JP3079722B2 - 作業機ローリング制御装置 - Google Patents
作業機ローリング制御装置Info
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- JP3079722B2 JP3079722B2 JP03347878A JP34787891A JP3079722B2 JP 3079722 B2 JP3079722 B2 JP 3079722B2 JP 03347878 A JP03347878 A JP 03347878A JP 34787891 A JP34787891 A JP 34787891A JP 3079722 B2 JP3079722 B2 JP 3079722B2
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- Lifting Devices For Agricultural Implements (AREA)
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、ロータリ耕耘機等の作
業機を昇降自在に装着したトラクタにおいて作業機の対
地左右傾斜を制御する作業機ローリング制御装置に関す
るものである。
業機を昇降自在に装着したトラクタにおいて作業機の対
地左右傾斜を制御する作業機ローリング制御装置に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】例えば図１に示すように、トラクタ１の
後部には作業機連結装置２が設けられており、該作業機
連結装置にロータリ耕耘機等の作業機３が装着される。
図示例の作業機連結装置２は３Ｐヒッチであり、図中の
５は左右一対のロワリンク、６は左右中央に１本のトッ
プリンクで、これらリンク５，５，６の後端部に作業機
３が取り付けられる。７はピッチングシリンダ８で駆動
するリフトアームで、該リフトアームの先端部にリフト
ロッド９とローリングシリンダ１０で左右ロワリンク
５，５が各別に吊られている。ピッチングシリンダ８で
リフトアーム７を上下に回動させると作業機３が昇降
し、また、ローリングシリンダ１０を伸縮させると作業
機３が進行方向と垂直な面内で傾動（ローリング）す
る。
後部には作業機連結装置２が設けられており、該作業機
連結装置にロータリ耕耘機等の作業機３が装着される。
図示例の作業機連結装置２は３Ｐヒッチであり、図中の
５は左右一対のロワリンク、６は左右中央に１本のトッ
プリンクで、これらリンク５，５，６の後端部に作業機
３が取り付けられる。７はピッチングシリンダ８で駆動
するリフトアームで、該リフトアームの先端部にリフト
ロッド９とローリングシリンダ１０で左右ロワリンク
５，５が各別に吊られている。ピッチングシリンダ８で
リフトアーム７を上下に回動させると作業機３が昇降
し、また、ローリングシリンダ１０を伸縮させると作業
機３が進行方向と垂直な面内で傾動（ローリング）す
る。
【０００３】図２はトラクタ１が具備する油圧装置の油
圧回路図であり、上昇用および下降用の比例制御弁１
２，１３でピッチングシリンダ８の制御を行うととも
に、切替制御弁１４でローリングシリンダ１０の制御を
行う。これら制御弁１２，１３，１４はソレノイド弁で
あり、ソレノイドを励磁するパルス信号のＯＮタイムを
変化させることにより油流量を調整する。
圧回路図であり、上昇用および下降用の比例制御弁１
２，１３でピッチングシリンダ８の制御を行うととも
に、切替制御弁１４でローリングシリンダ１０の制御を
行う。これら制御弁１２，１３，１４はソレノイド弁で
あり、ソレノイドを励磁するパルス信号のＯＮタイムを
変化させることにより油流量を調整する。
【０００４】上記の如く構成されたトラクタ１におい
て、作業機３の対地左右傾斜が常に一定になるよう、例
えば作業機３が地面に対して平行に維持されるようにロ
ーリング制御を行う。ローリング制御に際しては、トラ
クタ１の左右傾斜量を検出するスロープセンサ１６の検
出結果とローリングシリンダ１０のストロークを検出す
るストロークセンサ１７の検出結果より作業機３の対地
左右傾斜量を求め、この対地左右傾斜量を傾き調整ダイ
ヤル１８で設定された値と比較し、その偏差が所定の許
容範囲（不感帯）内に納まるようローリングシリンダ１
０を伸縮させる。
て、作業機３の対地左右傾斜が常に一定になるよう、例
えば作業機３が地面に対して平行に維持されるようにロ
ーリング制御を行う。ローリング制御に際しては、トラ
クタ１の左右傾斜量を検出するスロープセンサ１６の検
出結果とローリングシリンダ１０のストロークを検出す
るストロークセンサ１７の検出結果より作業機３の対地
左右傾斜量を求め、この対地左右傾斜量を傾き調整ダイ
ヤル１８で設定された値と比較し、その偏差が所定の許
容範囲（不感帯）内に納まるようローリングシリンダ１
０を伸縮させる。
【０００５】上記不感帯の大きさやローリングシリンダ
１０の動作速度は圃場条件や作業速度によって変える必
要がある。例えば、枕地等の凹凸が大きいところでは動
作を速くし、平坦で比較的固いところでは不感帯を大き
く取るか、もしくは動作速度を鈍くする。これらの制御
形態の切替調整を、従来は、オペレータの判断に基づい
て感度切替スイッチ等により手動で行っていた。
１０の動作速度は圃場条件や作業速度によって変える必
要がある。例えば、枕地等の凹凸が大きいところでは動
作を速くし、平坦で比較的固いところでは不感帯を大き
く取るか、もしくは動作速度を鈍くする。これらの制御
形態の切替調整を、従来は、オペレータの判断に基づい
て感度切替スイッチ等により手動で行っていた。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、作業
中、オペレータは他の器機類の操作や注意を払わなけれ
ばならない事項がたくさんあるため、この制御形態の切
替操作が負担となっていた。また、オペレータが不慣れ
な場合、切替の度合いやタイミングが不適切となり、作
業の仕上がりに悪影響が出ることがあった。本発明は、
オペレータの負担を軽減するとともに、経験や熟練度を
問わず誰がトラクタを操縦しても作業結果が良好な仕上
がりとなるようにすることを課題としている。
中、オペレータは他の器機類の操作や注意を払わなけれ
ばならない事項がたくさんあるため、この制御形態の切
替操作が負担となっていた。また、オペレータが不慣れ
な場合、切替の度合いやタイミングが不適切となり、作
業の仕上がりに悪影響が出ることがあった。本発明は、
オペレータの負担を軽減するとともに、経験や熟練度を
問わず誰がトラクタを操縦しても作業結果が良好な仕上
がりとなるようにすることを課題としている。
【０００７】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかる作業機ローリング制御装置は、トラクタに対し
て作業機を進行方向と垂直な面内で適宜傾動させて作業
機の対地左右傾斜を常に一定に維持する作業機ローリン
グ制御装置において、作業機を傾動させるアクチュエー
タと、目標とする作業機の左右傾斜量を設定する設定手
段と、実際の作業機の左右傾斜量を検出する検出手段
と、前記設定手段の設定値と前記検出手段の検出値との
偏差を求める偏差算出手段と、作業機の左右傾斜変化速
度を求める変化速度算出手段と、前記偏差算出手段によ
って得られる偏差および前記変化速度算出手段によって
得られる左右傾斜変化速度を条件部メンバーシップ関数
としてファジィ推論に基づいてアクチュエータ駆動用の
不感帯の大きさを決定する決定手段とを具備することを
特徴としている。
に、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかる作業機ローリング制御装置は、トラクタに対し
て作業機を進行方向と垂直な面内で適宜傾動させて作業
機の対地左右傾斜を常に一定に維持する作業機ローリン
グ制御装置において、作業機を傾動させるアクチュエー
タと、目標とする作業機の左右傾斜量を設定する設定手
段と、実際の作業機の左右傾斜量を検出する検出手段
と、前記設定手段の設定値と前記検出手段の検出値との
偏差を求める偏差算出手段と、作業機の左右傾斜変化速
度を求める変化速度算出手段と、前記偏差算出手段によ
って得られる偏差および前記変化速度算出手段によって
得られる左右傾斜変化速度を条件部メンバーシップ関数
としてファジィ推論に基づいてアクチュエータ駆動用の
不感帯の大きさを決定する決定手段とを具備することを
特徴としている。
【０００８】
【作用】設定手段により目標とする作業機の左右傾斜量
を設定し、検出手段により実際の作業機の左右傾斜量を
検出する。これら設定値と検出値を偏差算出手段で比較
して両者の偏差を算出するとともに、変化速度算出手段
で作業機の左右傾斜変化速度を算出する。このようにし
て求められた偏差および左右傾斜変化速度を決定手段で
ファジィ推論に基づいて処理し、それ以後の不感帯の大
きさを決定する。
を設定し、検出手段により実際の作業機の左右傾斜量を
検出する。これら設定値と検出値を偏差算出手段で比較
して両者の偏差を算出するとともに、変化速度算出手段
で作業機の左右傾斜変化速度を算出する。このようにし
て求められた偏差および左右傾斜変化速度を決定手段で
ファジィ推論に基づいて処理し、それ以後の不感帯の大
きさを決定する。
【０００９】ファジィ推論に基づいて偏差および対地左
右傾斜の変化速度を処理するので、そのときの状況に応
じて適切に不感帯の大きさを決定することができ、作業
の仕上げ結果が良好となる。
右傾斜の変化速度を処理するので、そのときの状況に応
じて適切に不感帯の大きさを決定することができ、作業
の仕上げ結果が良好となる。
【００１０】
【実施例１】前掲図１に示すトラクタ１の場合、作業機
の昇降を制御する昇降制御と作業機の左右傾斜を制御す
るローリング制御の２通りの制御を行うが、ここではロ
ーリング制御について述べることにする。
の昇降を制御する昇降制御と作業機の左右傾斜を制御す
るローリング制御の２通りの制御を行うが、ここではロ
ーリング制御について述べることにする。
【００１１】ローリング制御装置２０は図３のブロック
図に示す如く構成されている。すなわち、目標とする作
業機の左右傾斜量を設定する傾き調整ダイヤル１８と、
トラクタの左右傾斜を検出するスロープセンサ１６の検
出値と、トラクタに対する作業機の左右傾斜量を検出す
るストロークセンサ１７の検出値とが入力インターフェ
イス２０を介してＣＰＵ２１に入力される。ＣＰＵ２１
でこれらのデータに基づいて後述する処理を行い、出力
インターフェイス２２を介して切替制御弁１４の伸用お
よび縮用ソレノイド１４ａ，１４ｂにバルブ開閉信号を
出力する。
図に示す如く構成されている。すなわち、目標とする作
業機の左右傾斜量を設定する傾き調整ダイヤル１８と、
トラクタの左右傾斜を検出するスロープセンサ１６の検
出値と、トラクタに対する作業機の左右傾斜量を検出す
るストロークセンサ１７の検出値とが入力インターフェ
イス２０を介してＣＰＵ２１に入力される。ＣＰＵ２１
でこれらのデータに基づいて後述する処理を行い、出力
インターフェイス２２を介して切替制御弁１４の伸用お
よび縮用ソレノイド１４ａ，１４ｂにバルブ開閉信号を
出力する。
【００１２】決定手段であるＣＰＵ２１におけるデータ
処理は図４のフローチャートに示す順序で行われる。ま
ず、各設定器、センサ１８，１６，１７の値を読み込
み、傾き調整ダイヤル１８で設定される左右傾斜の目標
値と、スロープセンサ１６とストロークセンサ１７で検
出される実際の作業機３の対地左右傾斜量とを比較して
その偏差Ｄを算出するとともに、前記偏差の変化量ΔＤ
を算出する。偏差の変化量ΔＤは作業機３における左右
傾斜の変化速度を意味する。こうして得た偏差Ｄおよび
偏差の変化量ΔＤを入力変数（条件部メンバーシップ関
数）としてファジィ推論を行い、不感帯の幅を決定す
る。
処理は図４のフローチャートに示す順序で行われる。ま
ず、各設定器、センサ１８，１６，１７の値を読み込
み、傾き調整ダイヤル１８で設定される左右傾斜の目標
値と、スロープセンサ１６とストロークセンサ１７で検
出される実際の作業機３の対地左右傾斜量とを比較して
その偏差Ｄを算出するとともに、前記偏差の変化量ΔＤ
を算出する。偏差の変化量ΔＤは作業機３における左右
傾斜の変化速度を意味する。こうして得た偏差Ｄおよび
偏差の変化量ΔＤを入力変数（条件部メンバーシップ関
数）としてファジィ推論を行い、不感帯の幅を決定す
る。
【００１３】ファジィ推論を行うに際しては、図５の図
表に示すファジィ制御規則を採用する。横の行を偏差
Ｄ、縦の列を偏差の変化量ΔＤとし、表の中を不感帯増
減出力Ｖとする。ここで、ＮＢは負で大きい、ＮＭは負
で中程度、ＮＳは負で小さい、Ｚ０はゼロ、ＰＳは正で
小さい、ＰＭは正で中程度、ＰＢは正で大きいを意味す
る。（以下に示す図表についても、これら符号の意味は
同様である。）なお、作業機３が右側に傾斜している場
合を正とし、左側に傾斜している場合を負としている。
表に示すファジィ制御規則を採用する。横の行を偏差
Ｄ、縦の列を偏差の変化量ΔＤとし、表の中を不感帯増
減出力Ｖとする。ここで、ＮＢは負で大きい、ＮＭは負
で中程度、ＮＳは負で小さい、Ｚ０はゼロ、ＰＳは正で
小さい、ＰＭは正で中程度、ＰＢは正で大きいを意味す
る。（以下に示す図表についても、これら符号の意味は
同様である。）なお、作業機３が右側に傾斜している場
合を正とし、左側に傾斜している場合を負としている。
【００１４】例えば、１行５列については、「もし作業
機が少し右傾斜（ＰＳ）しており、、かつ作業機が左に
速く（ＮＢ）傾動しているならば、不感帯を少し増加
（ＰＳ）して、作業機の傾動を早めに停止させる。」、
１行７列については、「もし作業機が右に大きく傾斜
（ＰＢ）しており、かつ作業機が左に速く（ＮＢ）傾動
しているならば、不感帯をそのまま（Ｚ０）にして修正
出力を出す。」、４行７列については、「もし作業機が
右に大きく傾斜（ＰＢ）しており、かつ作業機が傾動し
ていない（Ｚ０）ならば、不感帯を大きく減少（ＮＢ）
させて、早く修正出力が出るようにする。」ということ
である。
機が少し右傾斜（ＰＳ）しており、、かつ作業機が左に
速く（ＮＢ）傾動しているならば、不感帯を少し増加
（ＰＳ）して、作業機の傾動を早めに停止させる。」、
１行７列については、「もし作業機が右に大きく傾斜
（ＰＢ）しており、かつ作業機が左に速く（ＮＢ）傾動
しているならば、不感帯をそのまま（Ｚ０）にして修正
出力を出す。」、４行７列については、「もし作業機が
右に大きく傾斜（ＰＢ）しており、かつ作業機が傾動し
ていない（Ｚ０）ならば、不感帯を大きく減少（ＮＢ）
させて、早く修正出力が出るようにする。」ということ
である。
【００１５】また、これら偏差Ｄ、偏差の変化量ΔＤお
よび不感帯増減出力Ｖは、図６乃至図８に示すようにそ
の大きさによって分類され、メンバーシップ関数として
あらわされる。
よび不感帯増減出力Ｖは、図６乃至図８に示すようにそ
の大きさによって分類され、メンバーシップ関数として
あらわされる。
【００１６】仮に偏差Ｄがｄ、変化量ΔＤがΔｄである
と想定し、この場合の不感帯増減出力Ｖを求めることに
する（図９参照）。このときの偏差Ｄのメンバーシップ
値は、Ｚ０より与えられるａ1 （＝０．４）とＰＳより
与えられるａ2 （＝０．６）であり、変化量ΔＤのメン
バーシップ値はＰＳより与えられるｂ1 （＝０，２）と
Ｚ０より与えられるｂ2 （＝０．８）である。これらの
メンバーシップ値の中からファジィ規則に従ってａ1 と
ｂ2 を抽出し、不感帯増減出力Ｖのメンバーシップ領域
Ｕ1 ，Ｕ2 を求める。そして、これら領域の横軸方向の
重心を求め、不感帯増減出力Ｖを決定する。
と想定し、この場合の不感帯増減出力Ｖを求めることに
する（図９参照）。このときの偏差Ｄのメンバーシップ
値は、Ｚ０より与えられるａ1 （＝０．４）とＰＳより
与えられるａ2 （＝０．６）であり、変化量ΔＤのメン
バーシップ値はＰＳより与えられるｂ1 （＝０，２）と
Ｚ０より与えられるｂ2 （＝０．８）である。これらの
メンバーシップ値の中からファジィ規則に従ってａ1 と
ｂ2 を抽出し、不感帯増減出力Ｖのメンバーシップ領域
Ｕ1 ，Ｕ2 を求める。そして、これら領域の横軸方向の
重心を求め、不感帯増減出力Ｖを決定する。
【００１７】このようにして処理を行うと、目的値付近
で作業機が速く傾動している場合は不感帯が大きくなる
ので、作業機が早い周期で左右交互に傾動すること（ハ
ンチング）が防止される。また、作業機を大きく傾動さ
せる必要のある時は傾動速度が速くなるので、圃場面の
傾斜変化に対する追随性が高い高精度の制御が行われ
る。
で作業機が速く傾動している場合は不感帯が大きくなる
ので、作業機が早い周期で左右交互に傾動すること（ハ
ンチング）が防止される。また、作業機を大きく傾動さ
せる必要のある時は傾動速度が速くなるので、圃場面の
傾斜変化に対する追随性が高い高精度の制御が行われ
る。
【００１８】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明にかかる作
業機ローリング制御装置は、ファジィ推論に基づいて目
標とする作業機の対地左右傾斜量と実際の作業機の対地
左右傾斜の偏差および対地傾斜の変化速度を処理し、ロ
ーリング用アクチュエータの駆 動のための不感帯の大き
さを決定するので、簡単かつ実用的な構成でハンチング
の防止、円滑な制御を行えるようになった。
業機ローリング制御装置は、ファジィ推論に基づいて目
標とする作業機の対地左右傾斜量と実際の作業機の対地
左右傾斜の偏差および対地傾斜の変化速度を処理し、ロ
ーリング用アクチュエータの駆 動のための不感帯の大き
さを決定するので、簡単かつ実用的な構成でハンチング
の防止、円滑な制御を行えるようになった。
【図１】トラクタの使用状態を示す側面図である。
【図２】図１に示すトラクタの油圧回路図である。
【図３】ローリング制御装置のブロック図である。
【図４】実施例１のフローチャートである。
【図５】実施例１のファジィ制御規則を示す図表であ
る。
る。
【図６】実施例１の偏差のメンバーシップ関数を示す図
である。
である。
【図７】実施例１の偏差変化量のメンバーシップ関数を
示す図である。
示す図である。
【図８】実施例１の不感帯増減出力のメンバーシップ関
数を示す図である。
数を示す図である。
【図９】実施例１のファジィ推論の手順を説明する図で
ある。
ある。
１ トラクタ ２ 作業機連結装置 ３ ロータリ耕耘機（作業機） ８ ピッチングシリンダ １０ ローリングシリンダ（アクチュエータ） １２，１３，１４ 制御弁 １６ スロープセンサ（検出手段） １７ ストロークセンサ（検出手段） １８ 傾き調整ダイヤル（設定手段） ２１ ＣＰＵ（偏差算出手段、変化速度算出手段、決定
手段）
手段）
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) A01B 63/10 - 63/12 G05B 13/02
Claims (1)
- 【請求項１】 トラクタに対して作業機を進行方向と垂
直な面内で適宜傾動させて作業機の対地左右傾斜を常に
一定に維持する作業機ローリング制御装置において、作
業機を傾動させるアクチュエータと、目標とする作業機
の左右傾斜量を設定する設定手段と、実際の作業機の左
右傾斜量を検出する検出手段と、前記設定手段の設定値
と前記検出手段の検出値との偏差を求める偏差算出手段
と、作業機の左右傾斜変化速度を求める変化速度算出手
段と、前記偏差算出手段によって得られる偏差および前
記変化速度算出手段によって得られる左右傾斜変化速度
を条件部メンバーシップ関数としてファジィ推論に基づ
いてアクチュエータ駆動用の不感帯の大きさを決定する
決定手段とを具備することを特徴とする作業機ローリン
グ制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03347878A JP3079722B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 作業機ローリング制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP03347878A JP3079722B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 作業機ローリング制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05192005A JPH05192005A (ja) | 1993-08-03 |
| JP3079722B2 true JP3079722B2 (ja) | 2000-08-21 |
Family
ID=18393212
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP03347878A Expired - Fee Related JP3079722B2 (ja) | 1991-12-02 | 1991-12-02 | 作業機ローリング制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP3079722B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP4594922B2 (ja) * | 2006-12-22 | 2010-12-08 | 株式会社クボタ | 農作業機のローリング制御装置 |
-
1991
- 1991-12-02 JP JP03347878A patent/JP3079722B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05192005A (ja) | 1993-08-03 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |