed by the operator operating the draft sensitivity dial 73. When the draft sensitivity is increased, the degree of reflection of the tractive force deviation with respect to the correction of the target plow position increases.For example, even when the tractive force deviation is small, the target plow position is greatly corrected, and the actual tractive force becomes the target tractive force. Priority is given to convergence. On the other hand, when the draft sensitivity is reduced, the degree of reflection of the traction force deviation with respect to the correction of the target plow position is reduced. For example, even when the traction force deviation is large, the target plow position is not corrected much, and the actual plow position is reduced. It is prioritized to converge to the target plow position.

回避補正演算部67には、牽引力偏差算出部65で算出された牽引力偏差が回避補正適用判定部68を介して入力されるとともに、操作パネル70の回避感度ダイヤル74を介してオペレータにより設定された第2感度としての回避感度が入力される。回避感度は、目標プラウ位置を補正する際に牽引力偏差をどの程度反映させるかを示す度合である。回避補正演算部67では、牽引力偏差の大きさと回避感度の大きさとに基づいて、目標プラウ位置を補正する回避補正量が演算される。   The traction force deviation calculated by the traction force deviation calculation unit 65 is input to the avoidance correction calculation unit 67 via the avoidance correction application determination unit 68 and set by the operator via the avoidance sensitivity dial 74 of the operation panel 70. The avoidance sensitivity as the second sensitivity is input. The avoidance sensitivity is a degree indicating how much the tractive force deviation is reflected when the target plow position is corrected. The avoidance correction calculator 67 calculates an avoidance correction amount for correcting the target plow position based on the magnitude of the traction force deviation and the magnitude of the avoidance sensitivity.

具体的には、回避補正演算部67では、入力された回避感度が積分ゲインKiとして用いられ、所定の制御ステップごとに算出された牽引力偏差に対して掛け合わされる。そして、牽引力偏差と積分ゲインKiとの乗算値を加算し続けることにより得られた積算値が回避補正量として出力される。なお、回避感度は比例ゲインKpとして用いられてもよい。この場合、牽引力偏差と比例ゲインKpとの乗算値が回避補正量となる。回避補正演算部67における演算は、回避補正適用判定部68において回避補正量の演算を実行すべき状況にあると判定された場合にのみ行われる。   Specifically, in the avoidance correction calculation unit 67, the input avoidance sensitivity is used as the integral gain Ki and multiplied by the traction force deviation calculated for each predetermined control step. Then, the integrated value obtained by continuing to add the multiplication value of the tractive force deviation and the integral gain Ki is output as the avoidance correction amount. The avoidance sensitivity may be used as the proportional gain Kp. In this case, the multiplication value of the tractive force deviation and the proportional gain Kp is the avoidance correction amount. The calculation in the avoidance correction calculation unit 67 is performed only when it is determined by the avoidance correction application determination unit 68 that the calculation of the avoidance correction amount is to be executed.

回避補正適用判定部68では、入力された牽引力偏差の絶対値がマイナスであるか否か、すなわち、実際の牽引力が目標牽引力よりも大きいか否かが判定される。そして、回避補正適用判定部68は、実際の牽引力が目標牽引力よりも大きいと判定された場合のみ回避補正演算部67に牽引力偏差を出力し、それ以外の場合は、回避補正演算部67に牽引力偏差を出力しない。つまり、上述の回避補正演算部67では、プラウ20が障害物に突き当たる等によって、実際の牽引力が目標牽引力を上回った場合にのみ、回避補正量が演算される。このため、回避補正演算部67で演算される回避補正量は、常にマイナスの値となる。   The avoidance correction application determination unit 68 determines whether or not the input absolute value of the traction force deviation is negative, that is, whether or not the actual traction force is greater than the target traction force. Then, the avoidance correction application determination unit 68 outputs the traction force deviation to the avoidance correction calculation unit 67 only when it is determined that the actual traction force is greater than the target traction force, and otherwise, the traction force is output to the avoidance correction calculation unit 67. Does not output deviation. That is, the avoidance correction calculation unit 67 calculates the avoidance correction amount only when the actual traction force exceeds the target traction force due to the plow 20 hitting an obstacle or the like. For this reason, the avoidance correction amount calculated by the avoidance correction calculation unit 67 is always a negative value.

このように回避補正演算部67で演算された回避補正量は、目標プラウ位置に対して出力され、目標プラウ位置を減算補正する。回避補正量は、常にマイナスの値であるため、目標プラウ位置は、回避補正量の大きさに応じて高くなるように、すなわち圃場に対するプラウ20の深さが浅くなり、プラウ20が障害物を回避する方向に補正される。   The avoidance correction amount calculated in this way by the avoidance correction calculating unit 67 is output with respect to the target plow position, and the target plow position is subtracted and corrected. Since the avoidance correction amount is always a negative value, the target plow position is increased in accordance with the size of the avoidance correction amount, that is, the depth of the plow 20 with respect to the field is reduced, and the plow 20 detects an obstacle. It is corrected in the direction to avoid.

また、回避補正演算部67に入力される回避感度の大きさは、オペレータが回避感度ダイヤル74を操作することにより変更可能である。回避感度が大きくされると、目標プラウ位置の補正に対する牽引力偏差の反映度合が大きくなり、例えば、実際の牽引力が目標牽引力をわずかに上回った場合でも目標プラウ位置はプラウ20が障害物を回避する方向に大幅に補正されることになる。回避感度が小さくされると、目標プラウ位置の補正に対する牽引力偏差の反映度合が小さくなり、例えば、実際の牽引力が目標牽引力を大幅に上回った場合でも目標プラウ位置はプラウ20が障害物を回避する方向にあまり補正されないことになる。   Further, the magnitude of the avoidance sensitivity input to the avoidance correction calculation unit 67 can be changed by the operator operating the avoidance sensitivity dial 74. When the avoidance sensitivity is increased, the degree of reflection of the traction force deviation with respect to the correction of the target plow position is increased. For example, even when the actual traction force slightly exceeds the target traction force, the plow 20 avoids the obstacle at the target plow position. Will be greatly corrected in the direction. When the avoidance sensitivity is reduced, the degree of reflection of the traction force deviation with respect to the correction of the target plow position is reduced. For example, even when the actual traction force greatly exceeds the target traction force, the plow 20 avoids the obstacle at the target plow position. There will be little correction in the direction.

目標プラウ位置補正部63は、回避補正演算部67において演算された回避補正量を初期化するか否かを判定する第2補正量初期化判定部としての回避補正初期化判定部69をさらに有する。   The target plow position correction unit 63 further includes an avoidance correction initialization determination unit 69 as a second correction amount initialization determination unit that determines whether or not to initialize the avoidance correction amount calculated by the avoidance correction calculation unit 67. .

回避補正初期化判定部69には、荷重センサ82の検出値、すなわち、トラクタ10がプラウ20を牽引する実際の牽引力が入力されるとともに、操作パネル70の許容牽引力ダイヤル75を介してオペレータにより設定された許容牽引力が入力される。回避補正初期化判定部69は、入力された実際の牽引力と許容牽引力とを比較し、実際の牽引力が許容牽引力よりも小さい場合には、回避補正演算部67で演算された回避補正量を初期化する初期化信号を回避補正演算部67に出力する。   The detection value of the load sensor 82, that is, the actual traction force that the tractor 10 pulls the plow 20 is input to the avoidance correction initialization determination unit 69 and is set by the operator via the allowable traction force dial 75 of the operation panel 70. The permissible traction force is input. The avoidance correction initialization determination unit 69 compares the input actual traction force with the allowable traction force, and when the actual traction force is smaller than the allowable traction force, the avoidance correction calculation unit 67 calculates the avoidance correction amount as an initial value. The initialization signal to be converted is output to the avoidance correction calculation unit 67.

回避補正演算部67に初期化信号が入力されると、回避補正演算部67では、牽引力偏差と積分ゲインKiとの乗算値が積算された積算値である回避補正量がリセットされゼロとなる。つまり、実際の牽引力が許容牽引力を上回らない限り、回避補正量はリセットされ続け、回避補正演算部67では実質的に回避補正量が演算されない状態となる。このように、回避補正初期化判定部69は、実際の牽引力がある程度上昇し、許容牽引力を上回った場合にのみ、目標プラウ位置が回避補正量によって補正されるように機能する。なお、回避補正演算部67に初期化信号が入力された場合、回避補正量をリセットすることに代えて、初期化信号が入力されている間は、積分ゲインKiである回避感度がゼロとなるようにしてもよい。   When the initialization signal is input to the avoidance correction calculation unit 67, the avoidance correction calculation unit 67 resets the avoidance correction amount, which is an integrated value obtained by integrating the multiplication value of the traction force deviation and the integral gain Ki, to zero. That is, as long as the actual traction force does not exceed the allowable traction force, the avoidance correction amount is continuously reset, and the avoidance correction calculation unit 67 does not substantially calculate the avoidance correction amount. In this way, the avoidance correction initialization determination unit 69 functions so that the target plow position is corrected by the avoidance correction amount only when the actual traction force rises to some extent and exceeds the allowable traction force. When the initialization signal is input to the avoidance correction calculation unit 67, instead of resetting the avoidance correction amount, the avoidance sensitivity that is the integral gain Ki is zero while the initialization signal is input. You may do it.

回避補正初期化判定部69に入力される許容牽引力の大きさは、オペレータが許容牽引力ダイヤル75を操作することにより変更可能である。許容牽引力が大きめに設定されると、目標プラウ位置はプラウ20が障害物を回避する方向に補正されにくくなる。このため、圃場に石等の障害物が多く、石等を避けて頻繁にプラウ20が上昇し、耕起深さが浅くなってしまうことを避けたい場合、許容牽引力は大きめに設定される。一方、許容牽引力が小さ目に設定されると、目標プラウ位置はプラウ20が障害物を回避する方向に補正され易くなる。このため、圃場に石等の障害物が少なく、たまに存在する石等の障害物により耕起作業が阻害されることを避けたい場合、許容牽引力は小さめに設定される。   The magnitude of the allowable traction force input to the avoidance correction initialization determination unit 69 can be changed by the operator operating the allowable traction force dial 75. When the allowable traction force is set to be large, the target plow position is difficult to be corrected in a direction in which the plow 20 avoids the obstacle. For this reason, when there are many obstacles such as stones in the field, and it is desired to avoid that the plow 20 frequently rises by avoiding stones and the plowing depth becomes shallow, the allowable traction force is set to be large. On the other hand, when the allowable traction force is set to a small value, the target plow position is easily corrected in a direction in which the plow 20 avoids an obstacle. For this reason, when there are few obstacles, such as a stone, in an agricultural field, and it wants to avoid that a tilling work is inhibited by obstacles, such as a stone which exists occasionally, permissible tractive force is set small.

続いて、図3を参照して、コントローラ60で実行される制御について説明する。   Next, the control executed by the controller 60 will be described with reference to FIG.

まず、圃場に対するプラウ20の深さが目標の深さとなるように制御するポジション制御について説明する。   First, position control for controlling the depth of the plow 20 with respect to the farm field to be the target depth will be described.

ポジション制御は、ドラフト感度ダイヤル73及び回避感度ダイヤル74がオフの位置に操作されているときに実行される。ドラフト感度ダイヤル73及び回避感度ダイヤル74がオフの位置にあり、ドラフト感度および回避感度がコントローラ60に入力されない状態では、目標プラウ位置補正部63においてドラフト補正量及び回避補正量が演算されない。このため、目標プラウ位置は、補正されることなくプラウ位置偏差算出部61に入力される。なお、図示しない制御モード切替スイッチを設け、制御モード切替スイッチを切り替えることによって、ポジション制御と後述のドラフト制御とを切り替えてもよい。   The position control is executed when the draft sensitivity dial 73 and the avoidance sensitivity dial 74 are operated to the off position. When the draft sensitivity dial 73 and the avoidance sensitivity dial 74 are in the off position and the draft sensitivity and the avoidance sensitivity are not input to the controller 60, the draft correction amount and the avoidance correction amount are not calculated in the target plow position correction unit 63. Therefore, the target plow position is input to the plow position deviation calculation unit 61 without being corrected. In addition, a control mode changeover switch (not shown) may be provided, and the position control and draft control described later may be changed over by switching the control mode changeover switch.

したがって、ポジション制御では、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力の大きさに関わらず、オペレータが操作パネル70の操作レバー72を操作することによって設定されたトラクタ10の車体に対するプラウ20の位置が維持される。   Therefore, in the position control, the position of the plow 20 relative to the vehicle body of the tractor 10 set by the operator operating the operation lever 72 of the operation panel 70 is maintained regardless of the magnitude of the traction force with which the tractor 10 pulls the plow 20. Is done.

具体的には、まず、オペレータによる操作レバー72の操作位置に応じて目標プラウ位置が設定される。操作レバー72の操作位置と目標プラウ位置との関係は、コントローラ60内に予め記憶されている。このように、ポジション制御において、目標プラウ位置は、オペレータによる操作レバー72の操作に基づいて決定される。また、目標プラウ位置の設定と同時に、ストロークセンサ80によって実際のプラウ位置が検出される。目標プラウ位置と実際のプラウ位置とは、コントローラ60内において、プラウ位置偏差算出部61に入力される。   Specifically, first, the target plow position is set according to the operation position of the operation lever 72 by the operator. The relationship between the operation position of the operation lever 72 and the target plow position is stored in the controller 60 in advance. Thus, in the position control, the target plow position is determined based on the operation of the operation lever 72 by the operator. Simultaneously with the setting of the target plow position, the actual plow position is detected by the stroke sensor 80. The target plow position and the actual plow position are input to the plow position deviation calculation unit 61 in the controller 60.

プラウ位置偏差算出部61では、入力された目標プラウ位置と実際のプラウ位置との偏差が算出され、算出された偏差は伸縮判定部62に入力される。伸縮判定部62は、プラウ位置偏差算出部61で算出された偏差に基づいて、目標プラウ位置と実際のプラウ位置とのどちらがどの程度大きいかを判定し、判定結果に応じて、伸長側電磁弁45aまたは収縮側電磁弁45bに駆動電流を供給する。   The plow position deviation calculation unit 61 calculates a deviation between the input target plow position and the actual plow position, and the calculated deviation is input to the expansion / contraction determination unit 62. The expansion / contraction determining unit 62 determines how large the target plow position or the actual plow position is based on the deviation calculated by the plow position deviation calculating unit 61, and the expansion side solenoid valve is determined according to the determination result. A drive current is supplied to 45a or the contraction-side electromagnetic valve 45b.

目標プラウ位置よりも実際のプラウ位置が低い場合、すなわち、圃場に対するプラウ20の深さが目標よりも深い状態になった場合には、プラウ20を上昇させなければならないため、伸縮判定部62は、伸長側電磁弁45aに電流を供給し、油圧シリンダ40を伸長させる。油圧シリンダ40が伸長することでプラウ20は、三点ヒッチ機構30を介して上方に移動し目標プラウ位置へと近づいていく。   When the actual plow position is lower than the target plow position, that is, when the depth of the plow 20 with respect to the field is deeper than the target, the plow 20 must be raised, so the expansion / contraction determination unit 62 Then, an electric current is supplied to the extension side electromagnetic valve 45a, and the hydraulic cylinder 40 is extended. As the hydraulic cylinder 40 extends, the plow 20 moves upward via the three-point hitch mechanism 30 and approaches the target plow position.

一方、目標プラウ位置よりも実際のプラウ位置が高い場合、すなわち、圃場に対するプラウ20の深さが目標よりも浅い状態になった場合には、プラウ20を下降させなければならないため、伸縮判定部62は、収縮側電磁弁45bに電流を供給し、油圧シリンダ40を収縮させる。油圧シリンダ40が収縮することでプラウ20は、三点ヒッチ機構30を介して下方に移動し目標プラウ位置へと近づいていく。   On the other hand, when the actual plow position is higher than the target plow position, that is, when the depth of the plow 20 with respect to the field is shallower than the target, the plow 20 must be lowered. 62 supplies a current to the contraction-side electromagnetic valve 45b to contract the hydraulic cylinder 40. As the hydraulic cylinder 40 contracts, the plow 20 moves downward via the three-point hitch mechanism 30 and approaches the target plow position.

油圧シリンダ40の伸縮量を変化させることで推移するプラウ20の位置は、ストロークセンサ80によって常時検出され、実際のプラウ位置としてプラウ位置偏差算出部61に入力される。このようにポジション制御においてコントローラ60は、検出された実際のプラウ位置に基づいて、プラウ20の位置が所定の目標位置に収束するように油圧シリンダ40の伸縮量をフィードバック制御する。   The position of the plow 20 that changes by changing the amount of expansion / contraction of the hydraulic cylinder 40 is always detected by the stroke sensor 80, and is input to the plow position deviation calculation unit 61 as the actual plow position. In this way, in the position control, the controller 60 feedback-controls the expansion / contraction amount of the hydraulic cylinder 40 based on the detected actual plow position so that the position of the plow 20 converges to a predetermined target position.

次に、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力が耕起作業中において目標牽引力に収束するようにプラウ20の目標位置を変化させるドラフト制御について説明する。   Next, draft control for changing the target position of the plow 20 so that the traction force with which the tractor 10 pulls the plow 20 converges to the target traction force during the tilling work will be described.

上述のポジション制御では、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力の大きさに関わらず、トラクタ10に対するプラウ20の位置が一定となるように制御される。プラウ20は、構造上、牽引されることで圃場に対して徐々に深く入り込んでいくため、ポジション制御によりトラクタ10に対するプラウ20の位置を一定に保つことで、一定の深さで耕起することが可能となる。しかしながら、圃場は、深さが同じであっても硬さが同じであるとは限らず、トラクタ10に対するプラウ20の位置を強制的に一定に保とうとすると、圃場の硬さの変化に応じて耕起抵抗が変化し、プラウ20を牽引するトラクタ10の車速が大きく変動してしまうおそれがある。   In the above-described position control, the position of the plow 20 relative to the tractor 10 is controlled to be constant regardless of the magnitude of the traction force with which the tractor 10 pulls the plow 20. Since the plow 20 is structurally pulled deeply into the field by being pulled, the plow 20 is plowed at a certain depth by keeping the position of the plow 20 relative to the tractor 10 by position control. Is possible. However, the field does not always have the same hardness even if the depth is the same. If the position of the plow 20 with respect to the tractor 10 is forced to be kept constant, according to the change in the field hardness. The tillage resistance may change, and the vehicle speed of the tractor 10 that pulls the plow 20 may vary greatly.

これに対してドラフト制御では、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力が目標牽引力より大きくなったときにはプラウ20の目標の深さを浅くし、牽引力が目標牽引力より小さくなったときにはプラウ20の目標の深さを深くすることにより、牽引力を目標牽引力に収束させている。この結果、耕起深さが一定の範囲に保たれ、トラクタ10の車速が変動することなく安定した耕起作業を行うことが可能となる。   On the other hand, in the draft control, when the traction force that the tractor 10 pulls the plow 20 becomes larger than the target traction force, the target depth of the plow 20 is reduced, and when the traction force becomes smaller than the target traction force, the target of the plow 20 is reduced. By increasing the depth, the traction force is converged to the target traction force. As a result, the tilling depth is maintained within a certain range, and stable tilling work can be performed without the vehicle speed of the tractor 10 changing.

ドラフト制御は、ポジション制御により、プラウ20が耕起状態にあるときに、ドラフト感度ダイヤル73がオフ以外の位置に操作されることで実行される。ポジション制御からドラフト制御に切り替わったことで目標プラウ位置は、ドラフト制御に切り替わった際にストロークセンサ80によって検出された実際のプラウ位置に変更される。また、ポジション制御からドラフト制御に切り替わったことで操作レバー72により目標牽引力を設定することが可能となる。なお、図示しない制御モード切替スイッチを切り替えることによって、ポジション制御からドラフト制御に切り替えてもよい。また、操作レバー72とは別に目標牽引力を設定するためのレバー等が設けられてもよい。   The draft control is executed by operating the draft sensitivity dial 73 to a position other than OFF when the plow 20 is in the plowing state by the position control. By switching from position control to draft control, the target plow position is changed to the actual plow position detected by the stroke sensor 80 when switching to draft control. Further, the target traction force can be set by the operation lever 72 by switching from the position control to the draft control. Note that the position control may be switched to the draft control by switching a control mode switch (not shown). In addition to the operation lever 72, a lever or the like for setting a target traction force may be provided.

このように、ドラフト感度ダイヤル73がオフ以外の位置にあり、ドラフト感度がコントローラ60に入力される状態では、目標プラウ位置補正部63においてドラフト補正量が演算される。このため、目標プラウ位置は、ドラフト補正量に応じて補正された後にプラウ位置偏差算出部61に入力される。つまり、ドラフト制御では、目標プラウ位置は、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力の変化に応じて変化することになる。   In this way, when the draft sensitivity dial 73 is at a position other than OFF and the draft sensitivity is input to the controller 60, the target plow position correction unit 63 calculates the draft correction amount. For this reason, the target plow position is corrected according to the draft correction amount and then input to the plow position deviation calculation unit 61. That is, in the draft control, the target plow position changes according to the change in the traction force that the tractor 10 pulls the plow 20.

具体的には、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力は荷重センサ82によって検出され、検出された値は、実際の牽引力としてコントローラ60の牽引力偏差算出部65に入力される。牽引力偏差算出部65では、操作レバー72で設定された目標牽引力から荷重センサ82で検出された実際の牽引力を差し引くことにより牽引力偏差が算出され、算出された牽引力偏差の絶対値は、ドラフト補正演算部66に入力される。そして、ドラフト補正演算部66において、牽引力偏差の大きさとドラフト感度ダイヤル73で設定されたドラフト感度の大きさとに基づいてドラフト補正量が演算され、演算されたドラフト補正量によって目標プラウ位置は補正される。   Specifically, the traction force with which the tractor 10 pulls the plow 20 is detected by the load sensor 82, and the detected value is input to the traction force deviation calculation unit 65 of the controller 60 as the actual traction force. In the traction force deviation calculation unit 65, the traction force deviation is calculated by subtracting the actual traction force detected by the load sensor 82 from the target traction force set by the operation lever 72. The absolute value of the calculated traction force deviation is a draft correction calculation. Input to the unit 66. Then, the draft correction calculation unit 66 calculates the draft correction amount based on the magnitude of the traction force deviation and the draft sensitivity set by the draft sensitivity dial 73, and the target plow position is corrected by the calculated draft correction amount. The

目標牽引力の方が実際の牽引力よりも大きく、ドラフト補正量がプラスの値である場合、目標プラウ位置からドラフト補正量が差し引かれ、補正後の目標プラウ位置は、ドラフト補正量の大きさに応じて低くなる。つまり、実際の牽引力が目標牽引力となるまでにはまだ余裕があるので、目標プラウ位置は、圃場に対するプラウ20の深さが深くなる方向、すなわち、耕起抵抗が大きくなる方向に補正される。一方、実際の牽引力の方が目標牽引力よりも大きく、ドラフト補正量がマイナスの値である場合、目標プラウ位置にドラフト補正量が足し合わされ、補正後の目標プラウ位置は、ドラフト補正量の大きさに応じて高くなる。つまり、実際の牽引力が目標牽引力を超えているので、目標プラウ位置は、圃場に対するプラウ20の深さが浅くなる方向、すなわち、耕起抵抗が小さくなる方向に補正される。   If the target traction force is greater than the actual traction force and the draft correction amount is a positive value, the draft correction amount is subtracted from the target plow position, and the corrected target plow position depends on the draft correction amount. Become lower. That is, since there is still a margin before the actual traction force becomes the target traction force, the target plow position is corrected in the direction in which the depth of the plow 20 with respect to the field is increased, that is, in the direction in which the tillage resistance is increased. On the other hand, when the actual traction force is greater than the target traction force and the draft correction amount is a negative value, the draft correction amount is added to the target plow position, and the corrected target plow position is the magnitude of the draft correction amount. It becomes high according to. That is, since the actual traction force exceeds the target traction force, the target plow position is corrected in the direction in which the depth of the plow 20 with respect to the field is reduced, that is, in the direction in which the tillage resistance is reduced.

また、オペレータによってドラフト感度が大きくされると、目標プラウ位置の補正に対する牽引力偏差の反映度合が大きくなるため、実際の牽引力が目標牽引力に収束しやすくなり、圃場の硬さの変化に応じて耕起深さも変動するようになる。一方、オペレータによってドラフト感度が小さくされると、目標プラウ位置の補正に対する牽引力偏差の反映度合が小さくなるため、実際のプラウ位置が目標プラウ位置に収束しやすくなり、圃場の硬さの変化に反応しにくくなり、耕起深さはほぼ一定となる。このため、オペレータは、圃場が軟らかく耕起抵抗の変化が小さい圃場であれば、ドラフト感度を高めに設定し、圃場が硬く耕起抵抗の変化が大きい圃場であれば、ドラフト感度を低めに設定する。この結果、圃場の硬さに関わらず、一定の深さで耕起することが可能となる。   In addition, when the draft sensitivity is increased by the operator, the degree of reflection of the traction force deviation with respect to the correction of the target plow position increases, so that the actual traction force easily converges to the target traction force and is cultivated according to changes in the field hardness. The depth is also variable. On the other hand, when the draft sensitivity is reduced by the operator, the degree of reflection of the traction force deviation with respect to the correction of the target plow position is reduced, so that the actual plow position easily converges to the target plow position and reacts to changes in field hardness. The plowing depth becomes almost constant. For this reason, the operator sets the draft sensitivity to be higher if the field is soft and the change in tillage resistance is small, and sets the draft sensitivity to be lower if the field is hard and the change in tillage resistance is large. To do. As a result, it becomes possible to plow at a certain depth regardless of the hardness of the field.

ドラフト制御において補正された目標プラウ位置は、プラウ位置偏差算出部61に入力され、プラウ位置偏差算出部61において実際のプラウ位置と補正された目標プラウ位置との偏差が算出される。以降の制御はポジション制御と同様であるため説明を省略する。   The target plow position corrected in the draft control is input to the plow position deviation calculator 61, and the plow position deviation calculator 61 calculates the deviation between the actual plow position and the corrected target plow position. Since the subsequent control is the same as the position control, the description is omitted.

このようにドラフト制御では、実際の牽引力が目標牽引力に収束するように、油圧シリンダ40の伸縮量をフィードバック制御する。   Thus, in the draft control, the expansion / contraction amount of the hydraulic cylinder 40 is feedback-controlled so that the actual traction force converges to the target traction force.

次に、プラウ20が障害物に衝突することを回避する障害物回避制御について説明する。   Next, the obstacle avoidance control for avoiding the plow 20 colliding with the obstacle will be described.

上述のドラフト制御では、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力の変化に応じてプラウ20の目標の深さを変化させている。しかし、圃場には、プラウ20によって粉砕されない石等の障害物があることがある。このような障害物にプラウ20が近づいた場合、早急にプラウ20を上昇させないと、プラウ20が障害物に突き当たってプラウ20が破損したり、トラクタ10が急停車したりしてしまうおそれがある。特に、圃場が硬くドラフト感度を低めに設定しているような場合には、プラウ20の目標の深さの変化が鈍いため、プラウ20が障害物に突き当たりやすくなる。   In the draft control described above, the target depth of the plow 20 is changed in accordance with the change in the traction force with which the tractor 10 pulls the plow 20. However, there may be obstacles such as stones that are not crushed by the plow 20 in the field. When the plow 20 approaches such an obstacle, if the plow 20 is not raised immediately, the plow 20 may hit the obstacle and the plow 20 may be damaged or the tractor 10 may stop suddenly. In particular, when the field is hard and the draft sensitivity is set to be low, the target depth of the plow 20 changes slowly, so that the plow 20 tends to hit an obstacle.

そこで障害物回避制御では、プラウ20が障害物に接近することで実際の牽引力が上昇した場合、プラウ20の目標の深さを浅くする方向に補正することによって、プラウ20が障害物に衝突することを回避し、結果としてトラクタ10が急停車することを防止している。   Therefore, in the obstacle avoidance control, when the actual traction force increases as the plow 20 approaches the obstacle, the plow 20 collides with the obstacle by correcting the target depth of the plow 20 in the direction of decreasing the depth. As a result, the tractor 10 is prevented from suddenly stopping.

障害物回避制御は、上述のドラフト制御が実行されている状態で、回避感度ダイヤル74がオフ以外の位置に操作されているときに実行される。回避感度ダイヤル74がオフ以外の位置にあり、回避感度がコントローラ60に入力される状態では、目標プラウ位置補正部63では、ドラフト補正量に加えて、回避補正量が演算される。このため、目標プラウ位置は、ドラフト補正量及び回避補正量に応じて補正された後にプラウ位置偏差算出部61に入力される。   The obstacle avoidance control is executed when the avoidance sensitivity dial 74 is operated to a position other than OFF in the state where the above-described draft control is being executed. In a state where the avoidance sensitivity dial 74 is at a position other than OFF and the avoidance sensitivity is input to the controller 60, the target plow position correction unit 63 calculates an avoidance correction amount in addition to the draft correction amount. For this reason, the target plow position is corrected according to the draft correction amount and the avoidance correction amount and then input to the plow position deviation calculation unit 61.

つまり、障害物回避制御では、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力が目標牽引力より大きくなると目標プラウ位置が上方、すなわち、圃場に対するプラウ20の深さが浅くなる方向に変更されるため、プラウ20は障害物を容易に回避することが可能となる。   That is, in the obstacle avoidance control, when the traction force with which the tractor 10 pulls the plow 20 becomes larger than the target traction force, the target plow position is changed upward, that is, the depth of the plow 20 with respect to the field is decreased. Can easily avoid obstacles.

具体的には、まず、牽引力偏差算出部65で算出された牽引力偏差の絶対値がマイナスであるか否か、すなわち、実際の牽引力が目標牽引力よりも大きいか否かが回避補正適用判定部68で判定される。回避補正適用判定部68で実際の牽引力が目標牽引力よりも大きいと判定された場合には、回避補正演算部67において牽引力偏差の大きさと回避感度ダイヤル74で設定された回避感度の大きさとに基づいて回避補正量が演算され、演算された回避補正量により目標プラウ位置は補正される。   Specifically, first, it is determined whether or not the absolute value of the traction force deviation calculated by the traction force deviation calculation unit 65 is negative, that is, whether or not the actual traction force is larger than the target traction force. It is determined by. When the avoidance correction application determination unit 68 determines that the actual traction force is larger than the target traction force, the avoidance correction calculation unit 67 determines the traction force deviation and the avoidance sensitivity dial 74 based on the avoidance sensitivity dial 74. Thus, the avoidance correction amount is calculated, and the target plow position is corrected by the calculated avoidance correction amount.

回避補正演算部67で演算される回避補正量は、常にマイナスの値であるため、回避補正量は目標プラウ位置に対して足し合わされ、補正後の目標プラウ位置は、回避補正量の大きさに応じて高くなる。また、目標プラウ位置には、回避補正量に加えてドラフト補正量が足し合わされるため、目標プラウ位置は、より障害物を避ける方向へと補正される。   Since the avoidance correction amount calculated by the avoidance correction calculation unit 67 is always a negative value, the avoidance correction amount is added to the target plow position, and the corrected target plow position is set to the size of the avoidance correction amount. Increases accordingly. Further, since the draft correction amount is added to the target plow position in addition to the avoidance correction amount, the target plow position is further corrected in a direction to avoid the obstacle.

このように、実際の牽引力が目標牽引力を超え、プラウ20が障害物に衝突するおそれがある状態において、目標プラウ位置は、圃場に対するプラウ20の深さが浅くなる方向、すなわち、障害物を避ける方向に補正されるため、プラウ20が障害物に衝突することを確実に回避することが可能となる。また、障害物回避制御は、ドラフト制御にも用いられている荷重センサ82を用いて行われているため、トラクタ10のスリップを検出するためのセンサ類を別途設ける必要がない。このため、作業機昇降制御装置100の製造コストの上昇を抑制することができる。   Thus, in a state where the actual traction force exceeds the target traction force and the plow 20 may collide with the obstacle, the target plow position is a direction in which the depth of the plow 20 relative to the field is reduced, that is, the obstacle is avoided. Since the direction is corrected, it is possible to reliably avoid the plow 20 from colliding with an obstacle. Further, since the obstacle avoidance control is performed using the load sensor 82 that is also used for draft control, it is not necessary to separately provide sensors for detecting the slip of the tractor 10. For this reason, the raise of the manufacturing cost of the working machine raising / lowering control apparatus 100 can be suppressed.

また、圃場の状態によっては、石等の障害物が多々あったとしても、プラウ20によって粉砕される程度のものであれば、あえてプラウ20を上昇させてこれらを回避する必要性はない。つまり、実際の牽引力が目標牽引力より高くなる度に回避補正量によって目標プラウ位置を圃場に対するプラウ20の深さが浅くなる方向に補正してしまうと十分な深さの耕起作業が安定して行われなくおそれがある。   Further, depending on the state of the field, even if there are many obstacles such as stones, there is no need to raise the plow 20 and avoid them as long as it is crushed by the plow 20. That is, every time the actual traction force becomes higher than the target traction force, if the target plow position is corrected in the direction in which the depth of the plow 20 with respect to the field becomes shallower by the avoidance correction amount, the tilling work with a sufficient depth becomes stable. May not be done.

このため、障害物回避制御では、許容牽引力ダイヤル75で許容牽引力が設定されている場合、実際の牽引力が許容牽引力を上回るまでは、回避補正演算部67において、目標プラウ位置を補正する回避補正量の演算を実行しないようにしている。   Therefore, in the obstacle avoidance control, when the allowable traction force is set by the allowable traction force dial 75, the avoidance correction amount for correcting the target plow position in the avoidance correction calculation unit 67 until the actual traction force exceeds the allowable traction force. The operation of is not executed.

具体的には、実際の牽引力が許容牽引力ダイヤル75を介してオペレータにより設定された許容牽引力よりも小さい場合には、回避補正初期化判定部69が回避補正演算部67に対して初期化信号を出力する。回避補正演算部67に初期化信号が入力されると、回避補正演算部67では、回避補正量がリセットされゼロとなる。つまり、実際の牽引力が許容牽引力を上回らない限り、回避補正演算部67では実質的に回避補正量が演算されない状態となる。   Specifically, when the actual traction force is smaller than the allowable traction force set by the operator via the allowable traction force dial 75, the avoidance correction initialization determination unit 69 sends an initialization signal to the avoidance correction calculation unit 67. Output. When the initialization signal is input to the avoidance correction calculator 67, the avoidance correction calculator 67 resets the avoidance correction amount to zero. That is, unless the actual traction force exceeds the allowable traction force, the avoidance correction calculation unit 67 is in a state where the avoidance correction amount is not substantially calculated.

このように、実際の牽引力がある程度上昇し、許容牽引力を上回った場合にのみ、回避補正演算部67において回避補正量が演算されるようにすることで、プラウ20を無駄に急速上昇させることなく、障害物に衝突するおそれがあるときのみプラウ20を急速上昇させることが可能となる。なお、許容牽引力としては、プラウ20によって粉砕されないような障害物にプラウ20が突き当たったときの牽引力よりもやや小さい値がオペレータによって経験的に設定される。   Thus, only when the actual traction force rises to some extent and exceeds the allowable traction force, the avoidance correction amount is calculated by the avoidance correction calculation unit 67, so that the plow 20 is not rapidly increased unnecessarily. Only when there is a possibility of colliding with an obstacle, the plow 20 can be rapidly raised. The allowable traction force is empirically set by the operator to be slightly smaller than the traction force when the plow 20 hits an obstacle that is not crushed by the plow 20.

障害物回避制御において、補正された目標プラウ位置はプラウ位置偏差算出部61に入力され、プラウ位置偏差算出部61において実際のプラウ位置と補正された目標プラウ位置との偏差が算出される。以降の制御はポジション制御と同様であるため説明を省略する。   In the obstacle avoidance control, the corrected target plow position is input to the plow position deviation calculation unit 61, and the plow position deviation calculation unit 61 calculates the deviation between the actual plow position and the corrected target plow position. Since the subsequent control is the same as the position control, the description is omitted.

このように障害物回避制御では、目標プラウ位置をドラフト補正量に加えて回避補正量によって補正することによりプラウ20が障害物に衝突することを回避するように、油圧シリンダ40の伸縮量をフィードバック制御する。   Thus, in the obstacle avoidance control, the target plow position is corrected by the avoidance correction amount in addition to the draft correction amount, so that the expansion / contraction amount of the hydraulic cylinder 40 is fed back so as to avoid the collision of the plow 20 with the obstacle. Control.

なお、回避感度ダイヤル74をオフ以外の位置に設定し、ドラフト感度ダイヤル73をオフの位置に設定することで、ドラフト制御を停止し、障害物回避制御のみをポジション制御に追加させることも可能である。この場合、実際の牽引力が目標牽引力を超えた場合にのみ、目標プラウ位置は回避補正量によって補正されることになる。   It is also possible to stop the draft control and add only the obstacle avoidance control to the position control by setting the avoidance sensitivity dial 74 to a position other than OFF and setting the draft sensitivity dial 73 to the OFF position. is there. In this case, the target plow position is corrected by the avoidance correction amount only when the actual traction force exceeds the target traction force.

以上の実施形態によれば、以下に示す効果を奏する。   According to the above embodiment, there exist the effects shown below.

作業機昇降制御装置100では、実際の牽引力が目標牽引力よりも大きく、プラウ20が障害物に衝突するおそれがある状態において、目標プラウ位置は、ドラフト補正量と回避補正量とによって、圃場に対するプラウ20の深さが浅くなる方向、すなわち、障害物を避ける方向に補正される。このため、プラウ20が障害物に衝突することが回避され、トラクタ10が急停車することが防止されることで安定した耕起作業を行うことが可能となる。   In the work implement lifting control device 100, in a state where the actual traction force is larger than the target traction force and the plow 20 may collide with an obstacle, the target plow position is determined based on the draft correction amount and the avoidance correction amount. Correction is made in a direction in which the depth of 20 becomes shallow, that is, in a direction to avoid an obstacle. Therefore, the plow 20 is prevented from colliding with an obstacle, and the tractor 10 is prevented from suddenly stopping, so that stable tilling work can be performed.

また、回避補正量の演算には、ドラフト補正量の演算にも用いられている荷重センサ82の検出値が用いられているため、プラウ20が障害物に衝突することを回避する制御を実行するためにトラクタ10のスリップを検出するセンサ類を別途設ける必要がない。このため、作業機昇降制御装置100の製造コストの上昇を抑制することができる。   Further, since the detection value of the load sensor 82 that is also used for the calculation of the draft correction amount is used for the calculation of the avoidance correction amount, control for avoiding the plow 20 from colliding with the obstacle is executed. Therefore, it is not necessary to separately provide sensors for detecting the slip of the tractor 10. For this reason, the raise of the manufacturing cost of the working machine raising / lowering control apparatus 100 can be suppressed.

次に、図4を参照し、本実施形態の変形例について説明する。   Next, a modification of the present embodiment will be described with reference to FIG.

上記実施形態では、回避補正初期化判定部69には、荷重センサ82の検出値が入力されるとともに、操作パネル70の許容牽引力ダイヤル75を介してオペレータにより設定された許容牽引力が入力される。これに代えて、図4に示すように、牽引力偏差算出部65で算出された牽引力偏差と、図示しない許容牽引力偏差ダイヤルを介してオペレータにより設定された許容牽引力偏差と、が回避補正初期化判定部69に入力される構成としてもよい。この場合、回避補正初期化判定部69は、入力された牽引力偏差と許容牽引力偏差とを比較し、牽引力偏差が許容牽引力偏差よりも小さい場合には、回避補正演算部67で演算された回避補正量を初期化する初期化信号を回避補正演算部67に出力する。   In the above embodiment, the detection value of the load sensor 82 is input to the avoidance correction initialization determination unit 69 and the allowable traction force set by the operator via the allowable traction force dial 75 of the operation panel 70 is input. Instead, as shown in FIG. 4, the traction force deviation calculated by the traction force deviation calculation unit 65 and the allowable traction force deviation set by the operator via an allowable traction force deviation dial (not shown) are used for avoidance correction initialization determination. The configuration may be such that it is input to the unit 69. In this case, the avoidance correction initialization determination unit 69 compares the input traction force deviation with the allowable traction force deviation. If the traction force deviation is smaller than the allowable traction force deviation, the avoidance correction calculated by the avoidance correction calculation unit 67 is performed. An initialization signal for initializing the amount is output to the avoidance correction calculation unit 67.

以下、本発明の実施形態の構成、作用、及び効果をまとめて説明する。   Hereinafter, the configuration, operation, and effect of the embodiment of the present invention will be described together.

作業機昇降制御装置100は、伸縮することによりトラクタ10に対してプラウ20を昇降させる油圧シリンダ40と、トラクタ10に対するプラウ20の昇降位置を検出するストロークセンサ80と、トラクタ10がプラウ20を牽引する牽引力を検出する荷重センサ82と、予め設定された目標プラウ位置とストロークセンサ80の検出値との差である昇降位置偏差に基づいて油圧シリンダ40を伸縮制御するコントローラ60と、を備え、コントローラ60は、予め設定された目標牽引力と荷重センサ82の検出値との差である牽引力偏差に基づいて目標プラウ位置を補正する目標プラウ位置補正部63を有し、目標プラウ位置補正部63は、牽引力偏差を目標プラウ位置の補正に反映させる度合である予め設定されたドラフト感度と、牽引力偏差と、に基づいて目標プラウ位置を補正するドラフト補正量を演算するドラフト補正演算部66と、ドラフト補正量とは別に、荷重センサ82の検出値が目標牽引力よりも大きいときのみに、牽引力偏差を目標プラウ位置の補正に反映させる度合である予め設定された回避感度と、牽引力偏差と、に基づいて目標プラウ位置を補正する回避補正量を演算する回避補正演算部67と、を有する。   The work implement lifting control device 100 includes a hydraulic cylinder 40 that raises and lowers the plow 20 relative to the tractor 10 by expanding and contracting, a stroke sensor 80 that detects a lift position of the plow 20 relative to the tractor 10, and the tractor 10 pulls the plow 20. A load sensor 82 that detects the traction force to be moved, and a controller 60 that controls expansion and contraction of the hydraulic cylinder 40 based on a lift position deviation that is a difference between a preset target plow position and a detection value of the stroke sensor 80. 60 has a target plow position correction unit 63 that corrects a target plow position based on a traction force deviation that is a difference between a preset target traction force and a detection value of the load sensor 82. The target plow position correction unit 63 includes: Pre-set draft sensitivity, which is the degree to which the tractive force deviation is reflected in the correction of the target plow position In addition to the draft correction calculation unit 66 for calculating the draft correction amount for correcting the target plow position based on the traction force deviation and the draft correction amount, the traction force only when the detected value of the load sensor 82 is larger than the target traction force. An avoidance correction calculating unit 67 for calculating an avoidance correction amount for correcting the target plow position based on a preset avoidance sensitivity, which is a degree to which the deviation is reflected in the correction of the target plow position, and the traction force deviation.

この構成では、実際の牽引力が目標牽引力よりも大きく、プラウ20が障害物に衝突するおそれがある状態において、目標プラウ位置は、ドラフト補正量と回避補正量とによって、圃場に対するプラウ20の深さが浅くなる方向、すなわち、障害物を避ける方向に補正される。このため、プラウ20が障害物に衝突することが回避され、トラクタ10が急停車することが防止されることで安定した耕起作業を行うことが可能となる。また、回避補正量の演算には、ドラフト補正量の演算にも用いられている荷重センサ82の検出値が用いられているため、プラウ20が障害物に衝突することを回避する制御を実行するためにトラクタ10のスリップを検出するセンサ類を別途設ける必要がない。このため、作業機昇降制御装置100の製造コストの上昇を抑制することができる。   In this configuration, when the actual traction force is larger than the target traction force and the plow 20 may collide with an obstacle, the target plow position is determined by the draft correction amount and the avoidance correction amount, and the depth of the plow 20 with respect to the field. Is corrected in the direction of shallowing, that is, in the direction of avoiding obstacles. Therefore, the plow 20 is prevented from colliding with an obstacle, and the tractor 10 is prevented from suddenly stopping, so that stable tilling work can be performed. Further, since the detection value of the load sensor 82 that is also used for the calculation of the draft correction amount is used for the calculation of the avoidance correction amount, control for avoiding the plow 20 from colliding with the obstacle is executed. Therefore, it is not necessary to separately provide sensors for detecting the slip of the tractor 10. For this reason, the raise of the manufacturing cost of the working machine raising / lowering control apparatus 100 can be suppressed.

また、目標プラウ位置補正部63は、回避補正量を初期化するか否かを判定する回避補正初期化判定部69をさらに有し、回避補正初期化判定部69は、荷重センサ82の検出値が予め設定された許容牽引力よりも小さい場合、または、牽引力偏差が予め設定された許容牽引力偏差よりも小さい場合には、回避補正量を初期化する。   The target plow position correction unit 63 further includes an avoidance correction initialization determination unit 69 that determines whether or not to initialize the avoidance correction amount. The avoidance correction initialization determination unit 69 detects the detection value of the load sensor 82. Is smaller than the preset allowable traction force, or when the traction force deviation is smaller than the preset allowable traction force deviation, the avoidance correction amount is initialized.

この構成では、実際の牽引力が許容牽引力を上回った場合にのみ、回避補正演算部67において回避補正量が演算され、目標プラウ位置が補正される。このため、プラウ20が障害物に衝突するおそれがあるときのみプラウ20を急速上昇させることが可能となり、プラウ20を無駄に上昇させることがなくなる。この結果、安定した耕起作業を行うことができる。   In this configuration, only when the actual traction force exceeds the allowable traction force, the avoidance correction calculation unit 67 calculates the avoidance correction amount and corrects the target plow position. For this reason, it becomes possible to raise the plow 20 rapidly only when the plow 20 may collide with an obstacle, and the plow 20 is not raised unnecessarily. As a result, stable tillage work can be performed.

また、ドラフト感度及び回避感度の大きさは、オペレータによってそれぞれ変更可能である。   The magnitudes of the draft sensitivity and the avoidance sensitivity can be changed by the operator.

この構成では、オペレータがドラフト感度及び回避感度の大きさをそれぞれ任意に変更することが可能である。このため、ドラフト感度及び回避感度の大きさを圃場の状況に応じて変更することにより、ポジション制御、ドラフト制御、及び、障害物回避制御の何れの制御をどの程度優先的に実行させるかを自由に設定することができる。この結果、耕起作業の安定性を向上させることができる。   In this configuration, the operator can arbitrarily change the draft sensitivity and the avoidance sensitivity. For this reason, by changing the draft sensitivity and avoidance sensitivity according to the field conditions, it is possible to freely control how much of position control, draft control, and obstacle avoidance control is executed. Can be set to As a result, the stability of tillage work can be improved.

以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態は本発明の適用例の一部を示したに過ぎず、本発明の技術的範囲を上記実施形態の具体的構成に限定する趣旨ではない。   As mentioned above, although embodiment of this invention was described, the said embodiment showed only a part of application example of this invention, and the meaning which limits the technical scope of this invention to the specific structure of the said embodiment. Absent.

例えば、上記実施形態では、アクチュエータとして油圧シリンダが用いられているが、これに限定されず、アクチュエータは電動アクチュエータであってもよい。   For example, in the above embodiment, a hydraulic cylinder is used as the actuator, but the present invention is not limited to this, and the actuator may be an electric actuator.

100・・・作業機昇降制御装置、10・・・トラクタ(作業車両)、20・・・プラウ(作業機)、30・・・三点ヒッチ機構、40・・・油圧シリンダ(アクチュエータ)、50・・・エンジン、60・・・コントローラ(制御部)、70・・・操作パネル、80・・・ストロークセンサ(昇降位置検出器)、82・・・荷重センサ(牽引力検出器)   DESCRIPTION OF SYMBOLS 100 ... Work implement raising / lowering control apparatus, 10 ... Tractor (work vehicle), 20 ... Plow (work machine), 30 ... Three-point hitch mechanism, 40 ... Hydraulic cylinder (actuator), 50 ... Engine, 60 ... Controller (control unit), 70 ... Operation panel, 80 ... Stroke sensor (lift position detector), 82 ... Load sensor (traction force detector)

Claims (3)

作業車両に対して昇降自在に連結される作業機の昇降を制御する作業機昇降制御装置であって、
伸縮することにより前記作業車両に対して前記作業機を昇降させるアクチュエータと、
前記作業車両に対する前記作業機の昇降位置を検出する昇降位置検出器と、
前記作業車両が前記作業機を牽引する牽引力を検出する牽引力検出器と、
予め設定された目標昇降位置と前記昇降位置検出器の検出値との差である昇降位置偏差に基づいて前記アクチュエータを伸縮制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、予め設定された目標牽引力と前記牽引力検出器の検出値との差である牽引力偏差に基づいて前記目標昇降位置を補正する目標昇降位置補正部を有し、
前記目標昇降位置補正部は、
前記牽引力偏差を前記目標昇降位置の補正に反映させる度合である予め設定された第1感度と、前記牽引力偏差と、に基づいて前記目標昇降位置を補正する第1補正量を演算する第1補正演算部と、
前記第1補正量とは別に、前記牽引力検出器の検出値が前記目標牽引力よりも大きいときのみに、前記牽引力偏差を前記目標昇降位置の補正に反映させる度合である予め設定された第2感度と、前記牽引力偏差と、に基づいて前記目標昇降位置を補正する第2補正量を演算する第2補正演算部と、を有することを特徴とする作業機昇降制御装置。
A working machine lifting control device that controls lifting of a working machine that is connected to a work vehicle so as to be movable up and down,
An actuator for elevating and lowering the work implement with respect to the work vehicle by extending and contracting;
A lift position detector for detecting a lift position of the work implement with respect to the work vehicle;
A traction force detector for detecting a traction force with which the work vehicle pulls the work implement;
A control unit that controls expansion and contraction of the actuator based on a lift position deviation that is a difference between a preset target lift position and a detection value of the lift position detector;
The control unit includes a target lifting position correction unit that corrects the target lifting position based on a traction force deviation that is a difference between a preset target traction force and a detection value of the traction force detector,
The target lifting position correction unit is
A first correction for calculating a first correction amount for correcting the target lift position based on the first sensitivity set in advance, which is the degree to which the tractive force deviation is reflected in the correction of the target lift position, and the tractive force deviation. An arithmetic unit;
Apart from the first correction amount, a preset second sensitivity that is a degree to reflect the traction force deviation in the correction of the target lift position only when the detection value of the traction force detector is larger than the target traction force. And a second correction calculator that calculates a second correction amount for correcting the target lift position based on the traction force deviation.
前記目標昇降位置補正部は、前記第2補正量を初期化するか否かを判定する第2補正量初期化判定部をさらに有し、
前記第2補正量初期化判定部は、前記牽引力検出器の前記検出値が予め設定された許容牽引力よりも小さい場合、または、前記牽引力偏差が予め設定された許容牽引力偏差よりも小さい場合には、前記第2補正量を初期化することを特徴とする請求項1に記載の作業機昇降制御装置。
The target lift position correction unit further includes a second correction amount initialization determination unit that determines whether or not to initialize the second correction amount,
When the detected value of the traction force detector is smaller than a preset allowable traction force, or when the traction force deviation is smaller than a preset allowable traction force deviation, the second correction amount initialization determination unit The work implement lifting control device according to claim 1, wherein the second correction amount is initialized.
前記第1感度及び前記第2感度の大きさは、オペレータによってそれぞれ変更可能であることを特徴とする請求項1または2に記載の作業機昇降制御装置。   The work implement lifting control device according to claim 1, wherein the first sensitivity and the second sensitivity can be changed by an operator.
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