JP3828059B2 - Automatic plowing control device for agricultural tractors - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農用トラクタの自動耕深制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
農用トラクタの自動耕深制御装置としては、例えば特開2002−17114号公報に開示されているように、トラクタ本機の後部に昇降自在にロータリ耕耘装置を連結し、ロータリ耕耘装置の後部に上下揺動可能に備えた後カバーの揺動位置をカバーセンサ(耕深センサ)で検出し、このカバーセンサからの検出値と耕深設定器で設定された目標耕深値とが均衡するように、ロータリ耕耘装置を昇降させるよう構成したものが多用されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
上記自動耕深制御装置における後カバーはロータリ耕耘部の中心よりも数十cm後方位置で接地するので、ロータリ爪で掘り起こされて後方に盛り上げられた土に後カバーが作用するのは、現時点から幾らかの距離を前進移動してからになる。従って、カバーセンサの現時点の検出値に基づいて昇降制御を行った場合、検出値が目標値と均衡しても、遅れて影響が出る盛り土により更に上昇制御が行われてオーバーシュートが発生する。そして、これが連続して続いた場合には大きいうねりが発生する。
なお、走行速度を遅く設定すれほどこのような現象の発生が少なくなくなるのであるが、作業能の点からむやみに走行速度を落とすことはできず、多かれ少なかれ上記のような現象が発生している。
【0004】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、カバーセンサからの検出値を合理的に補正することで、盛り土による悪影響を減少して、オーバーシュートの発生を抑制することができるようにすることを主たる目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
〔請求項1に係る発明の構成、作用、および効果〕
【0006】
請求項1に係る発明は、トラクタ本機の後部に昇降自在にロータリ耕耘装置を連結し、ロータリ耕耘装置の後部に上下揺動可能に備えた後カバーの揺動位置をカバーセンサで検出し、このカバーセンサからの検出値と耕深設定器で設定された目標値とが均衡するように、ロータリ耕耘装置をフィードバック制御により昇降させるよう構成した農用トラクタの自動耕深制御装置において、
設定走行距離ごとにカバーセンサからの実検出値をサンプリングし、その時点における昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向とから、昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が共に上げ方向である場合、昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が共に下げ方向である場合、又は昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が上下逆である場合に対応して設定された補正用フラグ値を記憶格納し、格納された過去設定個数の補正用フラグ値と現時点の補正用フラグ値に重み付け係数を乗じて積分することにより補正値を算出し、この補正値に基づいて現時点の実検出値を補正して、前記目標値に対比させる制御用の検出値とする検出値補正手段を備えてあることを特徴とする。
【0007】
上記構成によると、現在読み込まれたカバーセンサからの実検出値はそのまま目標値に対比されるのではなく、格納された過去所定個数の補正用フラグ値と現時点の補正用フラグ値に重み付け係数を乗じて積分して得られた補正値に基づいて現時点の実検出値を補正し、こうして得られた補正検出値を目標値に対比させることになり、過去の昇降傾向を加味した昇降制御が実行されることになる。
【0008】
例えば、後カバーが持上げ揺動されるほどカバーセンサからの実検出値が小さくなるよう設定されている場合、サンプリング時点での昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が共に「上昇」の場合には補正用フラグのフラグ値を(+1)、昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が共に「下降」の場合には補正用フラグのフラグ値を(−1)、昇降が行われていない場合の補正用フラグのフラグ値を(0)、また、昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が異なる場合には補正用フラグ値を(0)に設定しておき、サンプリングごとに格納された過去所定個数の補正用フラグ値と現時点の補正用フラグ値に重み付け係数を乗じて積分することで補正値を割り出し、これを現時点の実検出値に足し込むことで目標値に対比させる検出値とするのである。これによると、例えば、実耕深が目標耕深より深くて上昇制御が行われる場合、格納された過去の補正用フラグ値に重み付け係数を乗じた値の積分値が+値となり、補正された検出値は実検出値より大きくなる。従って、実検出値が目標値に到達する手前で目標値と均衡して昇降制御指令は中立停止状態となる。従って、土の盛り上がり個所にカバーセンサが到達しても,その時の実検出値に基づいて直ちに上昇制御が実行されることはない。
【0009】
従って、請求項1の発明によると、遅れて検知される盛り土による悪影響を減少して、オーバーシュートの発生を抑制したうねりの少ない耕深制御を行うことができるようになった。
【0010】
又、上記構成によると、過去の制御挙動の影響の受け具合を加減して、適正な補正を行うことができる。
【0011】
【0012】
【0013】
〔請求項2に係る発明の構成、作用、および効果〕
【0014】
請求項2に係る発明は、請求項2の発明において、重み付け係数を乗じる補正用フラグ値が、現時点の補正用フラグ値とこれに近い時点の補正用フラグ値である。
【0015】
上記構成によると、現時点に近い過去の時間帯における制御挙動の影響を強く受けた補正を行うことができ、オーバーシュートを一層少なくしながら円滑に目標値に向けて昇降制御することができる。
【0016】
【発明の実施の形態】
図1に、農用トラクタが示されている。この農用トラクタは、トラクタ本機1の後部に、リフトアーム2によって昇降駆動される3点リンク機構3を介してロータリ耕耘装置4が連結された構造となっている。
【0017】
ロータリ耕耘装置4には、ロータリケース5、その下部に軸支されてダウンカット方向に高速で回転駆動されるロータリ爪6、ロータリ部を上方から覆うロータリカバー7、その後端に上下揺動自在かつ適度に下方付勢されて装備された後カバー8、等を備えており、ロータリ爪6で耕起され後方に跳ね飛ばされた土を後カバー8によって受け止めて鎮圧整地するよう構成されている。
【0018】
前記リフトアーム2はトラクタ本機1の後部に内装された単動型の油圧シリンダ9によって駆動昇降されるようになっており、この油圧シリンダ9を作動制御する昇降制御装置のブロック図が図2に示されている。
【0019】
図2において、10はマイコンを利用したコントローラ、11は油圧シリンダ9を作動を司る電磁制御弁、12はポテンショメータからなる耕深設定器、13は前記後カバー8の上下揺動姿勢を検出するポテンショメータからなるカバーセンサ、14は前記リフトアーム2の角度姿勢を検出するポテンショメータからなるリフトアームセンサ、15はポジションレバー16の操作位置を検出するポジション設定器、17はオート入り切りスイッチ、18は上げスイッチ、19は下げスイッチであり、前記オート入り切りスイッチ17を「切り」にすると、ポジション制御モードが設定され、オート入り切りスイッチ17を「入り」にすると自動耕深制御モードが設定されるようになっている。また、上げスイッチ18をワンショット操作すると制御モードに関係なく優先的に上限まで上昇制御され、下げスイッチ19をワンショット操作すると選択されている制御モードに従って下降制御される。
【0020】
次に、ポジション制御モードおよび自動耕深制御モードについて説明する。
【0021】
〔ポジション制御〕
このモードでは、ポジション設定器15からの出力値がリフトアーム2の目標高さとして設定されるものであり、リフトアームセンサ14の検出値がポジション設定器15からの出力値(目標値)と均衡するまで電磁制御弁11がフィードバック制御される。従って、ポジションレバー16を操作することで、その操作位置に応じた高さまでロータリ耕耘装置4が上げ下げされ、その位置に保持される。
【0022】
〔自動耕深制御〕
このモードでは、カバーセンサ13からの検出値が耕深設定器12からの出力値(目標値)と均衡するように電磁制御弁11がフィードバック制御されることになり、その基本的な制御フローチャートが図3に示されている。
【0023】
ここで、カバーセンサ13からの実検出値は以下のように補正され、その補正検出値が目標値に対比されるようになっており、その補正値を算出するフローチャートが図4に示されている。
【0024】
ロータリ耕耘装置4が設定距離(例えば5cm)前進移動するごとにリフトアームセンサ14からの出力値の変化状況からリフトアーム2がいずれの方向に作動しているかが判別され(♯1,♯2)、この判別に基づいて補正用フラグが設定される(♯3,♯4)。
【0025】
ここで、後カバー8が持上げ揺動されるほどカバーセンサ13からの検出値が小さくなるよう設定されている仕様においては、リフトアームが上下どちらにも作動していない場合には補正用フラグのフラグ値は停止(0)に設定され、制御指令方向が上昇で実際に上昇方向に作動している場合には補正用フラグのフラグ値は上げ(+1)に設定され、制御指令方向が下降で実際に下降方向に作動している場合には補正用フラグのフラグ値は下げ(−1)に設定される。ただし、制御指令方向とリフトアームセンサ14の変化方向とが異なる時には補正用フラグのフラグ値は(0)に設定される。そして、設定距離前進移動するごとに設定された補正用フラグのフラグ値は順次バッファに記憶格納される(♯5)。そして、現時点の補正用フラグ値と記憶格納された過去所定回数の補正用フラグ値とが所定の演算式に基づいて加重積分されてカバー補正値eが算出される(♯6)。
【0026】
例えば、現サンプリングに対する補正用フラグ値をF(0)、1サンプリング前(前回)の補正用フラグ値をF(1)、2サンプリング前(前々回)の補正用フラグ値をF(2)、nサンプリング前の補正用フラグ値をF(n)とすると、カバー補正値eが次式で算出される。
e=a×〔(F(0)+F(1)+F(2)+F(3)〕+F(4)+F(5)+F(6) ここで、aは重み付け係数であり、この例の場合、現時点の補正用フラグ値とこれに近い過去の補正用フラグ値にのみ乗じられている。
【0027】
これによると、実耕深が目標耕深より深くて上昇制御が行われる場合、格納された過去の補正用フラグ値に重み付け係数を乗じた値の積分値が+値となり、補正された検出値は実検出値より大きくなる。従って、実検出値が目標値に到達する手前で目標値と均衡して昇降制御指令は中立停止状態となる。従って、土の盛り上がり個所にカバーセンサが到達しても,その時の実検出値に基づいて直ちに上昇制御が実行されることはない。
【0028】
〔別実施形態〕
本発明は、以下のような形態で実施することもできる。
(1)機体の移動距離の検出は、車軸の回転数検出による。
(2)前記重み付け係数aを変更調整できるように構成しておくと、圃場の状況や走行速度などに応じた好適な補正を行うことができる。
(3)前記重み付け係数aを乗じる補正用フラグの個数を変更調整できるように構成しておくことによっても圃場の状況や走行速度などに応じた好適な補正を行うことができる。
(4)複数の補正用フラグのそれぞれに異なった値の重み付け係数aを乗じるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】 農用トラクタの側面図
【図2】 制御ブロック図
【図3】 自動耕深制御の基本的なフローチャート
【図4】 補正値算出処理のフローチャート
【符号の説明】
1 トラクタ本機
4 ロータリ耕耘装置
8 後カバー
12 耕深設定器
13 カバーセンサ
a 重み付け係数[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an automatic tilling depth control device for agricultural tractors.
[0002]
[Prior art]
As an automatic tiller control device for an agricultural tractor, for example, as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-17114, a rotary tiller is connected to the rear part of the tractor main body so as to be movable up and down, and the rear part of the rotary tiller is moved up and down. The cover sensor (plowing depth sensor) detects the swinging position of the rear cover that can be swung so that the detected value from this cover sensor and the target plowing depth set by the plowing depth setting device are balanced. In many cases, the rotary tiller is configured to move up and down.
[0003]
[Problems to be solved by the invention]
Since the rear cover in the automatic tilling control device is grounded at a position several tens of centimeters behind the center of the rotary tillage unit, the rear cover acts on the soil that has been dug up by the rotary claws and raised upwards from the present time. After moving forward some distance. Therefore, when the raising / lowering control is performed based on the current detection value of the cover sensor, even if the detection value is balanced with the target value, the raising control is further performed due to the embankment that is delayed, and an overshoot occurs. When this continues continuously, a large undulation occurs.
The slower the travel speed is set, the less such a phenomenon occurs. However, the travel speed cannot be reduced from the viewpoint of workability, and the above phenomenon occurs more or less. .
[0004]
The present invention has been made paying attention to such points, and by correcting the detection value from the cover sensor reasonably, the adverse effect due to embankment is reduced and the occurrence of overshoot is suppressed. The main purpose is to be able to.
[0005]
[Means for Solving the Problems]
[Configuration, Action, and Effect of Invention of Claim 1]
[0006]
According to the first aspect of the present invention, a rotary tiller is connected to the rear portion of the tractor main unit so as to be movable up and down, and a swing position of a rear cover provided on the rear portion of the rotary tiller so as to be vertically swingable is detected by a cover sensor. In the automatic tilling control device for agricultural tractors configured to raise and lower the rotary tilling device by feedback control so that the detection value from this cover sensor and the target value set by the tilling depth setting device are balanced,
The actual detection value from the cover sensor is sampled for each set travel distance, and the direction of the lift control command and the actual lift operation direction are both upward directions from the direction of the lift control command and the actual lift operation direction at that time. In this case, the correction flag value set corresponding to the case where the direction of the elevation control command and the actual elevation operation direction are both downward, or the direction of the elevation control command and the actual elevation operation direction are upside down. the stored stored, the stored correction values are calculated by integrating multiplied by weighting factor correcting flag value and correcting flag value of the current past setting number, the actual detection value of the current on the basis of the correction value And a detected value correcting means for correcting the detected value as a control detected value for comparison with the target value.
[0007]
According to the above configuration, the actual detection value from the currently read cover sensor is not directly compared with the target value, but a weighting coefficient is applied to the stored past predetermined number of correction flag values and the current correction flag value. Based on the correction value obtained by multiplication and integration, the actual detection value at the present time is corrected, and the correction detection value obtained in this way is compared with the target value. Will be.
[0008]
For example, when the actual detection value from the cover sensor is set to be smaller as the rear cover is lifted and swung, the direction of the lift control command and the actual lift operation direction at the time of sampling are both “up” The flag value of the correction flag is (+1). If both the direction of the lift control command and the actual lift operation direction are “down”, the flag value of the correction flag is (−1), and the lift is performed. the flag value of the correction flag in the absence (0), and when the actual lifting operation direction to the direction of the elevation control command is different from previously set the correction flag value (0), stored for each sampling Detected by calculating the correction value by multiplying the previous predetermined number of correction flag values and the current correction flag value by the weighting coefficient and integrating them, and adding this to the actual detection value to compare with the target value Value and It's that. According to this, for example, when the actual plowing depth is deeper than the target plowing depth and the rise control is performed, the integrated value of the value obtained by multiplying the stored past correction flag value by the weighting coefficient becomes a positive value and corrected. The detection value is larger than the actual detection value. Therefore, before the actual detection value reaches the target value, the lift control command is in a neutral stop state in balance with the target value. Therefore, even if the cover sensor reaches the rising point of the soil, the rising control is not immediately executed based on the actual detection value at that time.
[0009]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to perform the tilling control with less undulation that suppresses the occurrence of overshoot by reducing the adverse effects caused by the delayed embankment.
[0010]
Further, according to the above configuration, appropriate correction can be performed by adjusting the degree of influence of the past control behavior.
[0011]
[0012]
[0013]
[Configuration, Action, and Effect of Invention of Claim 2 ]
[0014]
The invention according to
[0015]
According to the above configuration, correction that is strongly influenced by the control behavior in the past time zone close to the present time can be performed, and the elevation control can be smoothly performed toward the target value while further reducing overshoot.
[0016]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
FIG. 1 shows an agricultural tractor. This agricultural tractor has a structure in which a
[0017]
The
[0018]
The
[0019]
In FIG. 2, 10 is a controller using a microcomputer, 11 is an electromagnetic control valve for controlling the operation of the
[0020]
Next, the position control mode and the automatic tilling control mode will be described.
[0021]
[Position control]
In this mode, the output value from the
[0022]
[Automatic tilling control]
In this mode, the
[0023]
Here, the actual detection value from the
[0024]
Every time the
[0025]
Here, in the specification set so that the detection value from the
[0026]
For example, the correction flag value for the current sampling is F (0), the correction flag value before sampling (previous) is F (1), the correction flag value before sampling (previous times) is F (2), n When the correction flag value before sampling is F (n), the cover correction value e is calculated by the following equation.
e = a × [(F (0) + F (1) + F (2) + F (3)] + F (4) + F (5) + F (6) where a is a weighting coefficient. In this example, Only the current correction flag value and the past correction flag value close thereto are multiplied.
[0027]
According to this, when the actual tilling depth is deeper than the target tilling depth and the raising control is performed, the integrated value of the value obtained by multiplying the stored past correction flag value by the weighting coefficient becomes a positive value, and the corrected detection value Becomes larger than the actual detection value. Therefore, the lift control command is in a neutral stop state in equilibrium with the target value before the actual detection value reaches the target value. Therefore, even if the cover sensor reaches the rising point of the soil, the rising control is not immediately executed based on the actual detection value at that time.
[0028]
[Another embodiment]
The present invention can also be implemented in the following forms.
(1) The movement distance of the airframe is detected by detecting the rotational speed of the axle.
(2) If the weighting coefficient “a” can be changed and adjusted, it is possible to perform a suitable correction according to the state of the field and the traveling speed.
(3) It is also possible to make a suitable correction according to the state of the field and the traveling speed by configuring so that the number of correction flags multiplied by the weighting coefficient a can be adjusted.
(4) Each of the plurality of correction flags may be multiplied by a different value of the weighting coefficient a.
[Brief description of the drawings]
[Fig. 1] Side view of agricultural tractor [Fig. 2] Control block diagram [Fig. 3] Basic flowchart of automatic tilling control [Fig. 4] Flow chart of correction value calculation processing [Explanation of symbols]
1
Claims (2)
設定走行距離ごとにカバーセンサからの実検出値をサンプリングし、その時点における昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向とから、昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が共に上げ方向である場合、昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が共に下げ方向である場合、又は昇降制御指令の方向と実際の昇降作動方向が上下逆である場合に対応して設定された補正用フラグ値を記憶格納し、格納された過去設定個数の補正用フラグ値と現時点の補正用フラグ値に重み付け係数を乗じて積分することにより補正値を算出し、この補正値に基づいて現時点の実検出値を補正して、前記目標値に対比させる制御用の検出値とする検出値補正手段を備えてあることを特徴とする農用トラクタの自動耕深制御装置。The rotary cultivator is connected to the rear of the tractor so that it can move up and down, and the swing position of the rear cover that can be moved up and down at the rear of the rotary cultivator is detected by the cover sensor. In the automatic tiller control device for agricultural tractors configured to raise and lower the rotary tiller by feedback control so that the target value set by the tiller setter is balanced,
The actual detection value from the cover sensor is sampled for each set travel distance, and the direction of the lift control command and the actual lift operation direction are both upward directions from the direction of the lift control command and the actual lift operation direction at that time. In this case, the correction flag value set corresponding to the case where the direction of the elevation control command and the actual elevation operation direction are both downward, or the direction of the elevation control command and the actual elevation operation direction are upside down. the stored stored, the stored correction values are calculated by integrating multiplied by weighting factor correcting flag value and correcting flag value of the current past setting number, the actual detection value of the current on the basis of the correction value An automatic plowing depth control device for agricultural tractors, comprising detection value correction means for correcting the detected value to be a control detection value for comparison with the target value.
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