JPH07106083B2 - 農用牽引式作業機の操向制御方法 - Google Patents
農用牽引式作業機の操向制御方法Info
- Publication number
- JPH07106083B2 JPH07106083B2 JP14996692A JP14996692A JPH07106083B2 JP H07106083 B2 JPH07106083 B2 JP H07106083B2 JP 14996692 A JP14996692 A JP 14996692A JP 14996692 A JP14996692 A JP 14996692A JP H07106083 B2 JPH07106083 B2 JP H07106083B2
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- JP
- Japan
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- tractor
- working machine
- point
- agricultural
- towing
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、トラクタの後部に、牽
引装置を介して水平方向に回動可能に装着され、かつト
ラクタの直後方位置で作業を行うようにした農用牽引式
作業機を、トラクタに追従走行させるように制御する操
向制御方法に関するものである。
引装置を介して水平方向に回動可能に装着され、かつト
ラクタの直後方位置で作業を行うようにした農用牽引式
作業機を、トラクタに追従走行させるように制御する操
向制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】従来、トラクタの後部に、牽引装置を介
して水平方向に回動可能に装着され、かつトラクタの直
後方位置で作業を行うようにした農業用のインライン式
牽引作業機（以下作業機という）が周知であり、この種
の作業機においては、旋回時の内輪差から例えば牧草収
穫作業のように、トラクタの操縦操作に高い熟練度を必
要としたり、小さい旋回半径では作業性が著しく悪くな
る等の欠点があった。又、作業機の走行車輪を操向操作
可能として、この走行車輪をリンク機構により操向操作
して旋回性を高めるようにしたものもあるが、トラクタ
の走行軌跡に対する追従性には問題があった。
して水平方向に回動可能に装着され、かつトラクタの直
後方位置で作業を行うようにした農業用のインライン式
牽引作業機（以下作業機という）が周知であり、この種
の作業機においては、旋回時の内輪差から例えば牧草収
穫作業のように、トラクタの操縦操作に高い熟練度を必
要としたり、小さい旋回半径では作業性が著しく悪くな
る等の欠点があった。又、作業機の走行車輪を操向操作
可能として、この走行車輪をリンク機構により操向操作
して旋回性を高めるようにしたものもあるが、トラクタ
の走行軌跡に対する追従性には問題があった。
【０００３】上記のような問題点を解決するために本出
願人は、例えば、特開平１−２２３０８４号公報に記載
されているように、トラクタの後部に、水平方向に回動
可能に装着された農用作業機の走行車輪を操向操作可能
とし、トラクタの前輪の操向操作時の切れ角、あるいは
ステアリングハンドルの操作角などを測定して農用作業
機の走行車輪をアクティブに操向操作し、走行中のトラ
クタの任意の一点と農用作業機の走行軌跡とを一致させ
るようにした農用牽引式作業機の操向操作方法を提案し
ている。
願人は、例えば、特開平１−２２３０８４号公報に記載
されているように、トラクタの後部に、水平方向に回動
可能に装着された農用作業機の走行車輪を操向操作可能
とし、トラクタの前輪の操向操作時の切れ角、あるいは
ステアリングハンドルの操作角などを測定して農用作業
機の走行車輪をアクティブに操向操作し、走行中のトラ
クタの任意の一点と農用作業機の走行軌跡とを一致させ
るようにした農用牽引式作業機の操向操作方法を提案し
ている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】上記先行技術の方法に
おいては、トラクタの走行軌跡に対する作業機の追従性
能は十分なものであるが、トラクタに舵取り角測定装置
を取り付ける等の改造を要し、又、後退操作時には追従
制御を中断させなければならない、といった問題点があ
った。本発明は上記の問題点を解決することを目的にな
されたもので、これまでの追従制御システムからトラク
タを切り離し、作業機側で対応できるように牽引角とそ
の変化（牽引角速度）を検出し、アクティブに作業機の
走行車輪を操向制御しようとするものである。
おいては、トラクタの走行軌跡に対する作業機の追従性
能は十分なものであるが、トラクタに舵取り角測定装置
を取り付ける等の改造を要し、又、後退操作時には追従
制御を中断させなければならない、といった問題点があ
った。本発明は上記の問題点を解決することを目的にな
されたもので、これまでの追従制御システムからトラク
タを切り離し、作業機側で対応できるように牽引角とそ
の変化（牽引角速度）を検出し、アクティブに作業機の
走行車輪を操向制御しようとするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに本発明は、トラクタの後部に、牽引装置を介して水
平方向に回動可能に装着され、かつトラクタの直後方位
置で作業を行うようにした農用牽引式作業機において、
農用牽引式作業機とトラクタを連結した牽引点における
折れ角を角度検出器によって検出し、検出された牽引点
の折れ角とその時間当り変化をもとに、トラクタの前車
輪と後車輪の間にあり、トラクタの平面投影図上の車体
中心線上にある任意の一点と、農用牽引式作業機上の平
面投影図上の車体中心線上にある任意の一点の走行軌跡
とが一致するように、作業機の走行車輪を操向制御する
ようにしたことを特徴とするものである。
めに本発明は、トラクタの後部に、牽引装置を介して水
平方向に回動可能に装着され、かつトラクタの直後方位
置で作業を行うようにした農用牽引式作業機において、
農用牽引式作業機とトラクタを連結した牽引点における
折れ角を角度検出器によって検出し、検出された牽引点
の折れ角とその時間当り変化をもとに、トラクタの前車
輪と後車輪の間にあり、トラクタの平面投影図上の車体
中心線上にある任意の一点と、農用牽引式作業機上の平
面投影図上の車体中心線上にある任意の一点の走行軌跡
とが一致するように、作業機の走行車輪を操向制御する
ようにしたことを特徴とするものである。
【０００６】
【作用】上記の手段によって、本発明の農用牽引式作業
機の操向制御方法は、作業機の牽引点における折れ角を
検出し、検出された牽引点の折れ角とその時間当り変化
をもとに、トラクタの任意の一点と、作業機の任意の一
点の走行軌跡とが一致するように、作業機の走行車輪を
操向制御するので、オペレ−タは前方を見ながらトラク
タを操縦するだけで、作業機は内輪差なくトラクタに追
従し、作業機により適正な作業が行われる。従って、オ
ペレ−タの疲労度は大幅に軽減される。
機の操向制御方法は、作業機の牽引点における折れ角を
検出し、検出された牽引点の折れ角とその時間当り変化
をもとに、トラクタの任意の一点と、作業機の任意の一
点の走行軌跡とが一致するように、作業機の走行車輪を
操向制御するので、オペレ−タは前方を見ながらトラク
タを操縦するだけで、作業機は内輪差なくトラクタに追
従し、作業機により適正な作業が行われる。従って、オ
ペレ−タの疲労度は大幅に軽減される。
【０００７】
【実施例】以下、本発明の一実施例を添付の図面に基づ
いて具体的に説明する。図３において、符号１はトラク
タ、３はトラクタ１の後部に、牽引装置を介して水平方
向に回動可能に装着され、かつトラクタの直後方位置で
作業を行うようにした農用牽引式作業機であるロールベ
ーラ（以下ベーラという）である。トラクタ１は左右一
対の前車輪４及び後車輪５を有する４輪駆動式で、出力
２２．１ｋＷのものである。またベーラ３は前部に拾い
上げ部６を有し、走行車輪７を油圧シリンダ等で操向操
作可能に設けたものである。この実施例では、トラクタ
１の前輪車軸と後輪車軸との間隔は１．７９ｍ、後輪車
軸と牽引点２との間隔は０．９６ｍ、牽引点２とベーラ
３の走行車輪軸との間隔は１．７６ｍである。
いて具体的に説明する。図３において、符号１はトラク
タ、３はトラクタ１の後部に、牽引装置を介して水平方
向に回動可能に装着され、かつトラクタの直後方位置で
作業を行うようにした農用牽引式作業機であるロールベ
ーラ（以下ベーラという）である。トラクタ１は左右一
対の前車輪４及び後車輪５を有する４輪駆動式で、出力
２２．１ｋＷのものである。またベーラ３は前部に拾い
上げ部６を有し、走行車輪７を油圧シリンダ等で操向操
作可能に設けたものである。この実施例では、トラクタ
１の前輪車軸と後輪車軸との間隔は１．７９ｍ、後輪車
軸と牽引点２との間隔は０．９６ｍ、牽引点２とベーラ
３の走行車輪軸との間隔は１．７６ｍである。
【０００８】そして、ベーラ３はトラクタ１に牽引装置
を介して連結され、その牽引点２に図示しないポテンシ
ョメータ（角度検出器）を設け、牽引点２の折れ角を検
出するようにしている。トラクタ１にはパソコンが設置
され、ポテンショメータにより検出された牽引点２の折
れ角をＡＤコンバータを介してパソコンに入力し、その
時間当たり変化から牽引角速度を求め、ベーラ３の走行
車輪７の目標操向角を計算するようにしている。この計
算値と別途走行車輪７に設けたポテンショメータによっ
て検出された走行車輪７の操向角とを比較し、その差が
ゼロになるよう電磁弁をオン−オフ操作し、油圧シリン
ダによって走行車輪７を操向制御するようにしている。
を介して連結され、その牽引点２に図示しないポテンシ
ョメータ（角度検出器）を設け、牽引点２の折れ角を検
出するようにしている。トラクタ１にはパソコンが設置
され、ポテンショメータにより検出された牽引点２の折
れ角をＡＤコンバータを介してパソコンに入力し、その
時間当たり変化から牽引角速度を求め、ベーラ３の走行
車輪７の目標操向角を計算するようにしている。この計
算値と別途走行車輪７に設けたポテンショメータによっ
て検出された走行車輪７の操向角とを比較し、その差が
ゼロになるよう電磁弁をオン−オフ操作し、油圧シリン
ダによって走行車輪７を操向制御するようにしている。
【０００９】上記走行車輪７の操向制御は、トラクタ１
の前車輪４と後車輪５の間にあり、トラクタ１の平面投
影図上の車体中心線Ｃ上にある任意の一点（例えば操縦
座席下）と、ベーラ３上の平面投影図上の車体中心線Ｃ
上にある任意の一点（例えば拾い上げ部６）の走行軌跡
とが一致するように制御することにより、ベーラ３はト
ラクタ１の走行した位置に確実に来ることになる。従っ
て、トラクタ１を操縦するオペレータは、トラクタ１が
集草列を跨ぐように走行させれば、ベーラ３はトラクタ
１に追従して走行し、集草列を拾い上げ部６で確実に拾
い上げて良好な作業性と操作性が確保される。
の前車輪４と後車輪５の間にあり、トラクタ１の平面投
影図上の車体中心線Ｃ上にある任意の一点（例えば操縦
座席下）と、ベーラ３上の平面投影図上の車体中心線Ｃ
上にある任意の一点（例えば拾い上げ部６）の走行軌跡
とが一致するように制御することにより、ベーラ３はト
ラクタ１の走行した位置に確実に来ることになる。従っ
て、トラクタ１を操縦するオペレータは、トラクタ１が
集草列を跨ぐように走行させれば、ベーラ３はトラクタ
１に追従して走行し、集草列を拾い上げ部６で確実に拾
い上げて良好な作業性と操作性が確保される。
【００１０】図１を参照して本発明による操向制御方法
の原理について説明する。トラクタ１及びベーラ３が旋
回中心Ｐを中心として旋回半径Ｒｒで定常円旋回すると
き、トラクタ１の前輪車軸と後輪車軸との間隔をＬ、ト
ラクタ１の任意の一点Ａと後輪車軸との間隔をＬａ、ト
ラクタ１の後輪車軸と牽引点２との間隔をＬｈ、牽引点
２とベーラ３の任意の一点Ｂとの間隔をＬｂ、牽引点２
とベーラ３の走行車輪軸との間隔をＬｔ、牽引点２の折
れ角（牽引角）をφ、φの時間的変化（牽引角速度）を
φ′（φを微分したもの）、ベーラ３の走行車輪７の操
向角をθとすると、点Ａと点Ｂの旋回軌跡を一致させる
ためには、φとφ′及びθの間には次式が成立する。
の原理について説明する。トラクタ１及びベーラ３が旋
回中心Ｐを中心として旋回半径Ｒｒで定常円旋回すると
き、トラクタ１の前輪車軸と後輪車軸との間隔をＬ、ト
ラクタ１の任意の一点Ａと後輪車軸との間隔をＬａ、ト
ラクタ１の後輪車軸と牽引点２との間隔をＬｈ、牽引点
２とベーラ３の任意の一点Ｂとの間隔をＬｂ、牽引点２
とベーラ３の走行車輪軸との間隔をＬｔ、牽引点２の折
れ角（牽引角）をφ、φの時間的変化（牽引角速度）を
φ′（φを微分したもの）、ベーラ３の走行車輪７の操
向角をθとすると、点Ａと点Ｂの旋回軌跡を一致させる
ためには、φとφ′及びθの間には次式が成立する。
【００１１】
【数１】 ここで、θｔ：θの制御目標操向角， ｋ：フィードバ
ックゲイン， Ｖ：速度（調整値）
ックゲイン， Ｖ：速度（調整値）
【００１２】図２に本発明による操向制御方法のフロー
チャートを示す。トラクタ１にベーラ３を連結して作業
するとき、まずポテンショメータにより牽引点２の折れ
角φとベーラ３の走行車輪７の操向角θが検出される。
牽引点２の折れ角φはＡＤコンバータを介してパソコン
に入力され、その時間当たり変化から牽引角速度φ′を
求め、ベーラ３の走行車輪７の制御目標操向角θｔを計
算する。そして、走行車輪７の操向角θと制御目標操向
角θｔと比較し、θｔ−θ＝０であれば走行車輪７は操
向操作されない。θｔ−θ＝０でないときは、θｔ−θ
＝０になるように電磁弁をオン−オフ操作し、油圧シリ
ンダによって走行車輪７を操向制御する。
チャートを示す。トラクタ１にベーラ３を連結して作業
するとき、まずポテンショメータにより牽引点２の折れ
角φとベーラ３の走行車輪７の操向角θが検出される。
牽引点２の折れ角φはＡＤコンバータを介してパソコン
に入力され、その時間当たり変化から牽引角速度φ′を
求め、ベーラ３の走行車輪７の制御目標操向角θｔを計
算する。そして、走行車輪７の操向角θと制御目標操向
角θｔと比較し、θｔ−θ＝０であれば走行車輪７は操
向操作されない。θｔ−θ＝０でないときは、θｔ−θ
＝０になるように電磁弁をオン−オフ操作し、油圧シリ
ンダによって走行車輪７を操向制御する。
【００１３】図４にトラクタ１及びベーラ３の蛇行走行
試験（サイン波：波長１２ｍ、振幅２ｍ）における追従
軌跡について、無制御の場合と本発明の場合とを比較し
たグラフを示す。このときのトラクタ１のエンジン回転
数は２５００ｒｐｍ、ＰＴＯ軸回転数は５４０ｒｐｍ、
走行速度は１．６９ｍ／ｓであった。このグラフから明
らかなように、無制御の場合には、トラクタ後軸中央軌
跡（即ち点Ａ）とベーラ拾い上げ部軌跡（即ち点Ｂ）が
かなりズレているのに対し、本発明の制御方式のもので
は両軌跡がほとんど合致しており、実用性が証明され
た。又、後退操作も通常の場合と同様であり、さらに、
８度の傾斜地における下りながら旋回して牧草を拾い上
げる作業でも、横滑りもなく良好に追従した。
試験（サイン波：波長１２ｍ、振幅２ｍ）における追従
軌跡について、無制御の場合と本発明の場合とを比較し
たグラフを示す。このときのトラクタ１のエンジン回転
数は２５００ｒｐｍ、ＰＴＯ軸回転数は５４０ｒｐｍ、
走行速度は１．６９ｍ／ｓであった。このグラフから明
らかなように、無制御の場合には、トラクタ後軸中央軌
跡（即ち点Ａ）とベーラ拾い上げ部軌跡（即ち点Ｂ）が
かなりズレているのに対し、本発明の制御方式のもので
は両軌跡がほとんど合致しており、実用性が証明され
た。又、後退操作も通常の場合と同様であり、さらに、
８度の傾斜地における下りながら旋回して牧草を拾い上
げる作業でも、横滑りもなく良好に追従した。
【００１４】図５はトラクタ１及びベーラ３を９０度旋
回させたときの追従軌跡について、無制御の場合と本発
明の場合とを比較したグラフである。このグラフから明
らかなように、無制御の場合には、トラクタ後軸中央軌
跡（即ち点Ａ）とベーラ拾い上げ部軌跡（即ち点Ｂ）が
かなりズレているのに対し、本発明の制御方式のもので
は両軌跡がほとんど合致して、追従性が良好であった。
又、本発明の制御方式のものにおいては、走行速度を
１．６９ｍ／ｓから２．２２ｍ／ｓに上げても、両軌跡
がほとんど合致していて追従性はほとんど変わらなかっ
た。
回させたときの追従軌跡について、無制御の場合と本発
明の場合とを比較したグラフである。このグラフから明
らかなように、無制御の場合には、トラクタ後軸中央軌
跡（即ち点Ａ）とベーラ拾い上げ部軌跡（即ち点Ｂ）が
かなりズレているのに対し、本発明の制御方式のもので
は両軌跡がほとんど合致して、追従性が良好であった。
又、本発明の制御方式のものにおいては、走行速度を
１．６９ｍ／ｓから２．２２ｍ／ｓに上げても、両軌跡
がほとんど合致していて追従性はほとんど変わらなかっ
た。
【００１５】以上のことから、本発明の操向制御方法に
おいては、トラクタ１に舵取り角測定装置を取り付ける
等の改造を必要とせず、追従制御システムからトラクタ
１を切り離し、作業機３側で対応できるようにポテンシ
ョメータにより牽引角φを測定し、その時間変化（牽引
角速度）φ′をマイコンにより検出し、アクティブに作
業機の走行車輪７を操向制御することにより、作業機３
をトラクタ１に対しほぼ正確に追従させて、作業を行う
ことができる。又、後退操作時には追従制御を中断させ
ることもない。
おいては、トラクタ１に舵取り角測定装置を取り付ける
等の改造を必要とせず、追従制御システムからトラクタ
１を切り離し、作業機３側で対応できるようにポテンシ
ョメータにより牽引角φを測定し、その時間変化（牽引
角速度）φ′をマイコンにより検出し、アクティブに作
業機の走行車輪７を操向制御することにより、作業機３
をトラクタ１に対しほぼ正確に追従させて、作業を行う
ことができる。又、後退操作時には追従制御を中断させ
ることもない。
【００１６】
【発明の効果】以上説明したように本発明の農用牽引式
作業機の操向制御方法によれば、作業機とトラクタを連
結した牽引点における折れ角を検出し、検出された牽引
点の折れ角とその時間変化をもとに、トラクタの前車輪
と後車輪の間にあり、トラクタの平面投影図上の車体中
心線上にある任意の一点と、農用牽引式作業機上の平面
投影図上の車体中心線上にある任意の一点の走行軌跡と
が一致するように、作業機の走行車輪を操向制御するよ
うにしたので、オペレ−タは前方を見ながらトラクタを
操縦するだけで、作業機を内輪差なくトラクタに追従さ
せることができる。このため、作業機は適正な精度の高
い作業を実施することができる。又、オペレ−タは作業
機を見ながら作業を行う必要がないので、疲労をが大幅
に軽減することができる。
作業機の操向制御方法によれば、作業機とトラクタを連
結した牽引点における折れ角を検出し、検出された牽引
点の折れ角とその時間変化をもとに、トラクタの前車輪
と後車輪の間にあり、トラクタの平面投影図上の車体中
心線上にある任意の一点と、農用牽引式作業機上の平面
投影図上の車体中心線上にある任意の一点の走行軌跡と
が一致するように、作業機の走行車輪を操向制御するよ
うにしたので、オペレ−タは前方を見ながらトラクタを
操縦するだけで、作業機を内輪差なくトラクタに追従さ
せることができる。このため、作業機は適正な精度の高
い作業を実施することができる。又、オペレ−タは作業
機を見ながら作業を行う必要がないので、疲労をが大幅
に軽減することができる。
【図１】本発明の原理を示す旋回モデル説明図である。
【図２】本発明による制御システムのフローチャートで
ある。
ある。
【図３】本発明を適用したトラクタとロールベーラのシ
ステム平面図である。
ステム平面図である。
【図４】蛇行走行時における追従軌跡について、無制御
の場合と本発明の場合とを比較したグラフである。
の場合と本発明の場合とを比較したグラフである。
【図５】９０度旋回時における追従軌跡について、無制
御の場合と本発明の場合とを比較したグラフである。
御の場合と本発明の場合とを比較したグラフである。
１ トラクタ ２ 牽引点 ３ 農用牽引式作業機（ロールベーラ） ４ トラクタの前車輪 ５ トラクタの後車輪 ６ ベーラの拾い上げ部 ７ ベーラの走行車輪 Ａ トラクタの任意の一点 Ｂ ベーラの任意の一点 Ｃ トラクタ及びベーラの車体中心線 Ｐ トラクタ及びベーラの旋回中心 Ｒｒ トラクタ及びベーラの旋回半径
Claims (1)
- 【請求項１】 トラクタの後部に、牽引装置を介して水
平方向に回動可能に装着され、かつトラクタの直後方位
置で作業を行うようにした農用牽引式作業機において、 農用牽引式作業機とトラクタを連結した牽引点における
折れ角を角度検出器によって検出し、検出された牽引点
の折れ角とその時間当り変化をもとに、トラクタの前車
輪と後車輪の間にあり、トラクタの平面投影図上の車体
中心線上にある任意の一点と、農用牽引式作業機上の平
面投影図上の車体中心線上にある任意の一点の走行軌跡
とが一致するように、作業機の走行車輪を操向制御する
ようにしたことを特徴とする農用牽引式作業機の操向制
御方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14996692A JPH07106083B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 農用牽引式作業機の操向制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP14996692A JPH07106083B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 農用牽引式作業機の操向制御方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05316807A JPH05316807A (ja) | 1993-12-03 |
| JPH07106083B2 true JPH07106083B2 (ja) | 1995-11-15 |
Family
ID=15486510
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP14996692A Expired - Lifetime JPH07106083B2 (ja) | 1992-05-18 | 1992-05-18 | 農用牽引式作業機の操向制御方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07106083B2 (ja) |
Families Citing this family (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE19942034A1 (de) * | 1999-09-03 | 2001-03-08 | Mueller Elektronik Gmbh & Co | Lenkvorrichtung für landwirtschaftliche Anhänger |
| FR2798897B1 (fr) * | 1999-09-28 | 2001-12-07 | Exel Ind | Remorque a roues orientables |
| FR2834495B1 (fr) * | 2002-01-10 | 2004-06-18 | Kuhn Nodet Sa | Procede pour placer les roues d'une remorque dans le sillage des roues d'un engin tracteur, et dispositif pour la mise en oeuvre de ce procede |
| JP2006180702A (ja) * | 2003-02-17 | 2006-07-13 | Institute Of Tsukuba Liaison Co Ltd | トラクタおよび被牽引車両の操向操作装置とその制御方法 |
| JP6211462B2 (ja) * | 2014-05-22 | 2017-10-11 | ヤンマー株式会社 | 牽引制御装置 |
| CN112896155B (zh) * | 2021-02-24 | 2022-06-21 | 江苏大学 | 一种果园自动驾驶牵引车牵引装置的辅助控制系统及方法 |
-
1992
- 1992-05-18 JP JP14996692A patent/JPH07106083B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH05316807A (ja) | 1993-12-03 |
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