JPH0779606A - 対地作業装置のローリング制御機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 急激な作動によるショックやオーバーシュー
トの発生を極力抑制することが可能なローリング制御機
構を提供する。 【構成】 走行機体に対してローリングシリンダ５によ
り駆動ローリング自在に耕耘装置３を連結するととも
に、走行機体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ１４
の検出情報に基づいて求められる目標作動量と、ストロ
ークセンサ１５により検出される実作動量とが合致する
ようローリングシリンダ５を制御する制御装置１０を備
えてある対地作業装置のローリング制御機構において、
制御装置１０は、前記目標作動量と前記実作動量との偏
差及び傾斜センサ１４の検出値の変化率より、予め定ま
るマップデータに基づいて、ローリングシリンダ５の目
標作動速度を演算し、且つ、ストロークセンサ１５の検
出値に基づいて求められる実作動速度が前記目標作動速
度になるように制御するよう構成してある。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、走行機体に対して駆動
機構により駆動ローリング自在に対地作業装置を連結す
るとともに、走行機体の左右傾斜角度を検出する傾斜セ
ンサの検出情報に基づいて求められる目標作動量と、フ
ィードバックセンサにより検出される実作動量とが合致
するよう前記駆動機構を制御する制御手段を備えてある
対地作業装置のローリング制御機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】上記対地作業装置のローリング制御機構
において、従来では、前記駆動機構として油圧シリンダ
を使用し、この油圧シリンダに対する油圧制御弁を電磁
駆動式に構成し、前記目標作動量と実作動量との偏差が
大きいほど作動速度が大になるよう比例的に作動速度を
変更させるように電磁制御弁の電磁ソレノイドに対する
供給電流を変更制御するよう構成したものがあった。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
造においては、前記偏差の検出情報のみに基づいて駆動
制御が実行されるので、偏差が存在する限り、この偏差
が小さい場合であっても制御を行い続けることになり、
駆動機構の作動が頻繁に行われ、無駄な動きが多くなる
欠点があり、又、作動油の温度上昇に伴って粘性が低下
し、制御弁の開度が設定値に維持されていても、作動速
度が上昇してしまい、オーバーシュートを生じやすいも
のになるおそれもあり、改善の余地があった。本発明は
上記不具合点を解消することを目的としている。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、冒
頭に記載した対地作業装置のローリング制御機構におい
て、前記制御手段は、前記目標作動量と前記実作動量と
の偏差及び前記傾斜センサの検出値の変化率より、予め
定まるマップデータに基づいて、前記駆動機構の目標作
動速度を演算し、且つ、前記フィードバックセンサの検
出値に基づいて求められる実作動速度が前記目標作動速
度になるように制御するよう構成してある点にある。

【０００５】

【作用】傾斜センサの検出結果に基づいて求められる駆
動機構の目標作動量と、フィードバックセンサにより検
出される駆動機構の実作動量との偏差、並びに、傾斜セ
ンサの検出値の変化率、即ち、走行機体の左右傾斜角度
の角速度〔変化速度〕の夫々の情報を基にして、例え
ば、変化速度が速い場合には、偏差が小さくても駆動速
度を速めに設定したり、偏差が大きい場合であっても変
化速度が比較的遅いときは駆動速度を小さめに抑制す
る、あるいは、急激な車体変位の開始時に傾斜センサが
慣性力に起因して逆振れ現象を起こすほど、変位速度が
速いときは、駆動速度を抑制する等の夫々の作業状況に
適したものになるように、定められるマップデータに基
づいて、駆動機構の目標作動速度を演算するのである。
そして、フィードバックセンサの検出値に基づいて求め
られる駆動機構の実作動速度がこのようにして求められ
た目標作動速度になるようにフィードバック制御される
のである。

【０００６】

【発明の効果】従って、通常の対地作業時において、地
面の細かな凹凸に起因した細かな変位に対して敏感に対
応して駆動機構が頻繁に無駄な作動を繰り返す等の弊害
が解消され、又、長溝に落下したり、畦等に乗り上げる
等の大きな変位に対しては、素早く対応できるととも
に、駆動の開始及び停止時等において、急激な作動によ
るショックやオーバーシュートの発生を極力、抑制する
ことが可能なローリング制御機構が提供されるに到っ
た。

【０００７】

【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図３
に示すように、走行機体１の後部に３点リンク機構２を
介してロータリ耕耘装置３〔対地作業装置の一例〕をリ
フトシリンダ４により駆動昇降自在並びにローリングシ
リンダ５〔駆動機構の一例〕により駆動ローリング自在
に連結して作業機を構成してある。つまり、３点リンク
機構２を左右一対のロアーリンク６，６とトップリンク
７で構成し、リフトシリンダ４により駆動昇降作動する
左右一対のリフトアーム８と左右ロアーリンク６，６と
を夫々リフトロッド９，９により吊り上げ昇降して、ロ
ータリ耕耘装置３を昇降操作するよう構成するととも
に、耕耘作業中において、ロータリ耕耘装置３は設定耕
深に維持されるよう自動昇降制御されるよう構成してあ
る。詳述すると、図１に示すように、リフトシリンダ４
に対する電磁制御弁Ｖ１をマイクロコンピュータを備え
た制御装置１０により駆動制御するよう構成するととも
に、ロータリ耕耘装置３に横軸芯周りで揺動自在に備え
られた後部カバー３ａの揺動量を実際の耕深として検出
するポテンショメータ式カバー角センサ１１を設け、こ
のカバー角センサ１１による実耕深と、機体操縦部に備
えたポテンショメータ型耕深設定器１２による設定耕深
とが合致するよう制御装置１０がリフトシリンダ４に対
する電磁制御弁Ｖ１を駆動制御して昇降制御を行うよう
構成してある。このような自動昇降制御作動中には、モ
ード表示ランプＬが点灯するようにしてある。しかし、
後部カバー３ａとカバー角センサ１１とを連係するリン
ク機構１３が故障した場合等において、カバー角センサ
１１が検出最低レベルよりも小さい異常データを検出し
た場合には、前記モード表示ランプＬが消灯するように
して、異常状態が容易に判別できるよう構成してある。

【０００８】又、一対のリフトロッド９，９のうちの一
方をローリングシリンダ５により伸縮自在に設け、ロー
リングシリンダ５を伸縮させることで、走行機体に対す
るロータリ耕耘装置３の左右傾斜角度を変更するように
してローリング駆動自在に構成してある。そして、走行
機体１の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ１４の検出
情報に基づいて求められる目標作動量と、スロトークセ
ンサ１５〔フィードバックセンサの一例〕により検出さ
れる実作動量とが合致するようローリングシリンダ５に
対する電磁制御弁Ｖ２を制御して、走行機体に対するロ
ータリ耕耘装置３の相対左右傾斜姿勢が設定状態に維持
されるように自動ローリング制御が行われるよう構成し
てある。つまり、走行機体１側に備えられる傾斜センサ
１４により絶対水平姿勢からの走行機体１の傾斜角度を
検出し、その検出結果に基づいて、機体操縦部に備えた
ポテンショメータ型のローリング設定器１６によって設
定される目標姿勢になるように、予め定まる機械的特性
からローリングシリンダ５の伸縮作動量〔目標作動量〕
を演算し、ローリングシリンダ５の実際の作動量を検出
するストロークセンサ１５の検出値〔実作動量〕が前記
目標作動量に合致するように制御装置１０がローリング
シリンダ５に対する電磁制御弁Ｖ２を切り換え制御する
のである。

【０００９】そして、前記制御装置１０は、前記目標作
動量と前記実作動量との偏差及び前記傾斜センサ１４の
検出値の変化率のデータにより、所謂ファジー推論を行
い、且つ、ファジー制御ルールに基づいて予め求められ
たファジーマップよりローリングシリンダ５の目標作動
速度を演算し、且つ、前記ストロークセンサ１５の検出
値に基づいて求められる実作動速度が前記目標作動速度
になるように制御するよう構成してある。以下、制御装
置の制御動作について説明する。図２に示すように、傾
斜センサ１４の検出値ＸＲ、ストロークセンサ１５の検
出値ＸＳ及びローリング設定器１６の検出値ＳＴを読み
込み、傾斜センサ１４の検出値ＸＲとストロークセンサ
１５の検出値ＸＳより、ローリングシリンダ５の作動目
標値ＰＳを演算する〔ステップ１、２〕。尚、演算に使
用される傾斜センサ１４の検出値ＸＲは、過去一定時間
での移動平均値を用いる。次に、傾斜センサ１４の検出
値の微分値ｄＸ／ｄｔ〔時間経過に伴う変化率〕を演算
し、ローリングシリンダ５の作動目標値ＰＳとストロー
クセンサ１５の検出値ＸＳとの偏差ΔＳを求める〔ステ
ップ３、４〕。そして、上記偏差ΔＳと傾斜センサ１４
の検出値の微分値ｄＸ／ｄｔより、公知の制御理論であ
るファジー制御に基づいて、ローリングシリンダ５の目
標作動速度Ｖ０を求める〔ステップ５〕。このとき、傾
斜センサ１４の変化速度が速い場合には、偏差ΔＳが小
さくても駆動速度を速めに設定したり、偏差ΔＳが大き
い場合であっても変化速度が比較的遅いときは駆動速度
を小さめに抑制する、あるいは、急激な車体変位の開始
時に傾斜センサ１４が慣性力に起因して逆振れ現象を起
こすほど、変位速度が速いときは、駆動速度を抑制する
等の制御ルールがマップデータにより予め定められる。
次に、ストロークセンサ１５の検出値の変化率、即ち、
ローリングシリンダ５の実作動速度Ｖ１を演算して、前
記ステップ５で求められた目標作動速度Ｖ０に対して、
実作動速度Ｖ１が合致するように、所謂、ＰＩＤ制御に
よるフィードバック制御に基づいて、予め定まる、シリ
ンダ作動油流量と電磁制御弁Ｖ２に対する駆動パルス電
流のデューティ比とのマップデータより、デューティ比
を求め、電磁制御弁Ｖ２に対してそのデューティ比でパ
ルス電流を供給してローリングシリンダ５を駆動する
〔ステップ６〜８〕。但し、前記目標作動速度が設定値
以上であれば、デューティ比を１００パーセントに設定
して、電磁制御弁を全開状態に設定して高速作動させ
る。

【００１０】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

【図１】制御ブロック図

【図２】制御フローチャート

【図３】作業機の後部の斜視図

【符号の説明】

３ 対地作業装置 ５ 駆動機構 １０ 制御手段 １４ 傾斜センサ １５ フィードバックセンサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に対して駆動機構（５）により
   駆動ローリング自在に対地作業装置（３）を連結すると
   ともに、走行機体の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ
   （１４）の検出情報に基づいて求められる目標作動量
   と、フィードバックセンサ（１５）により検出される実
   作動量とが合致するよう前記駆動機構（５）を制御する
   制御手段（１０）を備えてある対地作業装置のローリン
   グ制御機構であって、 前記制御手段（１０）は、前記目標作動量と前記実作動
   量との偏差及び前記傾斜センサ（１４）の検出値の変化
   率より、予め定まるマップデータに基づいて、前記駆動
   機構（５）の目標作動速度を演算し、且つ、前記フィー
   ドバックセンサ（１５）の検出値に基づいて求められる
   実作動速度が前記目標作動速度になるように制御するよ
   う構成してある対地作業装置のローリング制御機構。