JPH08256517A - Lift controlling apparatus - Google Patents
Lift controlling apparatusInfo
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- JPH08256517A JPH08256517A JP5297696A JP5297696A JPH08256517A JP H08256517 A JPH08256517 A JP H08256517A JP 5297696 A JP5297696 A JP 5297696A JP 5297696 A JP5297696 A JP 5297696A JP H08256517 A JPH08256517 A JP H08256517A
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【産業上の利用分野】本発明は昇降制御装置に関し、詳
しくは、農用トラクタ等に備えられる対地作業装置を油
圧アクチュエータによって昇降させる際に用いられる制
御技術に関するものである。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a lifting control device, and more particularly to a control technique used when lifting a ground work device provided on an agricultural tractor or the like by a hydraulic actuator.
【０００２】[0002]
【従来の技術】農用トラクタを例に挙げると従来からの
昇降制御装置では、作業時において、ロータリ耕耘装置
等を所定の対地レベルに維持するよう昇降を行う制御
と、ロータリ耕耘装置等を所定の対車体レベルまで昇降
させる制御とが存在し、従来からの制御装置では、前述
したいずれの制御を行う場合にも、地面、あるいは、車
体に対するロータリ耕耘装置のレベルをフィードバック
するよう構成されている（参考文献記載せず）。又、従
来からの制御装置ではフィードバック信号に基いて制御
を行う際の動作として、ＰＩ、あるいは、ＰＩＤ制御等
が採用されている。2. Description of the Related Art Taking an agricultural tractor as an example, in a conventional lifting control device, during operation, control is performed to lift and lower the rotary cultivating device and the like so as to maintain a predetermined ground level, and the rotary cultivating device and the like are controlled. There is a control for raising and lowering to the vehicle body level, and the conventional control device is configured to feed back the level of the rotary tiller with respect to the ground or the vehicle body when performing any of the above-mentioned controls ( References not listed). Further, in a conventional control device, PI or PID control or the like is adopted as an operation when performing control based on a feedback signal.
【０００３】[0003]
【発明が解決しようとする課題】しかし、例えば、ＰＩ
Ｄ制御について考察すれば、このＰＩＤ制御ではフィー
ドバックされる信号の値に対して、予め設定された演算
を行うことで、つまり、比例要素、積分要素、微分要素
夫々の要素における演算を行い、これらの演算結果を単
純に加算することで、制御量を求めるため、例えば、位
置制御を行う場合には位置偏差が存在する限は、この偏
差が小さい値であっても制御を行い続けることとなっ
て、アクチュエータの作動が頻繁になったり、オーバー
シュートを生ずることもある。特に、農用トラクタのよ
うに油圧シリンダの作動により対地作業装置の昇降を行
う場合には、油圧シリンダに供給される作動油の油温が
上昇することによる作動油の粘性の低下に伴い、制御弁
の開度を所定の値に設定しても、油圧アクチュエータの
作動速度が上昇することもあり、このように作動速度が
上昇すると、前述したオーバーシュートを一層生じやす
くなるばかりで無く、油圧アクチュエータを停止させる
際においてショックも大きくなることもあり改善の余地
がある。本発明の第１の目的は、対地作業装置の昇降を
油圧アクチュエータで行うものであり、かつ、この昇降
の制御目標が地面を基準に設定されているものであって
も、オーバーシュートを生ずること無く、しかも、円滑
に昇降制御を行う装置を構成する点にあり、又、本発明
の第２の目的は、対地作業装置の昇降を油圧アクチュエ
ータで行うものであり、かつ、この昇降の制御目標が車
体を基準に設定されているものであっても、オーバーシ
ュートを生ずること無く、しかも、円滑に昇降制御を行
う装置を構成する点にある。However, for example, PI
Considering the D control, in this PID control, a preset calculation is performed on the value of the signal to be fed back, that is, the calculation is performed on each of the proportional element, the integral element, and the differential element. Since the control amount is obtained by simply adding the calculation result of, for example, when position control is performed, as long as there is a position deviation, control will continue even if this deviation is a small value. As a result, the actuator may be frequently operated or overshoot may occur. In particular, when raising and lowering a ground work device by operating a hydraulic cylinder, such as an agricultural tractor, the control valve is reduced due to a decrease in the viscosity of the hydraulic oil due to an increase in the oil temperature of the hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder. Even if the opening degree of is set to a predetermined value, the operating speed of the hydraulic actuator may increase. If the operating speed increases in this way, not only the above-mentioned overshoot will occur more easily, but There is room for improvement as the shock may be large when stopped. A first object of the present invention is to raise / lower the ground work device by a hydraulic actuator, and to cause an overshoot even if the control target of this raising / lowering is set on the basis of the ground. In addition, the present invention is directed to a device for smoothly performing lifting control, and a second object of the present invention is to lift a ground work device by a hydraulic actuator, and to control the lifting. Even if the vehicle body is set based on the vehicle body, there is a point to configure a device that smoothly performs up-and-down control without causing overshoot.
【０００４】[0004]
【課題を解決するための手段】本発明の第１の特徴は、
対地作業装置昇降用の油圧アクチュエータの制御を行う
制御弁 対地作業装置の地面に対する現在レベルと目標レベルと
の位置偏差を求める位置偏差獲得手段、対地作業装置の
昇降作動時における単位時間内の位置偏差の変化分を求
める位置変化分獲得手段、位置偏差獲得手段で得る位置
偏差のデータ、及び位置変化分獲得手段で得る位置変化
分のデータ夫々を所定の関数に基いて複数のデータに変
換し、かつ、この複数のデータのうちのいずれかを所定
の条件に従って選択し、更に、このように選択したデー
タを所定の条件に従って処理し、この処理結果を、制御
弁の開度を調節するための値として出力する、あるい
は、前記位置偏差のデータ、及び、位置偏差変化分のデ
ータ夫々の値を入力することで、マップデータに基き前
記処理を経ずに、前記処理結果と等しい値を、制御弁の
開度を調節するための値として出力する制御量設定手
段、夫々を有して成る点にあり、本発明の第２の特徴
は、対地作業装置昇降用の油圧アクチュエータの制御を
行う制御弁、対地作業装置の車体に対する現在レベルと
目標レベルとの位置偏差を求める位置偏差獲得手段、対
地作業装置の昇降作動時における昇降速度と、目標速度
との単位時間内での速度偏差の変化分を求める速度変化
分獲得手段、位置偏差獲得手段で得る位置偏差のデー
タ、及び、速度変化分獲得手段で得る速度偏差変化分の
データ夫々を所定の関数に基いて複数のデータに変換
し、かつ、この複数のデータのうちのいずれかを所定の
条件に従って選択し、更に、このように選択したデータ
を所定の条件に従って処理し、この処理結果を、制御弁
の開度を調節するための値として出力する、あるいは、
前記位置偏差のデータ、及び、速度偏差変化分のデータ
夫々の値を入力することで、マップデータに基き前記処
理を経ずに、前記処理結果と等しい値を、制御弁の開度
を調節するための値として出力する制御量設定手段、夫
々を有して成る点にあり、その作用、及び、効果は次の
通りである。The first feature of the present invention is to:
Control valve for controlling a hydraulic actuator for raising / lowering the ground work device Position deviation acquisition means for obtaining a position deviation between a current level and a target level of the ground work device, a position deviation within a unit time when the ground work device is moved up and down Position change amount obtaining means for obtaining the change amount, position deviation data obtained by the position deviation obtaining means, and position change data obtained by the position change obtaining means are each converted into a plurality of data based on a predetermined function, And, any one of the plurality of data is selected according to a predetermined condition, further, the data thus selected is processed according to a predetermined condition, and the processing result is used for adjusting the opening degree of the control valve. By outputting as a value or by inputting each value of the position deviation data and the data of the position deviation change, the above processing is not performed based on the map data. In the second aspect of the present invention, there is provided a control amount setting means for outputting a value equal to the processing result as a value for adjusting the opening degree of the control valve, respectively. A control valve for controlling a hydraulic actuator for raising and lowering the device, a position deviation obtaining means for obtaining a position deviation between a current level and a target level of the ground working device with respect to the vehicle body, a lifting speed during a lifting operation of the ground working device, and a target speed. Of the speed deviation within a unit time, the speed change acquisition means, the position deviation data obtained by the position deviation acquisition means, and the speed deviation change data obtained by the speed change acquisition means Based on the above, and selecting any one of the plurality of data according to a predetermined condition, and further processing the thus selected data according to a predetermined condition. The result is output as a value for adjusting the opening of the control valve, or,
By inputting each value of the position deviation data and the data of the speed deviation change, the opening of the control valve is adjusted to a value equal to the processing result without performing the processing based on the map data. The control amount setting means for outputting as a value for each of the control amount setting means and the control amount setting means are respectively provided, and the operation and effect are as follows.
【０００５】[0005]
【作用】上記第１の特徴を例えば図１に示すように構成
すると、地面Ｇを基準にして設定された所定レベルに、
対地作業装置１１を維持する制御を行う場合には、図３
のフローチャートにも示す如く、目標レベルと現在レベ
ルとの差から位置偏差を求め（位置偏差獲得手段Ａ）、
次に、対地作業装置１１の昇降時におけるレベル変化に
基いて、単位時間内の位置偏差変化分を求め（位置変化
分獲得手段Ｂ）、次に、求めた結果夫々に基いて制御弁
Ｖの開度が設定される（制御量設定手段Ｃ）。又、制御
量設定手段Ｃで設定される制御量は、入力される２種の
データを単純に演算するのでは無く、所定の関数に基ず
く変換、所定の選択、所定の処理の後に出力されるので
（マップデータの場合には処理結果と等しい値が出力さ
れるので）、この昇降作業に適した動作を、関数に設定
し、選択条件に設定し、処理条件に設定することで、偏
差が小さい場合には制御を停止させること、あるいは、
偏差が大きい場合に、過大な増速を抑制すること、油温
の上昇による昇降速度の変化を補正すること等が可能と
なる。又、上記第２の特徴を例えば図２に示すように構
成すると、車体３を基準にして設定された所定レベルに
対地作業装置１１を昇降する制御を行う場合には、図４
のフローチャートにも示す如く、目標レベルと現在レベ
ルとの差から位置偏差を求め（位置偏差獲得手段Ｌ）、
対地作業装置１１の昇降時における単位時間内の速度変
化分を求め（速度変化分獲得手段Ｍ）、次に、求めた結
果夫々に基いて制御弁Ｖの開度が設定される（制御量設
定手段Ｎ）。又、制御量設定手段Ｎで設定される制御量
は、入力される２種のデータを単純に演算するのでは無
く、所定の関数に基ずく変換、所定の選択、所定の処理
の後に出力されるので（マップデータの場合には処理結
果と等しい値が出力されるので）、この昇降作業に適し
た動作を、関数に設定し、選択条件に設定し、処理条件
に設定することで、偏差が小さい場合には制御を停止さ
せること、あるいは、偏差が大きい場合に、過大な増速
を抑制すること、油温の上昇による昇降速度の変化を補
正すること等が可能となる。When the first feature is constructed as shown in FIG. 1, for example, the predetermined level set with the ground G as a reference,
When performing control for maintaining the ground work device 11, FIG.
As shown in the flow chart of 1., the position deviation is obtained from the difference between the target level and the current level (position deviation acquisition means A),
Next, based on the level change when the ground work device 11 is moved up and down, a position deviation change amount within a unit time is obtained (position change amount obtaining means B), and then the control valve V is obtained based on each obtained result. The opening is set (control amount setting means C). Further, the control amount set by the control amount setting means C is not calculated by simply calculating the two types of input data, but is output after conversion based on a predetermined function, predetermined selection, and predetermined processing. Since the same value as the processing result is output in the case of map data, by setting the operation suitable for this lifting work in the function, the selection condition, and the processing condition, the deviation If is small, stop the control, or
When the deviation is large, it is possible to suppress an excessive increase in speed and to correct a change in the ascending / descending speed due to an increase in the oil temperature. Further, if the above-mentioned second characteristic is configured as shown in FIG. 2, for example, when performing control for raising and lowering the ground work device 11 to a predetermined level set with reference to the vehicle body 3, FIG.
As shown also in the flowchart of, the position deviation is obtained from the difference between the target level and the current level (position deviation acquisition means L),
The speed change amount within the unit time when the ground work device 11 is moved up and down is calculated (speed change amount acquisition means M), and then the opening degree of the control valve V is set based on the calculated results (control amount setting). Means N). Further, the control amount set by the control amount setting means N is not calculated by simply calculating the two types of input data, but is output after conversion based on a predetermined function, predetermined selection, and predetermined processing. Since the same value as the processing result is output in the case of map data, by setting the operation suitable for this lifting work in the function, the selection condition, and the processing condition, the deviation When is small, the control can be stopped, or when the deviation is large, it is possible to suppress an excessive increase in speed and to correct changes in the ascending / descending speed due to an increase in the oil temperature.
【０００６】[0006]
【発明の効果】従って、対地作業装置を油圧アクチュエ
ータで行い、この昇降の制御目標が地面を基準に設定さ
れていても、車体を基準に設定されていても、オーバー
シュートを生ずることが少なく、しかも、円滑に昇降制
御を行う装置が構成されたのである。Therefore, the ground work device is operated by the hydraulic actuator, and the overshoot is less likely to occur regardless of whether the elevation control target is set with the ground as the reference or the vehicle body as the reference. Moreover, the device for smoothly performing the elevation control is configured.
【０００７】[0007]
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基いて説明す
る。図１１に示すように前後車輪１，２を備えた車体３
の前部にエンジン４を配置すると共に、車体３の後部に
伝動ケース５を配置し、この伝動ケース５の上部に左右
一対のリフトアーム６、及び、このリフトアーム６を昇
降駆動するリフトシリンダ７（油圧アクチュエータの一
例）を設け、このリフトシリンダ７の上方位置におけ
る、左右のリヤフェンダー８の間に運転座席９を設けて
農用トラクタを構成する。この農用トラクタの後端には
２点リンク機構１０を介してロータリ耕耘装置１１（対
地作業装置の一例）が連結され、この２点リンク機構１
０と前記リフトアーム６とを左右一対のリフトロッド１
２で吊下げ状態に支持することで、このロータリ耕耘装
置１１は前記リフトシリンダ７の駆動により昇降し、更
に、一対のリフトロッド１２のうちの一方に複動型のロ
ーリングシリンダ１３が介装されることで、このロータ
リ耕耘装置１１はローリングシリンダ１３の駆動により
前後向き軸芯周りにローリング作動油するよう構成され
ている。この昇降作動、及び、ローリング作動を行うた
めの油圧系は図１０に示す如く表され、この系は、前記
エンジン４で駆動される油圧ポンプ１４、流量制御用の
フロープライオリティ弁１５、このフロープライオリテ
ィ弁１５からの制御流を前記ローリングシリンダ１３に
供給する電磁弁１６、フロープライオリティ弁１５の余
剰流を前記リフトシリンダ７に供給する、あるいは、リ
フトシリンダ７の作動油を排出する電磁比例型の制御弁
Ｖ夫々を有して成り、更に、この制御弁Ｖは、上昇制御
用の第１弁１７と、この第１弁１７を開閉するパイロッ
ト圧制御用の第２弁１８と、下降制御用の第３弁１９
と、この第３弁１９を開閉するパイロット圧制御用の第
４弁２０と、リリーフ弁２１とで成り、ロータリ耕耘装
置１１を上昇側に制御する場合には、第２弁１８のソレ
ノイド１８ａに対して電流を供給すると共に、この電流
値の調節により、パイロット圧がこの電流値に対応して
変化する結果、この電流値と比例する弁の開度が得ら
れ、又、ロータリ耕耘装置１１を下降側に制御する場合
には、前述と同様に第４弁２０のソレノイド２０ａに供
給する電流の電流値の調節により、この電流値と比例す
る弁の開度が得られるように構成されている。又、この
農用トラクタでは、前記ロータリ耕耘装置１１を車体３
を基準とした所定レベルまで昇降させるポジション制御
と、ロータリ耕耘装置１１を耕起地面Ｇを基準とした所
定レベルまで昇降させる自動耕深制御との２種の制御を
行う昇降制御装置が備えられている。この昇降制御装置
は図９に示す如く構成され、この構成では、図１１に示
すように運転座席９の側方に配置されたポジションレバ
ー２２の設定位置を検出する第１ポテンショメータ２３
と、リフトアーム６の揺動量からロータリ耕耘装置１１
の対車体レベルを検出する第２ポテンショメータ２４と
で、ポジション制御の設定系とフィードバック系とが構
成され、又、前記リヤフェンダー８に設けたコントロー
ルボックス２５の耕深設定ダイヤル２６の設定位置を検
出する第３ポテンショメータ２７と、ロータリ耕耘装置
１１の揺動型の後カバー１１ａの揺動量からロータリ耕
耘装置１１の対車体レベルを検出する第４ポテンショメ
ータ２８とで自動耕深制御の設定系とフィードバック系
とが構成されている。又、これら４つのポテンショメー
タからの信号はＡ／Ｄ変換器２９を介して、マイクロプ
ロセッサ（図示せず）を備えた制御機構３０に入力さ
れ、この制御機構３０は、間歇パルス信号を出力し、パ
ワートランジスタ３１，３１、を介して前記ソレノイド
１８ａ，２０ａを駆動するよう構成されている。又、こ
の制御装置は前記パルス信号のデューティサイクルの調
節により、前記ソレノイド１８ａ，２０ａに供給される
電流の電流値の調節を行って制御弁Ｖの開度の調節を行
い、しかも、この調節は、前記自動耕深制御時には図３
のフローチャートに従い、ポジション制御時には図４の
フローチャートに従って行われるようプログラムがセッ
トされている。つまり、自動耕深制御を行う際には、第
３、第４ポテンショメータ２７，２８からの信号に基づ
き、目標レベルＲｘ、ロータリ耕耘装置１１の現在レベ
ルＸを得ると共に、夫々の値に基いて位置偏差Ｅｘを得
る（＃１ステップ）。次に、位置偏差Ｅｘの絶対値を、
不感帯として設定された値εと比較して、この値より小
さい場合にはデータをクリヤして制御を行わず（＃２，
＃３ステップ）、逆に大きい場合には、この制御が初期
であれば、位置偏差Ｅｘに基いてデューティサイクルＤ
ｉを設定する（＃４，＃５ステップ）。次に制御方向を
判別した後、デューティサイクルＤｉの値のパルス信号
を出力して電磁比例制御弁Ｖを操作し、第３、第４ポテ
ンショメータ２７，２８からの信号に基づき、目標レベ
ルＲｘ (ｎ) 、ロータリ耕耘装置１１の現在レベルＸ
(ｎ) を得ると共に、夫々の値に基いて位置偏差Ｅｘ
(ｎ) を得る（＃６，＃７，＃８，＃９ステップ）。次
に、位置偏差の単位時間内における変化分△Ｅｘ (ｎ)
を求め（＃１０ステップ）、更に、この変化分△Ｅｘ
(ｎ) のデータと位置偏差Ｅｘ (ｎ) とに基いてパルス
信号の調節すべきデューティサイクル（単位は％）の量
△Ｄを求める（＃１１ステップ）。この量△Ｄは、２種
の入力信号△Ｅｘ (ｎ) のとＥｘ (ｎ) とに対応して得
られる値を予め求めておき、マップデータとして与えた
ものであり、所謂、ファジィ理論（Ｆｕｚｚｙ Ｔｈｅ
ｏｒｙ）に基いて設定されている（詳細は後述）。次
に、調節すべきデューティサイクルの量△Ｄ（正か負の
値として与えられる）を、現在出力されているパルス信
号のデューティサイクルに加算し、かつ、この加算の結
果がリミットの値より小さい値に収まるよう処理を行っ
て出力すべきパルス信号のデューティサイクルＤｉが決
定され（＃１２，＃１３ステップ）、この制御はリセッ
トされるまで継続するのである（＃１４ステップ）。
又、以上のように説明した制御系は図１のように、その
構成を表すことが可能であり、同図における位置偏差獲
得手段Ａはフローチャートの＃１，＃９ステップで成
り、位置変化分獲得手段Ｂはフローチャートの＃１０ス
テップで成り、制御量設定手段Ｃはフローチャートの＃
１１ステップで成っている。次に、当該自動耕深制御に
おいて用いられているファジィ理論の概要を説明する。
この制御では前述した位置偏差Ｅｘと、位置偏差の単位
時間内における位置変化分△Ｅｘとの値が、ＮＢ、Ｎ
Ｍ、ＮＳ、Ｎ０、ＰＳ、ＰＭ、ＰＢの７種のファジィラ
ベルに含まれるかを判別し、夫々のファジィラベル、及
び、図５の表から、位置偏差Ｅｘと変化分△Ｅｘとに基
づく制御量がファジィラベルで与えられる。又、このよ
うに与えられるファジィラベルには夫々複数の制御量が
含まれており、この制御量は次のように求める。つま
り、図６（イ），（ロ）に示す如く、位置偏差Ｅｘ、変
化分ΔＥｘ夫々の値を０〜１の範囲内のメンバーシップ
値に変換するメンバーシップ関数が定義されており、例
えば、位置偏差Ｅｘの値がａであり、位置変化分△Ｅｘ
の値がｂであった場合には、ａ，ｂ夫々の値が（イ），
（ロ）夫々の関数からメンバーシップ値ａ1 ，ａ2 ，ｂ
1 ，ｂ2 に変換される。又、メンバーシップ値ａ1 ，ａ
2 は夫々関数ＮＳ，Ｎ０で与えられ、メンバーシップ値
ｂ1 ，ｂ2 は関数ＮＭ，ＮＢで与えられており、次に、
図６（ハ）に示すファジィルールに従って、ａ1 とｂ2
との値の比較、及び、ａ2 ，ｂ1 との値の比較を行い、
比較の結果の小さい値ｂ2 とａ2 とが選択され、更に、
図６（ニ）に示す如く、結論部に定義された関数に対し
てファジィルールに従って、メンバーシップ値ｂ2 より
上段が切り取られた関数ＮＢの領域Ｕ1 とメンバーシッ
プ値ａ2 より上段が切り取られた関数ＮＭの領域Ｕ2 と
が求められ、これら２種の領域Ｕ1 ，Ｕ2 夫々の横軸方
向での重心位置ｃが制御量の値△Ｄとして求められるの
である。尚、前記したファジィルールは「マムダニ（Ｍ
ａｍｄａｎｉ）の方法」と称せられるものである。因み
に、当該自動耕深制御では、ファジィ理論に基いた、前
述の演算を予め行っておき、前述したように（フローチ
ャートの＃１１ステップ) 位置偏差Ｅｘ、変化分△Ｅｘ
の値が求められるとマップデータに基いて、制御量△Ｄ
が迅速に決定されるようになっている。又、ポジション
制御を行う際の動作は図４フローチャートに示すよう
に、第１、第２ポテンショメータ２３，２４からの信号
に基づき目標レベルＲｘ、ロータリ耕耘装置１１の現在
レベルＸを得ると共に、夫々の値に基いて位置偏差Ｅｘ
を得る（＃１ステップ）。次に、位置偏差Ｅｘの絶対値
を、不感帯として設定された値εと比較して、この値ε
より小さい場合にはデータをクリヤして制御を行わず
（＃２，＃３ステップ）、逆に大きい場合には、この制
御が初期であれば、位置偏差Ｅｘに基いてデューティサ
イクルＤｉを設定する（＃４，＃５ステップ）。次に、
制御方向を判別した後、位置偏差Ｅｘに基いて目標速度
Ｒｖを設定し、デューティサイクルＤｉのパルス信号を
出力して電磁比例制御弁Ｖを操作する（＃６，＃７，＃
８ステップ）。尚、＃７ステップで設定される目標速度
Ｒｖは位置偏差Ｅｘの値が大きいほど速度の高い値に設
定されるものであり、＃５ステップでは、初期におい
て、この速度を得るために必要なデューティサイクルＤ
ｉが適当な値に設定される。又、＃８ステップ以降はロ
ータリ耕耘装置１１の昇降が行われており、この昇降時
の作動速度Ｖを得るため第２ポテンショメータ２４の値
が再度入力され、演算が行われる（＃９，＃１０ステッ
プ）。次に、第１ポテンショメータ２３の値が再度入力
され（この値はポジションレバー２２の操作が行われて
いなければ、＃１ステップにおける値と一致する）、位
置偏差Ｅｘを再度求める（＃１１ステップ）。次に、目
標速度Ｒｖと作動速度Ｖとから速度偏差Ｅｖが求めら
れ、又、同様の処理を行うことによって、速度偏差Ｅｖ
の時間変化分△Ｅｖが求められ、夫々の値に基いて調節
すべきデューティサイクル（単位は％）の量△Ｄを求め
る（＃１２，＃１３，＃１４ステップ）。この量△Ｄ
は、２種の入力信号Ｅｖ、△Ｅｖとに対応して得られる
値を予め求めておき、マップデータとして与えたもので
あり、所謂、ファジィ理論（Ｆｕｚｚｙ Ｔｈｅｏｒ
ｙ）に基いて設定されている（詳細は後述）。次に、調
節すべきデューティサイクルの量△Ｄ（正か負の値とし
て与えられる）を現在出力しているパルス信号のデュー
ティサイクルに加算し、かつ、この加算の結果が所定の
値の範囲内に収まるよう処理を行って出力すべきパルス
信号のデューティサイクルＤｉが決定され（＃１５，＃
１６ステップ）、この制御はリセットされるまで継続す
るのである（＃１７ステップ）。又、以上のように説明
した制御系は図２のように、その構成を表すことが可能
であり、同図における位置偏差獲得手段Ｌはフローチャ
ートの＃１，＃１１ステップで成り、速度変化分獲得手
段Ｍはフローチャートの＃１３ステップで成り、制御量
設定手段Ｎはフローチャートの＃１４ステップで成って
いる。尚、このポジション制御においても前述と全く同
様のファジィ理論に基いて制御量が求められ、図５及び
図６において括弧内に記したデータを当て嵌めること
で、前述と同様のプロセスで制御量が求められるように
なっている。更に、このポジション制御においても前述
と同様に、ファジィ理論に基いた演算を予め行ってお
き、前述のように（フローチャートの＃１４ステップ）
速度偏差Ｅｖと速度偏差Ｅｖの変化分△Ｅｖとの値が求
められると、マップデータに基いて制御量△Ｄが迅速に
決定されるようになっている。因みに、ロータリ耕耘装
置１１の昇降を行う場合には、ロータリ耕耘装置１１の
重量の作用によって昇降時における速度変化等の特性が
異なるため、自動耕深制御、ポジション制御のいずれの
制御を行う場合にも、上昇制御時と下降制御時とにおい
ては制御量に差異を設定して、いずれの制御を行う場合
にも、オーバーシュートあるいはショック等生じないよ
う、マップデータは夫々の制御とも２種類用いられてい
る。尚、自動耕深制御、ポジション制御をファジィ理論
に基いて行う制御系のブロックダイヤグラムは図７及び
図８の如く表される。Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. A vehicle body 3 including front and rear wheels 1 and 2 as shown in FIG.
The engine 4 is arranged in the front part of the vehicle, the transmission case 5 is arranged in the rear part of the vehicle body 3, the pair of left and right lift arms 6 are provided on the upper part of the transmission case 5, and the lift cylinder 7 that drives the lift arms 6 up and down. An example of a hydraulic actuator is provided, and a driver's seat 9 is provided between the left and right rear fenders 8 above the lift cylinder 7 to form an agricultural tractor. A rotary tiller 11 (an example of a ground work device) is connected to the rear end of the agricultural tractor via a two-point link mechanism 10.
0 and the lift arm 6 as a pair of left and right lift rods 1.
By supporting the rotary tiller 11 in a suspended state by means of 2, the rotary tiller 11 is moved up and down by the drive of the lift cylinder 7, and further, a double-acting rolling cylinder 13 is provided on one of the pair of lift rods 12. As a result, the rotary cultivator 11 is configured to drive the rolling cylinder 13 to roll the hydraulic oil around the longitudinal axis. A hydraulic system for performing the ascending / descending operation and the rolling operation is represented as shown in FIG. 10, which includes a hydraulic pump 14 driven by the engine 4, a flow priority valve 15 for flow rate control, and a flow priority valve. An electromagnetic proportional control for supplying the control flow from the valve 15 to the rolling cylinder 13 and the surplus flow of the flow priority valve 15 to the lift cylinder 7, or for discharging the hydraulic oil of the lift cylinder 7. Each of the control valves V is provided with a first valve 17 for rising control, a second valve 18 for controlling pilot pressure for opening and closing the first valve 17, and a lowering control valve. 3rd valve 19
And a fourth valve 20 for controlling pilot pressure for opening and closing the third valve 19 and a relief valve 21, and when controlling the rotary tiller 11 to the rising side, a solenoid 18a of the second valve 18 is provided. The current is supplied to the valve while adjusting the current value, and as a result, the pilot pressure changes corresponding to this current value, and as a result, the valve opening proportional to this current value is obtained. When controlling to the down side, the valve opening proportional to the current value is obtained by adjusting the current value of the current supplied to the solenoid 20a of the fourth valve 20 in the same manner as described above. . Further, in this agricultural tractor, the rotary tiller 11 is mounted on the vehicle body 3
A lifting control device is provided for performing two kinds of control: a position control for raising and lowering the rotary tiller 11 to a predetermined level, and an automatic plowing depth control for raising and lowering the rotary tiller 11 to a predetermined level based on the plowing ground G. There is. This lifting control device is configured as shown in FIG. 9. In this configuration, as shown in FIG. 11, the first potentiometer 23 for detecting the set position of the position lever 22 arranged on the side of the driver's seat 9 is shown.
And the amount of swing of the lift arm 6, the rotary tiller 11
The second potentiometer 24 for detecting the level of the vehicle against the vehicle constitutes a position control setting system and a feedback system, and detects the setting position of the working depth setting dial 26 of the control box 25 provided on the rear fender 8. A third potentiometer 27 for controlling and a fourth potentiometer 28 for detecting the level of the rotary tiller 11 with respect to the vehicle body from the swing amount of the swing-type rear cover 11a of the rotary tiller 11, a setting system and a feedback system for automatic tilling depth control. And are configured. Further, the signals from these four potentiometers are input to a control mechanism 30 equipped with a microprocessor (not shown) via the A / D converter 29, and the control mechanism 30 outputs an intermittent pulse signal, It is configured to drive the solenoids 18a and 20a via the power transistors 31 and 31. Further, this control device adjusts the current value of the current supplied to the solenoids 18a and 20a by adjusting the duty cycle of the pulse signal to adjust the opening degree of the control valve V. , Fig. 3 during the automatic plowing depth control
The program is set so that the position control is performed according to the flowchart of FIG. That is, when performing the automatic tilling depth control, the target level Rx and the current level X of the rotary tiller 11 are obtained based on the signals from the third and fourth potentiometers 27 and 28, and the position is determined based on the respective values. The deviation Ex is obtained (# 1 step). Next, the absolute value of the position deviation Ex is
Compared with the value ε set as the dead zone, if it is smaller than this value, the data is cleared and control is not performed (# 2,
# 3 step), on the contrary, if this control is initial, the duty cycle D is determined based on the position deviation Ex.
i is set (steps # 4 and # 5). Next, after determining the control direction, a pulse signal having the value of the duty cycle Di is output to operate the electromagnetic proportional control valve V, and based on the signals from the third and fourth potentiometers 27 and 28, the target level Rx (n ), The current level X of the rotary tiller 11
(n) and obtain the position deviation Ex based on each value.
(n) is obtained (# 6, # 7, # 8, # 9 steps). Next, the amount of change in position deviation within a unit time ΔEx (n)
Is calculated (# 10 step), and this change ΔEx
Based on the data of (n) and the position deviation Ex (n), the amount ΔD of the duty cycle (unit is%) of the pulse signal to be adjusted is obtained (step # 11). This amount ΔD is a value obtained in advance corresponding to two kinds of input signals ΔEx (n) and Ex (n) and given as map data, which is the so-called fuzzy theory ( Fuzzy The
ory) is set (details will be described later). Then, the amount of duty cycle to be adjusted ΔD (given as a positive or negative value) is added to the duty cycle of the pulse signal currently being output, and the result of this addition is less than the limit value. The duty cycle Di of the pulse signal to be output is determined by performing processing so that it falls within the value (steps # 12 and # 13), and this control continues until it is reset (step # 14).
Further, the control system described above can represent its configuration as shown in FIG. 1, and the position deviation acquisition means A in FIG. The acquisition means B consists of steps # 10 in the flowchart, and the control amount setting means C is #
It consists of 11 steps. Next, an outline of the fuzzy theory used in the automatic tillage control will be described.
In this control, the values of the position deviation Ex and the position change amount ΔEx of the position deviation per unit time are NB, N.
M, NS, N0, PS, PM, PB is discriminated whether it is included in the 7 types of fuzzy labels, and based on the respective fuzzy labels and the table in FIG. 5, control based on the position deviation Ex and the variation ΔEx. The quantity is given in fuzzy labels. Further, each of the fuzzy labels given in this way contains a plurality of control quantities, and the control quantities are obtained as follows. That is, as shown in FIGS. 6 (a) and 6 (b), a membership function for converting the respective values of the position deviation Ex and the variation ΔEx into membership values within the range of 0 to 1 is defined. The value of the position deviation Ex is a, and the position change amount ΔEx
If the value of is b, the values of a and b are (a),
(B) Membership values a 1 , a 2 , b from each function
Converted to 1 , b 2 . Also, the membership values a 1 , a
2 is given by the functions NS and N0, respectively, and the membership values b 1 and b 2 are given by the functions NM and NB.
According to the fuzzy rule shown in FIG. 6C, a 1 and b 2
And the values of a 2 and b 1 are compared,
The smaller values b 2 and a 2 of the comparison result are selected, and
As shown in FIG. 6D, according to the fuzzy rule for the function defined in the conclusion part, the region U 1 of the function NB where the upper part is cut off from the membership value b 2 and the upper part is cut off from the membership value a 2. The area U 2 of the obtained function NM is obtained, and the barycentric position c of each of these two types of areas U 1 and U 2 in the horizontal axis direction is obtained as the control amount value ΔD. In addition, the fuzzy rule described above is "Mamdani (M
amdani) method ”. Incidentally, in the automatic plowing depth control, the above-described calculation based on the fuzzy theory is performed in advance, and as described above (step # 11 of the flowchart), the position deviation Ex and the variation ΔEx
When the value of is calculated, the controlled variable ΔD is calculated based on the map data.
Is being decided quickly. Further, as shown in the flowchart of FIG. 4, the operation at the time of performing the position control obtains the target level Rx and the current level X of the rotary tiller 11 based on the signals from the first and second potentiometers 23 and 24, and Position deviation Ex based on the value
Is obtained (# 1 step). Next, the absolute value of the position deviation Ex is compared with the value ε set as the dead zone, and this value ε
If it is smaller, the data is cleared and control is not performed (steps # 2 and # 3). Conversely, if it is larger, if this control is initial, the duty cycle Di is set based on the position deviation Ex. (Steps # 4 and # 5). next,
After determining the control direction, the target speed Rv is set based on the position deviation Ex, the pulse signal of the duty cycle Di is output, and the solenoid proportional control valve V is operated (# 6, # 7, #).
8 steps). The target speed Rv set in step # 7 is set to a higher value as the position deviation Ex is larger. In step # 5, the duty required to obtain this speed is initially set. Cycle D
i is set to an appropriate value. Further, after the step # 8, the rotary tiller 11 is moved up and down, and the value of the second potentiometer 24 is input again to obtain the operating speed V at the time of this up and down, and the calculation is performed (# 9, # 10). Step). Next, the value of the first potentiometer 23 is input again (this value coincides with the value in step # 1 if the position lever 22 is not operated), and the position deviation Ex is obtained again (step # 11). . Next, the speed deviation Ev is obtained from the target speed Rv and the operating speed V, and the speed deviation Ev is obtained by performing the same processing.
Of the duty cycle (unit is%) to be adjusted based on each value (steps # 12, # 13, # 14). This amount ΔD
Is a value obtained in advance corresponding to the two kinds of input signals Ev and ΔEv and given as map data, which is a so-called fuzzy theory (Fuzzy Theor).
It is set based on (y) (details will be described later). Then, the amount of duty cycle to be adjusted ΔD (given as a positive or negative value) is added to the duty cycle of the pulse signal currently being output, and the result of this addition is within a predetermined value range. The duty cycle Di of the pulse signal to be output is determined by processing so that
16 steps), this control continues until it is reset (# 17 step). The control system described above can be represented as shown in FIG. 2, and the position deviation acquisition means L in FIG. 2 is composed of steps # 1 and # 11 in the flow chart. The acquisition means M comprises step # 13 of the flowchart, and the control amount setting means N comprises step # 14 of the flowchart. In this position control as well, the control amount is obtained based on the same fuzzy theory as described above, and by applying the data shown in parentheses in FIGS. 5 and 6, the control amount can be calculated in the same process as described above. It is becoming required. Further, also in this position control, similar to the above, the calculation based on the fuzzy theory is performed in advance, and as described above (step # 14 of the flowchart).
When the values of the speed deviation Ev and the variation ΔEv of the speed deviation Ev are obtained, the control amount ΔD is quickly determined based on the map data. By the way, when the rotary tiller 11 is moved up and down, the characteristics such as the speed change at the time of raising and lowering due to the action of the weight of the rotary tiller 11 are different. Also, two types of map data are used in each control so that a difference is set in the control amount between the up control and the down control and no overshoot or shock is generated in any control. ing. A block diagram of a control system for performing automatic plowing control and position control based on the fuzzy theory is shown in FIGS. 7 and 8.
【０００８】〔別実施例〕本発明は上記実施例以外に例
えばマップデータを用いずに演算によって制御量を決定
するようプログラムを構成する、あるいは、ファジィ制
御専用のマイクロプロセッサを用いて実施することが可
能であり、又、制御の流れをフローチャートに示された
もの以外のステップで構成して良く、又、メンバーシッ
プ関数の特性を任意の曲線で表されるものに設定する
等、様々に実施可能である。[Other Embodiments] In addition to the above embodiments, the present invention may be implemented, for example, by configuring a program so as to determine a control amount by calculation without using map data, or by using a microprocessor dedicated to fuzzy control. Is possible, and the control flow may be configured by steps other than those shown in the flowchart, and the characteristics of the membership function may be set to those represented by an arbitrary curve. It is possible.
【０００９】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利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。It should be noted that reference numerals are given in the claims for convenience of comparison with the drawings, but the present invention is not limited to the configurations of the accompanying drawings by the entry.
【図１】第１発明の構成を表すクレーム対応図FIG. 1 is a claim correspondence diagram showing a configuration of a first invention.
【図２】第２発明の構成を表すクレーム対応図FIG. 2 is a claim correspondence diagram showing a configuration of a second invention.
【図３】第１発明の動作の前部を表すフローチャートFIG. 3 is a flowchart showing the front part of the operation of the first invention.
【図４】第１発明の動作の後部を表すフローチャートFIG. 4 is a flowchart showing a rear part of the operation of the first invention.
【図５】第２発明の動作の前部を表すフローチャートFIG. 5 is a flowchart showing the front part of the operation of the second invention.
【図６】第２発明の動作の後部を表すフローチャートFIG. 6 is a flowchart showing the rear part of the operation of the second invention.
【図７】ファジィ係数の台集合を表す表FIG. 7 is a table showing a base set of fuzzy coefficients.
【図８】（イ），（ロ），（ハ），（ニ）はメンバーシ
ップ関数及びファジィルールの表から制御量を求める過
程を表す図8 (a), (b), (c), and (d) are diagrams showing a process of obtaining a control amount from a membership function and fuzzy rule table.
【図９】自動耕深制御を行う系のブロックダイヤグラムFIG. 9 is a block diagram of a system for performing automatic plowing depth control.
【図１０】ポジション制御を行う系のブロックダイヤグ
ラムFIG. 10 is a block diagram of a system for position control.
【図１１】該制御装置のブロック回路図FIG. 11 is a block circuit diagram of the control device.
【図１２】油圧回路図[Fig. 12] Hydraulic circuit diagram
【図１３】農用トラクタの全体側面図FIG. 13 is an overall side view of an agricultural tractor.
７ 油圧アクチュエータ １１ 対地作業装置 Ａ 位置偏差獲得手段 Ｃ 制御量設定手段 Ｖ 制御弁 7 Hydraulic actuator 11 Ground work device A Position deviation acquisition means C Control amount setting means V Control valve
【手続補正書】[Procedure amendment]
【提出日】平成８年５月１３日[Submission date] May 13, 1996
【手続補正１】[Procedure Amendment 1]
【補正対象書類名】明細書[Document name to be amended] Statement
【補正対象項目名】図７[Name of item to be corrected] Figure 7
【補正方法】変更[Correction method] Change
【補正内容】[Correction content]
【図７】ファジィ係数の台集合を表す図表FIG. 7 is a diagram showing a base set of fuzzy coefficients.
Claims (1)
降操作される対地作業装置（１１）の現在レベルと、任
意に設定される目標レベルとの位置偏差を求める位置偏
差獲得手段（Ａ）を備え、この位置偏差獲得手段（Ａ）
からの位置偏差の値を予め設定されたメンバーシップ関
数に基づいてメンバーシップ値に変換し、かつ、このメ
ンバーシップ値と前記メンバーシップ関数とに基づいて
制御目標を求め、この制御目標を前記油圧アクチュエー
タ（７）に対する制御弁（Ｖ）の開度を調節する値に設
定して前記位置偏差の値を小さくする側に対地作業装置
（１１）を昇降操作する制御量設定手段（Ｃ）を備えた
昇降制御装置。1. A position deviation obtaining means (A) for obtaining a position deviation between a current level of a ground work device (11) which is vertically moved by a driving force of a hydraulic actuator (7) and an arbitrarily set target level. Provision for this position deviation acquisition means (A)
The value of the position deviation from is converted into a membership value based on a preset membership function, and a control target is obtained based on this membership value and the membership function. A control amount setting means (C) for raising and lowering the ground work device (11) is provided on the side where the opening of the control valve (V) with respect to the actuator (7) is adjusted to a value that reduces the value of the position deviation. Lifting control device.
Priority Applications (1)
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| JP8052976A JP3044189B2 (en) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | Lift control device |
Applications Claiming Priority (1)
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| JP8052976A JP3044189B2 (en) | 1996-03-11 | 1996-03-11 | Lift control device |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1226883A Division JP2545139B2 (en) | 1989-08-31 | 1989-08-31 | Lift control device |
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Family Applications (1)
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| JP (1) | JP3044189B2 (en) |
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