JP3556809B2 - Tractor - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、リフトアームを備えるトラクタの技術分野に属するものである。
【0002】
【従来の技術】
一般に、この種トラクタにおいては、作業機を昇降させるリフトアームを備えると共に、リフトアーム(もしくは作業機)が設定高さ(もしくは設定耕深)を維持するようにリフトアームを自動制御するものが知られているが、この様なものでは、目標位置に対する検出位置の偏差が不感帯設定値を越えるまでリフトアーム作動を停止させる所謂不感帯を設定し、制御の安定性を確保することが要求される。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記不感帯を設定するにあたり、不感帯設定値が大きすぎる場合には制御精度が低下する一方、小さすぎる場合には頻繁な作動を阻止できないことになるため、曖昧な中間設定値を設定せざるを得ないのが実状であった。そこで、リフトアーム作動状態では、小さな不感帯設定値を用いて良好な制御精度を確保する一方、リフトアーム停止状態では、大きな不感帯設定値を用いて頻繁な作動を阻止することが提案されているが、このものでは、偏差が小不感帯設定値と大不感帯設定値との間に位置する状態で長時間停止することが許されるため、制御誤差を長時間に亘って容認し、作業精度を低下させる可能性があった。
【0004】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項1の発明は、作業機を昇降させるリフトアームと、該リフトアームを自動制御する自動制御部とを備え、さらに自動制御部には、目標位置と検出位置との偏差を演算する偏差演算手段と、偏差が不感帯設定値を越える場合にリフトアーム作動指令を出力する作動指令出力手段とを設けてなるトラクタにおいて、前記自動制御部に、作動停止状態の偏差が不感帯設定値を越え、かつ遅延処理範囲設定値以内のとき、所定のタイマ時間が経過するまでリフトアーム作動指令の出力制限をする遅延処理手段を設けるにあたり、複数の遅延処理範囲を多段状に設定すると共に、不感帯に近い遅延処理範囲ほど遅延タイマ時間を長くして、作動停止状態の偏差が不感帯設定値を越えたとき、全遅延タイマのカウントを開始することを特徴とするトラクタである。そしてこのようにすることにより、作動停止時には、偏差が不感帯設定値を越えても、遅延処理範囲設定値を越えなければ、リフトアームを停止状態に維持するため、頻繁な作動を阻止して良好な安定性を確保することができ、しかも、この状態が所定時間続いた場合には、リフトアームを不感帯に向けて作動させるため、不感帯から外れた状態を長時間に亘って容認するものに比して制御精度を向上させることができる。また、偏差が小さい場合には、長く遅延して安定性を重視する一方、偏差が大きい場合には、短く遅延して制御精度を重視するため、安定性を確保しつつ制御精度の向上を計ることができる。さらに、偏差が不感帯から外れたときを基準にして各遅延処理範囲の遅延処理を解除するため、不感帯を中心とする絶対的な遅延処理を行うことができ、その結果、偏差の小さなふらつき(ノイズ等)を許容して安定した制御を行うことができる許りでなく、偏差が大きくふらついた場合には、遅延処理を迅速に解除して良好な制御精度を確保することができる。
請求項2の発明は、作業機を昇降させるリフトアームと、該リフトアームを自動制御する自動制御部とを備え、さらに自動制御部には、目標位置と検出位置との偏差を演算する偏差演算手段と、偏差が不感帯設定値を越える場合にリフトアーム作動指令を出力する作動指令出力手段とを設けてなるトラクタにおいて、前記自動制御部に、作動停止状態の偏差が不感帯設定値を越え、かつ遅延処理範囲設定値以内のとき、所定のタイマ時間が経過するまでリフトアーム作動指令の出力制限をする遅延処理手段を設けるにあたり、複数の遅延処理範囲を多段状に設定すると共に、不感帯に近い遅延処理範囲ほど遅延タイマ時間を長くして、作動停止状態の偏差が各遅延処理範囲に入ったとき、対応する遅延タイマのカウントを開始し、現在位置する遅延処理範囲よりも不感帯に近い遅延処理範囲の遅延タイマ時間が経過したとき、少なくとも現在位置する遅延処理範囲を解除することを特徴とするトラクタである。そしてこのようにすることにより、作動停止時には、偏差が不感帯設定値を越えても、遅延処理範囲設定値を越えなければ、リフトアームを停止状態に維持するため、頻繁な作動を阻止して良好な安定性を確保することができ、しかも、この状態が所定時間続いた場合には、リフトアームを不感帯に向けて作動させるため、不感帯から外れた状態を長時間に亘って容認するものに比して制御精度を向上させることができる。また、偏差が小さい場合には、長く遅延して安定性を重視する一方、偏差が大きい場合には、短く遅延して制御精度を重視するため、安定性を確保しつつ制御精度の向上を計ることができる。さらに、偏差が各遅延処理範囲に入ったときを基準にして各遅延処理範囲の遅延処理を解除するため、各遅延処理範囲で相対的な遅延処理を行うことができ、その結果、偏差のふらつきを可及的に許容して安定性を重視した制御を行うことができる。そのうえ、偏差が各遅延処理範囲に入ったときを基準にして各遅延処理範囲の遅延処理を解除するにあたり、遅延時間が必要以上に長くなることを回避して制御精度の向上を計ることができる。
請求項3の発明は、作業機を昇降させるリフトアームと、該リフトアームを自動制御する自動制御部とを備え、さらに自動制御部には、目標位置と検出位置との偏差を演算する偏差演算手段と、偏差が不感帯設定値を越える場合にリフトアーム作動指令を出力する作動指令出力手段とを設けてなるトラクタにおいて、前記自動制御部に、作動停止状態の偏 差が不感帯設定値を越え、かつ遅延処理範囲設定値以内のとき、所定のタイマ時間が経過するまでリフトアーム作動指令の出力制限をする遅延処理手段を設けるにあたり、複数の遅延処理範囲を多段状に設定すると共に、不感帯に近い遅延処理範囲ほど遅延タイマ時間を長くして、現在位置する遅延処理範囲よりも不感帯に近い遅延処理範囲を解除することを特徴とするトラクタである。そしてこのようにすることにより、作動停止時には、偏差が不感帯設定値を越えても、遅延処理範囲設定値を越えなければ、リフトアームを停止状態に維持するため、頻繁な作動を阻止して良好な安定性を確保することができ、しかも、この状態が所定時間続いた場合には、リフトアームを不感帯に向けて作動させるため、不感帯から外れた状態を長時間に亘って容認するものに比して制御精度を向上させることができる。また、偏差が小さい場合には、長く遅延して安定性を重視する一方、偏差が大きい場合には、短く遅延して制御精度を重視するため、安定性を確保しつつ制御精度の向上を計ることができる。さらに、現在位置する遅延処理範囲よりも不感帯に近い遅延処理範囲を解除するものである。つまり、偏差が不感帯側の遅延処理範囲に戻ろうとしたとき、直ちにリフトアームを作動させるため、遅延時間が必要以上に長くなることを回避して制御精度の向上を計ることができる。
【0005】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、1はトラクタの走行機体であって、該走行機体1の後部には、昇降リンク機構2を介してロータリ等の作業機3が昇降自在に連結されている。そして、前記作業機3は、リフトロッド4を介して昇降リンク機構2を吊持するリフトアーム5の上下揺動に伴って昇降作動する一方、左右何れかのリフトロッド4に介設されるリフトロッドシリンダ6の伸縮に伴って左右傾斜するが、これらの基本構成は何れも従来通りである。
【0006】
7は前記リフトアーム5を昇降作動させるリフトシリンダであって、該リフトシリンダ7は、リフトアーム用電磁切換バルブ8のバルブ切換作動に伴って伸縮作動するが、リフトアーム用電磁切換バルブ8を切換える伸長用ソレノイド8aおよび縮小用ソレノイド8bは、インチングパルスに基づく間欠駆動が可能であるため、インチングパルスのデューティ設定(ON時間/周期)に基づいてリフトシリンダ7の作動速度を制御することができるようになっている。
【0007】
9はマイクロコンピュータを用いて構成される制御部であって、該制御部9の入力側には、リフトアーム5の位置を検出するリフトアームセンサ10、リヤカバー3aの揺動角に基づいて耕深を検出する耕深センサ11、ポジションレバー(作業機対機高さ設定器)12の操作位置を検出するポジションセンサ13、耕深自動制御をON−OFFする耕深自動スイッチ14、耕深自動制御の目標耕深を設定する耕深設定ボリューム(作業機対地高さ設定器)15、耕深自動制御等の感度を作業機の種類等に応じて設定する昇降感度設定スイッチ16等が入力インタフェース回路を介して接続される一方、出力側には、リフトアーム用電磁切換バルブ8の伸長用および縮小用ソレノイド8a、8b等が出力インタフェース回路を介して接続されている。
【0008】
そして、前記制御部9のメインルーチンにおいては、後述する昇降遅延タイマのセット、昇降遅延タイマ経過フラグのリセット、昇降遅延範囲通過フラグのリセット等を行う「初期設定」を実行した後、昇降感度設定スイッチ16の切換位置に応じて昇降遅延タイマの設定時間、昇降遅延範囲の幅、比較出力データセットの制御モード等を切換える「感度セット」、ポジションセンサ値に基づいてポジション目標値をセットする「ポジション制御」、耕深設定ボリューム値に基づいて耕深目標値をセットする「耕深制御」、耕深設定ボリューム15の操作をチェックする「耕深設定ボリュームチェック」、リフトアームセンサ値とポジション目標値との偏差に応じてリフトアーム昇降指令を出力する「ポジション比較出力データセット」、耕深センサ値と耕深目標値との偏差に応じてリフトアーム昇降指令を出力する「耕深比較出力データセット」等のサブルーチンを繰り返し実行するようになっており、以下、これらのサブルーチンのうち、「耕深設定ボリュームチェック」、「ポジション比較出力データセット」(モード1〜4)および「耕深比較出力データセット」(モード1〜4)をフローチャートに基づいて説明する。尚、「ポジション比較出力データセット」と「耕深比較出力データセット」は、比較データが相違するものの、基本的な制御概念はが略同じであるため、ポジション制御の比較データを括弧書きすることでフローチャートおよび説明を共通化する。また、上昇作動時と下降作動時の制御概念は略同一であるため、下降作動時のフローチャートおよび説明は省略する。
【0009】
「耕深設定ボリュームチェック」では、現在の耕深設定ボリュームデータと、所定時間毎に耕深設定ボリュームデータが格納される耕深設定記憶データとの差を演算すると共に、その演算結果がボロー(負)であるか否かを判断し、該判断がYESの場合には演算結果を2の補数に変換する。そして、前記演算結果を操作確認データと比較し、その結果、操作確認データよりも演算結果が大きいと判断した場合には、「耕深比較出力データセット」の全ての昇降遅延範囲通過フラグをセットするようになっている。つまり、耕深設定ボリューム15が操作された場合には、後述する昇降遅延処理を解除して直ちにリフトアーム5を作動させるため、耕深設定時において良好な応答性、操作性および設定精度を確保することができるようになっている。
【0010】
「比較出力データセット(モード1)」では、まず、耕深センサ値と耕深目標値との偏差(リフトアームセンサ値とポジション目標値との偏差)に基づいてシリンダ作動方向を判断すると共に、偏差が不感帯から外れているか否かを判断する。そして、偏差が不感帯内である場合には、昇降遅延タイマ、昇降遅延タイマ経過フラグおよび昇降遅延範囲通過フラグをリセット(もしくはクリア)した後、昇降停止指令を出力するが、作動方向が上昇側で、かつ偏差が不感帯外である場合には、下降遅延タイマ、下降遅延タイマ経過フラグおよび下降遅延範囲通過フラグをリセットした後、上昇側処理を実行する一方、作動方向が下降側で、かつ偏差が不感帯外である場合には、上昇遅延タイマ、上昇遅延タイマ経過フラグおよび上昇遅延範囲通過フラグをリセットした後、下降側処理を実行するようになっている。
【0011】
前記上昇側処理では、まず、偏差が遅延範囲(1〜3)であるのか、もしくは遅延範囲外であるのかを判断する。つまり、不感帯に隣接する偏差範囲に遅延範囲を設定し、該遅延範囲では、所定の遅延タイマ時間が経過するまで昇降作動処理(リフトアーム上昇指令出力)を制限する一方、遅延範囲外では、直ちに昇降作動処理を実行するため、作動停止時の偏差が不感帯から外れても、遅延範囲内であればリフトアーム5を停止状態に維持して頻繁な昇降作動を阻止することができ、また、この状態が所定のタイマ時間継続すると、リフトアーム5を不感帯方向に作動させるため、不感帯から外れた状態を長時間に亘って容認する不都合を解消することができるようになっている。
【0012】
前記遅延範囲は、範囲上限偏差H1〜H3(H1<H2<H3)が段階的に相違する複数の遅延範囲1〜3に分割されると共に、不感帯に近い遅延範囲ほど遅延タイマ時間が長く設定されている。即ち、不感帯から外れても、偏差が比較的小さい場合には、昇降作動処理を長く遅延して頻繁な昇降作動を阻止する一方、偏差が大きい場合には、比較的早い段階で遅延処理を解除して制御精度を確保するようになっている。
【0013】
ところで、「比較出力データセット(モード1)」では、偏差が不感帯内のとき、各遅延範囲1〜3の遅延タイマをクリア(セット)し、偏差が不感帯から外れた状態では、遅延タイマのクリアを実行しないようになっている。つまり、偏差が不感帯から外れたとき全遅延タイマのカウントを開始するため、偏差が不感帯から外れたときを基準にして各遅延範囲1〜3の遅延処理を解除することになる。従って、不感帯を中心とする絶対的な遅延処理を行うため、偏差の小さなふらつきを許容して頻繁な作動を阻止することができる一方、偏差が大きくふらついた場合には、遅延処理を迅速に解除して良好な制御精度を確保することができ、その結果、モード1では、制御精度を重視する作業に適した耕深自動制御(ポジション制御)を実行することができるようになっている。
【0014】
また、前記各遅延範囲1〜3では、対応する遅延タイマの経過を判断して遅延タイマ経過フラグをセットし、以降は遅延タイマ経過フラグの内容を参照して遅延解除状態を維持するが、さらに、各遅延範囲1〜3および遅延範囲外では、通過した遅延範囲1〜3を確認するための遅延範囲通過フラグをセットするようになっている。そして、遅延範囲1では、縮遅延タイマ1が経過した場合と、縮遅延範囲3の通過フラグがセットされている場合と、縮遅延範囲2の通過フラグがセットされ、かつ縮遅延タイマ2もしくは3の経過フラグがセットされている場合と、縮遅延範囲1の通過フラグがセットされ、かつ縮遅延タイマ2の経過フラグがセットされている場合とに縮遅延タイマ1経過フラグをセットし、また、遅延範囲2では、縮遅延タイマ2が経過した場合と、縮遅延タイマ1の経過フラグがセットされている場合と、縮遅延範囲3の通過フラグがセットされている場合と、縮遅延範囲2の通過フラグがセットされ、かつ縮遅延タイマ2の経過フラグがセットされている場合とに縮遅延タイマ2経過フラグをセットし、またさらに、遅延範囲3では、縮遅延タイマ3が経過した場合と、縮遅延タイマ2の経過フラグがセットされている場合と、縮遅延タイマ1の経過フラグがセットされている場合と、縮遅延範囲3の通過フラグがセットされている場合とに縮遅延タイマ2経過フラグをセットするようになっている。つまり、偏差が遅延範囲外に達した場合や、遅延タイマの経過に基づいて何れかの遅延範囲が解除された場合には、全ての遅延範囲1〜3を解除するため、不感帯に向けてリフトアーム5を一旦作動させた後は、偏差のふらつき等に拘わらず、偏差が不感帯に入るまで昇降作動を継続することができるようになっている。
【0015】
また、前記各遅延範囲1〜3では、遅延タイマが経過した場合に、遅延範囲毎に設定される昇降作動処理を実行するが、昇降作動処理1では、予め設定される最小駆動デューティ(使用デューティ範囲の最小値)を出力するようになっている。つまり、不感帯に近い遅延範囲1では、リフトアーム5をゆっくりと作動させて所謂ハンチング現象を防止するようになっている。
【0016】
一方、遅延範囲2、3において遅延タイマが経過した場合には、偏差に基づいて演算される駆動デューティ(偏差に比例)を出力するが、該駆動デューティを直ちに出力した場合には、作動開始ショックが発生するため、最小駆動デューティから一定の増加率で増加する駆動デューティラインと、偏差に基づいて演算される駆動デューティラインとを比較し、低い方の駆動デューティを選択的に出力するようになっている。
【0017】
次に、「比較出力データセット(モード1)」と「比較出力データセット(モード2)」との相違点を説明する。前記「比較出力データセット(モード1)」では、前述した様に、偏差が不感帯から外れたときに全ての遅延タイマ1〜3のカウントを開始するが、「比較出力データセット(モード2)」では、偏差が各遅延範囲1〜3に入るとき、対応する遅延タイマ1〜3のカウントを開始するようになっている。つまり、偏差が各遅延範囲1〜3に入ったときを基準にして各遅延範囲1〜3の遅延処理を解除するため、各遅延範囲1〜3で相対的な遅延処理を行って偏差のふらつきを可及的に許容することができ、その結果、モード2では、安定性を重視する作業に適した耕深自動制御(ポジション制御)を実行することができるようになっている。
【0018】
次に、「比較出力データセット(モード2)」と「比較出力データセット(モード3)」との相違点を説明する。前記「比較出力データセット(モード2)」では、「比較出力データセット(モード1)」と同様の遅延解除条件を採用しているが、「比較出力データセット(モード3)」では、現遅延範囲よりも不感帯に近い遅延範囲の遅延タイマが経過したとき、現遅延範囲を解除するという遅延解除条件が追加されている。つまり、偏差が各遅延範囲に入ったときを基準にして各遅延範囲を解除するにあたり、遅延時間が必要以上に長くなることを回避することができるため、モード3では、モード2に比して制御精度を重視する作業に適した耕深自動制御(ポジション制御)を実行することができるようになっている。
【0019】
次に、「比較出力データセット(モード2)」と「比較出力データセット(モード4)」との相違点を説明する。前記「比較出力データセット(モード2)」では、「比較出力データセット(モード1)」と同様、遅延タイマが経過するまでリフトアーム5を停止状態に維持するが、「比較出力データセット(モード4)」では、遅延タイマが経過するまでのあいだ、不感帯に近い隣接遅延範囲の昇降作動処理を実行するようになっている。つまり、遅延処理中でも一段階遅い速度でリフトアーム5を作動させるため、モード4では、モード2に比して制御精度を重視する作業に適した耕深自動制御(ポジション制御)を実行することができるようになっている。尚、「比較出力データセット」の各モード1〜4では、感度(制御精度と安定性とのバランス)が相違する耕深自動制御(ポジション制御)を実行することになるが、各モード1〜4において、不感帯幅、遅延範囲数、遅延範囲幅、遅延タイマ時間、遅延範囲出力デューティ等を調節すれば、作業機、作業条件等に応じて極めて細やかな感度調節を行うことができるようになっている。
【0020】
叙述の如く構成されたものにおいて、作業機3を昇降させるリフトアーム5を、耕深目標値と耕深センサ値との偏差(ポジション目標値とポジションセンサ値との偏差)に基づいて自動的に昇降制御するものであるが、作動停止状態の偏差が不感帯から外れても、遅延範囲内である場合には、所定のタイマ時間が経過するまで昇降作動を制限するため、頻繁な作動を阻止して良好な安定性を確保することができ、しかも、タイマ時間が経過した場合には、リフトアーム5を不感帯に向けて作動させるため、不感帯から外れた状態を長時間に亘って容認するものに比して制御精度を向上させることができる。
【0021】
また、複数の遅延範囲1〜3を多段状に設定し、不感帯に近い遅延範囲ほど遅延タイマ時間を長くしたため、偏差が小さい場合には、長く遅延して頻繁なシリンダ作動を阻止することができる一方、偏差が大きい場合には、短く遅延して良好な制御精度を確保することができる。
【0022】
また、モード1においては、作動停止状態の偏差が不感帯から外れたときに全遅延タイマ1〜3のカウントを開始するため、不感帯を中心とする絶対的な遅延処理を行うことができ、その結果、偏差の小さなふらつきを許容して安定した制御を行うことができる許りでなく、偏差が大きくふらついた場合には、遅延処理を迅速に解除して良好な制御精度を確保することができる。
【0023】
また、モード2〜4においては、作動停止状態の偏差が各遅延範囲1〜3に入るときに対応する遅延タイマ1〜3のカウントを開始するため、各遅延範囲1〜3で相対的な遅延処理を行うことができ、その結果、偏差のふらつきを可及的に許容して安定性を重視した制御を行うことができる。
【0024】
また、モード3においては、現遅延範囲2、3よりも不感帯に近い遅延範囲1、2の遅延タイマ1、2が経過したときに現遅延範囲を解除するため、偏差が各遅延範囲1〜3に入ったときを基準にして各遅延範囲1〜3の遅延処理を解除するものでありながら、遅延時間が必要以上に長くなることを回避して制御精度の向上を計ることができる。
【0025】
また、モード1〜4の遅延範囲1においては、遅延タイマ1が経過した場合に最小駆動デューティを出力するため、リフトアーム5をゆっくりと作動させて所謂ハンチング現象を防止することができる。
【0026】
また、モード1〜4の遅延範囲2、3においては、遅延タイマ2、3が経過した場合に、偏差に応じた駆動デューティまで徐々に上昇させるため、作動開始時のショックを可及的に抑えることができる。
【0027】
また、モード4においては、現遅延範囲1〜3の遅延タイマ1〜3が経過するまで、不感帯に近い隣接遅延範囲1、2の昇降作動処理を実行するため、遅延処理中でも一段階遅い速度でリフトアーム5を作動させることができ、その結果、安定性を確保しつつ制御精度の向上を計ることができる。
【0028】
また、作業機3の種類に応じて各遅延範囲幅や各遅延時間を切換えることが可能であるため、作業機3毎に偏差のふらつき具合が相違したとしても、予め適正な遅延範囲幅や遅延時間を設定しておけば、作業機3の種類に拘わらず、良好な安定性および制御精度を兼ね備えた制御を行うことができる。
【0029】
また、耕深設定ボリューム15が操作されたとき、全ての遅延範囲1〜3を解除するため、耕深設定操作時の応答性、操作性および設定精度を向上させることができる。
【0030】
尚、本発明は、前記実施形態に限定されないものであることは勿論であって、例えば現遅延範囲よりも不感帯に近い遅延範囲(通過した遅延範囲)を解除するようにしてもよい。そしてこの場合には、偏差が不感帯側の遅延範囲に戻ろうとしたとき、直ちにリフトアームを作動させることができるため、遅延時間が必要以上に長くなることを回避して制御精度の向上を計ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】トラクタの側面図である。
【図2】制御部の入出力を示すブロック図である。
【図3】メインルーチンを示すフローチャートである。
【図4】「耕深設定ボリュームチェック」を示すフローチャートである。
【図5】「比較出力データセット(モード1)」を示すフローチャートである。
【図6】「比較出力データセット(モード1)」の作用を示すタイミングチャートである。
【図7】「比較出力データセット(モード2)」を示すフローチャートである。
【図8】「比較出力データセット(モード2)」の作用を示すタイミングチャートである。
【図9】「比較出力データセット(モード3)」を示すフローチャートである。
【図10】「比較出力データセット(モード3)」の作用を示すタイミングチャートである。
【図11】「比較出力データセット(モード4)」を示すフローチャートである。
【図12】出力デューティを示すタイミングチャートである。
【符号の説明】
1 走行機体
3 作業機
5 リフトアーム
7 リフトシリンダ
8 リフトアーム用電磁切換バルブ
9 制御部
10 リフトアームセンサ
11 耕深センサ
13 ポジションセンサ
15 耕深設定ボリューム[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention belongs to the technical field of a tractor having a lift arm.
[0002]
[Prior art]
Generally, a tractor of this type includes a lift arm for raising and lowering a work machine, and automatically controls the lift arm so that the lift arm (or the work machine) maintains a set height (or a set plowing depth). However, in such a case, it is required to set a so-called dead zone in which the operation of the lift arm is stopped until the deviation of the detected position from the target position exceeds the dead zone set value, and to ensure control stability.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
However, in setting the dead zone, if the dead zone setting value is too large, the control accuracy is reduced.If the dead zone setting value is too small, frequent operations cannot be prevented. Therefore, an ambiguous intermediate setting value must be set. In fact, it was not possible to obtain. Therefore, it has been proposed that in the lift arm operating state, good control accuracy is secured by using a small dead band setting value, while in the lift arm stopped state, frequent operation is prevented by using a large dead band setting value. In this device, since it is allowed to stop for a long time in a state where the deviation is located between the small dead zone set value and the large dead zone set value, a control error is tolerated for a long time and the work accuracy is reduced. There was a possibility.
[0004]
[Means for Solving the Problems]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made to solve these problems in view of the above situation, and the invention of
The invention according to
According to a third aspect of the present invention, there is provided a lift arm for elevating and lowering the work machine, and an automatic control unit for automatically controlling the lift arm. The automatic control unit further includes a deviation calculation for calculating a deviation between a target position and a detected position. beyond means, in tractor formed by providing an operation command output means for outputting the lift arm operation command when the deviation exceeds the dead band setting value, the automatic control unit, the deviation of a deactivated state of the dead zone setting value, In addition, when the delay processing range is within the set value, the delay processing means for limiting the output of the lift arm operation command until a predetermined timer time elapses is provided. The tractor is characterized in that the delay timer time is set longer for the delay processing range, and the delay processing range closer to the dead zone than the currently located delay processing range is released. By doing so, when the operation is stopped, the lift arm is maintained in the stopped state unless the deviation exceeds the dead zone set value but does not exceed the delay processing range set value. If this condition lasts for a predetermined period of time, the lift arm is operated toward the dead zone, so that a state outside the dead zone is allowed for a long time. As a result, control accuracy can be improved. When the deviation is small, the delay is long and the stability is emphasized. On the other hand, when the deviation is large, the delay is short and the control accuracy is emphasized. Therefore, the control accuracy is improved while ensuring the stability. be able to. Further, the delay processing range closer to the dead zone than the currently located delay processing range is released. That is, when the deviation returns to the delay processing range on the dead zone side, the lift arm is actuated immediately. Therefore, it is possible to prevent the delay time from becoming unnecessarily long and improve control accuracy.
[0005]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Next, one embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings,
[0006]
[0007]
[0008]
Then, in the main routine of the
[0009]
In the “till depth setting volume check”, the difference between the current till depth setting volume data and the till depth setting storage data in which the till depth setting volume data is stored at predetermined time intervals is calculated, and the calculation result is borrowed ( It is determined whether or not the value is negative, and if the determination is YES, the calculation result is converted into a two's complement number. Then, the operation result is compared with the operation confirmation data, and as a result, if it is determined that the operation result is larger than the operation confirmation data, all the elevation delay range pass flags of the “plow depth comparison output data set” are set. It is supposed to. That is, when the tillage depth setting volume 15 is operated, the lift arm 5 is actuated immediately after the lifting delay process described later is canceled, so that good responsiveness, operability and setting accuracy are ensured when setting the tillage depth. You can do it.
[0010]
In the “comparison output data set (mode 1)”, first, the cylinder operation direction is determined based on the difference between the tillage depth sensor value and the tillage depth target value (the difference between the lift arm sensor value and the position target value). It is determined whether the deviation is out of the dead zone. If the deviation is within the dead zone, after resetting (or clearing) the lifting delay timer, the lifting delay timer elapsed flag, and the lifting delay range passage flag, the lifting stop command is output. If the deviation is out of the dead zone, the descending delay timer, the descending delay timer elapsed flag, and the descending delay range passage flag are reset, and then the ascending side processing is executed. If it is outside the dead zone, the descending side processing is executed after resetting the rise delay timer, the rise delay timer elapsed flag, and the rise delay range passage flag.
[0011]
In the ascending-side process, first, it is determined whether the deviation is within the delay range (1 to 3) or outside the delay range. In other words, a delay range is set in the deviation range adjacent to the dead zone, and in this delay range, the lifting / lowering operation process (lift arm lifting command output) is restricted until a predetermined delay timer expires, while immediately outside the delay range, Since the lifting operation processing is executed, even if the deviation at the time of stopping the operation is out of the dead zone, if the deviation is within the delay range, the lift arm 5 can be kept stopped to prevent frequent lifting operations. When the state continues for a predetermined timer period, the lift arm 5 is operated in the dead zone direction, so that the inconvenience of accepting the state deviating from the dead zone for a long time can be eliminated.
[0012]
The delay range is divided into a plurality of delay ranges 1 to 3 in which range upper limit deviations H1 to H3 (H1 <H2 <H3) differ stepwise, and the delay timer time is set longer as the delay range is closer to the dead zone. ing. That is, if the deviation is relatively small even if it is out of the dead zone, the elevating operation processing is delayed for a long time to prevent frequent elevating operations, while if the deviation is large, the delay processing is canceled at a relatively early stage. As a result, control accuracy is ensured.
[0013]
By the way, in the "comparison output data set (mode 1)", when the deviation is within the dead zone, the delay timers of the respective delay ranges 1 to 3 are cleared (set). When the deviation is out of the dead zone, the delay timer is cleared. Not to run. That is, when the deviation deviates from the dead zone, the counting of all delay timers is started, so that the delay processing of each of the delay ranges 1 to 3 is canceled based on the deviation deviating from the dead zone. Therefore, since the absolute delay processing centered on the dead zone is performed, frequent operation can be prevented by allowing a small fluctuation of the deviation, while the delay processing is quickly canceled when the deviation largely fluctuates. As a result, good control accuracy can be ensured, and as a result, in
[0014]
In each of the delay ranges 1 to 3, the elapse of the corresponding delay timer is determined, the delay timer elapse flag is set, and thereafter the delay release state is maintained by referring to the content of the delay timer elapse flag. In each of the delay ranges 1 to 3 and outside the delay range, a delay range passage flag for confirming the passed delay ranges 1 to 3 is set. Then, in the
[0015]
In each of the delay ranges 1 to 3, when the delay timer elapses, the elevating operation process set for each delay range is executed. In the elevating
[0016]
On the other hand, when the delay timer elapses in the delay ranges 2 and 3, the drive duty calculated based on the deviation (proportional to the deviation) is output. When the drive duty is output immediately, the operation start shock is output. Occurs, a drive duty line that increases at a constant rate of increase from a minimum drive duty is compared with a drive duty line calculated based on the deviation, and the lower drive duty is selectively output. ing.
[0017]
Next, differences between the “comparison output data set (mode 1)” and the “comparison output data set (mode 2)” will be described. In the "comparison output data set (mode 1)", as described above, counting of all the
[0018]
Next, differences between the “comparison output data set (mode 2)” and the “comparison output data set (mode 3)” will be described. In the “comparison output data set (mode 2)”, the same delay release condition as that of the “comparison output data set (mode 1)” is adopted. A delay cancellation condition is added to cancel the current delay range when the delay timer of the delay range closer to the dead zone than the range has elapsed. In other words, in releasing each delay range based on when the deviation enters each delay range, it is possible to prevent the delay time from becoming unnecessarily long. It is possible to execute automatic plowing depth control (position control) suitable for work that emphasizes control accuracy.
[0019]
Next, differences between the “comparison output data set (mode 2)” and the “comparison output data set (mode 4)” will be described. In the “comparison output data set (mode 2)”, similarly to the “comparison output data set (mode 1)”, the lift arm 5 is kept stopped until the delay timer elapses. In (4)), the elevating operation process of the adjacent delay range close to the dead zone is executed until the delay timer elapses. In other words, in order to operate the lift arm 5 at one step slower even during the delay processing, in
[0020]
In the apparatus configured as described above, the lift arm 5 that raises and lowers the work implement 3 automatically moves the lift arm 5 based on the deviation between the target cultivation depth value and the sensor value of cultivation depth (the deviation between the target position value and the position sensor value). If the deviation of the operation stop state is out of the dead zone, but is within the delay range, the elevation operation is limited until the predetermined timer time elapses. In this case, when the timer time has elapsed, the lift arm 5 is operated toward the dead zone, so that the state deviating from the dead zone can be tolerated for a long time. As a result, the control accuracy can be improved.
[0021]
Further, since the plurality of delay ranges 1 to 3 are set in multiple stages, and the delay timer time is set longer for the delay range closer to the dead zone, when the deviation is small, the delay is long and the frequent cylinder operation can be prevented. On the other hand, when the deviation is large, it is possible to secure a good control accuracy with a short delay.
[0022]
Further, in
[0023]
In
[0024]
In the
[0025]
Further, in the
[0026]
Further, in the delay ranges 2 and 3 of the
[0027]
Further, in the
[0028]
Further, since each delay range width and each delay time can be switched according to the type of the
[0029]
In addition, when the tillage depth setting volume 15 is operated, all the delay ranges 1 to 3 are released, so that the responsiveness, operability and setting accuracy at the time of the tillage depth setting operation can be improved.
[0030]
Note that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and for example, a delay range (a passed delay range) closer to the dead zone than the current delay range may be canceled. In this case, when the deviation attempts to return to the delay range on the dead zone side, the lift arm can be operated immediately, thereby preventing the delay time from becoming unnecessarily long and improving control accuracy. Can be.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a side view of a tractor.
FIG. 2 is a block diagram showing input and output of a control unit.
FIG. 3 is a flowchart showing a main routine.
FIG. 4 is a flowchart illustrating “tilling depth setting volume check”.
FIG. 5 is a flowchart showing “comparison output data set (mode 1)”.
FIG. 6 is a timing chart showing the operation of “comparison output data set (mode 1)”.
FIG. 7 is a flowchart showing “comparison output data set (mode 2)”.
FIG. 8 is a timing chart showing the operation of “comparison output data set (mode 2)”.
FIG. 9 is a flowchart showing “comparison output data set (mode 3)”.
FIG. 10 is a timing chart showing the operation of “comparison output data set (mode 3)”.
FIG. 11 is a flowchart showing “comparison output data set (mode 4)”.
FIG. 12 is a timing chart showing an output duty.
[Explanation of symbols]
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