JPH01500163A - 三点けん引連結部速度制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるため要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 発明の名称：三点けん引連結部速度制御装置技術分野 本発明は一般に農業用車両の連結部を位置決め制御する装置に関し、とくに農業 用車両のけん引連結部の位置決めおよび瞬間速度の制御を行なう装置に関する。

従来の技術 農業用車両の分野では一台の車両を広範な用途に利用し、一台の車両で各種の農 具をけん引することが通例である。一般的に、農具は連結機構を用いて車両に対 して交換可能に連結されており、連結機構は、油圧ポンプおよびシリンダを介し て動力が伝達され、取付けた農具を昇降するようになっている。これらの農具は 一般に軽作業用の中耕機から極めて大型のすきに至るまで各種のものがあり、重 量もその種類に応じて異なっている。連結部の制御性を確保するため、従来型の 制御装置では油圧シリンダへの作動油の流れを制御するため調整可能な絞り装置 を使用することが一般的である。例えば、このようなシステムが重い農具を持上 げるために必要な油圧動力は軽量な農具の場合よりも相当に多くに必要とする。

最も重い農具を持上げるために設計されたシステムは、最も軽い農具で使用した 場合には過度の持上げ速度を生じる場合がある。逆に、昇降用に単一の流量能力 を備えたシステムは軽量の農具を降下させる場合はスムーズに操作できるが、重 い農具を取り付けて使用すると、これに対応して油圧が上昇するので、不要に急 速な降下が起きてしまう。結局は農具の重量によって、連結部および農具の昇降 速度が決まってしまう。これまでこのようなシステムのメーカーは、上述の欠点 を認識し、運転者が農具の重さと構造を判断して作動油の流量を手動調整できる ようになった絞り調整装置をシステムに取り付けていた。

しかし残念ながら、このような手動調整システムにはいくつかの明確な欠点があ る。農具の降下速度を適正な速度に制限できるように作動油の流量を選択すると 、希望とは逆に農具の上昇速度をも制限してしまう。農具の重さが増すと共に、 それが降下する速度も高まる。しかし、逆も又同様である。農具の重さが増すと 共に、それが上昇する速度が低下する。従って、降下速度を低減するために流量 を制限する動作は上昇速度をも低下させ、その結果、農具の上昇中の能率を制限 してしまう。更に、手動システムは適正に調整された場合に限って有効であり、 操作者の調整忘れや不注意に起因した不適切な動作を補償することはできない。

ジェームスＭ、サクンジイアーク氏取得の米国特許第４．５２９．０３９号では 、連結部の位置決めを電子制御装置によって行なうことによって上述の問題点の いくつかを解決しようとしている。とくに、この装置は連結部の昇降運動の速度 を制御するため、手動調整可能な電位差計を別個に搭載している。しかし、速度 は連結部の実際速度又は重量に応答するものではなく、電位差計はソレノイド制 御の油圧弁に供給される電気信号のデユーティ・サイクルを制御するだけである 。この機構は油圧によって制御される連結部位置決め装置と同様の動作を行なう 手動調整式絞り装置を提供するものであるに過ぎない。サタンジイアーク氏のこ の装置では更に連結部の運動が粗く、予測し得す、又、ソレノイド弁装置の校正 手段が備えられていない。

本発明は上述の問題点の一つ若しくは二つ以上を克服しよう≧するものである。

発明の概要 本発明によって実現される装置は、予め設定した複数の位置から選択した位置に 車両の可動動作部分を位置決めする装置である。

この装置は、予め定めた複数の位置に設定可能な制御部分と、制御部分の位置に 対応する値を有する第１信号を出力するための第１検出装置と、動作部分の位置 に対応する値を有する第２信号を出力するための第２検出装置とを備えている。

また比較器がこれらの第１および第２の信号を受信して、これらの信号の差に対 応する値を有する第３信号を出力する。更に、−この第３信号を受信して、第３ 信号の値に対応する値の目標速度信号を出力する手段を備えている。また、第２ 信号を受信し、この第２信号を微分して可動動作部分の速度と対応する値を有す る実際速度信号を出力する手段を備えている。また、この実際速度信号と目標速 度信号を受信し、実際速度と目標速度信号との差の絶対値と対応する値の制御信 号を出力する手段を備えている。また、この制御信号を受信し、第３信号と制御 信号との差の絶対値を減少する方向に、動作部分の運動方向および速度をそれぞ れ制御する手段を備えている。

図面の簡単な説明 第１図は車両と連結システムの概略図を示す。

第２図は本発明の油圧系統の一実施例の概略図を示す。

第３図は本発明の電子回路の一実施例の概略図を示す。

第４Ａ図は本発明の一実施例の流れ図を示す。

第４Ｂ図は本発明の一実施例の流れ図を示す。

第４Ｃ図は本発明の一実施例の流れ図を示す。

実施例 さて本装置１０の好適な実施例を示した図面を参照するに、第１図は後フレーム 部にピボット連結された可動動作素子１４を備えたゴムベルト農業用車両１２を 示している。装置１０は予め定めた複数の位置から選択した一つの位置に車両１ ２の可動作業用素子１４を位置決めする。好適な実施例では、動作素子１４は三 点連結部１７であり、連結部１７とフレーム１６の間に延在し、連結部１７を縦 に昇降させる油圧動力を発生する一対の油圧シリンダ１８．２０を有している。

シリンダ１８．２０を流れる作動油の方向が縦移動の方向を決定し、この流れ方 向は一対のソレノイド２２．２４により制御される。これらのソレノイド２２． ２４は中央電子制御装置２６により交互に起動され、油圧制御システム２８に選 択的にパイロット圧を送ってシリンダ１８．２０を流れる作動油の流れを逆流さ せる。（油圧制御システム２８の詳細な説明は第２図に関連して説明する。） 制御素子３０は操作室３２内に配設され、操作者により予め定めた複数の位置に 手動で位置決めすることができる。素子３０は好適に手動の摩擦式位置ハンドル ３４とすることが好ましく、この場合には、操作者が選択した位置は摩擦力によ って維持される。

第１検出装置３６は制御素子３０の位置と対応する値の第１信号を出力する。第 １検出装置３６は多様な位置検出電子回路のいずれでもよいが、ハンドル３４と 連結され、これと共に移動可能なタップを備えた電位差計であるのが望ましい、 電位差計の出力は可変電圧を伴なうアナログ信号であり、その際、信号の値はハ ンドルの位置と正比例する。パルス幅変調回路が電位差針の電圧レベルを可変デ ユーティ−サイクルのデジタル信号に変換し、この信号を中央電子制御装置２６ に送る。

第２検出装置３８は動作素子１４の位置と対応する絶対値を有する第２信号を出 力する。第２検出装置３８は第１検出装ｆ３６と同様、多様な種類があるが、連 結部１７に連結され、これと共に移動可能なタップを備えた電位差計であること が望ましい、可変デユーティ−サイクルの信号が同様に第２検出装置３８により 中央電子制御装置２６へと伝送される。

第２図は油圧制御システム２８を示し、このシステムはパイロット起動三路弁３ ０２を介して油圧シリンダ１８に選択的に連結された可変容量油圧ポンプ３００ を有している０図のように、ソレノイド２２．２４はそれぞれ弁３０２の反対端 に接続されている。ソレノイド２２．２４は電子制御により、バイロフト圧力を 弁３０２のそれぞれの端を供給して弁２２のスプールを起動位置の１つに移動さ せるように別個に動作可能である０例えば、シリンダ１８の上方運動を開始する ため、制御装置２６はアップ・ソレノイド２２を付勢し、これが弁３０２を起動 してシリンダ１８をポンプ３００の出力に連結する。同様に、制御装置２６は、 ダウン・ソレノイド２４を付勢し、これが弁３０２を起動してシリンダ１８をタ ンクに連通させることによりシリンダ１８の下方運動を開始する。ここに図示し た油圧制御機構は動力によって上方運動を行なうが、下方運動は農具の重力と質 量によって行なわれる。更に、油圧制御システム２８は三路弁３０２の出力と可 変容積油圧ポンプ３００との間に接続された圧力帰還ｖＡ３０４を有している。

油圧制御システム２８は帰還線３０４が一体の部品を形成する負荷検出油圧系統 を含んでいる。弁３０２に於ける圧力降下は油圧ポンプ３００の排出容積を制御 する機能を果たす、圧力降下が減少すると、ポンプの排出容積が増大する。ポン プ３００の排出容積は弁棒の開きに感応し、負荷には応答しない。

第３Ａ図及び第３Ｂ図は本発明の一実施例の電子回路図を示す。

図のように電気接続線４０．４２はそれぞれ第１及び第２の検出装置３６．３８ と相互接続されている。プル・アップ抵抗４４゜４６はそれぞれ＋８ｖと電気結 ＆ｉ４０．４２の間に接続されている。このように、第１及び第２検出装置３６ ．３８により供給された可変デユーティ−サイクル信号の「ロー」部分は電気的 接続点４０．４２をアースへと引込み、一方、それぞれの「ハイ」部分により抵 抗４４．４６は接続点を論理的「高」レベルに引込むことができる。一対の低域 フィルタ４８．５０はいずれの偽信号をも除去し、デユーティ−サイクルと比例 する絶対値を有するＤＣ信号を通過させる。２個のインバータ５２．５４が信号 を受信し、出力信号がアースと正の経路の間に延びることを保証する。

第１と第２の検出装置３６．３８と電気接続点４０．４２との間の配線に誘発さ れるノイズは可変デユーティ−サイクル信号のレベルを移動させることがある。

インバータ５２．５４は検出器又は配線により誘発されたいかなるレベル移動と もかかわりなく、＋ＳＶのデジタル回路電力供給量と対応するフルレンジ信号を 出力する。

インバータ５２．５４の出力は一対の低域フィルタ５３．５５を介して多重アナ ログ−デジタル変換器（Ａ／Ｄ）５６の一対の入力に接続される。低域フィルタ ５５の出力は又、連結部１７の位置を示す第２信号を受け、第２信号を微分し且 つ連結部１７の速度と対応する値の実際速度信号を供給する装置５８に接続され ている。該装置５８はインバータ５４の出力と演算増幅器６６０反転入力との間 でコンデンサ６４と直列接続された抵抗６２を含んでいる。増幅器６６は、コン デンサ６４が増幅器６６の反転入力に接続され、且つ帰還抵抗６８が増幅器６６ の出力と反転入力との間に接続されていることにより微分器としての機能を果た す。

帰還抵抗６８と並列に接続されたコンデンサ７０は微分の周波数上限を提供し、 一方、抵抗は微分の周波数下限を提供する。抵抗６２とコンデンサ７０の値は閉 ループの安定性およびノイズの判断基準に応じて選択される。増幅器６６の非反 転入力は分圧回路７２に接続され、固定基準電圧を供給する０分圧回路７２は＋ ５Ｖとアースの間に直列接続された一対の抵抗７４．７６を含む。

抵抗７４と７６の中点は増幅器６６の非否定入力及びＡ／Ｄ変換器５６の入力に 接続される。コンデンサ７８は電気的ノイズを軽減するため抵抗７６と並列に接 続されている。増幅器６６の出力は又、抵抗８０を経て、Ａ／Ｄ変換器５６の入 力及び電圧制限回路８２に接続されている。

制限回路８２は＋５ｖとアースの間に直列接続されたダイオード８４と抵抗８６ とを含む、抵抗８６に於ける電圧降下は一対のＰｈＰ型トランジスタ８８．９０ のベースへと伝送される。トランジスタ８８．９０のそれぞれのコレクタはアー スに接続され、トランジスタ８８のエミッタは増幅器６６の出力に接続されてい る。

増幅器の出力が＋５ｖを超えると、トランジスタ８８は「ＯＮ」にバイアスをか けられ、増幅器の出力を抵抗８０を介してアースに接続する。電圧制限回路はＡ ／Ｄ変換器５６を過剰電圧から防護するためのものである。同様に、トランジス タ９０のエミッタはＡ／Ｄ変換器５６の別の入力及び補足回路の出力に接続され ている。トランジスタ９０の動作はトランジスタ８８の動作と同様であり、Ａ／ Ｄ変換器を補足回路からの過剰電圧から防護する機能を果たす０発振回路８９は Ａ／Ｄ変換器５６のクロ７り入力に接続されている０発振器８９は従来型設計の ものであり、シュミット・トリガ９２を含んでいて、入力はコンデンサ９４を経 てアースに、又、抵抗９６を介して独自の出力に接続されている。廃振器８９は コンデンサ９４と抵抗９６の値に応じて、固定周波数にてＡ／Ｄ変換器５６用の クロック信号を発生する。

マイクロプロセッサ９８はＡ／Ｄ変換器５６からの選択されたアナログ入力信号 の値を８−ビット２進語として転送するため、データボート１００を経てＡ／Ｄ 変換器５６に接続されている。

アナログ信号は、アドレスボート１０２の最上位ビット内に始動パルス１０４を 含むアドレスポート１０２を介してマイクロプロセッサ９８により選択される。

変換信号の終了はＡ／Ｄ変換器５６により線１０６上でマイクロプロセンサに供 給され、データボート１００上の８−ピント２進語が選択されたアナログ信号の 値を反射した旨の信号が送られる０本実施例で使用されたＡ／Ｄ変換器５６はＮ ａｔｉｏｎａｌ　Ｓｅ＋ｗｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒから部品番号Ａ　Ｄ　Ｃ０８０ ９番として市販されている部品である。マイクロプロセッサはソフトウェア制御 の下で動作するが、この点に関しては後述の第４Ａ図、４Ｂ図及び４０図に示す 流れ図を参照して後に詳細に説明する。

８−ビットの出力ボート１０８はマイクロブロセ、す９８とデジタル−アナログ 変換器（Ｄ／Ａ）１１０とを相互接続する。マイクロプロセッサ９８はソフトウ ェアの制御下で、８−ビット２進語をリンク１０８へと供給し、そこで語の値は 対応する電圧値を有するアナログ信号へと変換される。アナログ信号はＤ／Ａ変 換器１１０から微分増幅器として接続された演算増幅器１１２の非反転入力へと 伝送される。抵抗１１４とコンデンサ１１６の並列の組合せは増幅器１１２の出 力と反転入力との間に接続されている。演算増幅器１１８は比較器として接続さ れ、その反転入力は増幅器１１２の出力に、又、正の入力は三角波形発生器１２ ０に接続されている。

三角波形発生器１２０は一対の演算増幅器１２２．１２４を含み、それぞれの非 反転入力は分圧回路７２に接続されている。増幅器１２２の出力は抵抗１２６、 反転回路１２８及び抵抗１３０を経て自らの反転入力に接続されている。増幅器 １２４の反転入力は抵抗１３２を経て反転回路１２８の出力に、又、コンデンサ １３４を経て自らの出力に接続されている。増幅器１２４の出力は抵抗１３６を 経てアースに又、増幅器１１８の非反転入力に、又、抵抗１３８を経て増幅器１ ２２の反転入力に接続されている。

論理回路アレイ１４０は抵抗１４２を経て増幅器１１８の出力に接続され、アン プ又はダウン・ソレノイドのいずれが選択されされるかの制御を行なう、＆１１ ４６は反転回路として機能するＮＡＮＤゲート１４８の両方の入力及び、３人力 ＮＯＲゲート１５０の１つの入力に接続されている。ＮＡＮＤゲート１４８の出 力は第２の３人力ＮＯＲゲート１５２０入力に接続されている。ＮＯＲゲー）１ ５０，１５２のそれぞれは又、抵抗１４２を経て増幅器１１８からの入力を受け る。

第１のＮＯＲゲート１５０の出力はｎ−チャネルＦＥＴ型（を界効果）トランジ スタ１５４のゲートに接続されている。トランジスタ１５４のソースはアースに 、又、ドレンは抵抗１５６を経てｐ−チャネルＦＥＴ型パワトランジスタ１５８ に接続されている。トランジスタ１５８のソースは電流検出抵抗１６０を経てバ ッテリ電圧子Ｂに接続され、ドレンはダウン・ソレノイド１６４の巻線１６２に 接続されている。同様にして、第２のＮＯＲゲート１５２の出力はｎ−チャネル ＦＥＴ型トランジスタ１６６のゲートに接続されている。トランジスタ１６６の ソースはアースに接続され、ドレンは抵抗１６８を経てｐ−チャネルＦＥＴ型パ ワトランジスタ１７０のゲートに接続されている。トランジスタ１７０のソース は更に電流検出抵抗１６０を経てパンテリ電圧十Ｂに、又、ドレンはアップ・ソ レノイド１７４の巻線１７２に接続されている。パワトランジスタ１５８．１７ ０はいずれもそれぞれが抵抗１７６及び１７８を、又、発光ダイオード（ＬＥＤ ）１８０．１８２をドレンに接続されて有していることにより、トランジスタ１ ５８，１７０が「ＯＮ」にバイアスされると、ＬＥＤ１８０．１８２は「ＯＮ」 にバイアスされる。ＬＥＤ１８０゜１８２はソレノイド１６４．１７４の状態を 視覚的に表示する。

巻線１６２，１７２はいずれもｎ−チャネルＦＥＴ型トランジスタ１８４と電流 検出抵抗１８６を経てアースに接続されている。

トランジスタ１８４は過電流防護回路１８８の統合部品を構成している。トラン ジスタ１８４のソースは抵抗１８９を経てｎｐｎ型トランジスタ１９０のベース に接続されている。トランジスタ１９０のエミッタはアースに接続され、コレク タは２つの入力ＮＡＮＤゲート１９２の双方の入力に接続されて反転回路の機能 を果たすようになっている。プルアップ抵抗１９４は定常はＮＡＮＤゲート１９ ２の入力を＋５ｖに接続し、又コンデンサ１９６はノイス制限のために使用され ている。ＮＡＮＤゲート１９２の出力はｎ−チャネルＦＥＴ型トランジスタ１９ ８のゲートに接続され、そのソースはアースに接続され、又、ドレンはプルアッ プ抵抗２００を経て＋８ｖに、又、トランジスタ１８４のゲートに接続されてい る。電流が所定の限度を超えると、電流検出抵抗１８６における電圧降下はトラ ンジスタ１９０を「ＯＮ」にバイアスする。「低」信号がＮＡＮＤゲート１９２ に供給され、これがトランジスタ１９８を「ＯＮ」にバイアスし、又、トランジ スタ１８４をｒｏｆｆＪにバイアスして電流の流れを遮断する。

電流検出抵抗１８６は又、ソレノイド１６４．１７４を流れる実電流を示す帰還 信号を供給する０次に実電流は演算増幅器１１２によって所望の電流と比較され る。演算増幅器２０２の非反転入力は抵抗２０４を経て電流検出抵抗１８６に接 続され、反転入力は抵抗２０６を介してアースに、又、抵抗２０８を経て自らの 出力に接続されている。増幅器２０２の出力は電流検出抵抗１８６における電圧 降下の尺度であり、抵抗２１０．Ａ／Ｄ変換器５６の入力ボート及びトランジス タ９０のエミッタを経て演算増幅器１１２の反転入力に供給される。増幅器１１ ２の出力は実際の電流レベルと所望の電流レベルとの差に比例し、増幅器１１８ によって三角波形と比較される。増幅器１１８の出力はパワトランジスタ１５８ ．１７０の状態を最終的に制御して、そこを流れる電流の大きさを左右する固定 周波数の可変衝撃係数信号である。信号の周波数はソレノイド弁１６４．１７４ に振動を与え且つタラフデング（ｃｒｕｄｄｉｎｇ）を軽減してその寿命を延ば す周波数が選択されている。

論理回路２１２はパワトランジスタ１５８．１７０の双方の短絡防護の役割を果 たす０回路２１２はｐｎｐ型トランジスタ２１４を含み、そのエミッタは十Ｂに 、ベースは抵抗２１６を経てトランジスタ１５８．１７０のソースに、又、コレ クタは抵抗２１Ｂを経てアースに、更に抵抗２２２を経てＮＯＲゲート２２０の １つの入力に接続されている。ＮＯＲゲート２２０の出力は反転回路として機能 する２人力ＮＯＲゲート２２０の双方の入力に接続されている。ＮＡＮＤゲート ２２４の出力はコンデンサ２２６を経てＮＯＲゲート２２０の入力に、又、抵抗 ２２８及びダイオード２３０を経てアースに接続されている。ＮＡＮＤゲート２ ２４の出力は又、３人力ＮＯＲゲー）１５０，１５２の双方の１つの出力及びマ イクロプロセッサ９８の入力ポートに接続されている。

短絡状態中は、抵抗１６０に於ける電圧降下はトランジスタ２１４をｒＯＮＪに バイアスし、且っＮＯＲゲート２２ｏに「高」信号を供給するに十分なものであ る。ＮＯＲゲート２２０は「低」信号を出力し、これはＮＡＮＤゲート２２４に より反転されて、ＮＯＲゲー）１５０．１５２の双方が「低」信号を出力し且つ トランジスタ１５８．１７０をｒｏｆｆＪにバイアスするようにされる。

運転室３２内にある補助的な操作者用入力は中央電子制御装置２６に接続され、 定常は「低」であるが、操作者が別の動作モードに入りたい旨を指示するため切 換え可能である。農具を連結部１７に連結する際は制御装置を完全な開ループ位 置設定装置として動作さセることが必要である。この、別の動作モードはフック ・アンプ・モードと称し、機械的な単投単極スイッチ（図示せず）を含んでおり 、その−極はアースに、又、別の極は電気接続点及びプルアンプ抵抗２３１を経 て＋８■に接続されている。第２の極は又低域フィルタ２３２及び反転回路２３ ３を経てマイクロプロセッサ９８の入力に接続されている。

監視タイマー回路３１０はマイクロプロセッサ９８に断続的な誤りが生じて、常 駐のソフトウェア・ルーチンが中断されるべき旨を認識するため備えられている 。監視タイマー３１０はソフトウェアの誤りを認識するだけではなく、マイクロ プロセッサ９８をリセットし且つ初期ルーチンでのソフトウェアの実行を開始す る動作も行なう、タイマー３１０はマイクロプロセッサ９８の出力と、ｎｐｎ型 トランジスタ３１６０ベースとの間に直列接続されたコンデンサ３１２と抵抗３ １４を含んでいる０発振器３１８はシステム・アースとシュミット・トリガ３２ ００Å力との間に接続された抵抗３２２とコンデンサ３２４と並列に接続された シュミット・トリガ反転回路３２０を含んでいる。トランジスタ３１６のコレク タとエミッタは、マイクロプロセッサ９８からの「高」信号がトランジスタ３１ ６を「ＯＮ」にバイアスし且つコンデンサの電位をゼロに短絡するようにコンデ ンサ３２４を通過して接続されている０発振器３１８の出力はマイクロプロセッ サ９８のリセット入力に接続されている。ソフトウェアのルーチンは発振器３１ ８の周波数よりも速い速度でコンデンサを周期的にゼロ電位に短絡し、それによ って発振器３１８が「高」レベルに到達してマイクロプロセンサ９８をリセット することを防止する。

ソフトウェア・ルーチンが適正な実行を行なわない場合は、コンデンサ３２４は リセットされず、発振器３１８がマイクロプロセッサ９８をリセットする。それ に応じて制御装置が操作者に対して、診断用ＬＥＤ３２６の点滅により誤りが生 じている旨が表示する０発振器３１８の出力はＮＡＮＤゲート３２８を経てｎｐ ｎ型トランジスタ３３０のベースに接続されている。トランジスタ３３０のエミ ッタは電流制限抵抗３３２を経てシステム・アースに接続され、又、コレクタは 診断用ＬＥＤ３２６を経てパンテリー電圧十Ｂに接続されている０発振器３１８ が「高コレベルに到達すると、マイクロプロセッサ９８がリセットされるだけで はな（、診断用ＬＥＤ３２６も発振器３１８の周波数にて点滅される。

マイクロプロセッサ９８がリセット信号に応答し得ない場合は、点滅するＬＥＤ が故障の種類に関して操作者に信号を送る。

制御装置は更に診断用ＬＥＤ３２６を介して操作者に対して多くの異なる誤りメ ツセージを送る能力を備えている。マイクロプロセッサ９８からの別の出力はＮ ＡＮＤゲート３２８の入力及び、プルアップ抵抗３３４を経て＋５■に接続され ている。ソフトウェア・ルーチンは出力線上に「低」信号を置くことにより診断 用ＬＥＤ３２６は付勢することができる。誤りの種類はＬＥＤ３２６の順序付け によって通信される０例えば、許容運動範囲の外にハンドルの位置があることが 検出されると、ソフトウェアはＬＥＤ３２６を４回点滅し、瞬時休止して、この 動作を反復する。５回の点滅は連結部位置信号が許容運動範囲外にあることを表 示している。同様のコードを広範囲の故障に確立することができ、それにより誤 った制御の障害追求作業が容品になる。

さて第４Ａ図、４Ｂ図及び４０図を参照すると、これらの流れ図はマイクロプロ セッサ９８を動作するのに必要なソフトウェアの一実施例を示している。ソフト ウェアは実際のハンドル位置を読出し且つ瞬時の位置を変数Ｐｈａｎｄｌｅに記 憶することによりブロック２３４で開始される。マイクロプロセッサはハンドル 位置入力のアドレスを出力し且つデータリンク１０２上でパルスを開始し、次に 線１０６上で変換信号の終りを監視する。線１０６を経て信号を受信すると、リ ンク１００上にある８−ビット語は読出され、Ｐｈａｎｄｌｅとして記憶される 。制御はブロック２３５に転送され、そこで所望の連結部位置がハンドル位置か ら計算され且つ変数Ｐｄｅｓ　（所望位置）内に記憶される。ブロック２３６で は実際の連結部位置が、実際のハンドル位置の読出しとほぼ同じ動作を介して読 出される。異なる点はリンク１０４上にあるアドレスが連結部位置入力のアドレ スであることだけである。実際の連結部位置は変数Ｐａｃｔ　（実際位置）内に 記憶される。

連結部位置の誤差はブロック２３８にて、実際の連結部位置と所望位置とを受け 、双方の差に対応する信号を供給する装置２３９によって計算される。連結部位 置の誤差は次の公式を用いて変数Ｐｅｒｒ　（誤差）内に記憶される。

Ｐｅｒｒ　＝　Ｐａｃｔ　−Ｐｄｅｓ 決定ブロック２４０では装置２４１が位置誤差信号を受信し且つ位置誤差信号の 値と相関する値の所望の速度信号を発する。変数Ｐ　ｅｒｒは定数にで乗算され 、位置誤差が連結部１７の所望の速度へと変換される。この簡単な方程式によっ て、位置誤差Ｐ　ｅｒｒの値が太き（なると、所望の速度Ｖ　ｄｅｓも高まるこ とが保証される。チェックがなされないと、この比例関係により推奨動作速度以 上の所望連結部速度Ｖ　ｄｅｓになる場合がある。この事態が生じるのを防止す るため、ｋ　（Ｐｅｒｒ　）　＞Ｖｍａｘの関係がチェックされ、そうであるこ とが判明すると、連結部１７の所望速度Ｖ　ｄｅｓはブロック２４２内で最大許 容速度Ｖ　ＩＩａｘにセントされる０反対にチェックされた関係が偽りである場 合は、所望速度Ｖ　ｄｅｓは位置誤差に対する比例状態を保ち、且つブロック２ ４４内でｋ　（Ｐｅｒｒ）に等しくセットされる。

制御はブロック２４６に転送され、そこで実際の連結部速度がブロック２３４． ２３６で行なわれたのと同様の動作を介してマイクロプロセッサ９８によって読 出され且つ変数Ｖａｃｔとして記憶される。装置２４７は実際速度信号と所望速 度信号を受信し且つ実際速度信号と所望速度信号の間の差に相関する値の制御信 号を供給する。修正信号の値はブロック２４８にて方程式、Ｖｅｒｒ　＝　Ｖｄ ｅｓ　−Ｖａｃｔ を用いて定められる。

装置２４９は制御信号を受け、位置誤差信号と制御信号の絶対値を縮小する方向 に連結部１７の運動方向と速度をそれぞれ制御する。ブロック２５０は速度誤差 Ｖ　ｅｒｒの積分を形成し、制御をブロック２５２に転送する０位置誤差Ｐ　ｅ ｒｒの符号は所望の運動方向を、ひいてはソレノイド６４と７４のいずれを選択 すべきかを判定するために利用される０位置誤差Ｐ　ｅｒｒがゼロ以上である場 合はｖＡ１４６上でマイクロプロセッサ９８からの「低」信号を供給して、ＮＯ Ｒゲート１５０を使用可能にし可変衝撃係数信号を増幅器１１８からトランジス タ１５８へと通すことによってブロック２５４でダウン・ソレノイドが選択され る。一方、位置誤差Ｐ　ｅｒｒがゼロ以下である場合は、線１４６上でマイクロ プロセッサ９８からの「高」信号を供給してＮＯＲゲート１５２を使用可能にし 、可変衝撃係数信号を増幅器１１８からトランジスタ１７０へと通すことによっ て、ブロック２５６でアップ・ソレノイドが選択される。

連結部１７が進行の上限に達したときエネルギを節減し且つソレノイドと油圧シ ステムの寿命を延ばす機会が生ずる０通例ではハンドル検知器のある程度の位置 合せ誤差が生じて連結部１７がハンドル３４で指示した所望位置に達し得ない場 合があり得る。

定常動作中は、ハンドル３４が完全にアップ（昇）位置にあり、連結部１７が移 動を停止すると、ソフトウェア・タイマーが始動される。このような状態が所定 の期間継続すると、ブロック２５８は制御をブロック２６０に転送し、そこでソ レノイドの電流はゼロにセットされる。マイクロプロセッサ９８は連結部１７が 到達可能な最大高さに達したものとみなし、アップ・ソレノイドへの電力を遮断 する。引続いてハンドル３４が動かされると、ソフトウェア制御は定常動作モー ドに戻る。

ハンドル３４が延長期間にわたって動かされず、且つ連結部１７が所望位置より 高い位置に留っている場合も同じ動作モードが生じる。マイクロプロセッサ９８ は、連結部が、地面と接触するか進行制限ストッパに当るかすることにより指令 された位置に到達することは不可能であると想定する。このような状態が続くと 、制御はブロック２６４に転送され、そこでソレノイド電流は連結部が浮動可能 であるように最大値にセントされる。連結部の位置を固定するのではな（地表と 接触した連結部を上下可能な状態にすることが望ましい。

連結部１７の運動は第１の所定範囲内にある位置誤差信号Ｐ　ｅｒｒＯ値に応じ て中断される。ブロック２６６では、ソフトウェアは連結部の位置がデッド帯域 内にあるか否かの判定を行なう、連結部が所望位置のプログラムされた距離内で 移動している場合は、制御はブロック２６０に転送され、そこではソレノイド電 流はゼロにセットされ、連結部１７の運動は停止する。三路弁３０２は中央位置 に戻り、帰還線３０４内の圧力は著しく降下して、可変位置斜板は低圧待期位置 へと移動する。エンジンの負荷は引続き軽減され、その結果、燃料効率が良くな る９位置誤差が内側デッド帯域外にある場合は当面はソレノイド電流に変化はみ られず、制御はブロック２６８に転送され、そこでフックアップ（連結）モード 入力の状態が読出される。

操作者がフックアップ・モードを開始するには、操作者はフックアップ・モード にスイッチを合わせ、所定順で位置ハンドル３４を操作しなければならない、ブ ロック２７０では、ハンドル位置は、操作者が真にフックアップ・モードを望ん でおり、スイッチの起動は不慮のものでないことを判定するため厳密に監視され る。

フックアップ・モードに入るには、操作者は所与の時間内でハンドル３４を完全 アップ、完全ダウン及び中間位置へと操作しなければならない、ハンドルの連続 操作が所与の時間中に完了されない場合は、制御はブロック２６０に転送され、 ソレノイド電流はゼロにセントされる。連続操作が完了したものと想定されると フラグがセントされ、操作者はスイッチの起動中、操作順を再現する必要がない 、リフトウェアはブロック２７２でハンドル位置を読出し、ハンドル３４が完全 アンプ又は完全ダウン位置にある場合はブロック２７４．２７６でそれぞれアン プ又はダウン・ソレノイドを選択する。引続き、ブロック２７８でソレノイド電 流は中間の一定値にセントされ、ハンドル３４が完全作動位置から移動するまで 所定方向に所定速度で移動せしめられる。ハンドル位置が完全にアップ又は完全 にダウンの位置以外にある場合は制御はブロック２６０に転送され、そこでソレ ノイド電流はゼロにセットされる。フックアップ・モードでの操作により操作者 は、連結部１７が所望位置に到達するまでハンドル３４を完全作動位置ができる 。連結部１７が所望位置に到達すると、操作者はハンドル３４を完全作動位置か ら動かしてやり、ソレノイド電流をゼロにセントさせる。

フックアップ・モードスイッチが起動されない場合は制御はブロック２８０に転 送される。連結部１７の運動は第２の所定範囲外にある位置誤差Ｐ　ｅｒｒ信号 の値に応じて開始される。ブロック２８０内では、フラグの状態がチェックされ て連結部の位置が内側デッド帯域の内側にあり、引続き外側デッド帯域の外側に はないか否か（Ｉ　ｌＮ５ＯＯ）が判定される。フラグがセントされると、制御 はブロック２６０に転送され、ソレノイド電流はゼロにセントされる。しかし、 フラグがセントされないと、制御はブロック２８２に転送され、そこでソレノイ ド電流は速度誤差プラスオフセットＩ　５ｈｉｎの積分にセントされる。Ｉ　ｌ Ｎ５ＯＯフラグは、外側のデッド帯域が連結部１７の位置決め中ヒステリミス型 効果を供給できるようにするために必要である。フラグがなければ、位置誤差Ｐ 　ｅｒｒが外のデッド帯域以下に降下した場合、ソレノイド電流はゼロにセット されてしまうであろう、連結部１７は決して内側デッド帯域に到達することはな いであろう、外側のデッド帯域は連結部１７が内側デッド帯域に到達した後には じめて動作状態になるであろう、従ってｌｌＮ５ＯＯフラグは位置誤差Ｐ　ｅｒ ｒが内側デッド帯域内に降下した時セットされ、位置誤差Ｐ　ｅｒｒが外側デッ ド帯域の上に上昇した時リセットされる。

ソレノイド・オフセット電流！■ｉｎは連結部１７の最低速度での運動を誘発す るために必要である。明らかにこの電流レベルは個々のソレノイド及び油圧部品 を含む多くの要因に大きく左右さを校正することが必要である０校正モードはソ フトウェアで所定順のハンドル３４移動を行なうことにより入ることができる。

ブロック２８４では、フックアップ・モードスイッチの位置が監視されて、スイ ッチの「ＯＮ」とｒｏ　ｆ　ｆＪ位置の間の移動、すなわち全部で３回の反復に よりソフトウェア制御が電流ソースモードへと転送される。実際のハンドル位置 はブロック２８６でＡ／Ｄ変換器５６を介して続出される。決定ブロック２８８ はハンドル位置を運動の上限と比較する。ハンドルが完全にアップ位置に移動さ れると、アンプ・ソレノイドがブロック２９０で選択され、ソレノイド電流はオ フセントＩ　５ｈｉｎにセントされる。ハンドル３４が完全アップ位置から何ら 移動しない場合は、ソレノイド電流はオフセットＩ　ｗｉｎに留まり、ソレノイ ド制御弁は連結部１７が上方に動き始めるまで手動調整が可能である。同様にハ ンドル位置はブロック２９４で下限と比較される。ハンドル３４が完全な降下位 置にある場合は制御はブロック２９６に転送され、そこでダウン・ソレノイドが 選択される。ブロック２９２は再度ソレノイド電流をオフセットＩｎｔｎにセッ トし、ソレノイド制御の降下弁は連結部１７が下方移動を開始するまで手動調整 可能である。ソフトウェア制御は車両のキースイッチによるパワー−ダウン及び パワー・アップにより主制御ルーチンに戻ることが可能である。

皇１１４Ｉ卯劃引枇性 農業用車両の全般的な運転に於て、操作者が定常の運転条件下で連結部１７とす きのような農具の位置を調整しようと試みていることを想定してみる。操作者は ハンドル３４をすきの所望の高さ又は深さに調整し、制御装置２６が弁２２．２ ４の１つを制御可能に変調する０位置誤差の大きさに応じた速度で連結部１７及 びすきの所望位置への移動が開始される。連結部１７の瞬間速度が監視され、所 望の連結部速度と比較されて速度誤差が算出される。速度誤差を縮小するため弁 ２２．２４の変調は継続的に調整されて、上昇、下降の双方の状態で連結部１７ とすきの迅速でしかも制御された移動が行なわれる。

ハンドル３４を例えば地表との接触により連結部１７が到達できる位置以下に移 動すると、ソレノイド電流は連結部が「浮動」可能である値にセットされる。制 御装置２６は最大電流をｍ続してソレノイドを過熱させずに「浮動」値まで電流 を低減し、連結部１７が土壌内でうねりながらすきと共に上下に移動可能にする 。

あるいはハンドル３４は連結部１７が到達できる高さ以上の位置を要求すること もできる。この場合は連結部１７が「浮動」可能である必要はなく、連結部１７ を到達可能な最大高さに維持しておくだけで十分である。従って、ソレノイドへ のｉｔ流はゼロにまで低減され、連結部１７は完全に上昇した位置に留まる。

農具を連結部１７に接続する際に定常制御モードでは連結部の予期しない不要な 運動を誘発する場合がある０例えば、ハンドル３４は連結部１７が到達した位置 を要求しているが作動油のわずかな漏れにより連結部１７は外側のデッド帯域限 度に達するまでゆっくりと降下する。この時点で制御装置２６はアップ・ソレノ イドを付勢して連結部１７を所望の位置へと移動する。この予期せぬ運動によっ て連結部１７とすきの位置合せ誤差が生じ、その結果連結が困難になる場合があ る。フックアップ（連結）中のこのような不慮の運動をなくするため、操作者は スイッチを起動し、所定の運動順序でハンドルを操作することにより別の動作モ ードに入る。フックアップ・モードでは操作者はハンドル３４をそれぞれの運動 の上限、下限に動かすことにより所与の速度で連結部１７を上昇又は下降せしめ る。そこで操作者はハンドル３４を極位置と中間位置との間で選択的に動かすこ とにより連結部１７を所望の位置へと揺動させることができる。

本発明の別の形態、目的及び利点は図面、説明及び請求の範囲を検討することに より理解することが可能である。

国際調査報告 １Ｔｌ１ｗ−−１ＩＩｌ峠内−・＊ｎｕ＊、Ｘ’ＣＴ／ＵＳ　！１７１００１： ＋２５ＡＮＮＥＸ　Ｔｏ　！（Ｅ　Ｉｒ？：（ＮＡτ！０ＮＡＬ　ＳＺｎ’：Ｊ Ｉ　ＲＥ？ＯＲＴ　０ＮＩＮＴＥＲＮＡＴ工０ＮＡＬ　Ａ？！Ｌ工ＣＡ：ＺＯＮ 　Ｎｏ、　Ｅ’σｒ／ＵＳ　８７１０Ｏ１５２Ｓ（ＳＡ　１７［１１Ｌ）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １．作業用車両（１２）の可動動作要素（１４）を予め定めた複数の位置のうち から選択した一つの位置に位置決めする装置（１０）に於て、 予め定めた複数の位置に位置決め可能な制御要素（３０）と、前記制御要素（３ ０）の位置に対応する値の第１信号を出力する第１検出装置（３６）と、 前記動作要素（１４）の位置に対応する値の第２信号を出力する第２検出装置（ ３８）と、 前記第１および第２信号を受信し、これらの第１と第２の信号の差に対応する値 の第３信号を出力する比較手段（２３９）と、前記第３信号を受信し、この第３ 信号の値に対応する値の目標速度信号を出力する手段（２４１）と、前記第２信 号を受信し、この第２信号を微分して、前記可動動作要素（１４）の速度とに対 応する値の実際速度信号を出力する手段（５８）と、 前記実際速度及び目標速度信号を受信し、これら実際速度と所望速度の信号の差 の絶対値に対応する値の制御信号を出力する手段（２４７）と、 前記制御信号を受信し、この第３信号と前記制御信号の絶対値を減少する方向に 、前記動作要素の方向および速度をそれぞれ制御する手段（２４９）、 とから構成されたことを特徴とする装置（１０）。 ２．前記目標速度信号の値は前記第３信号の値と正比例することを特徴とする請 求の範囲第１項記載の装置（１０）。 ３．前記目標速度信号の値は、前記第３信号が予め定めた値以下であるときには 、該第３信号の値と正比例することを特徴とする請求の範囲第２項記載の装置（ １０）。 ４．前記目標速度信号の値は、前記第３信号が予め定めた値以上であるときには 、予め定めた最大値に設定されることを特徴とする請求の範囲第３項記載の装置 （１０）。 ５．前記動作要素１４の運動は、前記第３信号が予め定めた第１の範囲内の値で あるときには、中断されることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置（１０ ）。 ６．前記動作要素１４の運動は、前記第３信号の値が予め定めた範囲外になると 、開始されることを特徴とする請求の範囲第５項記載の装置（１０）。 ７．前記第２の範囲は前記第１の範囲よりも大きいことを特徴とする請求の範囲 第６項記載の装置（１０）。 ８．前記制御信号を出力するための前記手段（２４７）は、前記第３信号が零以 上に留まり、所定時間中ほぼ一定であるときには、記制御信号を最小値に設定す ることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置（１０）。 ９．前記制御要素１４は、第１と第２の移動位置の間で手動により位置決め可能 であり、前記制御要素が前記第１の移動位置の隣接位置に手動で位置決めされる と、前記第３信号が最小値に設定される第２の動作モードを含むことを特徴とす る請求の範囲第１項記載の装置（１０）。 １０．前記動作要素１４の方向と速度を制御するための前記手段（２４９）は油 圧シリンダ１８及び第１と第２のソレノイド作動弁（２２，２４，３０２）を含 み、前記弁（３０２）は前記油圧シリンダ（１８）と油圧的に連通し、前記油圧 シリンダ１８を通る作動油の流れを逆転するよう交番的起動が可能であり、それ によりシリンダ１８は前記第１と第２のソレノイド作動弁（２２，２４，３０２ ）のそれぞれの動作に応答して選択的に反対方向である第１と第２の方向に動作 可能であることを特徴とする請求の範囲第１項記載の装置（１０）。 １１．前記第１と第２の弁（３０２）の作動は、周波数が一定でデューティーサ イクルが可変となった前記制御信号に対応しており、前記デューティーサイクル の値は前記実際速度信号と目標速度信号の差の絶対値に対応することを特徴とす る請求の範囲第１０項記載の装置（１０）。 １２．前記第１と第２の弁（３０２）の１つは前記第３信号の符号が正であるこ とに応答して別個に作動可能であり、前記弁（３０２）の他の１つは前記第３信 号の符号が負であることに応答して別個に作動可能であることを特徴とする請求 の範囲第１０項記載の装置（１０）。