(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
走行機体に連結される作業機をリフトシリンダの作動力で昇降させるリフトアームと、該リフトアームの作動位置を検出するリフトアームセンサと、リフトアームの目標位置を設定するポジションレバーと、該ポジションレバーの設定位置を目標位置としてリフトアームを自動的に昇降制御すべく流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する昇降制御部とを備えるトラクタにおいて、前記昇降制御部に、リフトアーム目標位置とリフトアーム検出位置との偏差に比例して増減する昇降デューティを演算する昇降デューティ演算手段と、該演算された昇降デューティに基づく流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する以前に、前記演算された昇降デューティに、現在のリフトアーム検出位置に応じて予め設定される現リフトアーム位置補正デューティを加減算して流量信号を補正する流量信号補正手段とを設けたトラクタ。
【請求項２】
走行機体に連結される作業機をリフトシリンダの作動力で昇降させるリフトアームと、該リフトアームの作動位置を検出するリフトアームセンサと、作業機の耕深を検出する耕深センサと、作業機の目標耕深を設定する耕深設定器と、目標耕深と検出耕深との偏差に応じた流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する昇降制御部とを備えるトラクタにおいて、前記昇降制御部に、目標耕深位置とリフトアーム検出位置との偏差に比例して増減する昇降デューティを演算する昇降デューティ演算手段と、該演算された昇降デューティに基づく流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する以前に、前記演算された昇降デューティに、現在のリフトアーム検出位置に応じて予め設定される現リフトアーム位置補正デューティを加減算して流量信号を補正する流量信号補正手段とを設けたトラクタ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ポジション制御機能や耕深自動制御機能を備えるトラクタの技術分野に属するものである。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、この種トラクタは、ポジションレバーの設定位置を目標として作業機（リフトアーム）を自動的に昇降制御するポジション制御、耕深設定器の設定耕深を目標として作業機を自動的に昇降制御する耕深自動制御等の昇降制御手段を備えている。そして、ポジション制御においては、リフトアーム目標位置とリフトアーム検出位置との偏差に応じた流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する一方、耕深自動制御においては、目標耕深と検出耕深との偏差に応じた流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力するようになっている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかるに、前記リフトアームの昇降負荷は、昇降範囲全域において一定ではなく、昇降リンク機構のリンク比等に基づいて変動するため、仮令一定の流量信号を出力したとしても、負荷変動に基づいて昇降速度が変化してしまい、その結果、目標位置の手前で昇降作動が停止したり、速度変動に基づいて作業精度が低下する等の不都合が生じる可能性があった。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記の如き実情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作されたものであって、請求項１の発明は、走行機体に連結される作業機をリフトシリンダの作動力で昇降させるリフトアームと、該リフトアームの作動位置を検出するリフトアームセンサと、リフトアームの目標位置を設定するポジションレバーと、該ポジションレバーの設定位置を目標位置としてリフトアームを自動的に昇降制御すべく流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する昇降制御部とを備えるトラクタにおいて、前記昇降制御部に、リフトアーム目標位置とリフトアーム検出位置との偏差に比例して増減する昇降デューティを演算する昇降デューティ演算手段と、該演算された昇降デューティに基づく流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する以前に、前記演算された昇降デューティに、現在のリフトアーム検出位置に応じて予め設定される現リフトアーム位置補正デューティを加減算して流量信号を補正する流量信号補正手段とを設けたトラクタである。つまり、昇降負荷変動要素である現在のリフトアーム位置に応じて流量信号を先行的に補正するため、昇降速度の変動を可及的に防止することができ、その結果、目標位置の手前で昇降作動が停止したり、速度変動に基づいて作業精度が低下する等の不都合を解消することができる。
請求項２の発明は、走行機体に連結される作業機をリフトシリンダの作動力で昇降させるリフトアームと、該リフトアームの作動位置を検出するリフトアームセンサと、作業機の耕深を検出する耕深センサと、作業機の目標耕深を設定する耕深設定器と、目標耕深と検出耕深との偏差に応じた流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する昇降制御部とを備えるトラクタにおいて、前記昇降制御部に、目標耕深位置とリフトアーム検出位置との偏差に比例して増減する昇降デューティを演算する昇降デューティ演算手段と、該演算された昇降デューティに基づく流量信号をリフトシリンダ用制御バルブに出力する以前に、前記演算された昇降デューティに、現在のリフトアーム検出位置に応じて予め設定される現リフトアーム位置補正デューティを加減算して流量信号を補正する流量信号補正手段とを設けたトラクタである。つまり、昇降負荷変動要素である現在のリフトアーム位置に応じて流量信号を先行的に補正するため、昇降速度の変動を可及的に防止することができ、その結果、目標位置の手前で昇降作動が停止したり、速度変動に基づいて作業精度が低下する等の不都合を解消することができる。
【０００５】
【発明の実施の形態】
次に、本発明の実施の形態の一つを図面に基づいて説明する。図面において、１はトラクタの走行機体であって、該走行機体１の後部には、昇降リンク機構２を介してロータリ等の作業機３が昇降自在に連結されている。そして、前記作業機３は、昇降リンク機構２を吊持するリフトアーム４の上下揺動に伴って昇降するが、これらの基本構成は何れも従来通りである。
【０００６】
５は前記リフトアーム４を上下揺動させるリフトシリンダ（単動油圧シリンダ）であって、該リフトシリンダ５は、下降速度調整バルブ（図示せず）およびリフトシリンダ用電磁切換バルブ７を介して油圧ポンプＰに接続されているが、前記リフトシリンダ用電磁切換バルブ７を切換える上昇用ソレノイド７ａおよび下降用ソレノイド７ｂは、間欠パルス信号に基づいてインチング駆動されるため、間欠パルス信号のデューティ設定（ＯＮ時間比率設定）に基づいて流量制御を行うことができるようになっている。
【０００７】
８は運転席９の側方に配設される操作パネルであって、該操作パネル８には、「ポジション制御」の目標位置を設定するためのポジションレバー１０、「耕深自動制御」をＯＮ−ＯＦＦ操作するための耕深自動スイッチ１１、「耕深自動制御」の目標耕深を設定するための耕深設定ボリューム１２、「上げ規制制御」のリフトアーム上げ規制位置（上限位置）を設定するための上げ規制設定ボリューム１３等が設けられている。尚、図面においては、各操作具の名称（機能）を文字表示しているが、該表示は、見やすさを優先すべく簡略化されているため、上記の名称と必ずしも一致するものではない。
【０００８】
さらに、１４はマイクロコンピュータを用いて構成される制御部であって、該制御部１４の入力側には、前記リフトアーム４の上下揺動角を検出するリフトアームセンサ１５、作業機３のリヤカバー角を検出する耕深センサ１６、ステアリングホイール近傍に配設されるクイックアップスイッチ（三点スイッチ）１７、ポジションレバー１０の操作位置を検出するポジションセンサ１８、操作パネル８に設けられる前述の操作具１１〜１３等が所定の入力インタフェース回路を介して接続される一方、出力側には、リフトアーム用電磁切換バルブ７に設けられる上昇用および下降用ソレノイド７ａ、７ｂ等が所定の出力インタフェース回路を介して接続されている。つまり、制御部１４は、ポジションレバー１０の設定位置を目標としてリフトアーム４を自動的に昇降制御する「ポジション制御」、耕深設定ボリューム１２の設定耕深を目標としてリフトアーム４を自動的に昇降制御する「耕深自動制御」、クイックアップスイッチ１７の操作に基づいてリフトアーム４を昇降制御する「クイックアップ制御」、規制高さ設定ボリューム１３の設定位置を越えるリフトアーム４の上昇を規制する「上げ規制制御」等の制御機能を備えており、以下、各制御の制御手順をフローチャートに基づいて説明するが、前記「クイックアップ制御」は、クイックアップスイッチ１７の上昇操作に基づいてポジションセンサ値（ポジションデータ）を最上げデータに置換する一方、クイックアップスイッチ１７の下降操作に基づいてポジションセンサ値の置換を解除するものであり、また、「上げ規制制御」は、ポジションセンサ値が上げ規制設定ボリューム値を越える場合に、ポジションセンサ値を上げ規制設定ボリューム値に置換する程度の簡単なアルゴリズムを採用しているため、フローチャートの図示および詳細な説明は省略する。尚、前記「耕深自動制御」は、耕深自動スイッチ１１がＯＮ操作され、かつポジションレバー１０が耕深自動位置（下限位置）に操作された場合に実行されるものであり、それ以外の状態では「ポジション制御」が実行されるようになっている。
【０００９】
前記「ポジション制御」では、まず、センサの検出データ等を入力するデータ入力処理と、入力データをデータ変数にセットするデータセット処理とを実行した後、ポジションセンサ値とリフトアームセンサ値との大小比較に基づいて昇降方向を判断すると共に、ポジションセンサ値とリフトアームセンサ値との偏差が不感帯から外れているか否かを判断する。そして、偏差が不感帯内である場合には、リフトアーム出力デューティに昇降停止デューティをセットし、また、昇降方向が上昇側で、かつ偏差が不感帯から外れている場合には、偏差に基づいて演算した上昇デューティ（偏差に比例して増減）をリフトアーム出力デューティにセットする一方、昇降方向が下降側で、かつ偏差が不感帯から外れている場合には、偏差に基づいて演算した下降デューティをリフトアーム出力デューティにセットするが、リフトアーム出力デューティに対応する間欠パルス信号を前記リフトシリンダ用電磁切換バルブ７の上昇用もしくは下降用ソレノイド７ａ、７ｂに出力する以前に、上昇デューティもしくは下降デューティ（以下、昇降デューティという。）の補正処理を実行するようになっている。
【００１０】
前記補正処理では、実測したリフトアーム負荷に基づいて予め設定される補正デューティデータ（現リフトアーム位置補正デューティおよびリフトアーム目標位置補正デューティ）を用いて昇降デューティの補正を行うようになっている。つまり、リフトアーム４の負荷変動に拘わらず作業機３を所定速度で安定的に昇降させ得る補正デューティデータを予め設定すると共に、該補正デューティデータから現リフトアーム位置に対応する補正デューティを取得し、この補正デューティを昇降デューティに加算（または減算）するが、さらに本実施形態では、別途設定される補正デューティデータからリフトアーム目標位置（ポジションセンサ値）に対応する補正デューティを取得し、この補正デューティを昇降デューティに加算（または減算）するようになっている。従って、前記昇降デューティは、現リフトアーム位置に応じてリアルタイムに補正される許りでなく、リフトアーム目標位置に応じて先行的に補正されることになり、その結果、リフトアーム４の負荷変動に拘わらず作業機３の昇降速度が安定することは勿論のこと、制御部１４の応答性能に影響を受ける不都合も解消することができるようになっている。尚、前記補正デューティデータの一例を図６に示すが、この補正デューティデータは、偏差を一定とした場合のものであって、実際の補正処理では、偏差を加味した補正デューティデータに基づいて昇降デューティの補正を行うことになる。
【００１１】
一方、「耕深自動制御」では、まず、センサの検出データ等を入力するデータ入力処理と、入力データをデータ変数にセットするデータセット処理とを実行した後、耕深設定ボリューム値と耕深センサ値との大小比較に基づいて昇降方向を判断すると共に、耕深設定ボリューム値と耕深センサ値との偏差が不感帯から外れているか否かを判断する。そして、偏差が不感帯内である場合には、リフトアーム出力デューティに昇降停止デューティをセットし、また、昇降方向が上昇側で、かつ偏差が不感帯から外れている場合には、偏差に基づいて演算した上昇デューティ（偏差に比例して増減）をリフトアーム出力デューティにセットする一方、昇降方向が下降側で、かつ偏差が不感帯から外れている場合には、偏差に基づいて演算した下降デューティをリフトアーム出力デューティにセットするが、リフトアーム出力デューティに対応する間欠パルス信号を前記リフトシリンダ用電磁切換バルブ７の上昇用もしくは下降用ソレノイド７ａ、７ｂに出力する以前に、昇降デューティの補正処理を実行するようになっている。
【００１２】
前記補正処理では、「ポジション制御」の補正処理と略同等の補正デューティデータ（現リフトアーム位置補正デューティ）を用いて昇降デューティの補正を行うようになっている。つまり、リフトアーム４の負荷変動に拘わらず作業機３を所定速度で安定的に昇降させ得る補正デューティデータを予め設定すると共に、該補正デューティデータから現リフトアーム位置に対応する補正デューティを取得し、この補正デューティを昇降デューティに加算（または減算）するようになっている。その結果、リフトアーム４の負荷変動に拘わらず作業機３の昇降速度が安定し、延ては「耕深自動制御」の精度を向上させることができるようになっている。
【００１３】
叙述の如く構成されたものにおいて、「ポジション制御」もしくは「耕深自動制御」を実行した場合、目標値と検出値との偏差に基づいて昇降デューティを演算するが、該昇降デューティは、現リフトアーム位置に応じてリアルタイムに補正されることになる。つまり、リフトアーム４の負荷変動に拘わらず作業機３を所定速度で安定的に昇降させ得る補正デューティデータを予め設定すると共に、該補正デューティデータから現リフトアーム位置に対応する補正デューティを取得し、この補正デューティを昇降デューティに加算（または減算）するため、リフトアーム４の負荷変動に拘わらず作業機３の昇降速度が安定することになり、その結果、目標位置の手前で昇降作動が停止したり、速度変動に基づいて作業精度が低下する等の不都合を解消することができる。
【００１４】
さらに、「ポジション制御」では、リフトアーム目標位置に応じて昇降デューティを補正するため、現リフトアーム位置に応じたデューティ補正よりも先行したデューティ補正が可能になり、その結果、制御部１４の応答性能に拘わらず精度の高いデューティ補正を行うことができる。
【００１５】
また、本実施形態では、上げ規制設定ボリューム値に基づいてリフトアーム４の上昇規制を行う「上げ規制制御」機能を備えるが、該「上げ規制制御」は、ポジションセンサ値が上げ規制設定ボリューム値を越える場合に、ポジションセンサ値を上げ規制設定ボリューム値に置換するものであるため、上げ規制設定ボリューム値が変化した場合には、「ポジション制御」の補正処理において、上げ規制設定ボリューム値に応じたデューティ補正が行われることになり、その結果、上げ規制設定ボリューム値の変化に拘わらず作業機３の昇降速度を安定させることができる。
【００１６】
尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、要は、偏差に基づいて演算した流量を現在のリフトアーム検出位置に応じて補正するものであって、リフトアーム目標位置に応じた流量補正を行うか否かは任意である。そして、リフトアーム目標位置に応じた流量補正を行わない場合には、図４に括弧書きした補正処理が有効になる。つまり、クイックアップスイッチ操作に基づく上昇作動時においては、上げ規制設定ボリューム値に応じたデューティ補正を行うことにより、リフトアーム目標位置に応じたデューティ補正と同等の効果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トラクタの側面図である。
【図２】操作パネルの平面図である。
【図３】制御部の入出力を示すブロック図である。
【図４】「ポジション制御」を示すフローチャートである。
【図５】「耕深自動制御」を示すフローチャートである。
【図６】補正デューティデータを示すグラフである。
【符号の説明】
１    走行機体
２    昇降リンク機構
３    作業機
４    リフトアーム
５    リフトシリンダ
７    リフトシリンダ用電磁切換バルブ
１０  ポジションレバー
１２  耕深設定ボリューム
１３  上げ規制設定ボリューム
１４  制御部
１５  リフトアームセンサ
１６  耕深センサ
１８  ポジションセンサ
【図１】
0003778654.tif 000002
【図２】
0003778654.tif 000003
【図３】
0003778654.tif 000004
【図４】
0003778654.tif 000005
【図５】
0003778654.tif 000006
【図６】
0003778654.tif 000007