JPS6322102A - トラクター用具牽引力制御システム - 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】 （産業上の利用分野） この発明はトラクタによって引張られる用具による引張
り力経験値の水準を制御するシステムに関する。

（従来の技術とその問題点） 多くのこのようなシステムが過去に提案されこれらの提
案の多くがある用具又はある地面の状態に適しているこ
とが分かったが熟練した運転者による注意深い調整を必
要としないで広範な多様の用具と地面状態とに使用でき
るシステムを提供するには困難が経験されている。

上記の困難を軽減する用具引張り力制御システムの改良
された形式を提供することが本発明の目的である。

こうして本発明によると： 用具の引張り力の希望する値を設定する装置と、 用例の引張り力の実際の値を検知する装置と、用具の引
張り力の希望する値と実際の値とを比較して引張り力誤
作信号を出す比較器装置と、作業深さ従って用具の引張
り力を制御するように誤差信号に応答する制御装置と、 誤差信号に作用して誤差信号がデッドバンド内では用具
の作業深さを制御できないようにするデッドバンド装置
とを有し、 このシステムはデッドバンド制御装置がデッドバンド巾
が誤差信号の成分によって予め決めた周波数の上に維持
されるようにデッドバンドの巾を調整するように用意さ
れていることに特徴があるトラクタ用具引張り力制御シ
ステムを（作　用） もしも例えば、典型的な撥土板すきによって発生する引
張り力信号を考えると、この信号は変動が例えば０．１
秒より少ない短い期間を持つ高周波数成分を有し、この
高周波数成分は低周波数成分に例えば２秒又はそれ以上
の期間を持つ変動を課せられることが観察される。信号
の高周波数成分は用具の運転状態の変化を表わしている
のではなく用具と関連リンク仕掛けとの振動及び用具が
通過するにつれて土が壊れることのような要因から生ず
るので真物ではないと児做される。代表する信号を提供
し制御システムが応答しなげればならないのは信号の低
周波数成分である。

それで本発明においてはデツドノくンドの巾をシステム
が高周波数変動に応答するよ５にしないで比較的長い期
間の低周波数の真物引張り力信号に応答するように維持
することを配設することにより有効で安定した制御が得
られる。

好ましい配役ではゲットバンド制御装置は誤差信号のこ
れらの成分のピークからピークの値に比例する信号を予
め決めた周波数の上に用意してこのピークからピークの
信号がデッドバンド巾を決定する基礎として使用される
。

好都合に引張り誤差信号は高周波数通過フィルタを通っ
て送られ予め決めた周波数以上の誤差信号のこれらの成
分を濾過して取り除きピークからピークの信号が次にこ
の濾過された高周波数信号から作られる。典型的には高
周波数通過フィルタに対する予め決めた周波数は例えば
３　Ｈｚである。

ピークからピークの信号の１．５倍のデッドバンド巾が
良好な安定した制御を提供するのに適切であることが見
出された。

このシステムにより設定されたデッドバンド巾はデッド
バンド巾が最小値以下にも最大値以上にも行かないよう
に全般の制御に従うのが好ましい。典型的には最小デッ
ドバンド巾は例えば引張り力制御範囲の０．８％で最大
プツトバンド中は例えばこの範囲の６，０％である。

本発明は又予め決めた水準以上の引張り力では引張り力
の単位増大当りの引張り力信号の増大は減少されるトラ
クタ引張り力制御システムを提供する・ 典型的には引張り力範囲の上のｉ（例えば４トンから６
トンまで）では引張り力の増大は引張り力範囲の下の２
Ａ（即ち４トン以下）におゆる増大の割合の僅かＡであ
る。

本発明の一笑施例が次に、唯例であるとして添付の図面
を参照して記載される。

（実施例） 第１図を参照してトラクタ牽引装置は一対の引張りりｙ
り１０（その１個だけが第１図に示されている）とトラ
クタ主ハウジング１１の後部に枢支される頂部り／り１
０　Ａとを有する。牽引装置は選定された例では撥土板
すき刃である、土と係合する用具を支持する。ノ〜ウジ
ング１１に対する引張りリンク１０の位置は一対のリフ
ドアー八ｎとリフトロンドあとを持つ従来の回転横軸１
３を経由して引張りリンク１０と連接する流体ラム１２
により制御される。

ラム１２への圧力流体の供給とラムからの流体の逃しは
ソレノイド操作スプール弁１４によって行われ、その弁
はポンプ１５により圧力流体を供給され流体をため１６
へ逃がす。

弁１４は本発明による引張り力制御システムにより制御
され、その制御システムは第５図に示され一層詳しく以
下に参照する形式の回転電位差計を都合よ（有する引張
り力設定装置Ｓを含んでいる。引張り力のこの設定値は
引張り力比較りの一つの入力へ送られる。比較器りの池
の入力にすき父により引張りリンク１０に課せられる実
際の引張り力で送られ、その引張り力は引張り力検知器
１８により測定され以下に更に詳しく参照するゲイン制
御装置Ｃ）Ｃ経由で比較器りへ中継される。引張り力検
知器１８は引張りリンクに課せられる引張り力に比較す
る電気信号を提供できる何か適当な型式のものでよいこ
とは理解される。

比較器りの出力は進み遅れ回路ＬＬとデッドバンド機能
ＤＥｌとを経由してボッ迄°ス２により第１図に示す制
御システムの残部へ送られる引張り力誤差信号である。

第１図にボックス２で代表される制御システムの残部は
適当な形式で、その形式はデッドバンド］）Ｂかも現れ
る誤差信号を処理してそれぞれ線２１と乙とを経由して
弁１４の上げソレノイドＲと下げソレノイドＬとに力を
与える制御信号を作る。ソレノイドＲとＬとを制御する
制御システムの適当な形式の例は出願者の同時係属英国
特許出項第８６０８１９４号に開示され【いる。制御シ
ステムの残部の構造的詳細な本発明の部分を構成しない
からこれ以上の記載は本出願には行わない。

制御システム２はデッドバンド機能ＤＢを出る誤差信号
を単に屋訳して誤差信号の符号によって適当に上げソレ
ノイドＲか又は下げソレノイドＬかに力を与える信号を
作ることが理解される。

進み遅れ回路ＬＬはシステムの応答を早くし乱調を減ら
す既知の方法で使用されデッドバンド機能Ｄ１３は弁１
４の制御信号を作るのに有効でない誤差信号の範囲を画
定する既知の方法で使用され、こうしてシステムが過敏
にならないようにする。

本発明によれば引張り力制御システムは又制御ループ（
資）によって第１図に図式で表わされる７’　ｌ　）”
　ハンド制御装置を含んでいる。このループは高周波数
通過フィルタ３１、絶体値ブロック諺、ピーク検出器お
、信号が常数で倍増される計算ブロックＵ、上限制御あ
、及び下限制御あを含んでいる。制御ループ刃の目的は
デッドノ（゛ンド巾が比較器りから現れる誤差信号の高
周波数成分に依存し【作られるようにデッドバンド機能
ＤＢによって適用されるデッドバンドを変化させる信１
号を作ることである。

例えば、比較器りから現れる引張りカ誤差信号ＤＨの時
間に伴う典型的な変化は第２図に曲？Ｉ！Ａ４ｏで示さ
れる。

この曲線は引張り力信号の変動が比較的短い期間（即ち
０．１秒以下）である曲線の部分４１．４２及び４３に
より示される高周波数成分と曲巌切の部分４１．４２及
び４３の平均水準の相違に代表される低周波数成分とを
有する。低周波数成分の変動は顕著に一層長（、例えば
第２図の時間期間Ｔによって代表され、時間期間Ｔは引
張り力信号が曲線の部分４２によって示される全体とし
て比較的高い水準にある時間を表わしていることが観察
される。典型的には低周波数成分の変動の間は１秒又は
それ以上である。

以上に説明するようにシステムが応答しようと試みるの
は引張り力信号の低周波数成分である。

こうして本発明によれば比較器りを出る誤差信号ＤＢは
ループ刀の周りに送られループ刀で誤差信号は最初に高
周波数通過フィルタ３１を通過しフィルタ３１は信号の
低周波数成分を濾過して取り除き第３図の４ＯＡで示す
形式の信号を置いてい（。

典型的な例ではフィルタ３１は３Ｈｚの切断周波数で作
動するので周波数が３　Ｈｚ以上の信号の周波数成分だ
げが更（ループ（資）によって処理される。フィルタ３
１を通過した後に信号は次に信号を整流して第３図の４
０Ｂに示すように総て正の信号を作る絶体値ブロック翌
を通過する。

信号は次にピーク検出器おを通過しピーク検出器の出力
は第３図のＰで示すように信号４０　Ｂのピークからピ
ークの値に比例する。ピーク検出器おから現れる信号は
次に計算ブロックあを通過し、計算ブロックは、記載さ
れた特殊な例では、デッドバンド機能ＤＢによって適用
されるデッドバンドが常に引張り力信号の高周波数成分
のピークからピークの値より少し大きいことを確実にす
るために１より大きい常数で信号を倍増する。典型的に
は１．５の倍増係数が安定な制御配障を作ることが分か
った。

信号は次に上限制御あと下限制御あとを通過しそれらの
制御は信号が上の予め決めた限度より大きくなく又下の
予め決めた限度より小さくないことを確実にしそれで最
大及び最小のデッドバンドの巾を画定する。典型的には
最小デッドバンド巾は設計の引張り力制御範囲の例えば
０、８％で最大デッドバンドはこの範囲の例えば６．０
％である。こうしてループ３０はデッドバンド機能ＤＢ
によって適用されるデッドバンドの巾を引張り誤差信号
の高周波数成分のピークからピークの値より少し大ぎ（
調整する。第く図を参照してデッドバンド巾はバンドＷ
で表わされハンドＷは引張り制御システムが高周波数変
化４１及び招に従おうとしないで第２図の時間期間’Ｔ
Ｉ　によって代表されるデッドバンド外側の曲線のその
部分に応答するだけであることを確実にする効果を有す
ることが観察される。

実際には曲線４０の部分４５によって表わされる突然の
大きな増加と曲線４０の４６の部分によって表わされる
減少のためにデッドバンドの巾バー時的に第２図でＷｌ
とｗｎ　　とに示すように大きくなることが見られる。

このことは上述のシステムの作動に影響を与えない。

本発明はこのようにしてデッドバンド機能ＤＢによって
適用されるデッドバンドの巾が引張り力誤差信号の高周
波数成分のピークからピーク値に従って連続的に調整さ
れる引張り力制御システムを提供することが上記から理
解される。

こうしてトラクタ運転者は異なる用具と変化する地面状
態の要求を満たすよ５にシステムの感度を調整せねばな
らない厄介な仕事から救われる。

引張り力制御システムはゲイン制御装置ＧＣにより表わ
されるもう一つの％歌を含んでいる。

この装置の運転は装置（）Ｃのゲイン曲線（即ち実際の
検知器信号Ａｓに対しプロット　されたｇ（張り力伝送
信号）を示す第４図を参照することにより最もよ（示さ
れている。比較的低い引張り力負荷に対して（つまり例
えば６トンの最大設計引張り力負荷の弛である例えば４
トンの第４図のＡｘまでの負荷に対して）引張り力信号
のゲインは第４図でＧで表わされる。比較的高い引張り
力負荷区域では（つまり例えば設計引張り力範囲の上部
晃即ち点ＸとＹとの間では）引張り力信号のゲインは減
少する。選ばれた例ではゲインＧは比較的高い区域では
残である。

引張り力信号のゲインは異なる用具の異なる振舞な考慮
に入れるために上述の方法で制御される。例えば、比較
的小さくて軽い用具は作業深さの与えられた変化に対し
引張り力は比較的小さい変化を生ずるのに、比較的重く
て深い作業用具は作業深さの同じ変化に対して引張り力
に遥かに犬ぎい変化を生ずる。

上記のゲイン制御配設の顕著な結果は第５図に示す引張
り力設定ダイヤルＤＳが運転者によって一層正確な制御
を必要とする撥土板すき（ダイヤル位置Ｍを見よ）とチ
ズルすき（ダイヤル位置Ｃを見よ）のような用具の引張
り力範囲に回転運動の著しく多くを割り肖て、運動が比
較的安定な心土すぎ（ダイヤル位置ＳＳを見よ）のよう
な比較的大きい用具にはダイヤルの少しを割り肖ててい
ることである。このことは撥土板すぎとチズルすきとの
運転範囲の調整に引張り力設定ダイヤルを敏感でなくす
るので運転者には明らかに有利である。

本発明は用具によってトラクタ牽引装置の底部リンクの
一つ又は双方に加えられたカが検知され設定引張り力と
比較される引張り力制御システムの所謂「底部リンク検
知」型式に関して以上に記ａされたこと及び「引張り力
」として上記に参照したことは用具によって底部リンク
に加えられる力に関していることが理解される。

然しなから、この発明は又用具によってトラクタ牽引装
置の頂部リンクに加えられた力が検知されて設定引張り
力と比較される引張り力制御システムの所謂「頂部リン
ク検知」型式にも適用される。そのような適用では「引
張り力」に参照することは用具によって頂部リンクに加
えられた力に関するとして了解される。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施する制御システムの図式表示とト
ラクタ用具牽引装置を制御するのに前項な関連の流体弁
成分とで； 第２図は祉上板すぎからの引張り力信号の−般的な形と
システムデッドバンドとの関係とを示し； 第３図は本発明によって誤差信号の処理における二つの
段階を示し； 第４図は引張り力信号のゲイン曲線を示し；第５図は希
望する引張り力を設定するのに使用される制御ダイヤル
の図式表示である。 （符号の説明） １０・・・　引張りリンク １０Ａ　−・　　頂部リンク １１・・・　ハウジング １２　　・・・　ラム １３　　・・・　横軸 １４　　・−ソレノイド操作スプール弁１５　　・・・
　ポンプ １６　−・　ため １８　、−、　　検知器 ２１、η・・・線 お　・・・　リフトアーム ス　・・・　　リフトロッド ゛　（９）−・　ループ ３１・・・　フィルタ 冨　−・　絶体値ブロック お　−・　検出器 あ　・−上限制御 ３６　−・　下限制御 ４０・・・　曲線 ４０　Ａ％ＡＤＢ・・・信号 ４１、稔、４３．４５、栃・−曲意の部分ＡＳ　−・実
際の検知器信号 Ｃ・・・　ダイヤル位置 Ｄ　　−・　　比較器 ＤＢ　−・　　デッドバンド ＤＥ　″“　引張り力誤差信号 ＤＢ　　−・　引張り力投災ダイヤル Ｇ　　−’　　ゲイン Ｃ）Ｃ−・　　ゲイン制御装置 Ｌ　　−・・　下げソレノイド ＬＬ　−・・　　進み遅れ回路 Ｍ　　−・・　ダイヤル位置 Ｐ　・・・　ピーク Ｒ・・・　上げソレノイド Ｓ　・・・　引張り力設定装置 Ｓ８−・　ダイヤル位置 Ｔ　、　Ｔ　Ｉ・・・時間期間 ＴＳ　　−・・　　引張り力伝送信号 ｗ、　ｗ’％ｗｎ・・・バンド Ｘ、Ｙ・・・点 Ｚ　・・・　制御装置

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　用具引張り力の希望する値を設定する装置（Ｓ）と
   、 用具引張り力の実際の値を検知する装置 （１８）と、 用具引張り力の希望する値と実際の値とを 比較して引張り力誤差信号（ＤＥ）を出す比較器装置（
   Ｄ）と、 作業深さ従つて用具（５０）の引張り力を制御するよう
   に誤差信号に応答する制御装置（Ｚ）と、 誤作信号がデツドバンド内で用具の作業深 さを制御できないように誤差信号に作用するデツドバン
   ド装置（ＤＢ）とから成り、 このシステムはデッドバンド巾（Ｗ）が誤差信号の成分
   によつて予め決めた周波数の上に維持されるようにデツ
   ドバンド巾を調整するようにデツドバンド制御装置（３
   ０）が設けられていることを特徴とするトラクタ用具引
   張り力制御システム。 ２　デツドバンド制御装置（３０）は誤差信号のこれら
   の成分のピークからピークの値（Ｐ）に比例する信号を
   予め決めた周波数の上に設け、前記ピークからピークの
   値はデツドバンド巾（Ｗ）を決める基礎として使用され
   る特許請求の範囲第１項記載のトラクタ用具引張り力制
   御システム。 ３　デツドバンド制御装置（３０）は引張り誤差信号が
   送られて予め決めた周波数の上の誤差信号のこれらの成
   分を濾過して取り除く高周波数通過フイルタ（３１）を
   含み、前記濾過された高周波数信号は次にピークからピ
   ークの信号（Ｐ）を作るように使用されることを特徴と
   する特許請求の範囲第２項記載のトラクタ用具引張り力
   制御システム。 ４　高周波数通過フイルタの予め決めた周波数は約３Ｈ
   ｚである特許請求の範囲第３項記載のトラクタ用具引張
   り力制御システム。 ５　デツドバンド制御装置（３０）はデツドバンド巾が
   ピークからピークの信号（Ｐ）より大きくなるようにピ
   ークからピークの信号を処理する計算ブロツク（３４）
   を含んでいることを特徴とする特許請求の範囲第２項か
   ら第４項までの何れかに記載のトラクタ用具引張り力制
   御システム。 ６　計算ブロツク（３４）はデツドバンド巾がピークか
   らピークの信号（Ｐ）の約１．５倍になるようにピーク
   からピークの信号を処理することを特徴とする特許請求
   の範囲第５項記載のトラクタ用具引張り力制御システム
   。 ７　デツドバンド制御装置（３０）はデツドバンド巾が
   最小値以下にも最大値以上にもならないことを確実にす
   る上限制御（３５）を下限制御（３６）とを含むことを
   特徴とする特許請求の範囲第１項から第６項までの何れ
   かに記載のトラクタ用具引張り力制御システム。 ８　上限制御（３５）と下限制御（３６）とは引張り力
   制御範囲の０．８％で最小デツドバンド巾とこの範囲の
   ６．０％で最大デツドバンド巾とを設定することを特徴
   とする特許請求の範囲第７項記載のトラクタ用具引張り
   力制御システム。 ９　予め決めた水準以上の引張り力信号では引張り力の
   単位増大当りの引張り力信号の増大は減少されるように
   ゲイン制御装置（ＧＣ）が実際の引張り力信号（ＡＳ）
   を処理するように設けられていることを特徴とする特許
   請求の範囲第１項から第８項までの何れかに記載のトラ
   クタ用具引張り力制御システム。 １０　用具引張り力の希望する値を設定する装置（Ｓ）
   と、 用具引張り力の実際の値を検知する装置 （１８）と、 用具引張り力の希望する値と実際の値とを 比較して引張り力誤差信号を出す比較器装置（Ｄ）と、 作業深さ従つて用具（５０）の引張り力を制御するよう
   に誤差信号に応答する制御装置（Ｚ）とを有し、 このシステムは予め決めた水準以上の引張 り力信号では引張り力の単位増大当りの引張り力信号（
   ＡＳ）の増大が滅少されるように実際の引張り力信号を
   処理するようにゲイン制御装置（ＧＣ）が設けられてい
   ることを特徴とするトラクタ用具引張り力制御システム
   。