JP2004113028A - Rolling controller of farm working machine - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To carry out rolling control with good accuracy even when a traveling machine body is operated to turning in a rolling controller of a farm working machine equipped with a tilt sensor for detecting tilt angles of left and right tilts of the traveling machine body, an angular velocity sensor for detecting angular velocities in the left and right tilt directions of the traveling machine body and a rolling controlling means for subjecting a ground implement to driving and rolling so as to maintain the ground tilt posture in the left and right directions of the ground implement at the set angle based on values detected with both the sensors in the traveling machine body connecting the ground implement thereto so as to freely perform driving and rolling. <P>SOLUTION: The rolling controller of the farm working machine is composed as follows. Rolling control utilizing the tilt sensor and the angular velocity sensor is usually carried out. When the traveling machine body kept under the prescribed turning operation conditions is detected, the rolling control based on only an output of the tilt sensor is performed. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、農用トラクタなどの農作業機に利用するローリング制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
上記ローリング制御装置としては、対地作業装置を駆動ローリング自在に連結した走行機体に、走行機体の左右傾斜傾斜角度を検出する傾斜センサと、走行機体の左右傾斜方向の角速度を検出する角速度センサとを備え、両センサからの検出値に基づいて、対地作業装置の左右方向での対地傾斜姿勢が設定角度に維持されるように対地作業装置を駆動ローリングさせるよう構成したものがある特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００２−２４３４４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記のように傾斜センサと角速度センサとを利用したローリング制御装置は、傾斜センサのみを利用したローリング制御装置に比較して、応答性および精度の高いローリング制御を行うことができるのであるが、角速度センサの他軸感度の影響で、機体旋回作動時に制御精度が低下することがあった。
【０００５】
つまり、角速度センサは、その検出作動軸心がローリング軸心（機体前後方向に向かう軸心）と平行となるように取り付ける必要があるが、角速度センサ自体の取り付け誤差、走行機体の前後輪の沈下量の差、タイヤのへこみ具合の差、などが存在するために、角速度センサの検出作動軸心を完全にローリング軸心と平行に取り付けることは実際上は不可能であり、また、センサケースを正確に所定の姿勢に取り付けることができたとしても、ケース内部の素子の取付け誤差や加工誤差などがあると、走行機体のヨーイング作動やピッチング作動に対しても角速度センサが出力してしまうことになる。
【０００６】
このようにセンサ取付け軸心（この場合はローリング軸心）と直交する他の軸心（この場合はヨーイング軸心とピッチング軸心）周りの回転に感応してしまう現象、いわゆる他軸感度が顕著になると、例えば、圃場での往復作業において畦際で機体をＵターン旋回させる場合や、変形圃場において走行機体を圃場形状に合わせて向き変更しながら走行するような場合のように、走行機体を急激あるいは比較的急激に旋回作動したような場合に、走行機体のヨーイング作動に対応した前記他軸感度によって不要な出力が角速度センサから出力されてしまい、制御精度が悪化してしまうことになる。また、角速度センサを用いた制御においては、温度ドリフトなどの影響を回避するために角速度センサからの出力を平均する零点演算処理を行うが、上記のように他軸感度によって不要な出力がでると、取得した零点も誤ったものとなり、機体旋回の後に不要な出力による影響が無くなって正しい零点が再び取得されるようになるまでの間は精度の低いローリング制御しか実行できなくなるものであった。
【０００７】
本発明は、このような点に着目してなされたものであって、走行機体が旋回作動した際にもローリング制御を精度良く行うことができるようにすることを目的としている。また、旋回作動後も直ちに適正な零点補正のもとでの制度の高いローリング制御を行えるようにすることを他の目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
〔請求項１に係る発明の構成、作用、および効果〕
【０００９】
請求項１に係る発明は、対地作業装置を駆動ローリング自在に連結した走行機体に、走行機体の左右傾斜傾斜角度を検出する傾斜センサと、走行機体の左右傾斜方向の角速度を検出する角速度センサとを備え、両センサからの検出値に基づいて、対地作業装置の左右方向での対地傾斜姿勢が設定角度に維持されるように対地作業装置を駆動ローリングさせるローリング制御手段を設けてある農作業機のローリング制御装置であって、
走行機体が所定の旋回作動状態にあることが検知されると、傾斜センサのみの検出値に基づくローリング制御を実行するよう構成してあることを特徴とする。
【００１０】
上記構成によると、圃場内の作業走行のほとんどが直線走行であり、この時は、傾斜センサと角速度センサの両者からの検出値に基づいてローリング制御が行われ、走行機体が畦際などで方向転換のために旋回作動された際には、他軸感度によって角速度センサから不要な出力が出ても、この旋回作動中は角速度センサからの検出値は制御に利用されることはなく、傾斜センサのみの検出値に基づくローリング制御が行われる。
【００１１】
従って、請求項１の発明によると、旋回作動中も角速度センサの他軸感度による悪影響を受けない精度の高いローリング制御を行うことが可能となった。
【００１２】
〔請求項２に係る発明の構成、作用、および効果〕
【００１３】
請求項２に係る発明は、対地作業装置を駆動ローリング自在に連結した走行機体に、走行機体の左右傾斜傾斜角度を検出する傾斜センサと、走行機体の左右傾斜方向の角速度を検出する角速度センサとを備え、両センサからの検出値に基づいて、対地作業装置の左右方向での対地傾斜姿勢が設定角度に維持されるように対地作業装置を駆動ローリングさせるローリング制御手段を設けてある農作業機のローリング制御装置であって、
前記角速度センサの出力を平均して零点演算を行うよう構成するとともに、走行機体が所定の旋回作動状態にあることが検知されると、前記角速度センサの零点補正演算処理を休止するよう構成してあることを特徴とする。
【００１４】
上記構成によると、圃場内の作業走行のほとんどが直線走行であり、この時は、角速度センサの零点演算処理がなされて、温度ドリフトによる影響をなくした状態で、傾斜センサと角速度センサの両者からの検出値に基づいてローリング制御が行われる。そして、走行機体が畦際などで方向転換のために旋回作動された際には、角速度センサの零点補正演算処理が休止され、誤った零点の取得が止められる。そして、旋回作動が終了すると、零点補正演算処理が再開されるが、この際、不要な出力に基づく誤った零点は取得されていないので、直ちに精度の高い零点が取得されて制御に利用される。なお、旋回作動中のローリング制御の精度は低下することになるが、旋回作動は一般に短時間であるので実作業に大きい支障をきたすことはない。
【００１５】
従って、請求項２の発明によると、旋回作動中の零点補正演算処理を休止して、その間の誤った零点の取得を回避するようにしたので、旋回作動直後から適正な零点補償のもとでの精度の高いローリング制御を行うことができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は農作業機の一例である農用トラクタの全体を、また、図２はその後部を示しており、走行機体としてのトラクタ本機１は、操向輪としての前輪２と主推進車輪としての後輪３とで走行する４輪駆動型に構成され、機体後部に配備されたミッションケース４に、トップリンク５ａと左右一対のロアーリンク５ｂからなる３点リンク機構５を介して、対地作業装置の一例であるロータリ耕耘装置６が連結されている。ミッションケース４の上部には、単動型の油圧シリンダからなるリフトシリンダ７により上下に揺動駆動される左右一対のリフトアーム８が備えられ、これら左右のリフトアーム８と左右のロアーリンク５ｂとが、リフトロッド９、及び複動型の油圧シリンダからなるローリングシリンダ１０を介してそれぞれ連結されている。また、詳細な構造の説明は省略するが、前記前輪２の伝動系には、前輪２が直進状態から設定角度（例えば３０°）以上に大きく操向されたことが検知されると、前輪駆動速度を約２倍に増速して小回り旋回状態をもたらす油圧操作制御式の前輪変速機構１４が装備されている。
【００１７】
図２に示すように、リフトシリンダ７に接続された電磁制御弁１１が制御装置１２により操作されて、リフトシリンダ７及びリフトアーム８によりロータリ耕耘装置６が昇降駆動される。また、ローリングシリンダ１０に接続された電磁制御弁１３が制御装置１２により操作されて、ローリングシリンダ１０が伸縮作動されることでロータリ耕耘装置６がローリング駆動されて、その左右傾斜角度が変更されるようになっている。
【００１８】
この農用トラクタは、ロータリ耕耘装置６の耕深を設定値に維持する昇降制御、トラクタ本機１に対するロータリ耕耘装置６の高さを任意に調節するポジション制御、および、水平面に対するロータリ耕耘装置６の左右方向の傾斜角度を設定角度に維持するローリング制御が可能となっている。
【００１９】
ロータリ耕耘装置６の後部には、耕耘跡を鎮圧整地する後カバー１５が上下揺動自在かつ下方付勢状態に備えられ、この後カバー１５の上下揺動角度を検出する耕深センサ１６が備えられて、その検出信号が前記制御装置１２に入力されている。他方、制御装置１２には、ダイヤル操作式のポテンショメータからなる耕耘設定器１７と自動耕深制御を入り切りするオンオフスイッチ１８が接続されており、このオンオフスイッチ１８を「入り」にしておくと、耕深センサ１６の検出値が耕深設定器１７の設定値と均衡するように電磁制御弁１１が操作されて、リフトシリンダ７によりロータリ耕耘装置６が自動的に昇降駆動されることで、実耕深が耕深設定器１７の設定値に対応した深さに安定維持されるようになっている。
【００２０】
また、制御装置１２には、リフトアーム８の上下角度を検出する角度センサ１９と、ポジションレバー２０によって操作されるポジション設定器２１が接続されており、前記オンオフスイッチ１８を「切り」にして自動耕深制御を停止した状態では、ポジション制御のみが実行され、角度センサ１９の検出値がポジション設定器２１の設定値と均衡するまで電磁制御弁１１が操作されて、リフトシリンダ７がその位置に保持される。
【００２１】
なお、オンオフスイッチ１８を「入り」にしての自動耕深制御中にポジションレバー２０を大きく上昇方向に操作すると、耕深設定器１７の設定耕深に対応する角度センサ１９の検出値と、ポジション設定器２１の目標値とが比較されて、ポジション設定器２１の目標値の方が高い場合、ポジション制御が優先作動するようになっている。従って、自動耕深制御による耕耘作業において、畦際における機体方向転換時には、ポジションレバー２０を上限にまで操作することにより、ロータリ耕耘装置６を地上に持上げることができ、また、機体方向転換後にポジションレバー２０を下限まで操作することで、耕深設定器１７で設定されている耕深での自動耕深制御を再開することができる。
【００２２】
この農用トラクタでは、ロータリ耕耘装置６の水平面に対する左右方向の傾斜角度を設定角度に維持するようにローリング駆動するローリング制御手段が備えられており、制御装置１２に接続したダイヤル操作式のポテンショメータからなる傾斜設定器２５を調節操作することで、ロータリ耕耘装置６の左右方向の設定角度を任意に変更することができるようになっている。
【００２３】
このローリング制御には、前記傾斜設定器２５の他に、トラクタ本機（走行機体）１の左右傾斜角度を検出する傾斜センサ２６と、トラクタ本機１の左右傾斜方向の角速度を検出する振動ジャイロ型の角速度センサ２７と、ローリングシリンダ９の作動長さを検出するストロークセンサ２８とが利用される。つまり、図４のブロック図に示すように、傾斜センサ２６と角速度センサ２７からの情報に基づいてトラクタ本機１の左右方向での傾斜角度θが演算され、トラクタ本機１がこの傾斜角度θにある時にロータリ耕耘装置５を傾斜設定器２５による設定角度にするために必要なローリングシリンダ９の目標シリンダ長さＬ０　が割り出され、ローリングシリンダ９の長さＬをこの目標シリンダ長さＬ０　に近づけるようにフィードバック制御がなされて、電磁制御弁１３が作動されるのである。
【００２４】
図５に、傾斜センサ２６と角速度センサ２７からの情報に基づいてトラクタ本機１の左右傾斜角度θを演算する制御ブロック図が示されている。図から判るように、ここでは、角速度センサ２７からの信号を積分することで傾斜角度を演算するとともに、その誤差を傾斜センサ２６からの信号で補正する形態が採用されている。
【００２５】
つまり、温度等の諸条件によってドリフトする角速度センサ２７の零点を時間経過に伴って更新して補正するセンサ零点補正処理がなされる。即ち、角速度センサ２７によって検出されるサンプリング出力値の複数が記憶され、記憶された所定複数のサンプリングデータが平均処理されるとともに、ローパスフィルタ（ＬＰＦ）を用いて平滑化処理されて零点が割り出され、この零点と実検出値との差をゲインＫ１　で積分分処理することで傾斜角度θが演算されるのである。また、このようにして算出された演算傾斜角度θと傾斜センサ２６から得られる検出傾斜角度θｒとの偏差にゲインＫ２　を乗じた値をフィードバックすることで、積分処理による誤差の集積を消去している。
【００２６】
また、前記角速度センサ２７が機体旋回作動時に他軸感度（ヨーイング軸心回りの回動への感応）による不要な出力を出して、ローリング制御に悪影響を及ぼすのを抑制するために以下のような手段が備えられている。
【００２７】
〔第１例〕
【００２８】
図３に示すように、前記制御装置１２には、走行機体１における前輪２の操向角を検出するポテンショメータなどの角度センサ３１、後輪３の回転速度を検出する回転センサ２３、および、前輪２を自動増速する前輪変速機構の作動をオン・オフする前輪増速スイッチ３３とが接続されており、これら角度センサ３１，回転センサ３２，前輪増速スイッチ３３からの情報に基づいて操向機体１の旋回作動状況が認識されるようになっている。
【００２９】
そして、実際に圃場に乗り入れての作業においては、図６のフローチャートに示すような制御がなされる。
【００３０】
すなわち、角度センサ３１によって前輪２の操向角が検出されるとともに、回転センサ３２によって走行機体１の走行速度が検出され、かつ、前輪増速スイッチ３３から前輪変速機構１４が作動可能な状態か否かが認識され、これらの検出結果から現在の旋回作動状況が割り出される。
【００３１】
割り出された旋回作動状況が、角速度センサ２７から他軸感度に基づいて出される不要な出力が無視できない値になる所定の条件を満たしていれば、角速度センサ２７の出力利用した上記ローリング制御を休止して、傾斜センサ２６の出力を機体傾斜角度θとしてのローリング制御が実行される。また、旋回作動状況が、角速度センサ２７からの不要な出力が無視できる条件に戻れば、傾斜センサ２６と角速度センサ２７からの出力を利用した元のローリング制御に復帰する。
【００３２】
また、エンジン始動から設定時間内では角速度センサ２７の零点演算の精度が安定しないので、この条件下においても、傾斜センサ２６の出力を機体傾斜角度θとしてのローリング制御が実行され、その後は、傾斜センサ２６と角速度センサ２７からの出力を利用したローリング制御が行われる。
【００３３】
〔第２例〕
【００３４】
図７のフローチャートに示されるように、角度センサ３１によって前輪２の操向角が検出されるとともに、回転センサ３２によって走行機体１の走行速度が検出され、かつ、前輪増速スイッチ３３から前輪変速機構１４が作動可能な状態か否かが認識され、これらの検出結果から現在の旋回作動状況が割り出される。
【００３５】
割り出された旋回作動状況が、角速度センサ２７から他軸感度に基づいて出される不要な出力が無視できない値になる所定の条件を満たしていれば、角速度センサ２７による零点の演算処理を休止して機体傾斜角度θが割出され、この機体傾斜角度θに基づいてローリング制御が実行される。また、旋回作動状況が、角速度センサ２７からの不要な出力が無視できる条件になれば、角速度センサ２７による零点の演算処理が再開されて元のローリング制御に復帰する。
【００３６】
また、エンジン始動から設定時間内では角速度センサ２７の零点演算の精度が安定しないので、この条件下においても、角速度センサ２７による零点の演算処理が休止され、その後は角速度センサ２７による零点の演算処理が行われての傾斜角演算がなされる。
【００３７】
本発明は、以下のような形態で実施することも可能である。
【００３８】
（１）割り出された旋回作動状況が、角速度センサ２７から他軸感度に基づいて出される不要な出力が無視できない値になる所定の条件を満たしていることが判別されると、その時点より旋回の開始時点を推測し、角速度センサ２７の零点演算および傾斜角θの演算をそれ以前の状態に戻すことで、他軸感度の影響をほぼ完全に排除してローリング制御することもできる。なお、旋回の開始時点を推測することの代用として、角速度センサ２７から他軸感度に基づいて出される不要な出力が無視できない値になる所定の条件を満たしていることが判別された時点から設定時間だけ零点演算および傾斜角θの演算をさかのぼるようにしても、他軸感度の影響を相当排除することができるものである。
【００３９】
（２）走行機体１の旋回作動状況を検出する手段としては、作動軸心を縦向きにしたヨー軸角速度センサを別途備えて、直接的に走行機体１の旋回状況を検出することもできる。
【００４０】
（３）前輪操向に連動して前輪２を増速する前輪変速機構１４を備えるとともに、前輪増速が行われる際に旋回内側となる後輪３に制動をかけるオートブレーキ機能を備えた形態で実施することもできる。
【００４１】
（４）本発明は、対地作業装置６に傾斜センサ２６と角速度センサ２７を取り付けた形態のものに適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【図１】農用トラクタ全体の斜視図
【図２】農用トラクタの後部を示す斜視図
【図３】制御装置の概略構成を示すブロック図
【図４】ローリング制御装置のブロック図
【図５】傾斜角演算用の制御ブロック図
【図６】傾斜角演算用のフローチャート
【図７】別実施形態における傾斜角演算用のフローチャート
【符号の説明】
１　　　　　　　　走行機体
２　　　　　　　　前輪
３　　　　　　　　後輪
６　　　　　　　　対地作業装置
２６　　　　　　　傾斜センサ
２７　　　　　　　角速度センサ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a rolling control device used for an agricultural work machine such as an agricultural tractor.
[0002]
[Prior art]
As the rolling control device, an inclination sensor for detecting a left-right inclination angle of the traveling aircraft and an angular velocity sensor for detecting an angular velocity of the traveling aircraft in the left-right inclination direction are provided on a traveling aircraft connected to a ground working device so as to be able to drive and roll. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-163,087 discloses a configuration in which a ground working device is driven and rolled based on detection values from both sensors such that a horizontal inclination posture of the ground working device in a left-right direction is maintained at a set angle. ).
[0003]
[Patent Document 1]
JP-A-2002-243449
[Problems to be solved by the invention]
As described above, a rolling control device using a tilt sensor and an angular velocity sensor can perform highly responsive and accurate rolling control as compared with a rolling control device using only a tilt sensor. Due to the influence of the other axis sensitivity of the sensor, the control accuracy may be reduced during the turning operation of the fuselage.
[0005]
In other words, the angular velocity sensor needs to be mounted so that its detection operation axis is parallel to the rolling axis (the axis going in the longitudinal direction of the machine), but there is an error in the mounting of the angular velocity sensor itself, and the sinking of the front and rear wheels of the traveling machine. Due to the differences in the amount and the degree of depression of the tire, it is practically impossible to mount the detection axis of the angular velocity sensor completely parallel to the rolling axis. Even if it can be mounted correctly in a predetermined position, if there is a mounting error or processing error of the element inside the case, the angular velocity sensor will output even for yawing operation and pitching operation of the traveling aircraft. Become.
[0006]
In this way, the phenomenon of responding to rotation about another axis (in this case, the yawing axis and the pitching axis) orthogonal to the sensor mounting axis (in this case, the rolling axis), that is, the so-called other axis sensitivity is remarkable. When, for example, during the reciprocating work in the field, when the body is turned U-turn around the ridge, or when traveling while changing the direction of the traveling body in the deformed field according to the field shape, When the turning operation is performed suddenly or relatively rapidly, an unnecessary output is output from the angular velocity sensor due to the other axis sensitivity corresponding to the yawing operation of the traveling body, and the control accuracy is deteriorated. In addition, in the control using the angular velocity sensor, a zero point calculation process of averaging the output from the angular velocity sensor is performed in order to avoid the influence of a temperature drift or the like. In addition, the acquired zero point is also erroneous, and only a low-accuracy rolling control can be executed until the correct zero point is acquired again after the turning of the airframe until the influence of unnecessary output is eliminated.
[0007]
The present invention has been made in view of such a point, and an object of the present invention is to enable the rolling control to be accurately performed even when the traveling body turns. It is another object of the present invention to enable high-precision rolling control under appropriate zero correction immediately after the turning operation.
[0008]
[Means for Solving the Problems]
[Configuration, operation, and effect of the invention according to claim 1]
[0009]
The invention according to claim 1 includes a tilt sensor that detects a left-right tilt angle of the traveling body and a angular velocity sensor that detects an angular velocity of the traveling body in the right-left tilt direction, to a traveling body that is connected to a ground working device so as to be capable of driving rolling. And a rolling control means for driving and rolling the ground working device based on the detection values from the two sensors based on the detection values from the two sensors so that the horizontal inclination of the ground working device in the horizontal direction is maintained at the set angle. A rolling control device,
When the traveling body is detected to be in a predetermined turning operation state, rolling control based on a detection value of only the inclination sensor is executed.
[0010]
According to the above configuration, most of the work traveling in the field is straight traveling. At this time, the rolling control is performed based on the detection values from both the inclination sensor and the angular velocity sensor, and the traveling aircraft moves in the direction of a ridge or the like. When the turning operation is performed for conversion, even if an unnecessary output is output from the angular velocity sensor due to the sensitivity of the other axis, the detected value from the angular velocity sensor is not used for control during the turning operation, and the inclination sensor is not used. Rolling control based on only the detected values is performed.
[0011]
Therefore, according to the first aspect of the present invention, it is possible to perform high-accuracy rolling control which is not adversely affected by the other axis sensitivity of the angular velocity sensor even during the turning operation.
[0012]
[Structure, operation, and effect of the invention according to claim 2]
[0013]
The invention according to claim 2 is an invention in which an inclination sensor for detecting a left-right inclination angle of the traveling body and an angular velocity sensor for detecting an angular velocity of the traveling body in the left-right inclination direction are provided on the traveling body connected to the ground working device so as to be capable of driving rolling. And a rolling control means for driving and rolling the ground working device based on the detection values from the two sensors based on the detection values from the two sensors so that the horizontal inclination of the ground working device in the horizontal direction is maintained at the set angle. A rolling control device,
A zero point calculation is performed by averaging the outputs of the angular velocity sensors, and a zero point correction calculation process of the angular velocity sensors is paused when it is detected that the traveling body is in a predetermined turning operation state. There is a feature.
[0014]
According to the above configuration, most of the work traveling in the field is straight traveling, and at this time, the zero point calculation processing of the angular velocity sensor is performed, and the influence of the temperature drift is eliminated, and both of the inclination sensor and the angular velocity sensor are used. Rolling control is performed based on the detected value of. Then, when the traveling body is turned for a change of direction at a ridge or the like, the zero-point correction calculation processing of the angular velocity sensor is suspended, and acquisition of an erroneous zero is stopped. When the turning operation is completed, the zero point correction calculation process is restarted. At this time, since an erroneous zero point based on an unnecessary output has not been obtained, a highly accurate zero point is immediately obtained and used for control. . In addition, although the accuracy of the rolling control during the turning operation is reduced, the turning operation is generally performed in a short time, so that there is no great trouble in actual work.
[0015]
Therefore, according to the second aspect of the present invention, the zero point correction calculation process during the turning operation is suspended, and the acquisition of an erroneous zero during the turning operation is avoided, so that immediately after the turning operation, under appropriate zero point compensation. High-precision rolling control can be performed.
[0016]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 shows an entire agricultural tractor as an example of an agricultural work machine, and FIG. 2 shows a rear part thereof. A tractor main body 1 as a traveling body has a front wheel 2 as a steering wheel and a main propulsion wheel as a main propulsion wheel. A ground working device, which is configured as a four-wheel drive type that travels with the rear wheels 3 and that is mounted on a transmission case 4 disposed at the rear of the fuselage through a three-point link mechanism 5 including a top link 5a and a pair of left and right lower links 5b. The rotary tillage device 6 which is an example is connected. A pair of left and right lift arms 8 is provided at the upper portion of the transmission case 4 and is vertically driven by a lift cylinder 7 composed of a single-acting hydraulic cylinder. Are connected via a lift rod 9 and a rolling cylinder 10 composed of a double-acting hydraulic cylinder. Although a detailed description of the structure is omitted, the transmission system of the front wheel 2 detects that the front wheel 2 has been steered by a predetermined angle (for example, 30 °) or more from the straight traveling state, and thus the front wheel drive is performed. A hydraulically controlled front wheel transmission mechanism 14 that increases the speed approximately twice to provide a small turning state is provided.
[0017]
As shown in FIG. 2, the electromagnetic control valve 11 connected to the lift cylinder 7 is operated by the control device 12, and the rotary tilling device 6 is driven up and down by the lift cylinder 7 and the lift arm 8. Further, the electromagnetic control valve 13 connected to the rolling cylinder 10 is operated by the control device 12, and the rolling cylinder 10 is expanded and contracted, whereby the rotary tilling device 6 is driven to roll, and the lateral inclination angle is changed. It has become.
[0018]
This agricultural tractor includes elevation control for maintaining the tillage depth of the rotary tillage device 6 at a set value, position control for arbitrarily adjusting the height of the rotary tillage device 6 with respect to the tractor main unit 1, and rotation of the rotary tillage device 6 with respect to a horizontal plane. Rolling control for maintaining the left-right inclination angle at the set angle is possible.
[0019]
At the rear of the rotary tilling device 6, a rear cover 15 for suppressing the tillage marks is provided in a vertically swingable and downwardly biased state, and a tillage depth sensor 16 for detecting the vertical swing angle of the rear cover 15 is provided. The detection signal is input to the control device 12. On the other hand, the control device 12 is connected to a tillage setting device 17 composed of a dial-operated potentiometer and an on / off switch 18 for turning on / off automatic tillage depth control. The electromagnetic control valve 11 is operated so that the detected value of the depth sensor 16 is balanced with the set value of the tillage depth setting device 17, and the rotary tillage device 6 is automatically driven up and down by the lift cylinder 7, so that actual tillage is performed. The depth is stably maintained at a depth corresponding to the set value of the tillage depth setting device 17.
[0020]
An angle sensor 19 that detects the vertical angle of the lift arm 8 and a position setting device 21 that is operated by a position lever 20 are connected to the control device 12. In the state where the tillage depth control is stopped, only the position control is executed, the electromagnetic control valve 11 is operated until the detection value of the angle sensor 19 is balanced with the set value of the position setting device 21, and the lift cylinder 7 is moved to that position. Will be retained.
[0021]
When the position lever 20 is largely operated in the upward direction during the automatic cultivation depth control with the on / off switch 18 set to “ON”, the detection value of the angle sensor 19 corresponding to the set cultivation depth of the cultivation depth setting device 17 and the position If the target value of the position setting device 21 is higher than the target value of the setting device 21, the position control is preferentially operated. Therefore, in the plowing operation by the automatic plowing depth control, when turning the body direction at the ridge, the rotary tiller 6 can be lifted to the ground by operating the position lever 20 to the upper limit. By operating the position lever 20 to the lower limit, the automatic plowing depth control at the plowing depth set by the plowing depth setting device 17 can be restarted.
[0022]
This agricultural tractor is provided with a rolling control means for performing a rolling drive so as to maintain the horizontal tilt angle of the rotary tillage device 6 with respect to the horizontal plane at a set angle, and comprises a dial-operated potentiometer connected to the control device 12. By adjusting the inclination setting device 25, the set angle of the rotary tilling device 6 in the left-right direction can be arbitrarily changed.
[0023]
In this rolling control, in addition to the inclination setting device 25, an inclination sensor 26 for detecting the left-right inclination angle of the tractor main body (traveling body) 1 and a vibration gyro for detecting the angular velocity of the tractor main body 1 in the left-right inclination direction. A type angular velocity sensor 27 and a stroke sensor 28 for detecting the operating length of the rolling cylinder 9 are used. That is, as shown in the block diagram of FIG. 4, the inclination angle θ of the tractor 1 in the left-right direction is calculated based on information from the inclination sensor 26 and the angular velocity sensor 27, and the tractor 1 is , The target cylinder length L0 of the rolling cylinder 9 necessary for setting the rotary tilling apparatus 5 to the set angle by the inclination setter 25 is calculated, and the length L of the rolling cylinder 9 is set to this target cylinder length L0. The feedback control is performed so as to approach, and the electromagnetic control valve 13 is operated.
[0024]
FIG. 5 shows a control block diagram for calculating the left-right inclination angle θ of the tractor main unit 1 based on information from the inclination sensor 26 and the angular velocity sensor 27. As can be seen from the figure, a form is employed in which the inclination angle is calculated by integrating the signal from the angular velocity sensor 27 and the error is corrected by the signal from the inclination sensor 26.
[0025]
That is, a sensor zero point correction process of updating and correcting the zero point of the angular velocity sensor 27 that drifts according to various conditions such as temperature with the passage of time is performed. That is, a plurality of sampling output values detected by the angular velocity sensor 27 are stored, a predetermined plurality of stored sampling data are averaged, and a smoothing process is performed using a low-pass filter (LPF) to determine a zero point. Then, the difference between the zero point and the actual detection value is integrated and processed by the gain K1 to calculate the inclination angle θ. In addition, by feeding back a value obtained by multiplying the deviation between the calculated inclination angle θ calculated in this way and the detected inclination angle θr obtained from the inclination sensor 26 by the gain K2, the accumulation of errors due to the integration processing is eliminated. I have.
[0026]
In order to prevent the angular velocity sensor 27 from outputting an unnecessary output due to the sensitivity of the other axis (in response to the rotation around the yaw axis) during the turning operation of the fuselage, adverse effects on the rolling control are suppressed as follows. Means are provided.
[0027]
[First example]
[0028]
As shown in FIG. 3, the control device 12 includes an angle sensor 31 such as a potentiometer for detecting a steering angle of the front wheel 2 in the traveling body 1, a rotation sensor 23 for detecting a rotation speed of the rear wheel 3, and a front wheel. A front wheel speed-up switch 33 for turning on / off the operation of a front wheel speed change mechanism for automatically increasing the speed of the front wheel 2 is connected, and steering is performed based on information from the angle sensor 31, the rotation sensor 32, and the front wheel speed-up switch 33. The turning operation status of the body 1 is recognized.
[0029]
Then, in the operation of actually getting into the field, the control as shown in the flowchart of FIG. 6 is performed.
[0030]
That is, the steering angle of the front wheels 2 is detected by the angle sensor 31, the traveling speed of the traveling body 1 is detected by the rotation sensor 32, and the front wheel speed change mechanism 14 can be operated by the front wheel speed increase switch 33. No, it is recognized, and the current turning operation status is determined from these detection results.
[0031]
If the determined turning operation condition satisfies a predetermined condition that an unnecessary output output from the angular velocity sensor 27 based on the other axis sensitivity cannot be ignored, the rolling control using the output of the angular velocity sensor 27 is performed. After a pause, the rolling control is executed with the output of the inclination sensor 26 as the body inclination angle θ. If the turning operation condition returns to a condition in which unnecessary output from the angular velocity sensor 27 can be ignored, the control returns to the original rolling control using the output from the inclination sensor 26 and the angular velocity sensor 27.
[0032]
Also, since the accuracy of the zero point calculation of the angular velocity sensor 27 is not stable within the set time from the start of the engine, even under this condition, the rolling control using the output of the tilt sensor 26 as the body tilt angle θ is performed, and thereafter, the tilt control is performed. Rolling control using outputs from the sensor 26 and the angular velocity sensor 27 is performed.
[0033]
[Second example]
[0034]
As shown in the flowchart of FIG. 7, the steering angle of the front wheels 2 is detected by the angle sensor 31, the traveling speed of the traveling vehicle 1 is detected by the rotation sensor 32, and It is recognized whether or not the mechanism 14 is in an operable state, and the current turning operation state is determined from these detection results.
[0035]
If the determined turning operation condition satisfies a predetermined condition that an unnecessary output output from the angular velocity sensor 27 based on the sensitivity of the other axis becomes a value that cannot be ignored, the arithmetic processing of the zero point by the angular velocity sensor 27 is stopped. The body inclination angle θ is calculated, and the rolling control is executed based on the body inclination angle θ. If the turning operation condition becomes a condition where unnecessary output from the angular velocity sensor 27 can be ignored, the calculation processing of the zero point by the angular velocity sensor 27 is restarted and the original rolling control is returned.
[0036]
Further, since the accuracy of the calculation of the zero point of the angular velocity sensor 27 is not stable within the set time from the start of the engine, the calculation processing of the zero point by the angular velocity sensor 27 is stopped even under this condition, and thereafter, the calculation processing of the zero point by the angular velocity sensor 27 is performed. Is calculated.
[0037]
The present invention can be implemented in the following forms.
[0038]
(1) When it is determined that the determined turning operation condition satisfies a predetermined condition that an unnecessary output output from the angular velocity sensor 27 based on the sensitivity of the other axis is a value that cannot be ignored, from that point of time. By estimating the starting point of the turning and returning the calculation of the zero point and the calculation of the inclination angle θ of the angular velocity sensor 27 to the previous state, it is possible to almost completely eliminate the influence of the sensitivity of the other axis and perform the rolling control. Note that, as a substitute for estimating the start time of the turn, the setting is made from the time when it is determined that the unnecessary output output from the angular velocity sensor 27 based on the sensitivity of the other axis satisfies a predetermined condition that the value cannot be ignored. Even if the calculation of the zero point and the calculation of the inclination angle θ are traced back by time, the influence of the sensitivity of the other axis can be considerably eliminated.
[0039]
(2) As means for detecting the turning operation state of the traveling body 1, a yaw axis angular velocity sensor having a vertical operating axis may be separately provided to directly detect the turning state of the traveling body 1.
[0040]
(3) A mode in which a front wheel transmission mechanism 14 for increasing the speed of the front wheel 2 in conjunction with the front wheel steering is provided, and an autobrake function for braking the rear wheel 3 on the inside of the turn when the front wheel speed increasing is performed. Can also be implemented.
[0041]
(4) The present invention can also be applied to a configuration in which the inclination sensor 26 and the angular velocity sensor 27 are attached to the ground working device 6.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a perspective view of an entire agricultural tractor. FIG. 2 is a perspective view showing a rear portion of the agricultural tractor. FIG. 3 is a block diagram showing a schematic configuration of a control device. FIG. 4 is a block diagram of a rolling control device. FIG. 6 is a control block diagram for angle calculation. FIG. 6 is a flowchart for tilt angle calculation. FIG. 7 is a flowchart for tilt angle calculation in another embodiment.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Running body 2 Front wheel 3 Rear wheel 6 Ground work equipment 26 Tilt sensor 27 Angular velocity sensor

Claims (2)

対地作業装置を駆動ローリング自在に連結した走行機体に、走行機体の左右傾斜傾斜角度を検出する傾斜センサと、走行機体の左右傾斜方向の角速度を検出する角速度センサとを備え、両センサからの検出値に基づいて、対地作業装置の左右方向での対地傾斜姿勢が設定角度に維持されるように対地作業装置を駆動ローリングさせるローリング制御手段を設けてある農作業機のローリング制御装置であって、
走行機体が所定の旋回作動状態にあることが検知されると、傾斜センサのみの検出値に基づくローリング制御を実行するよう構成してあることを特徴とする農作業機のローリング制御装置。A traveling aircraft having a ground-moving device connected in a freely rolling manner is provided with an inclination sensor for detecting the inclination angle of the traveling aircraft in the left-right direction and an angular velocity sensor for detecting the angular velocity in the left-right inclination direction of the traveling aircraft. Based on the value, a rolling control device of an agricultural work machine provided with rolling control means for driving and rolling the ground work device so that the ground inclination posture in the left-right direction of the ground work device is maintained at the set angle,
A rolling control device for an agricultural work machine, wherein when a traveling body is detected to be in a predetermined turning operation state, a rolling control is performed based on a detection value of only an inclination sensor. 対地作業装置を駆動ローリング自在に連結した走行機体に、走行機体の左右傾斜傾斜角度を検出する傾斜センサと、走行機体の左右傾斜方向の角速度を検出する角速度センサとを備え、両センサからの検出値に基づいて、対地作業装置の左右方向での対地傾斜姿勢が設定角度に維持されるように対地作業装置を駆動ローリングさせるローリング制御手段を設けてある農作業機のローリング制御装置であって、
前記角速度センサの出力を平均して零点演算を行うよう構成するとともに、走行機体が所定の旋回作動状態にあることが検知されると、前記角速度センサの零点補正演算処理を休止するよう構成してあることを特徴とする農作業機のローリング制御装置。A traveling aircraft having a ground-moving device connected in a freely rolling manner is provided with an inclination sensor for detecting the inclination angle of the traveling aircraft in the left-right direction and an angular velocity sensor for detecting the angular velocity in the left-right inclination direction of the traveling aircraft. Based on the value, a rolling control device of an agricultural work machine provided with rolling control means for driving and rolling the ground work device so that the ground inclination posture in the left-right direction of the ground work device is maintained at the set angle,
A zero point calculation is performed by averaging the outputs of the angular velocity sensors, and a zero point correction calculation process of the angular velocity sensors is paused when it is detected that the traveling body is in a predetermined turning operation state. A rolling control device for an agricultural work machine.

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