JPH07115804A - 耕深制御装置 - Google Patents

耕深制御装置

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JPH07115804A
JPH07115804A JP29459193A JP29459193A JPH07115804A JP H07115804 A JPH07115804 A JP H07115804A JP 29459193 A JP29459193 A JP 29459193A JP 29459193 A JP29459193 A JP 29459193A JP H07115804 A JPH07115804 A JP H07115804A
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plowing
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Hiroyoshi Ono
弘喜 小野
Tomoyuki Ishida
智之 石田
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Iseki and Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 リヤカバーの形状や取付状態が異なる種々の
ロータリ耕耘機に対して適切な耕深制御を行わせる。 【構成】 耕耘機の耕耘深さを検出する耕深センサの検
出結果に基づいて当該耕耘機を適宜昇降させ、耕耘深さ
をほぼ一定に維持させる耕深制御装置において、前記耕
深センサの検出出力の向きが変わる変位点を検出し、そ
の変位点における耕深センサ値よりも小さい数値を制御
の不感帯幅として設定することにより、リヤカバー等の
耕深検出用動作部分の動作範囲に応じて不感帯を逐次変
更するように構成した。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、耕耘機の耕耘深さがほ
ぼ一定に維持されるように制御する耕深制御装置に関す
るものである。
【0002】
【従来の技術】トラクタに昇降自在に装着して使用され
る耕耘機は、耕耘深さ(以下、耕深とする)を耕深セン
サで検出し、その検出結果に応じて耕耘機を適宜昇降さ
せ、耕耘深さがほぼ一定に維持されるように制御してい
る。ロータリ耕耘機の場合、一般的に、耕深センサの検
出値がリヤカバー角度で表される。耕耘刃の後側端を覆
うカバーであるリヤカバーは、下端が圃場面に上端部を
常時接触し、耕耘後の圃場面を均平化するよう回動自在
側に取り付けられている。よって、耕耘深さが浅い時は
リヤカバーが立った状態となり、また、耕耘深さが深い
ときはリヤカバーが寝た状態となるので、リヤカバーの
角度を測定することによりその時の耕耘深さを知ること
ができるのである。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、リヤカ
バーの形状や取付状態はメーカーや機種ごとに異なって
いるため、種々のロータリ耕耘機に対して一律に制御を
行うと不都合が生じた。例えば、図10に示すようなリ
ヤカバーの横向きぎみの耕耘機Aとリヤカバーが立ちぎ
みの耕耘機Bについて比較した場合、耕深の変動量が同
じであっても、耕深センサに検出されるリヤカバー角度
の変化量には差異が生じる(θA <θB )。このため、
Aの耕耘機に合わせて制御の不感帯Hを設定すると、B
の耕耘機を用いて作業を行う場合、わずかな耕深変動で
も耕深センサの検出値が不感帯から外れるため、耕耘機
を昇降させる出力が頻繁に出され、ハンチングが生じや
すい。また、Bの耕耘機に合わせて不感帯を設定する
と、Aの耕耘機を用いて作業を行う場合、かなり大きな
耕深変動が生じない限り耕耘機の昇降出力が出されない
ので、制御の応答性が悪くなる。
【0004】本発明は、上記事情に鑑みなされたもの
で、リヤカバーの形状や取付状態が異なる種々のロータ
リ耕耘機に対して適切な耕深制御を行わせることを課題
としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明は次のような構成とした。すなわち、本発明
にかかる耕深制御装置は、耕耘機の耕耘深さを検出する
耕深センサの検出結果に基づいて当該耕耘機を適宜昇降
させ、耕耘深さをほぼ一定に維持させる耕深制御装置に
おいて、前記耕深センサの検出出力の向きが変わる変位
点を検出し、その変位点における耕深センサ値よりも小
さい数値を制御の不感帯幅として設定する不感帯幅設定
手段を設けたことを特徴としている。
【0006】
【作用】この耕深制御装置は、耕深センサの検出出力の
大きさに合わせて制御の不感帯幅を設定し直すように構
成したものであり、具体的には、耕深センサの出力の向
きが変わる変位点を検出すると、それ以後の制御の不感
帯幅を変位点における耕深センサ値よりも小さい数値に
設定する。次に、変位点を検出すると、その変位点にお
ける耕深センサの検出値に合わせて新たに不感帯幅を設
定する。
【0007】これにより、リヤカバー等の耕深検出用動
作部分の動作範囲が大きい場合は不感帯幅が大きくな
り、動作範囲が小さい場合は不感帯幅が小さくなり、そ
の耕耘機に適した不感帯幅が設定されることとなる。よ
って、リヤカバーの形状や取付状態が異なる種々のロー
タリ耕耘機について、高度の制御応答性を維持し、か
つ、ハンチングが生じない耕深制御を行うことが可能で
ある。
【0008】
【実施例】以下、本発明の1実施例を図面に基づき詳述
する。
【0009】図1はロータリ耕耘機の使用状態を表す図
であり、トラクタ1の作業機連結装置2に耕耘機3が装
着されている。図示例の作業機連結装置2は3Pヒッチ
であり、図中の5は左右一対のロワリンク、6は左右中
央に1本のトップリンクで、これらリンク5,5,6の
後端部に作業機3が取り付けられる。また、7はトラク
タ1が具備する油圧装置で駆動するリフトアームで、該
リフトアームの後端部にリフトロッド8,8を介してロ
ワリンク5,5が吊られており、リフトアーム7,7を
上下に回動させることにより、ロータリ耕耘機3が昇降
するようになっている。また、左右一方(図示例では右
側)のリフトロッド8Rは伸縮可能になっており、該リ
フトロッドの長さを変えることにより、トラクタ1に対
する耕耘機3の左右傾斜量を調整するようになってい
る。
【0010】ロータリ耕耘機3は、回転軸に多数の刃体
を植設した耕耘刃10を所定方向に回転させて圃場を耕
耘するようになっている。耕耘刃10の周囲を覆うロー
タリカバー11の後方部分(リヤカバー)12はロータ
リカバー本体に対して上下に回動自在に取り付けられ、
スプリング等によって下向きに付勢されている。機体の
進行にともないリヤカバー12の下部が圃場面に押し付
けられながら移動することにより、耕耘後の圃場面を均
平化して整地する。
【0011】耕耘機3にはリヤカバー角度で表される耕
深センサ15が設けられている。また、トラクタ1には
耕深設定器16が設けられている。そして、耕深センサ
15で検出される耕深の実測値と耕深設定器16で設定
される耕深の目標値を比較し、実測値が目標値に近づく
ように耕深制御を行う。
【0012】耕深制御を司る耕深制御装置は図2の如く
構成されている。すなわち、前記耕深センサ15と耕深
設定器16からの信号が入力インターフェイス18を介
してCPU19に入力され、CPU19でこれらのデー
タに基づいて後述する処理を行い、出力インターフェイ
ス20を介してリフトアーム上下動用の上昇バルブ21
および下降バルブ22にバルブ開閉信号を出力する。
【0013】CPU19におけるデータ処理は図3およ
び図4のフローチャートに示す順序で行われる。
【0014】図中の「偏差ピーク」とは、耕深センサ1
5の検出出力の向きが変わる変位点のことで、この偏差
ピークを検出すると、次の2通りの演算方法で制御の不
感帯幅を算出する。一つはファジイ推論による方法で、
耕深センサ値と耕深目標値との偏差およびその偏差の変
化速度を入力変数、目標値を基準として偏差ピーク側の
不感帯幅WFP、および偏差ピークと反対側の不感帯幅W
FAを出力変数としてファジイ推論を行う。このファジィ
推論による不感帯幅演算方法については後述する。もう
一つの方法は、偏差ピーク値に1よりも小さい係数(例
えば0.9)を掛けた数値を偏差ピーク側の不感帯幅W
M とする方法である。
【0015】そして、ファジィ推論により求めた偏差ピ
ーク側の不感帯幅WFPと偏差ピーク値より求めた偏差ピ
ーク側の不感帯幅WM の絶対値を比較し、大きい方の数
値を偏差ピーク側の不感帯幅Wとして適用する。偏差ピ
ークと反対側の不感帯幅については、ファジィ推論によ
り求めた不感帯幅WFAをそのまま適用する。例えば、セ
ンサ値が目標値よりも大きい(耕深が深過ぎる)側、換
言すれば「(耕耘機を)上げ要求側」に偏差ピークがあ
るときは、「上げ要求側」の不感帯幅にWをセットし、
「下げ要求側」の不感帯幅にWFAをセットする。また、
センサ値が目標値よりも小さい(耕深が浅過ぎる)側、
換言すれば「下げ要求側」に偏差ピークがあるときは、
「上げ要求側」の不感帯幅にWFAをセットし、「下げ要
求側」の不感帯幅にWをセットする。
【0016】新たな偏差ピークを検出すると、上記と同
様の方法で不感帯幅を求め、その新たな偏差ピークに基
づく不感帯幅で不感帯を設定し直す。このように、偏差
ピークを検出するたびに不感帯を逐次変更し、その時々
の不感帯に合わせて耕耘機を昇降させることにより、同
じ耕深について、広い動作範囲を有するリヤカバーにつ
いては大きい不感帯、狭い動作範囲を有するものについ
ては小さい不感帯が設定される。すなわち、リヤカバー
の動作範囲の割合に応じた不感帯が設定されるので、応
答性に優れた滑らかな制御を行うことができるのであ
る。また、センサ値が耕深目標値付近にある時に偏差ピ
ーク値を迎えた場合に、ファジイ推論による不感帯が適
用されることにより、ある程度の幅を有する不感帯が設
定されるので、ハンチング等を防止できる。
【0017】さらに、偏差が逆向きに変わったならば、
それまでの不感帯をリセットし、次に偏差ピークを検出
した時点で不感帯を再度セットする。偏差反転時にそれ
までの不感帯をリセットすることにより、前回の設定不
感帯が小さかった場合に、偏差反転後出力がすぐ出てし
まったり、前回の設定不感帯が大きかった場合に、偏差
反転後出力がなかなか出ないようなことを防止してい
る。
【0018】次に、耕深センサ値が図5の如く変動した
場合、不感帯がどのように変化するか具体的に説明す
る。まず、a点で偏差ピークを迎える。しかしながら、
この時点では偏差ピークであるか否かは明らかではな
く、センサ値が9/10に低下したb点においてA点が
偏差ピークであったことが判明する。すると、ファジイ
推論による方法と偏差ピーク値に基づく方法で不感帯幅
を求め、不感帯H1 を設定する。この場合は、WM (絶
対値)>WFP(絶対値)であるので、偏差ピーク側の不
感帯幅はWM とする。偏差ピークと反対側の不感帯幅は
FAである。以後、そのままの不感帯を維持し、次に偏
差ピークcを迎えると、それからセンサ値が9/10に
低下したd点において新たな不感帯H2 を設定する。こ
の場合は、W M (絶対値)<WFP(絶対値)であるの
で、偏差ピーク側の不感帯幅はWFPとする。偏差ピーク
と反対側の不感帯幅はWFAである。e点で偏差の向きが
逆になり、それまでの不感帯をリセットする。そして、
偏差反転後最初の偏差ピークfを迎えると、不感帯H3
をセットする。
【0019】次いで、ファジィ推論による不感帯幅演算
方法について説明する。前述の如く、耕深目標値に対す
る耕深センサ値の偏差Dおよびその変化速度△Dを入力
変数(条件部メンバーシップ関数)、不感帯幅WFP,W
FAを出力変数とする。
【0020】ファジィ推論を行うに際しては、表1に示
すファジィ制御規則を採用する。横の並びを偏差D、縦
の並びをその変化速度△Dとし、表の中を不感帯幅
FP,WFAとする。なお、上が偏差ピーク側不感帯幅W
FP、下が偏差ピークと反対側不感帯幅WFAである。ここ
でNBは負で大きい、NMは負で中程度、NSは負で小
さい、Z0はゼロ、PSは正で小さい、PMは正で中程
度、PBは正で大きいを意味する。偏差Dはリヤカバ−
12の角度で表され、リヤカバー回動角度の中間点をZ
Oとし、PS、PBとなるほどリヤカバーが横向きぎみ
になり、NS、NBとなるほどリヤカバーが立ちぎみと
なる。
【0021】
【表1】
【0022】表1より、例えば1行1列については、
「もしリヤカバーが立って(NB)いて、かつリヤカバ
ーが大きな速度で下向きに回動している(NB)なら
ば、偏差ピーク側の不感帯幅を広く(PB)すると共
に、偏差ピークと反対側の不感帯幅をやや狭く(NS)
せよ。」となる。
【0023】2行1列については、「もしリヤカバーが
立って(NB)いて、かつリヤカバーが小さな速度で下
向きに回動している(NS)ならば、偏差ピーク側の不
感帯幅も偏差ピークと反対側不感帯幅もやや広く(P
S)せよ。」となる。
【0024】5行1列については、「もしリヤカバーが
立って(NB)いて、かつリヤカバーが大きな速度で上
向きに回動している(PB)ならば、偏差ピーク側の不
感帯幅も偏差ピークと反対側不感帯幅も広く(PB)せ
よ。」となる。
【0025】1行5列については、「もしリヤカバーが
横向き(PB)で、かつリヤカバーが大きな速度で下向
きに回動している(NB)ならば、偏差ピーク側および
偏差ピークと反対側不感帯幅を基準幅のまま維持(Z
O)せよ。」となる。
【0026】5行5列については、「もしリヤカバーが
横向き(PB)で、かつリヤカバーが大きな速度で上向
きに回動している(PB)ならば、偏差ピーク側の不感
帯幅を狭く(NB)すると共に、偏差ピークと反対側不
感帯幅を広く(PB)せよ。」となる。
【0027】また、これら偏差D、変化速度△Dおよび
不感帯幅WFP,WFAは、図6乃至図8に示すようにその
大きさによって分類され、メンバーシップ関数として表
される。
【0028】仮に偏差Dがd、変化速度△Dが△dであ
ると想定し、この場合の偏差ピーク側の不感帯幅WFP
求めることにする(図9参照)。このときの偏差Dのメ
ンバーシップ値は、NSより与えられるa1 とZOより
与えられるa2 であり、変化速度ΔDのメンバーシップ
値は、PSより与えられるb1 とZOより与えられるb
2 である。ファジィ規則に従って不感帯幅WFP,WFA
メンバーシップ領域U1 ,U2 を求め、これら領域の横
軸方向の重心位置を補正量Cとする。同様にして偏差ピ
ークと反対側の不感帯幅WFAも求めることができる。
【0029】
【発明の効果】以上に説明した如く、本発明にかかる耕
深制御装置は、リヤカバー等の耕深検出用動作部分の動
作範囲に応じて制御の不感帯幅が設定されるので、例え
ば、リヤカバーの形状や取付状態が異なる種々のロータ
リ耕耘機について、高度の制御応答性を維持し、かつ、
ハンチングが生じない耕深制御を行うことが可能となっ
た。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の1実施例である農作業機の側面図であ
る。
【図2】耕深制御装置のブロック図である。
【図3】耕深制御装置のフローチャートその1である。
【図4】耕深制御装置のフローチャートその2である。
【図5】耕深センサ値と不感帯のタイムチャートであ
る。
【図6】偏差のメンバ−シップ関数を表す図である。
【図7】偏差の変化速度のメンバーシップ関数を示す図
である。
【図8】不感帯幅のメンバーシップ関数を示す図であ
る。
【図9】ファジイ推論の手順を説明する図である。
【図10】耕深センサ値のタイムチャートである。
【符号の説明】
1 トラクタ 2 作業機連結装置 3 ロータリ耕耘機(耕耘作業機) 7 リフトアーム 12 リヤカバ− 15 耕深センサ 16 耕深設定器 19 CPU(不感帯幅設定手段)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 耕耘機の耕耘深さを検出する耕深センサ
    の検出結果に基づいて当該耕耘機を適宜昇降させ、耕耘
    深さをほぼ一定に維持させる耕深制御装置において、前
    記耕深センサの検出出力の向きが変わる変位点を検出
    し、その変位点における耕深センサ値よりも小さい数値
    を制御の不感帯幅として設定する不感帯幅設定手段を設
    けたことを特徴とする耕深制御装置。
JP29459193A 1993-10-29 1993-10-29 耕深制御装置 Expired - Fee Related JP3525466B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007129914A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Yanmar Co Ltd 耕深制御装置
JP2016187325A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 ヤンマー株式会社 作業車輌
KR20170105352A (ko) * 2016-03-09 2017-09-19 엘에스엠트론 주식회사 농업용 작업차량

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2007129914A (ja) * 2005-11-08 2007-05-31 Yanmar Co Ltd 耕深制御装置
JP2016187325A (ja) * 2015-03-30 2016-11-04 ヤンマー株式会社 作業車輌
KR20170105352A (ko) * 2016-03-09 2017-09-19 엘에스엠트론 주식회사 농업용 작업차량

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