JP3114191B2 - 対地作業機のデプス制御 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、トラクタ等の動力農機に連結した対地作
業機のデプス制御装置に関するものであり、特に、ソレ
ノイドをオン・オフするパルスのオンタイムを、デプス
センサの検出値と耕深設定値との差に応じて制御する対
地作業機のデプス制御装置に関するものである。

［従来の技術］ 従来、此種対地作業機のデプス制御は、対地作業機の
耕深を検出するデプスセンサを設け、このデプスセンサ
による検出値と耕深設定器による設定値とを比較してそ
の差に応じ、昇降制御バルブのソレノイドをオン・オフ
する１パルス中のオンタイムを変化している。

そして、耕深設定値が小である場合は耕深作業が円滑
に行われて仕上の状態であり、斯かる状態でオンタイム
を頻繁に変化させると耕深した仕上面を乱すため、デプ
スセンサに対して不感帯を設けて凹凸を検出しないよう
にしている。

［発明が解決しようとする課題］ 従来のデプス制御では、制御を安定に行うため耕深設
定値を小にするほど不感帯を広げるものがある。然し、
斯かる場合に浅おこしを行おうとしても不感帯の範囲内
では作動しないので、実際に浅おこしができる範囲が狭
くなつている。

そこで、耕深を浅く設定したときであつても、耕深設
定値に応じて安定したデプス制御を為し、浅起こしにお
ける整地性を向上させるために解決せられるべき技術的
課題が生じてくるのであり、本発明はこの課題を解決す
ることを目的とする。

［課題を解決するための手段］ この発明は上記目的を達成するために提案されたもの
であり、油圧昇降装置により昇降自在に設けられている
対地作業機であって、該対地作業機の耕深を検出するデ
プスセンサを備え、このデプスセンサの検出値と耕深設
定器による設定値との差に応じて、昇降制御バルブのソ
レノイドをオン・オフする１パルス中のオンタイムを変
化して前記昇降制御バルブの作動を制御する対地作業機
のデプス制御装置に於いて、前記デプス制御装置は、耕
深設定値が浅く設定されるほど不感帯を狭く、且つ、昇
降速度が遅くなるよう制御ゲインを変更させることを特
徴とする対地作業機のデプス制御装置を提供するもので
ある。

［作用］ この発明はデプスセンサによつて作業機の耕深を検出
し、その検出値と耕深設定器の設定値との差を常時比較
すると共に、耕深設定値の大小に応じて異なる制御ゲイ
ンを作用させている。そして、耕深を浅く設定するほど
偏差が少であるように不感帯を作動させ、このときに前
記設定値との差が大となつても昇降制御バルブのオンタ
イムを抑制する。

従って、圃場の表面の凸部に対しては少しずつ作業機
を昇降させ、圃場の凹部が徐々に深くなつていくような
場合には、作業機の耕深が徐々に浅くなるように制御さ
れる。依って、安定したデプス制御ができ、浅おこしに
おける整地性も向上する。

［実施例］ 以下、この発明の一実施例を別紙添付図面に従って詳
述する。第１図に於て（１）は動力農機であるトラク
タ、（２）は対地作業機であるロータリ、（３）はトツ
プリンク、（４）はロワーリンク、（５）はリフトアー
ム、（６）は水平制御用のリフトシリンダ、（７）は水
平ストロークセンサである。又（８）はマスト、（９）
はロータリ本体（2a）とトツプリンク（３）とを結合す
る支持板である。前記ロータリ本体（2a）の後部と支持
板（９）とは姿勢制御用シリンダ（10）を介して連結さ
れており、この姿勢制御用シリンダ（10）と平行に姿勢
ストロークセンサ（11）を配設し、ロータリ本体（2a）
の姿勢を電気的に検出するようにしている。又、リフト
アーム（５）の回動基部にリフトアーム角度センサ（1
2）を設けると共に、シート下部に左右方向の傾斜を検
出するスロープセンサ（13）を設け、更に、リヤカバー
（14）にデプスセンサ（15）を取り付けて耕深制御でき
るように形成してある。

前記各センサはトラクタ（１）に設けられた制御装置
（16）に接続されており、該制御装置（16）には対地作
業機の高さを調節するポジシヨンレバー（17）、ロータ
リの耕深を調節する耕深設定器（18）、ロータリの傾き
を調節する傾斜設定器（19）、デプスセンサの読み取り
感度を切り替える感度スイツチ（20）等の各種スイツチ
類が設けられている。又、前記リフトアーム（５）はリ
フトシリンダ（図示せず）の伸縮により上下方向へ回動
し、油圧昇降機構（21）を構成しており、このリフトシ
リンダは昇降制御バルブ（22）により油圧制御される。
尚、符号（23）は水平制御バルブである。

次に、本発明のデプス制御について、第２図のブロツ
ク図及び第３図のフローチヤートに従って説明する。先
ず、デプスセンサ（15）の検出値及び耕深設定器（18）
並びに各スイツチの位置を読み込み（ステツプ101）、
耕深制御中であることを確認（ステツプ102）した後
に、耕深設定器（18）の設定値に基づき不感帯（Bz）を
決定する（ステツプ103）。

不感帯（Bz）＝耕深設定値/40 ……（１式） （但し ３≦Bz≦６） 又、前記耕深設定値により制御ゲイン（α）を決定す
る（ステツプ104）。

制御ゲイン（α）＝128/耕深設定値 ……（２式） （但し 0.5≦α≦１） そして、前記耕深設定値とデプスセンサ検出値とを比
較し、その差（β）を算出する（ステツプ105）。

ここで第４図に示すように、８ビツトのCPUでは耕深
設定器で０〜255のステツプで耕深設定できるが、上限
及び下限の12ビツト分は設定範囲外となり、実際の耕深
設定はデプスセツト（Deset）として次式により表わさ
れる。

Deset＝耕深設定値×0.9＋13 ……（３式） 即ち、デプスセンサ（15）に対して耕深設定できる範囲
（Dz）は13ビツトから243ビツトまでの間となる。従っ
て、デプスセンサの検出値をDesensとすれば、 β＝Deset−Desens ……（４式） となり、β＞０であれば作業機を上昇させ、β＜０であ
れば作業機を下降させる。前記差（β）が零である場合
はデプスセツト（Deset）とデプスセンサ検出値（Desen
s）とが一致したときであり、この場合は第３図のステ
ツプ106から107に進み出力をオフにする。

ここで第５図に示すように、リヤカバー（14）の長さ
をｌ、下限からの回動角度をθｎとすれば、耕深値（H
n）は次式で表わされる。

Hn＝2l×sin²（θn/2）−H₀ ……（５式） 耕深が浅いときはリヤカバー（14）が起立状態に近い
が、耕深値（Hn）が大になるに伴ってリヤカバー（14）
の倒れが大きくなり、第６図のグラフに示すように、リ
ヤカバー（14）の回動角度（θｎ）が大になるのに伴っ
て耕深値（Hn）は急激に大となる。

而して、第３図のステツプ108に於て、前記差（β）
に耕深設定値により決定された制御ゲイン（α）を乗じ
て新たに偏差（β）を算出する。例えば耕深設定値を約
220と浅く設定したときは、不感帯（Bz）は（１式）よ
り5.5となり、従来より不感帯が狭くなつている。又、
（２式）より制御ゲイン（α）が0.58であり、ステツプ
108にて算出された偏差（β）は実際に（４式）から求
めたデプスセツト（Deset）とデプスセンサ検出値（Des
ens）との差（β）の約６割程度とみなされ、急激な耕
深の変化を抑制する。この制御ゲイン（α）は特に耕深
が浅くなるほど偏差（β）が小となるように作用する。

そして、算出された前記偏差（β）の絶対値が50mm未
満であれば（ステツプ109）50mm未満でオンタイムを一
定値にセツトする（ステツプ110）。偏差（β）の絶対
値が50mm以上150mm未満であれば（ステツプ201）50〜15
0mmでオンタイムを一定値にセツトし（ステツプ202）、
偏差（β）の絶対値が150mm以上であれば、その差に応
じてオンタイムを変化して最適のオンタイムが選ばれる
（ステツプ203）。之等セツトされるオンタイムは、上
昇要求時と下降要求時とで異なるものとする。更に、上
昇又は下降の出力要求に応じて（ステツプ111）、上昇
の出力要求があつたときは前述の各ステツプで選んだオ
ンタイムで昇降制御バルブ（22）に対して上昇出力し
（ステツプ112）、下降の出力要求があつたときは選ん
だオンタイムで昇降制御バルブ（22）に対して下降出力
する（ステツプ113）。

尚、この発明は、この発明の精神を逸脱しない限り種
々の改変を為す事ができ、そして、この発明が該改変せ
られたものに及ぶことは当然である。

［発明の効果］ この発明は上記一実施例に詳述したように、耕深設定
値を浅く設定したときは不感帯を小さくし、偏差が小と
みなすような制御ゲインを設定してある。従って、不感
帯は浅おこし時と深おこし時の検出高さの差を考慮する
程度とし、目標値からの偏差に対し耕深設定値が小であ
るときは、圃場の表面の凸部に対して少しずつ作業機を
昇降させ過敏な動作が抑制される。

斯くして、リヤカバーの作動範囲の全域を有効に使用
し、耕深が浅くとも不感帯を狭くして浅おこしにおける
整地性を向上させる等、安定したデプス制御に寄与でき
る発明である。

【図面の簡単な説明】

図は本発明の一実施例を示しており、第１図は対地作業
機を連結したロータリの側面図、第２図はブロツク図、
第３図はフローチヤート、第４図は耕深設定値と実際の
デプスセツト及びデプスセンサ検出値との関係を示す解
説図、第５図はリヤカバーの要部側面図、第６図はリヤ
カバーの回動角度と耕深値との関係を示すグラフであ
る。 （１）……トラクタ、（２）……ロータリ （15）……デプスセンサ、（16）……制御装置 （18）……耕深設定器、（21）……油圧昇降機構 （22）……昇降制御バルブ

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】油圧昇降装置により昇降自在に設けられて
   いる対地作業機であって、該対地作業機の耕深を検出す
   るデプスセンサを備え、このデプスセンサの検出値と耕
   深設定器による設定値との差に応じて、昇降制御バルブ
   のソレノイドをオン・オフする１パルス中のオンタイム
   を変化して前記昇降制御バルブの作動を制御する対地作
   業機のデプス制御装置に於いて、前記デプス制御装置
   は、耕深設定値が浅く設定されるほど不感帯を狭く、且
   つ、昇降速度が遅くなるよう制御ゲインを変更させるこ
   とを特徴とする対地作業機のデプス制御装置。