JP2901300B2

JP2901300B2 - 車両の制御装置

Info

Publication number: JP2901300B2
Application number: JP2000351A
Authority: JP
Inventors: マーク・アレン・バージーン; トーマス・ユージーン・ボー
Original assignee: Deere and Co
Current assignee: Deere and Co
Priority date: 1989-01-06
Filing date: 1990-01-05
Publication date: 1999-06-07
Anticipated expiration: 2014-06-07
Also published as: DE58908536D1; EP0377216A3; US4979092A; EP0377216B1; EP0609915A3; EP0609915A2; JPH02222602A; EP0377216A2; CA2002437C; DE58909791D1; EP0609915B1; CA2002437A1

Description

【発明の詳細な説明】「産業上の利用分野」本発明は、種々の感知されたパラメータ及び運転手制
御によりパラメータの関数としてトラクタ連結作業機械
の作業深さを制御するための制御装置に関する。

［従来の技術］種々のヒッチ制御装置が設計され、製造され、提案さ
れてきた。米国特許第3,757,868号明細書に開示されて
いるような従来の油圧機械式のヒッチ制御装置は、長年
親しまれている比較的簡単な制御子、即ちコンソール、
指令レバー、「混合」制御子を有する。

［発明が解決しようとする課題］しかし、これら従来の制御装置の機能は、その性質
上、種々の観点から制限を受けていた。例えば、制御装
置が定常状態即ち平衡状態での牽引力応答モードで作動
している場合、「荷重／深さ」即ち「混合」の設定値が
変化すると、作業機械の作業深さに著しい変化を生じさ
せてしまう。運転手が元の深さで作業を続行したい場
合、運転手は指令レバーを再度調整しなければならな
い。また、制御装置は、作業を行う地面の抵抗に応じて
作業機械を昇降させるため、感知した牽引力の変化に対
して確実に応答しなければならない。このためには、制
御装置は比較的大きなゲインを有する必要がある。しか
し、作業機械が地面の上方に位置しているときにヒッチ
を昇降させるように制御装置を作動させた場合には、こ
のような大きなゲイン即ち感度が迅速で急激なヒッチ運
動を生じさせ、その結果、リンク機構や液圧素子に不当
な振動や応力を加えてしまう。更に、従来の油圧機械式
の制御装置においては、制御装置の感度を感知された牽
引力の変化に対応できる程度まで増大させるように「混
合」制御子を調整すると、制御装置の全体のゲインが減
少してしまう。また、「混合」制御子は、野外作業期間
中に実際に有効な範囲を越えて感度を調整するように動
いてしまう。

電子装置やマイクロプロセッサを使用してヒッチ制御
装置の性能を改善する種々の試みがなされてきた。例え
ば、米国特許第4,508,176号、同第4,518,044号、同第4,
503,916号各明細書を参照されたい。しかし、電子装置
を使用した制御装置は、運転手による制御が複雑である
等の原因で十分に利用されていない。従来の油圧機械式
装置に利用されているものと同様に構成が簡単であるが
電子装置により得られるような性能上の利点を有する運
転手制御子を備えたヒッチ制御装置を提供するのが望ま
しい。

本発明の目的は、簡単な運転手制御子を有し、マイク
ロプロセッサを利用して改善した性能を有するヒッチ制
御装置を提供することである。

本発明の別の目的は、荷重／深さ混合設定における変
化が生じても、正常な定常牽引制御作動中に作業深さに
殆ど影響を与えないヒッチ制御装置を提供することであ
る。

本発明の他の目的は、作業機械が地面から離れている
ときにヒッチを円滑に制御し、作業機械が地面に対して
作業を行っているときには作業機械を確実に制御するヒ
ッチ制御装置を提供することである。

［課題を解決するための手段］上記及びその他の目的は、本発明によるヒッチ制御装
置により達成され、このヒッチ制御装置は、牽引力セン
サと、ヒッチ位置センサと、運転手指令レバーと、上限
ヒッチ位置設定器と、混合設定器と、落下速度設定器
と、これらの素子により得られた値の関数として制御信
号を発生させる制御ユニットとを有する。制御装置は、
感知された牽引力と位置との混合値の一次関数としてヒ
ッチを制御する第１制御モード（荷重制御モード）と、
感知されたヒッチ位置の非一次関数としてヒッチを純粋
に制御する第２制御モードとを有する。第１制御モード
においては、基準位置値をヒッチ位置の下限範囲のみを
表す設定点として使用する。牽引力／位置の相対感度値
及び装置のゲイン値は、混合設定器から引き出され、感
度が増大したときにはゲインも増大するようにする。感
度値は、感知された牽引力に対する感知された位置の相
対影響が約0.5から2.0までの範囲内でのみ変化するよう
に、制限される。

［実施例］トラクタ10は後軸22と揺動シャフト24とを支持する後
部ハウジング20を具備する。普通の３点ヒッチの如き作
業機械用ヒッチ26はリフトリンク32を介してリフトアー
ム30に接続した牽引リンク（ドラフトリンク）28を有す
る。リフトアーム30は揺動シャフト24に接続されていて
揺動シャフトと同時に同じ運動を行い、また、一対の平
行に連結された液圧リフトシリンダ34を介して昇降せし
められる。引き棒36がハウジング20から後方に延びてい
る。トラクタ10及びヒッチ26は単に一例を示したものに
すぎず、本発明を他の形状のトラクタやヒッチに応用で
きることは言うまでもない。例えば、本発明は関節式の
４輪駆動トラクタや前輪駆動列状刈り入れトラクタに応
用できる。

成形板型のプラウやチゼルプラウの如き一体型の地面
係合作業機械（図示せず）を普通の方法で牽引リンク28
に取り付けることができる。代わりの方法としては、牽
引される作業機械を引き棒36に接続してもよい。牽引力
センサ38は、普通の油圧機械式ヒッチ装置の液圧牽引力
感知シリンダの適所に挿入されたストラップ（図示せ
ず）内に位置し、一体の作業機械から牽引リンク28へ伝
達される牽引力を感知する。代わりに、左右の別個の牽
引力センサを左右の牽引リンク28内に挿入し、これらセ
ンサからの信号を電子的に組み合わせたり平均化したり
してもよい。牽引される作業機械の場合、牽引力は引き
棒36内の牽引力センサにより感知されるか、牽引リンク
に接続したＴ字状バーにより感知される。いずれの場合
においても、任意の既知の適当な牽引力センサ、例えば
米国のリビエア社（Revere Corporation）で製造された
モデルGZ−10の如きセンサを用いるとよい。

シリンダ34に対する又は牽引される作業機械上のシリ
ンダに対する液圧流体の出入りのための接続は、制御ユ
ニット50により発生された電気制御信号を受信する一対
のソレノイド作動式の電気液圧流れ制御弁42a、42bによ
り制御する。流れ制御弁42a、42bは、米国特許出願第14
5,345号明細書（1988年１月19日付で米国に出願）に記
載された弁又は他の市販の適当な弁でよい。

運転手制御による指令レバー52は、荷重／深さの設定
即ち混合制御電位差計56の設定に応じて所望のヒッチ位
置、所望の牽引荷重又はこれらの組み合わせを表す指令
信号を発生させるレバートランスジューサ（電位差計）
54に接続されている。電気的な上限位置信号は運転手に
より調整可能な電位差計51により提供される。レバー52
はスロット57内で動く。このスロットの両端53、55は機
械的な下限及び上限ストップとしてそれぞれ作用し、指
令レバー52の位置を機械的に制限し、従って、電位差計
54からの信号を制限する。また、運転手により調整可能
な落下速度電位差計58も設けてある。

普通の回転電位差計の如き位置トランスジューサ60は
揺動シャフトの実際の感知された位置を表す感知位置信
号を発生させる。位置フィードバツク信号は、リフトシ
リンダ34又は遠隔リフトシリンダが例えば米国特許第3,
726,191号明細書に開示された如き位置トランスジュー
サを備えている場合は、このリフトシリンダから得らる
ことができる。

また、ヒッチの近傍でトラクタ運転席の外部に双極二
重スロー昇降スイッチ70を設け、トラクタ運転席の外部
からヒツチを昇降できるようにしてもよい。校正（キャ
リブレーション）スイッチ72はトラクタ運転席の内部に
装着してあるが、このスイッチは本発明の要旨に含まれ
ないので、詳説は省略する。

第２図を参照すると、制御ユニット50は、アナログ・
デジタル（A/D）コンバータ502と、ラッチ504と、電気
的に消去可能でプログラム可能な読出し専用メモリー
（EEPROM）506と、一体のタイマ（図示せず）を有する
マイクロプロセッサ508と、一対の弁駆動子512とを有す
る。弁駆動子は任意の普通のパルス幅変調弁電流ドライ
バでよい。センサ38や電位差計51、54、56、58、60から
のアナログ信号はアナログ・デジタルコンバータ502を
介してマイクロプロセッサ508に送られる。ラッチ504は
昇降スイッチ70及び校正スイッチ72をマイクロプロセッ
サ508に接続する。EEPROM506は（本発明の要旨に含まれ
ない）校正方法を実施するために使用する校正データを
記憶する。

制御ユニット50により実行される制御アルゴリズムは
第3a図ないし第3j図のフローチャートに示す。アルゴリ
ズムに関する詳細については、リーダーを使用して、マ
イクロフィッシュ目録に含まれるコンピュータプログラ
ムリストを参照する。以下説明するプログラムにおい
て、用語「G.T.」は「より大きい」なる意味を有し、
「L.T.」は「より小さい」なる意味を有し、「G.T.E.」
は「より大きいか又は等しい」なる意味を有し、「L.T.
E.」は「より小さいか又は等しい」なる意味を有するも
のとする。

アルゴリズムはステップ100でスタートし、次いで、
ステップ102において、種々の変数及びハードウエアを
初期化する。次いで、ステップ104−110を作動させ、各
10ミリ秒ずつALGORアルゴリズムを実行する。ALGORアル
ゴリズムはステップ112でエンターし、次いでステップ1
14において、センサ38により感知された牽引力（DRAF
T）を表す値及びレバー52の位置を表す電位差計54から
の信号（LEVER）を適切にスケーリングする。ステップ1
16において、荷重指令値（LCOM）を次式から計算する。

LCOM＝（LEVER×1693/65536）＋83 次いで、ステップ118において、FDBK（電位差計60から
の揺動シャフト位置を表す16ビツト値）、FDBK9（揺動
シャフト位置を表す９ビット値）及びMIX（混合制御電
位差計56の設定を表す値）をスケーリングする。

ステップ120において、次の式及びプログラムを使用
して、感度制限値（ADJFR1）及びゲイン制限値（ADJFR
2）を計算し、制限する。

ADJFR1＝（FDBK/256−G71F）×G70f、 If ADJFR1 L.T.0、 then ADJFR1＝０ If ADJFR1 G.T.255、 then ADJFR1＝255、 ADJFER2＝（LEVER/256−G71L）×G70L、 If ADJFR2 L.T.0、 then ADJFR2＝0, If ADJFR2 G.T.255、 then ADJFR2＝255。

ここに、G71F、G70f、G71L、G70Lは所定の定数である。

次いで、ステップ122において、ADJFRの値を値ADJFR1
又はADJFR2のうちの大きい方の値に等しくなるように設
定する。次いで、ADJFR値を使用して、ステップ124にお
いて、次の式及びプログラムからゲイン制限（GLIMIT）
及び感度制限（SLIMIT）を決定する。

GLIMIT＝（ADJFR×G72/256）＋G60、 SLIMIT＝ADJFR＋128、 If SLIMIT G.T.255、 then SLIMIT＝255。

ここに、G60、G72は所定の定数である。

ステップ126において、混合制御電位差計56の運転手
による設定値を表す値MIXの関数として、ゲイン値（GAI
N）が次のプログラムにより決定される。

If MIX L.T.G63、 then GAIN＝G60、 If G63 L.T.MIX L.T.G64、 then GAIN＝（MIX−G63） ×G61＋G60 または、 If MIX G.T.G64、 then GAIN＝（G64−G63） ×G61＋G60。

ここに、G61、G63及びG64は所定の定数である。

ステップ130において、値MIXの関数として、感度値
（SENS）は次のプログラムにより決定される。

If MIX L.T.G63、 then SENS＝128−（G63−MIX）×G66/256、 If G63 L.T.MIX L.T.G64、 then SENS＝128、 If MIX G.T.G64、 then SENS＝（MIX−G64） ×1.5＋128、 If SENS L.T.G62、 then SENS＝G62、 If SENS G.T.255、 then SENS＝255。

ここに、G62及びG66は所定の定数である。ステップ12
6、130により、混合制御電位差計56が最小値から最大値
へ調整された場合には、感度がまず増大し、次いでゲイ
ンが増大し、次いで感度が更に増大する。

ステップ132はSENS値をステップ124で設定されたSLIM
IT値に制限する。次いで、ステップ134で、フラッグ値
（IFLOOR）は「１」に設定され、この状態は、制御装置
がヒツチをそれ以上下降させない最下位置即ち「フロ
ア」位置にあることを表す。

次いで、ステップ128において、GAIN値がGLIMIT値に
制限され、その結果、ステップ120−132が作動して装置
のゲイン及び感度を制限し、それによって、ヒッチが上
昇してヒツチ自体又は作業機械を地面から離して保持す
るときに、制御装置を自然作動させるような偶発的なヒ
ッチ振動の発生を阻止する。

次いで、ステップ136で、レバー52がその位置範囲の
後側1/4以内にあるか否かを判断する。LEVER値が０のと
きは、レバー52が最後側にあることを表し、LEVER値が6
535のときは、レバー52が最前側にあることを表す。レ
バー52がその位置範囲の後側1/4以内にある場合は、ア
ルゴリズムはステップ144へ進むが、それ以外の場合は
ステップ138へ進み、位置モードフラッグ（POS）の値を
判定する。POS＝１の場合、制御装置は位置制御モード
にあり、アルゴリズムはステップ144へ進む。POS＝０の
場合は、ステップ194の先の作動の結果として制御装置
は牽引力制御モードにある。この場合、アルゴリズムは
ステップ140へ進み、フラッグ値IFLOORを０に設定する
（この状態は、制御装置によるヒッチに対する最下位置
即ち「フロア」位置が要求されないことを表す）。

ステップ144において、POSフラッグ値が０に設定され
（牽引力制御モード）（ステップ194）、このモードは
ステップ192又は150の作動によりPOS値が１になるまで
続行する。

ステップ146において、制御装置の起動時に１又は０
に無秩序に初期化されステップ156で提供されるPOSFIX
の値に応じて、MIXTHR値が２又は４に設定される。次い
で、ステップ148においてMIX値がMIXTHR値より大きい場
合は、制御装置が「固定位置」制御モードにないことを
表し、アルゴリズムはステツプ152へ進む。MIX値がMIXT
HR値より大きくない場合は、制御装置が「固定位置」制
御モードにあることを表し、アルゴリズムはステツプ15
0へ進んで、POSフラッグ値を１に設定すると共にIFLOOR
フラッグ値を１に設定し、次いでステップ154へ進む。

ステップ152、154は共に、POSFIXフラッグ値が混合制
御電位差計56の設定値を適正に表しているか否かを判断
する。ステップ152でPOSFIXフラッグ値が設定されてい
た場合は、アルゴリズムはステップ156へ進み、それ以
外の場合は、ステップ158へ進む。また、ステップ154で
POSFIXフラッグ値が設定されていれば、アルゴリズムは
ステップ156へ進むが、それ以外はステップ158へ進む。
ステツプ156はPOSFIXフラッグ値を提供する。次いで、
ステップ146−156は、制御装置が混合制御電位差計56に
より発生した無秩序な低レベルノイズを無視できるよう
なヒステリシスを伴って、作動する。

ステップ158において、次式に基づき、位置設定点値
（SPOS）を決定する。

SPOS＝（LEVER×178/65536）＋243。

従って、SPOS値は指令レバー52の位置に依存するが、
ヒッチ26が占め得る位置範囲の下方部分（約1/2）にの
み対応する値をとることができる。

ステップ160において、次式に基づき、深さ誤差値（D
EPTHE）を決定する。

DEPTHE＝FDBK9−SPOS。

このDEPTHE値は、作業機械の深さ誤差値であり、後の
ステップ182において荷重誤差（LERR）を決定するため
に使用される。

次に、ステップ162において、次の式及びプログラム
に従い運転手制御による上限電位差計51から得られたTO
PLIM値をスケーリングし制限することにより、ヒッチ上
限位置値（TOP）を得る。

TOP＝146−146×TOPLIM/256、 If TOP L.T.15, then TOP＝15。

ステップ164において、次のプログラムに基づき、弁
指令制限値（LIMIT）を決定する。

If FDBK G.T.TOP×256、 then G20＝G20PS、else If G20R＝０、 then G20＝G20PS×２、 else G20＝G20R。

ここに、R20PSは圧力弁のための電流制限値であり、G20
Rは帰還弁のための電流制限値である。

If ABS（FDBK−（TOP×256））G.T.16384、 then LIMIT＝G20、 If ABS（FDBK−（TOP×256））L.T.E.16384、 then LIMIT＝G20−G20×（１−ABS（FDBK−TOP×25
6））/16384））²、ここに、ABSは絶対値函数を表し、G20は所定の定数であ
る。

また、ステップ164において、弁方向制限フラッグ値
を次のプログラムにより設定する。

If FDBK L.T.TOP、 then LIMTUP＝０、 else LIMTUP＝１、ここに、LIMTUP＝０は指令制限が最小帰還弁指令である
ことを表し、LIMTUP＝１は指令制限が最大圧力弁指令で
あることを表す。

この弁指令制限値（LIMIT）は、圧力弁42aを指令する
任意の指令の最大大きさ即ち最大強さ、または帰還弁42
bを開閉するように指令する最小値を表す。ヒッチ26が
上限電位差計51により設定された（運転手により決定さ
れる）上限位置に近い場合、LIMIT値は、FDBK（感知さ
れたヒッチ位置）とTOPとの差の絶対値の非一次関数と
して決定される。詳細には、LIMIT値は、量（１−（ABS
（FDBK−（TOP×256））/16384））の平方に関連する。
ヒッチ及び作業機械が地面の上方に持ち上がっている場
合でさえも、運転手がレバー52を引き戻して最上位置へ
のヒッチの移動を指令したときには、この非一次元的な
関係により、ヒツチはその最上位置へ円滑に徐々に移動
する。

ステップ166において、帰還弁電流制限値G20Rは、次
のプログラムに基づき、落下速度値DRATE（この値は運
転手制御による落下速度電位差計58により決定される）
から引き出される。

If DRATE G.T.255、 then G20R＝０、 else G20R＝２×G20PS×（DRATE/256）＋G20RM ここに、G20PS及びG20RMは、最大弁電流を特定の電子液
圧弁の要求値に調整するように設定される所定の定数で
ある。

これにより、運転手は帰還弁42bの開く度合いを最大
限に制御でき、ヒッチ26の最大下降速度を制御できる。
従って、帰還弁制限値G20Rは、実質的には、ある範囲内
で運転手が（８ビットのデジタル制御で）無限に変える
ことのできる変数である。

ステップ168はPOSFIXフラッグ値が１（「固定位置」
モードが作動中であることを表す）であるか否かを決定
する。ステップ152−156はPOSFIXの適当な値を決定する
ように作動し、その結果、混合制御電位差計56がその最
小設定値（純正位置）で設定される場合にのみPOSFIX値
が１に等しくなる。

POSFIX値が１の場合は、アルゴリズムはステップ170
へ進み、基準値FLOORがLEVER値に等しくなるように設定
される。それ以外の場合は、アルゴリズムはステップ17
2へ進み、基準値FLOORはLEVER値の倍数（３倍）に等し
くなるように設定される。

次に、ステップ174において、位置制御モード弁指令
値PERRが、次のプログラムに基づき、量（FDBK−FLOO
R）の非一次関数として決定される。

If FDBK G.T.E.FLOOR、 then G20＝G20PS、else If G20R＝０、 then G20＝G20PS×２、 else G20＝G20R、 If ABS（FDBK−FLOOR）G.T.16384、 then PERR＝G20、 If ABS（FDBK−FLOOR）L.T.E.16385、 then PERR＝G20−G20×（１−ABS（FDBK−FLOOR）/16
384）²、 If FDBK L.T.FLOOR、 then PERRUP＝０、 R5＝FDBK−FLOOR、 else PERRUP＝１、R5＝０。

ここに、PERRUPはフラッグ（０は帰還弁42bへ供給され
る信号を表し、１は圧力弁42aへ供給される信号を表
す）であり、R5はアルゴリズムに使用される値である。
従って、ステップ174は、ステップ164における機能と同
じように、ヒッチ及び作業機械が地面から持ち上がって
いる場合でさえも、（運転手がレバー52を前方へ動かす
ことにより指令した）レバー位置（FLOORにより表す）
へヒッチを円滑に徐々に動かすように作動する非一次元
的な位置誤差機能を有する。制御装置が（混合制御電位
差計56の設定の結果として）感知された牽引力に応答す
るときに、ステップ168、172が作動し、FLOOR値がヒッ
チの牽引力誘起下降と干渉するのを阻止する。従って、
ステップ164、174は、レバー52を介して運転手により指
令された所望の上限ヒッチ位置と所望の下限ヒッチ位置
との間の感知された位置（FDBK）の非一次関数としてヒ
ッチを位置制限するように、作動する。

ステップ176はサブルーチンRATELMを呼び出し、この
サブルーチンはステップ174により決定されたR5値を利
用し、値が増大する位置誤差値に応答するように、比率
を制限する。第5a図ないし第5c図により示すように、サ
ブルーチンPATELMがステップ300−362を実行し、PERR又
はLIMITのネガチブに等しくなるように位置誤差値を設
定する。サブルーチンPATELMはマイクロフィッシュ目録
内に収容されたコンピュータプログラムリスト内に完全
に収録されている。

ステップ178において、内部の感知された牽引力値DRA
FTは、牽引力センサ38からの信号の関数として計算さ
れ、複数個の牽引力センサを使用した場合は、これらセ
ンサからの信号の平均値の関数として計算される。

ステップ180において、牽引誤差値DELDRFは、DRAFTと
荷重指令値LCOMとの差に等しくなるように設定される。

次いで、ステップ182において、「組み合わせた」値
即ち荷重誤差値LERRは、次の式及びプログラムに基づ
き、牽引誤差（DELDRF）、感度（SENS）、深さ誤差（DE
PTHE）及びゲイン値（GAIN）から引き出される。

LDERR＝（DELDRF×SENS/256＋DEPTHE）×GAIN、 If LDERR L.T.0、 LERRUP＝０、 else LERRUP＝１、 LERR＝ABS（LDERR）（32767に制限される）ここに、LERRUPはフラッグ（０は帰還弁42bへ供給され
る信号を表し、１は圧力弁42aへ供給される信号を表
す）である。従って、運転手が電位差計56を介して（制
御装置を感知した牽引力の変化に応答させる）混合設定
を選択したときには、ステップ178−182が作動し、主と
して感知された牽引力の一次関数として、また、補助的
には、制限された位置誤差値DEPTHEの一次関数として、
牽引力又は荷重誤差値LEREを混合値として引き出す。こ
の一次関数のため、制御装置は牽引力の変化に迅速に応
答できる。また、ステップ164、174における非一次関数
のため、ヒッチを感知したヒッチ位置の関数として制御
しているときに、制御装置はヒッチを円滑に制御でき
る。

SPOS値が昇降範囲の下側半分におけるヒッチ26の位置
に対してのみ同価となることができるので、ステップ18
2のDEPTHE値は、制御装置を介してヒッチをその昇降位
置の下方の範囲に保持し、従って作業機械を地面内に保
持する傾向を有する。また、このため、制御装置が定常
状態（平衡状態）で牽引力制御モードにて作動している
ときに、混合制御電位差計56の設定値における変化が作
業機械の作業深さに最小の変化しか生じさせない（即
ち、作業深さを殆ど変化させない）という効果も得られ
る。更に、感度値SENSは荷重誤差LERRの決定に対する牽
引力誤差及び深さ誤差の相対影響を決定する。ステツプ
130により、この相対影響の大きさは約0.5ないし2.0の
範囲に制限される。

ステップ184において、LERR値が０ではない場合、LER
R値は、必要な制御信号を帰還弁52bへ供給するか圧力弁
62aへ供給するかに応じて、次のプログラムに基づき、
異なる値に設定される。

If LERRUP＝１、 then LERR＝16×LERR×G18LP/65536＋G19ADD、 If LERRUP＝０、 then LERR＝16×LERR×G18LR/65536＋G19ADD。

ここに、G18LP、G18LR、G19ADDは所定の定数である。こ
のようにして、異なる大きさのLERR値を帰還弁42b及び
圧力弁42aに対して使用する。これにより、アルゴリズ
ムを圧力弁及び帰還弁の異なる流れ特性に仕立てる。

ステップ186において、POSフラッグ値は、純正位置制
御モードが作動中であるか否かを決定するように吟味さ
れる。作動中である場合は、アルゴリズムはステップ19
2へ進み、弁指令即ち弁電流値VCURが位置誤差値PERRに
等しくなるように設定され、RAISEフラッグ値がPERRUP
値に等しくなるように設定され、POSフラッグ値が１に
設定される。それ以外の場合は、アルゴリズムはステッ
プ188へ進む。

ステップ188は、IFLOORフラッグ値が１（「フロア」
位置が必要であることを表す）に設定されたか否かを決
定する。設定されていない場合は、アルゴリズムはステ
ップ194へ進み、VCUR値を組み合わせた荷重誤差値LERR
に等しくなるように設定し、RAISEフラッグ値をLERRUP
値に等しくなるように設定し、POSフラッグ値を０に設
定する。それ以外の場合は、アルゴリズムはステップ19
0へ進む。

ステップ190は、LERR値がPERR値よりも大きい場合
は、アルゴリズムをステップ194へ導き、それ以外の場
合は、ステップ192へ導く。ステップ192、194から、ア
ルゴリズムはステップ196、198へ進み、VCUR値を制限値
LIMITに制限し、次いでステップ200へ進み、VCUR値を適
当な弁駆動子512又は514へ出力して、シリンダ34を伸長
又は収縮させる。最後に、ステップ202がアルゴリズム
を第3a図に示すタイミングループへリターンさせる。

【図面の簡単な説明】第１図は本発明の制御装置を備えた農業トラクタの概略
側面図、第２図は本発明の制御装置の電気及び液圧ブロツク線
図、第3a図ないし第3j図は第２図のマイクロプロセッサによ
り実行されるアルゴリズムのフローチャート、第４図は第１図の運転手制御によるレバーの斜視図、第5a図ないし第5c図は第２図のマイクロプロセッサによ
り実行されるサブルーチンのフローチャートである。符号の説明 10:トラクタ、26:ヒッチ 30:リフトアーム、34:リフトシリンダ 38:牽引力センサ、42:流れ制御弁 50:制御ユニット、52:指令レバー 54:レバートランスジューサ 56:混合制御電位差計 51、58、60:電位差計 508:マイクロプロセッサ

フロントページの続き (56)参考文献特開昭61−289802（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−243702（ＪＰ，Ａ) 特開昭58−175404（ＪＰ，Ａ) 特開昭59−106202（ＪＰ，Ａ) 特開昭60−16507（ＪＰ，Ａ) 実開昭63−2411（ＪＰ，Ｕ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】地面に食い込む作業機械を取り付けるため
のヒッチと、供給された制御信号（LDERR）に応答して
一定の位置範囲にわたりヒッチを昇降させるための作動
手段とを有する車両における制御装置において、感知した牽引力値と運転手制御による基準牽引力値との
差を表す牽引誤差値（DELDRF）を決定する手段180と、感知したヒッチ位置値と基準ヒッチ位置値との差を表す
位置誤差値（DEPTHE）を決定する手段160と、前記牽引誤差値（DELDRF）、前記位置誤差値（DEPTH
E）、及び、運転手制御値である感度値（Ｓ）とゲイン
値（Ｇ）から、次式 LDERR＝Ｇ×（（DERDRF×Ｓ）＋DEPTHE）に基づき前記
制御信号（LDERR）を引き出す手段182と、前記感知度（Ｓ）の大きさを約0.5ないし2.0に制限する
手段130と、を備えた制御装置。
【請求項２】請求項１に記載の制御装置において、前記
ゲイン値及び前記感度値を前記感知されたヒッチ位置値
の関数として制限する手段120、122、124、128を更に備
えた制御装置。
【請求項３】請求項１に記載の制御装置において、混合
値(MIX)を発生させるための運転手制御器56と、この混
合値(MIX)の関数として前記ゲイン値を発生させるゲイ
ン値発生手段と、前記混合値(MIX)の関数として前記感
度値を発生させる感度値発生手段130と、を更に備えた
制御装置。
【請求項４】請求項３に記載の制御装置において、前記
ゲイン値発生手段及び感度値発生手段が作動することに
より、混合値を調整して感度値が増大したときに、前記
ゲイン値発生手段が前記ゲイン値を増大させることを特
徴とする制御装置。
【請求項５】地面に食い込む作業機械を取り付けるため
のヒッチと、供給された制御信号に応答して一定の位置
範囲にわたりヒッチを昇降させるための作動手段とを有
する車両における制御装置において、ヒッチの感知位置を表すフィードバック信号(FDBK)を発
生させるためのセンサ60、118と、ヒッチの基準位置を表す基準信号（Ｒ）を発生させる手
段170、172と、前記フィードバック信号と前記基準信号との差の非一次
関数を表す誤差信号(PERR)を発生させる手段174と、この誤差信号を制御信号に変換する手段192とを備え、前記非一次関数は、前記フィードバック信号と前記基準
信号との差の値が、前記作動手段の入力部に制御信号の
最大値を供給するときの前記フィードバック信号と前記
基準信号との差の値から変化するとき、前記制御装置の
ゲインを変更してヒッチの急激な動きを減少させるよう
になっている、制御装置。
【請求項６】請求項５に記載の制御装置が、制限信号が前記誤差信号より小さい場合に、該誤差信号
を該制限信号に等しい値に設定する手段176と、ヒッチの所望の上限位置を表すトップ位置信号を出す、
作業者が制御する手段51と、前記フィードバック信号と前記トップ位置信号との差の
非一次関数として前記制限信号を出す手段とを更に備える制御装置。
【請求項７】請求項５に記載の制御装置が、地面に対する前記作業機械の作用により生じた感知され
た牽引力を表す牽引力信号を出すための牽引力センサ38
と、前記牽引力信号の一次関数として前記制御信号を出すた
めの手段と、を備えた制御装置。
【請求項８】地面に食い込む作業機械を取り付けるため
のヒッチと、供給された制御信号に応答して一定の位置
範囲にわたりヒッチを昇降させるための作動手段とを有
する車両における中央システムにおいて、該システム
が、ヒッチの感知された位置を表す位置信号を出す位置セン
サ60と、指令信号の所望の値を設定するための、運転手により設
定できる指令装置54と、地面に対する前記作業機械の作用により生じ、感知され
た牽引力を表す牽引力信号を出すための牽引力センサ38
と、前記中央システムでの位置信号と牽引力信号との所望の
影響レベルを表す混合値を発生するための、運転手が制
御できる混合値設定装置56と、前記牽引力信号の関数としての制御信号と混合値とを発
生させるための手段172〜182と、前記混合値設定装置が第１状態にあるとき、前記指令信
号に等しい基準信号を設定し、前記混合値設定装置が第
２状態にあるとき、前記指令信号の倍数に等しい基準信
号を設定するための手段と、及び前記感知された位置信号と前記基準信号との差の関数と
して制御信号を出すための手段と、を備えた制御装置。
【請求項９】請求項８に記載の制御装置において、前記基準信号は、前記混合値が前記位置信号の最大影響
を表す場合には、前記指令装置の位置に対応する値に等
しくなるように設定され、該基準信号は、前記混合値が前記位置信号168、170の最
大影響を表さない場合には、倍率係数を乗算して得られ
た前記指令装置の位置に対応する値に等しくなるように
設定される制御装置。
【請求項１０】請求項９に記載の制御装置において、前
記倍率係数が１より大きい制御装置。
【請求項１１】地面に食い込む作業機械を取り付けるた
めのヒッチと、入力部に供給された制御信号に応答して
一定の位置範囲にわたりヒッチを昇降させるための作動
手段とを有する車両における中央システムにおいて、運転手が設定可能な指令装置54と、地面に対する前記作業機械の作用により生じた牽引力を
表す牽引力値を発生させるための牽引力センサ38、114
と、ヒッチの感知された位置を表す位置信号を出す位置セン
サ60と、運転手が制御可能な混合値設定装置56、118と、前記指令装置54の所定の設定範囲を表す大きさを有する
基準位置値を発生させるための手段158と、前記指令装置の１つの設定値を表す基準牽引値を発生さ
せるための手段116と、前記感知された牽引値と前記基準牽引値との差を表す牽
引誤差値を発生させるための手段180と、前記感知された位置値と前記基準位置値との差を表す位
置誤差値を発生させるための手段160と、前記混合値設定装置の設定値の関数として混合値及びゲ
イン値を発生させるための手段130、126であって、前記
混合値が牽引誤差値と位置誤差値との相対的な影響力を
表し、前記ゲイン値が牽引誤差値と位置誤差値の両方に
影響を及ぼす線形式となっており、且つ前記混合値及び
ゲイン値を発生させるための手段130、126が、前記混合
値を調節して牽引力誤差値の相対影響を増加させたとき
に前記ゲイン値が自動的に増加するようになっている、
前記混合値及びゲイン値を発生させるための手段130、1
26と、前記牽引誤差値、位置誤差値、混合値及びゲイン値の関
数として制御信号を出すための手段182、194、200と、を備えた中央システム。
【請求項１２】請求項11に記載の制御装置において、前
記基準位置値の大きさが、前記制御装置によりヒッチを
そのヒッチ位置範囲158の下方部分に通常維持させるよ
うな前記指令装置の設定値にのみ対応する制御装置。
【請求項１３】地面に食い込む作業機械を取り付けるた
めのヒッチと、入力部に供給された制御信号に応答して
一定の位置範囲にわたりヒッチを昇降させるための作動
手段とを有する車両における制御装置において、ヒッチの感知された位置を表す位置信号を出す位置セン
サ60と、地面に対する前記作業機械の作用により生じた、感知さ
れた牽引力を表す牽引力信号を出すための牽引力センサ
38と、所望の指令値を設定するための、運転手により制御可能
な指令装置54と、前記制御装置での位置制御と牽引力制御との相対影響を
調節するために、前記指令装置とは別に設けられる、運
転手により可動な混合制御装置56と、主として前記位置信号の関数としての制御信号と指令値
とを発生させるための第１手段192、174と、主として前記牽引力信号の関数としての制御信号と指令
値とを発生させるための第２手段194、182と、及び前記指令装置54が第１位置範囲にあるときには前記第１
手段を作動状態とし、該指令装置が第２位置範囲にある
ときには前記第２手段を作動状態にするために設定す
る、混合制御と独立して操作可能な選択手段136、140、
144、186、188と、を備えた制御装置。
【請求項１４】地面に食い込む作業機械を取り付けるた
めのヒッチと、入力部に供給された制御信号に応答して
一定の位置範囲にわたりヒッチを昇降させるための作動
手段とを有する車両における制御装置において、前記ヒッチの感知された位置を表すフィードバック信号
（FDBK）を発生させるセンサと、前記ヒッチの基準位置を表す基準信号（Ｒ）を発生させ
るための手段と、前記フィードバック信号と基準信号との差の非一次関数
を表す誤差信号を出すための手段であって、誤差信号が
以下の式によって決定される手段と、Ｅ＝G20−G20（１−ABS（FDBK−（Ｒ×ａ））×ｂ）² ここに、ａ、ｂ及びG20は所定の定数であり、ABSは絶対
値を表す関数である、前記誤差信号を前記制御信号に変換する手段とを備える制御装置。