JP3034961B2 - 農作業機のローリング制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、トラクタ等の本機に作
業機部分を装着した農作業機に設けられ、作業機部分の
左右傾斜を修正するローリング制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】本機であるトラクタの後部に設けたリン
ク装置に作業機部分を進行方向と垂直な面内で傾動（ロ
ーリング）自在に装着し、圃場面の左右傾斜に応じて作
業機部分を適宜傾動させ、当該作業機部分を常に所定の
角度に保持するようにした農作業機がある。この種の農
作業機は、作業機部分を傾動させるための手段として油
圧アクチュエータ、例えば油圧シリンダ等が用いられ、
該油圧アクチュエータを通電量に比例して流量が変化す
る電磁制御弁で制御するようになっている。

【０００３】この種の農作業機におけるローリング制御
の方法は、例えば、圃場面の左右傾斜をスロープセンサ
で、油圧アクチュエータの動作量をストロークセンサで
それぞれ検出し、スロープセンサの検出結果から算出さ
れるストロークセンサの目標値の許容範囲内に実際にス
トロークセンサの検出値が入るように油圧アクチュエー
タを作動させる。油圧アクチュエータの作動制御の方法
としては、ストロークセンサの検出値が目標値から一定
以上離れているときは、油圧アクチュエータの動作を迅
速に行わせるために電磁制御弁に連続通電し、検出値が
目標値から一定以内に接近してくると、電磁制御弁への
通電がパルス通電に切り替わるようになっているのが一
般的である。従来、パルスのオン時間は常に一定で、パ
ルス数によって油圧アクチュエータの動作量を調整する
ようになっていた。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】動作の初期段階では作
動油の粘性抵抗等によって油圧アクチュエータの動作に
応答遅れが生じるが、パルスのオン時間が一定であると
これにうまく対応することができず、制御が安定しなか
った。また、この応答遅れの度合いは、作動油の温度や
電磁制御弁の個体差によっても異なり、使用条件や機体
ごとに制御の精度にばらつきがあった

【０００５】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記事情に鑑
みなされたもので、次のような構成とした。すなわち、
本発明にかかるローリング制御装置は、動力車体である
本機に作業機部分を進行方向と垂直な面内で傾動可能に
連結してなり、本機の左右傾斜の検出結果に基づいて作
業機部分を油圧アクチュエータで適正方向に傾動させ
て、当該作業機部分を常に水平面に対して所定の角度に
保持するようにした農作業機のローリング制御装置にお
いて、前記油圧アクチュエータをパルス通電量に比例し
て流量が変化する電磁制御弁で開閉制御するとともに、
前記パルス通電における初期パルスの通電開始から実際
に油圧アクチュエータの動作が検出されるまでの応答遅
れ時間、もしくは初期パルスの通電停止から実際に油圧
アクチュエータが停止するまでの応答遅れ時間に基づい
て、各パルスごとの油圧アクチュエータの動作量が一定
となるよう次のパルスの幅を調節するパルス幅調節手段
を設けたことを特徴としている。

【０００６】

【作用】油圧アクチュエータは通電量に比例して流量が
変化する電磁制御弁で制御され、該電磁制御弁に通電す
るパルスの通電時間が油圧アクチュエータの動作量に基
づいて決定されるようになっているので、１パルス当り
の油圧アクチュエータの動作量を常に一定にすることが
でき、ローリング制御の精度が向上する。

【０００７】

【実施例】図１は本発明の１例をあらわし、この農作業
機１は、本機であるトラクタ（動力農機）２の後部に設
けた３Ｐリンク装置３に作業機部分としてロータリ耕耘
機４が装着されている。

【０００８】３Ｐリンク装置３は１本のトップリンク６
と左右一対のロアリンク７，７を備え、これら各リンク
の後端部に、ロータリ耕耘機４のマスト４ａの上端部と
フレーム４ｂの前端部がそれぞれ取りつけられる。本機
側に昇降用油圧シリンダ（図示を省略）で駆動される左
右一対のリフトアーム９，９が設けられ、該リフトアー
ムの先端部と前記ロアリンク７，７の中間部とが連結部
材１０，１１で連結されており、昇降用油圧シリンダを
収縮させると作業機部分４全体が昇降するようになって
いる。図２に示す如く、一方（図示例では右側）の連結
部材１１は長さ不変のリフトロッドで、他方（図示例で
は左側）の連結部材１０は自在に伸縮させることのでき
る油圧シリンダとなっている。この油圧シリンダ１０が
ローリング制御用の油圧アクチュエータであり、その伸
縮量は、リフトアーム９，９と一体に回動するセンサア
ーム１２の先端部と左側のロアリンク７との間に設けた
ストロークセンサ１３によって検出される。ローリング
用油圧シリンダ１０を伸ばすと作業機部分４が右上りの
状態となるよう傾動し、該油圧シリンダ１０を縮めると
作業機部分４が左上りの状態となるよう傾動する。すな
わち、ローリング用油圧シリンダ１０を伸縮させること
により、作業機部分４が進行方向と垂直な面内でローリ
ングさせられるのである。

【０００９】前記ローリング用油圧シリンダ１０を制御
するローリング制御弁１５は、互いに連係して駆動され
る伸長用弁１５ａと収縮用弁１５ｂとからなる。両弁１
５ａ，１５ｂはいずれも通電量に比例して作動油の流量
が変化する比例電磁制御弁である。また、図中の１６は
圃場面の左右傾斜を検出するスロープセンサ、１７は作
業機部分４の水平面に対する左右傾斜量を任意に設定す
るための傾斜設定器である。

【００１０】ローリング制御装置２０は、図３のブロッ
ク図の如くあらわされる。すなわち、傾斜設定器１７の
設定信号とスロープセンサ１６およびストロークセンサ
１３の検出信号がＡ／Ｄ変換器２１を介してＣＰＵ２２
に入力され、これらのデータを処理して、ローリング制
御弁１５に出力信号が出される。以下、図４乃至図６に
示されるフローチャートと図７のタイムチャートを参照
図として、このローリング制御装置２０の作用について
説明する。

【００１１】まず、傾斜設定器１７とスロープセンサ１
６からのデータよりストロークセンサ１３の目標値を算
出するとともに、該目標値とストロークセンサの現在値
Ｓとの差を算出し、その差が許容範囲（不感帯）内に収
まるまでローリング制御弁１５の伸長用弁１５ａもしく
は収縮用弁１５ｂに通電する。この際、目標値と現在値
の差が一定以上離れている時は連続通電を行い、両者の
差が一定以内の時はパルス通電を行う。このパルス域の
範囲は、実際の作業機部分４の傾動角度で正負２度程度
としておくのが好ましい。

【００１２】上記パルス通電において、基本的には１パ
ルス当たりの油圧シリンダ１０の動作量が決められてお
り、該動作量が規定値βになるよう１パルスごとの通電
時間が決定される。すなわち、パルスのオン時間は一定
ではなく、１パルスごとに変動するのである。油圧シリ
ンダ１０の動作量は、（ストロークセンサの現在値Ｓ）
−（ストロークセンサの初期値Ｓ_ON）で求められる。な
お、パルスが出されないオフ時間Ｔ_OFF は基本的には一
定で、実施例ではその基準時間が１００msecとなってい
る。ただし、次に説明する補正を行うため、実際には規
定値βもオフ時間Ｔ_OFF も変化する。

【００１３】まず、オフ時間の補正について説明する。
パルスがオンになった時点でストロークセンサの初期値
Ｓ_ＯＮを記憶するとともにタイマをセットし、ストロー
クセンサの現在値Ｓと前記初期値Ｓ_ＯＮとの差が２ビッ
ト以上になるとタイマをリセットし、その時のタイムｔ
_ＯＮを読み取る。そして、次回のオフ時間をＴ_ＯＦＦ＝
１００ｍｓｅｃ−ｔ_ＯＮと補正する。ここで、「２ビッ
ト」というのはストロークセンサ１３の読取り精度を考
慮した値である。すなわち、このオフ時間の補正は、パ
ルスをオンした時の応答遅れに基づいて、次回のオフ時
間を補正するのである。

【００１４】次に、規定値の補正について説明する。パ
ルスがオフになった時点でストロークセンサの初期値Ｓ
_OFF を記憶し、ストロークセンサ検出値の変化がなくな
ったならば、現在値Ｓと前記初期値Ｓ_OFF との差ｄを算
出する。そして、差ｄが１ビットであれば規定値βはそ
のままであるが、差ｄが２ビット以上である場合は規定
値βから１ビット差し引き、その差がない場合は規定値
βに１ビットを加える。すなわち、この規定値の補正
は、パルスをオフした時の応答遅れに基づいて次回の規
定値を補正するのである。

【００１５】このように、パルスのオン・オフ時の応答
遅れに基づいてオフ時間Ｔ_ＯＦＦと規定値βを補正する
ことにより、油温の差異等による動作特性の変動や制御
弁の個体差による制御のばらつきをなくすことができ、
制御精度が安定する。動作開始時から数パルス目には応
答遅れがほとんどなくなり、それ以降はオフ時間Ｔ
_ＯＦＦ、規定値β共にほぼ一定となる。

【００１６】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかるロ
ーリング制御装置は、パルス通電のオン・オフに対する
実際の油圧アクチュエータの動作の遅れを検出し、これ
に基づいてパルスの通電時間を決定するようになってい
るので、１パルス当りの油圧アクチュエータの動作量を
常に一定にすることができ、ローリング制御の精度が向
上した。

【図面の簡単な説明】

【図１】農作業機の１例の側面図である。

【図２】図１に示す農作業機の要部の斜視図である。

【図３】ローリング制御装置のブロック図である。

【図４】ローリング制御のフローチャートの一部であ
る。

【図５】ローリング制御のフローチャートの一部で、図
中の，，は図４における，，にそれぞれ接
続している。

【図６】ローリング制御のフローチャートの一部で、図
中の，は図４における，にそれぞれ接続し、図
中のは図におけるに接続している。

【図７】ローリング制御のタイムチャートである。

【符号の説明】

１ 農作業機 ２ トラクタ（本機） ４ ロータリ耕耘機（作業機部分） １０ ローリング用油圧シリンダ（油圧アクチュエー
タ） １３ ストロークセンサ １５ 電磁制御弁 １６ スロープセンサ １７ 傾斜設定器 ２０ ローリング制御装置

フロントページの続き (72)発明者 小池 英樹 愛媛県伊予郡砥部町八倉１番地 井関農 機株式会社 技術部内 (56)参考文献 特開 昭64−63303（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) A01B 63/10

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 動力車体である本機に作業機部分を進行
   方向と垂直な面内で傾動可能に連結してなり、本機の左
   右傾斜の検出結果に基づいて作業機部分を油圧アクチュ
   エータで適正方向に傾動させて、当該作業機部分を常に
   水平面に対して所定の角度に保持するようにした農作業
   機のローリング制御装置において、前記油圧アクチュエ
   ータをパルス通電量に比例して流量が変化する電磁制御
   弁で開閉制御するとともに、前記パルス通電における初
   期パルスの通電開始から実際に油圧アクチュエータの動
   作が検出されるまでの応答遅れ時間、もしくは初期パル
   スの通電停止から実際に油圧アクチュエータが停止する
   までの応答遅れ時間に基づいて、各パルスごとの油圧ア
   クチュエータの動作量が一定となるよう次のパルスの幅
   を調節するパルス幅調節手段を設けたことを特徴とする
   農作業機のローリング制御装置。