JPH09224409A - Device for controlling deep cultivation of working machine for earth-moving vehicle - Google Patents
Device for controlling deep cultivation of working machine for earth-moving vehicleInfo
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- JPH09224409A JPH09224409A JP6385996A JP6385996A JPH09224409A JP H09224409 A JPH09224409 A JP H09224409A JP 6385996 A JP6385996 A JP 6385996A JP 6385996 A JP6385996 A JP 6385996A JP H09224409 A JPH09224409 A JP H09224409A
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Abstract
Description
【0001】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、作業機を昇降制御
して耕耘深さを一定にする土工車両の作業機耕深制御装
置に関する。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a working machine tilling depth control device for an earthmoving vehicle which controls the working machine up and down to keep the tilling depth constant.
【0002】[0002]
【従来の技術】車体に走行装置としてのクローラやホィ
ールを設けて走行及び旋回可能にし、車体後部に耕耘機
等の作業機を備えた土工車両がある。そして、土工車両
での耕耘作業の中に、圃場を耕耘する深さ(以後、耕深
と言う)を一定にする作業がある。作業機を昇降させる
操作レバーを手動で操作して耕深を一定にする作業を行
うのが困難なので、自動的に耕深制御を行う耕深制御装
置が提案されている。自動耕深制御において、耕深のフ
ィードバック信号を得る様々な方法が従来からよく知ら
れている。2. Description of the Related Art There is an earthmoving vehicle having a crawler or a wheel as a traveling device on a vehicle body so that the vehicle can travel and turn and a working machine such as a cultivator is provided at a rear portion of the vehicle body. Then, in the tilling work by the earthmoving vehicle, there is a work for making the depth of tilling the field (hereinafter referred to as tilling depth) constant. Since it is difficult to manually operate the operation lever for raising and lowering the working machine to make the working depth constant, a working depth control device that automatically controls the working depth has been proposed. Various methods for obtaining a feedback signal of the working depth have been well known in the automatic working depth control.
【0003】例えば特開平7−115804号公報に
は、作業機の後端部に設けられたリアカバーの回動角度
によって耕深を検出する方法を提案している。図7は、
同公報に記載されたホィール式土工車両の例を表してお
り、以下同図に基いて説明する。土工車両1は車体の前
部及び後部にそれぞれホィール2、3を設けて走行自在
とし、運転席の前部に配備されたステアリングハンドル
9によって左右旋回が可能となっている。土工車両1の
後端部には、いわゆる3点リンクヒッチにより連結され
た例えばロータリ等の作業機7を備えている。すなわ
ち、車体の後方中央の上部には一本のアッパリンク5、
後方下部の左右には一対のロワーリンク6がそれぞれ回
動自在に装着されている。また、車体後部の左右にはリ
フトアーム11が回動自在に装着され、リフトアーム1
1の後端部とロワーリンク6の略中央部との間には、左
右にそれぞれリフトロッド8が回動自在に装着されてい
る。そして、リフトアーム11にはリフトアームシリン
ダ4のロッド側が回動自在に取着されており、リフトア
ームシリンダ4のチューブ側は車体後部に回動自在に取
着されている。アッパリンク5及びロワーリンク6の先
端部には耕耘機等の作業機7が装着されており、リフト
アームシリンダ4を伸縮することによって、リフトアー
ム11、リフトロッド8及びロワーリンク6を介して作
業機7を昇降可能としている。For example, Japanese Laid-Open Patent Publication No. 7-115804 proposes a method of detecting the working depth by the rotation angle of a rear cover provided at the rear end of the working machine. FIG.
An example of the wheel type earthworking vehicle described in the publication is shown, which will be described below with reference to FIG. The earthmoving vehicle 1 is provided with wheels 2 and 3 at the front and rear of the vehicle body, respectively, so that the vehicle can travel freely, and a steering handlebar 9 provided at the front of the driver's seat allows the vehicle to turn left and right. At the rear end of the earthmoving vehicle 1, there is provided a working machine 7 such as a rotary connected by a so-called three-point link hitch. That is, one upper link 5 is provided at the upper rear center of the vehicle body.
A pair of lower links 6 are rotatably attached to the left and right of the lower rear part. A lift arm 11 is rotatably attached to the left and right of the rear part of the vehicle body.
Lift rods 8 are rotatably mounted on the left and right sides between the rear end of the first unit 1 and the substantially center of the lower link 6. The rod side of the lift arm cylinder 4 is rotatably attached to the lift arm 11, and the tube side of the lift arm cylinder 4 is rotatably attached to the rear part of the vehicle body. A working machine 7 such as a cultivator is attached to the tip ends of the upper link 5 and the lower link 6, and when the lift arm cylinder 4 is expanded and contracted, work is performed via the lift arm 11, the lift rod 8 and the lower link 6. The machine 7 can be raised and lowered.
【0004】作業機7の後端部には前後方向に回動自在
なリアカバー13が設けられており、作業機7の上部に
は耕深を検出する耕深検出器63が設けられている。リ
アカバー13は作業機7の耕深に応じて回動するように
なっていて、耕深検出器63はリアカバー13の回動角
度を検出することによって耕深を検出するものである。
耕深検出器63の出力信号は図示しないコントローラに
入力されている。また、耕深制御時の耕深を設定するた
めに図示しない耕深設定器(ポテンショメータ等)が設
けられており、この耕深設定器からの耕深設定信号が上
記コントローラに入力される。さらに、リフトアームシ
リンダ4の伸縮を制御する図示しない切換弁が備えられ
ていて、コントローラはこの切換弁に切り換え信号を出
力することにより、油圧ポンプから吐出された圧油をリ
フトアームシリンダ4に供給してリフトアームシリンダ
4の伸縮を制御している。A rear cover 13 which is rotatable in the front-rear direction is provided at the rear end of the working machine 7, and a working depth detector 63 for detecting the working depth is provided at the upper part of the working machine 7. The rear cover 13 is adapted to rotate depending on the working depth of the working machine 7, and the working depth detector 63 detects the working depth by detecting the turning angle of the rear cover 13.
The output signal of the working depth detector 63 is input to a controller (not shown). Further, a not-illustrated tilling depth setting device (potentiometer or the like) is provided for setting the tilling depth at the tilling depth control, and the tilling depth setting signal from this tilling depth setting device is input to the controller. Further, a switching valve (not shown) that controls expansion and contraction of the lift arm cylinder 4 is provided, and the controller outputs a switching signal to this switching valve to supply the pressure oil discharged from the hydraulic pump to the lift arm cylinder 4. The expansion and contraction of the lift arm cylinder 4 is controlled.
【0005】ところで、このような構成における制御ブ
ロック図は例えば図8によって表され、以下同図に基づ
いて作用を説明する。自動で耕深制御するときは、コン
トローラは耕深設定器62からの耕深設定信号と耕深検
出器63の出力信号との偏差を求め、この偏差を増幅し
て電磁弁駆動部28を介して切換弁を切り換え、これに
よってリフトアームシリンダ4を駆動して作業機7の昇
降を制御している。これによって、作業機7の耕深は耕
深設定器62で設定された深さになるように制御され
る。なお、同公報では偏差の増幅部に不感帯を設けるこ
とを示しているが、上記の説明では省いている。By the way, a control block diagram in such a configuration is shown, for example, in FIG. 8, and the operation will be described below with reference to FIG. When automatically controlling the working depth, the controller obtains a deviation between the working depth setting signal from the working depth setting device 62 and the output signal of the working depth detector 63, amplifies this deviation, and causes the solenoid valve drive unit 28 to perform the amplification. The changeover valve is changed over and the lift arm cylinder 4 is driven by this to control the lifting and lowering of the working machine 7. As a result, the working depth of the working machine 7 is controlled to the depth set by the working depth setting device 62. It should be noted that although the same publication shows that the dead zone is provided in the deviation amplification section, it is omitted in the above description.
【0006】また、上記した方法の他に、耕深検出手段
として作業機7の上部に設けたレーザ受光器52を用い
た方法が提案されており、図9はこの方法による土工車
両の説明図である。圃場の基準位置にレーザ投光器51
を設け、このレーザ投光器51から基準レーザ光53を
水平面内に回転させながら投光している。レーザ受光器
52は上下方向に配列した受光センサを有するもので、
基準レーザ光53を受光したこの受光センサの位置から
基準レーザ光53と作業機7との相対高さが検出され
る。コントローラは、この相対高さから作業機7の高さ
を演算して耕深を検出している。そして、この場合にお
ける制御ブロック図も図8と同様に表され、作用も同様
となる。In addition to the above-mentioned method, a method using a laser receiver 52 provided on the upper part of the working machine 7 as a working depth detecting means has been proposed. FIG. 9 is an explanatory view of an earthworking vehicle by this method. Is. Laser projector 51 is placed at the reference position in the field.
Is provided, and the reference laser beam 53 is projected from the laser projector 51 while rotating in the horizontal plane. The laser receiver 52 has light receiving sensors arranged in the vertical direction.
The relative height between the reference laser beam 53 and the working machine 7 is detected from the position of the light receiving sensor that receives the reference laser beam 53. The controller calculates the height of the working machine 7 from this relative height and detects the working depth. The control block diagram in this case is also shown in the same way as in FIG. 8, and the operation is also the same.
【0007】また、車体の傾斜角度の大きさに応じて作
業機の高さが変化するので、この傾斜角度に基づいて作
業機高さを補正する方法が提案されている。特開昭63
−7704号公報にはこの例が示されており、図10に
同公報による土工車両を表す。例えば、車体の前部が上
昇しているときは後部の作業機は傾斜角度に応じた高さ
分だけ下降し、車体の前部が下降しているときは反対に
作業機は上記高さ分だけ上昇するので、この高さ分を補
正する必要がある。したがって、同公報によると、土工
車両の後輪車軸近傍に車体傾斜角を検出する傾斜角度セ
ンサ15を、またリフトアーム11の基端部回動軸に角
度センサ16を備えている。図示しないコントローラは
車体が水平状態のときに耕深設定値に相当する耕深にな
るように、リフトアーム11を下降させる。そして、車
体が角度θだけ傾斜したときは、リフトアームシリンダ
4を駆動してリフトアーム11をこの角度θだけ昇降さ
せ、作業機7の高さを補正する。このようにして、凸凹
のある荒れ地でも耕深が設定耕深値になるような耕深制
御が可能となる。Further, since the height of the working machine changes according to the magnitude of the tilt angle of the vehicle body, a method of correcting the working machine height based on this tilt angle has been proposed. JP 63
No. 7704 discloses this example, and FIG. 10 shows an earthmoving vehicle according to the publication. For example, when the front part of the vehicle body is raised, the work implement at the rear part is lowered by a height corresponding to the tilt angle, and when the front part of the vehicle body is lowered, the work implement is moved by the above height. Since it only rises, it is necessary to correct this height. Therefore, according to the publication, an inclination angle sensor 15 for detecting the vehicle body inclination angle is provided in the vicinity of the rear wheel axle of the earthmoving vehicle, and an angle sensor 16 is provided on the base end rotation shaft of the lift arm 11. A controller (not shown) lowers the lift arm 11 so that the working depth becomes a working depth set value when the vehicle body is in a horizontal state. When the vehicle body is tilted by the angle θ, the lift arm cylinder 4 is driven to move the lift arm 11 up and down by the angle θ, and the height of the working machine 7 is corrected. In this way, it becomes possible to perform tillage depth control such that the tillage depth becomes the set tillage depth value even on a rough land with unevenness.
【0008】[0008]
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようにリアカバー13の回動角度によって耕深のフィー
ドバック信号を得る耕深制御装置においては、作業機7
(ロータリ等)で砕き切れない土塊や切り株、圃場の表
面又は地中にある大きな石がリアカバー13に当たるこ
とによって、耕深検出器63からのフィードバック信号
が外乱を受け、仕上がりの耕深が設定値通りにならな
い。このときの耕深制御の様子を図11に示している。
リアカバー13に大きな石や切り株が当たることによ
り、リアカバー13が上方に大きく跳ね上がり回動する
ので耕深のフィードバック信号が急に大きくなる。この
ために偏差が増大し、コントローラは耕深が設定値より
も深くなったと判断して作業機7を上昇させる。この結
果、仕上がり耕深は石や切り株の位置で設定耕深よりも
浅くなり、耕深が一定とならないという問題がある。However, in the working depth control device which obtains the feedback signal of the working depth by the rotation angle of the rear cover 13 as described above, the working machine 7 is used.
When the rear cover 13 is hit by a clod or stump that cannot be broken (rotary, etc.), or a large stone on the surface of the field or in the ground, the feedback signal from the working depth detector 63 is disturbed, and the finished working depth is set to the set value. It doesn't pass. FIG. 11 shows the state of the plowing depth control at this time.
When a large stone or a stump hits the rear cover 13, the rear cover 13 jumps up and rotates a lot, so that the feedback signal of the working depth suddenly increases. For this reason, the deviation increases, and the controller determines that the working depth has become deeper than the set value, and raises the work implement 7. As a result, the finished working depth becomes shallower than the set working depth at the position of the stone or stump, and there is a problem that the working depth is not constant.
【0009】また、作業機7の上部に設けたレーザ受光
器52によって基準レーザ光53を受光して耕深フィー
ドバック信号を得る耕深制御装置においては、自動車等
が走行したときの振動によってレーザ投光器51が振動
したり、また風によって基準レーザ光53が揺れたりす
る。このために、基準レーザ光53の高さ位置が乱れ、
これに伴って耕深フィードバック信号に外乱が生じるの
で、耕深が一定にならない。Further, in the tilling depth control device for receiving the reference laser light 53 by the laser receiver 52 provided on the upper part of the working machine 7 to obtain the tilling depth feedback signal, the laser projector is caused by the vibration when the automobile or the like runs. 51 oscillates, or the reference laser beam 53 sways due to wind. Therefore, the height position of the reference laser beam 53 is disturbed,
As a result, disturbance occurs in the working depth feedback signal, so that the working depth is not constant.
【0010】また、車体の傾斜角に対応して作業機7の
高さを制御する場合には、一定の傾斜角を有する長い傾
斜地を車体が傾斜した状態で走行し続けていると、その
傾斜角に対応して作業機7を上昇又は下降させたまま走
行することになる。すなわち、図12に示すように傾斜
状態が長く継続した上り坂では作業機7を上昇させたま
ま走行するので、設定耕深値Hよりも浅い耕深hに制御
される。また、反対に長い下り坂では作業機7が下降し
たままなので、設定耕深値よりも深く耕深制御されるこ
とになる。このために、傾斜地での耕深精度が良くない
という問題が生じている。Further, when controlling the height of the work implement 7 in accordance with the inclination angle of the vehicle body, if the vehicle body continues to run on a long sloping ground having a constant inclination angle, the inclination of the vehicle body The work machine 7 travels while being raised or lowered according to the corner. That is, as shown in FIG. 12, since the working machine 7 travels while being raised on an uphill where the inclined state continues for a long time, the plowing depth h is controlled to be shallower than the set plowing depth value H. On the contrary, on a long downhill, the working machine 7 remains lowered, so that the plowing depth is controlled deeper than the set plowing depth value. For this reason, there is a problem in that the precision of tillage depth on sloping ground is not good.
【0011】本発明は、このような問題点に着目してな
されたものであり、耕深フィードバック信号の外乱の影
響を受けず、また長い傾斜地においても耕深精度が良好
な耕深制御が可能な土工車両の作業機耕深制御装置を提
供することを目的としている。The present invention has been made by paying attention to such a problem, and it is possible to perform the plowing depth control which is not affected by the disturbance of the plowing depth feedback signal and has a favorable plowing depth accuracy even on a long sloping land. It is an object of the present invention to provide a working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle.
【0012】[0012]
【課題を解決するための手段、作用及び効果】上記の目
的を達成するために、請求項1に記載の発明は、土工車
両1の後端部に昇降自在に設けられた作業機7と、作業
機7の耕耘深さ(耕深)を検出する耕深検出器63と、
目標の耕深値を設定する耕深設定器62と、耕深設定器
62の耕深値と耕深検出器63の検出値との偏差が小さ
くなるように作業機7の昇降を制御するコントローラ5
5とを備えた土工車両の作業機耕深制御装置において、
耕深検出器63の検出値の低周波成分信号を出力する第
一のローパスフィルタ67と、土工車両1の前後方向の
傾斜角の高周波成分信号を検出する傾斜角高周波成分検
出手段と、耕深設定器62の耕深値と第一のローパスフ
ィルタ67の出力値との偏差信号Eを前記傾斜角高周波
成分検出手段の出力値によって補正し、偏差信号Eが小
さくなるように作業機7の昇降を制御するコントローラ
55とを備えた構成としている。Means for Solving the Problems, Actions and Effects In order to achieve the above-mentioned object, the invention according to claim 1 is a working machine 7 provided at the rear end of an earthworking vehicle 1 so as to be able to move up and down, A plowing depth detector 63 for detecting the plowing depth (plowing depth) of the working machine 7,
A tilling depth setting device 62 for setting a target tilling depth value, and a controller for controlling the raising and lowering of the working machine 7 so that the deviation between the tilling depth value of the tilling depth setting device 62 and the detection value of the tilling depth detector 63 becomes small. 5
In the working machine tilling depth control device of the earthmoving vehicle having
A first low-pass filter 67 that outputs a low-frequency component signal of the detection value of the tilling depth detector 63, a tilt angle high-frequency component detecting unit that detects a high-frequency component signal of a tilt angle in the front-rear direction of the earthworking vehicle 1, and a tilling depth. The deviation signal E between the plowing depth value of the setting device 62 and the output value of the first low pass filter 67 is corrected by the output value of the inclination angle high frequency component detecting means, and the working machine 7 is moved up and down so that the deviation signal E becomes small. And a controller 55 for controlling the.
【0013】請求項1に記載の発明によると、耕深検出
器の出力信号に重畳している外乱は第一のローパスフィ
ルタによって除去されるので、偏差信号が外乱の影響を
受けなくなる。よって、外乱による仕上がり耕深の乱れ
が無くなり、設定耕深値通りの耕深制御が可能となる。
一方、耕深フィードバック信号を上記ローパスフィルタ
に通すことに伴って応答性が低下してしまうため、凸凹
地での耕深精度が低下してしまう。これを改善するため
に、傾斜角の高周波成分をフィードバックしてリフトア
ームシリンダ4の指令信号を補正している。すなわち、
傾斜角高周波成分検出手段によって検出された傾斜角の
高周波成分信号をフィードバックし、これによって前記
偏差信号を補正する。したがって、土工車両1が凸凹地
を耕深したり、平坦地から傾斜地に変わる場所で耕深す
る場合には、傾斜角の急激な変化に対応してリフトアー
ムシリンダ4の速度が追従するように偏差信号を補正す
るので、耕深制御の追従性が改善される。また、傾斜地
に入ってからこの傾斜角が一定になったら偏差信号の上
記補正を元に戻すので、傾斜角に対応して作業機の高さ
を無駄に補正するということがなくなり、傾斜状態の耕
深制御精度を改善できる。According to the first aspect of the invention, the disturbance superimposed on the output signal of the working depth detector is removed by the first low-pass filter, so that the deviation signal is not affected by the disturbance. Therefore, the disturbance of the finished working depth due to the disturbance is eliminated, and the working depth can be controlled according to the set working depth value.
On the other hand, since the responsiveness is lowered by passing the tilling depth feedback signal through the low-pass filter, the tilling depth accuracy on the uneven land is lowered. In order to improve this, the command signal of the lift arm cylinder 4 is corrected by feeding back the high frequency component of the tilt angle. That is,
The high frequency component signal of the inclination angle detected by the inclination angle high frequency component detecting means is fed back to correct the deviation signal. Therefore, when the earthmoving vehicle 1 cultivates uneven land or digs in a place where a flat land changes to a sloping ground, the speed of the lift arm cylinder 4 follows the rapid change in the inclination angle. Since the deviation signal is corrected, the followability of the plowing depth control is improved. Further, when the inclination angle becomes constant after entering the sloping ground, the above correction of the deviation signal is undone, so that the height of the working machine is not wastefully corrected in accordance with the inclination angle. The plowing depth control accuracy can be improved.
【0014】また、請求項2に記載の発明は、請求項1
に記載の土工車両の作業機耕深制御装置において、前記
傾斜角高周波成分検出手段は、土工車両1の前後方向の
傾斜角速度を検出する角速度検出器64と、角速度検出
器64の出力信号の低周波成分信号を出力することによ
り、等価的に傾斜角の高周波成分信号を出力する第二の
ローパスフィルタ68とからなる構成としている。The invention described in claim 2 is the same as claim 1
In the working machine tillage depth control device for an earthworking vehicle according to item 4, the inclination angle high frequency component detecting means includes an angular velocity detector 64 for detecting an inclination angular velocity in the longitudinal direction of the earthworking vehicle 1, and a low frequency output signal of the angular velocity detector 64. The second low-pass filter 68 equivalently outputs a high-frequency component signal having a tilt angle by outputting the component signal.
【0015】また、請求項3に記載の発明は、請求項1
に記載の土工車両の作業機耕深制御装置において、前記
傾斜角高周波成分検出手段は、土工車両1の前後方向の
傾斜角速度を検出する角速度検出器64と、角速度検出
器64からの角速度信号を積分する積分器65と、積分
器65の出力信号の高周波成分信号を出力するハイパス
フィルタ66とからなる構成としている。The invention according to claim 3 is the same as claim 1
In the working machine tillage depth control device for an earthworking vehicle according to item 7, the inclination angle high frequency component detecting means integrates an angular velocity detector 64 for detecting an inclination angular velocity of the earthmoving vehicle 1 in the front-rear direction, and an angular velocity signal from the angular velocity detector 64. And a high-pass filter 66 that outputs a high-frequency component signal of the output signal of the integrator 65.
【0016】請求項2及び請求項3に記載の発明による
と、前記傾斜角高周波成分検出手段は車体傾斜角の急激
な変化に対応して作業機の高さを補正するものである
が、このような傾斜角の急激な変化の検出手段として、
次のような手段がある。すなわち、請求項3では、傾斜
角高周波成分検出手段は土工車両1の前後方向の傾斜角
速度を積分して傾斜角度を求め、この傾斜角度の高周波
成分信号を検出している。また、請求項2では、傾斜角
高周波成分検出手段は土工車両1の前後方向の傾斜角速
度の低周波成分信号を検出することにより、等価的に傾
斜角度の高周波成分信号を検出している。請求項2によ
る信号は実質的に請求項3による信号と等価となるが、
請求項3の信号に比べて角速度検出器のドリフトやオフ
セット等を積分した累積誤差が無いので、より正確な傾
斜角度の高周波成分信号を検出できる。また、制御構成
要素が少なくなっているので信号の遅れ等がなく実用的
である。上記いずれか一方の傾斜角高周波成分検出手段
で求めた傾斜角の高周波成分信号によって前記偏差信号
を補正するので、傾斜角の急激な変化に対する耕深制御
の追従性が改善される。また、傾斜地に入ってからこの
傾斜角が一定になったら偏差信号の上記補正を元に戻す
ので、傾斜角に対応して作業機の高さを無駄に補正する
ということがなくなり、傾斜状態の耕深制御精度を改善
できる。According to the second and third aspects of the present invention, the inclination angle high frequency component detecting means corrects the height of the working machine in response to a sudden change in the vehicle body inclination angle. As a means to detect such a sudden change in tilt angle,
There are the following means. That is, in claim 3, the inclination angle high frequency component detecting means obtains the inclination angle by integrating the longitudinal angular velocity of the earthmoving vehicle 1 and detects the high frequency component signal of this inclination angle. Further, in claim 2, the inclination angle high frequency component detection means equivalently detects the high frequency component signal of the inclination angle by detecting the low frequency component signal of the inclination angular velocity in the front-rear direction of the earthworking vehicle 1. The signal according to claim 2 is substantially equivalent to the signal according to claim 3,
Compared with the signal according to claim 3, there is no accumulated error obtained by integrating drift and offset of the angular velocity detector, so that a high-frequency component signal with a more accurate tilt angle can be detected. Further, since the number of control components is small, there is no signal delay and it is practical. Since the deviation signal is corrected by the high frequency component signal of the inclination angle obtained by any one of the inclination angle high frequency component detecting means, the followability of the plowing depth control with respect to the rapid change of the inclination angle is improved. Further, when the inclination angle becomes constant after entering the sloping ground, the above correction of the deviation signal is undone, so that the height of the working machine is not wastefully corrected in accordance with the inclination angle. The plowing depth control accuracy can be improved.
【0017】また、請求項4に記載の発明は、請求項
1、2又は3に記載の土工車両の作業機耕深制御装置に
おいて、前記耕深検出器63は、作業機7のリアカバー
13の回動角度を検出する構成としている。また、請求
項5に記載の発明は、請求項1、2又は3に記載の土工
車両の作業機耕深制御装置において、前記耕深検出器6
3は、作業機7に取着されたレーザ受光器52によって
基準レーザ光53と作業機7との相対位置を検出する構
成としている。Further, the invention according to claim 4 is the working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle according to claim 1, 2 or 3, wherein the tilling depth detector 63 is provided with a rear cover 13 of the working machine 7. It is configured to detect the moving angle. The invention according to claim 5 is the working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle according to claim 1, 2 or 3, wherein the tiller depth detector 6 is used.
3 is configured to detect the relative position between the reference laser beam 53 and the working machine 7 by the laser light receiver 52 attached to the working machine 7.
【0018】請求項4に記載の発明によると、作業機の
リアカバーの回動角度によって耕深を検出している場合
には、切り株や大石等による上記リアカバーの跳ねが発
生して耕深検出器のフィードバック信号の急激な変化
(外乱)が生じても、前記第一のローパスフィルタがこ
の外乱信号を除去する。よって、外乱に影響されずに仕
上がり耕深が耕深設定値になるように制御される。した
がって、本発明はリアカバーの回動角度による耕深検出
器の場合に有効となる。また、請求項5に記載の発明に
よると、作業機に取着されたレーザ受光器によって基準
レーザ光と作業機との相対位置を検出し、この相対位置
に基づいて耕深を検出している場合には、地面の振動に
よるレーザ投光器の揺れや風による基準レーザ光の乱れ
が発生して耕深検出器のフィードバック信号の外乱が生
じても、上記同様に前記第一のローパスフィルタがこの
外乱信号を除去する。よって、外乱に影響されずに仕上
がり耕深が耕深設定値になるように制御される。したが
って、本発明はレーザ受光器による耕深検出器の場合に
有効となる。According to the fourth aspect of the present invention, when the working depth is detected by the rotation angle of the rear cover of the working machine, the rear cover bounces due to a stump or a large stone, and the working depth detector is detected. Even if a sudden change (disturbance) in the feedback signal of 1 occurs, the first low-pass filter removes this disturbance signal. Therefore, the finished plowing depth is controlled so as to reach the plowing depth set value without being affected by the disturbance. Therefore, the present invention is effective in the case of the working depth detector based on the rotation angle of the rear cover. Further, according to the invention described in claim 5, the relative position between the reference laser beam and the working machine is detected by the laser light receiver attached to the working machine, and the working depth is detected based on this relative position. In this case, even if the disturbance of the reference laser beam due to the vibration of the laser projector or the wind due to the vibration of the ground occurs and the disturbance of the feedback signal of the working depth detector occurs, the disturbance is caused by the first low-pass filter in the same manner as above. Remove the signal. Therefore, the finished plowing depth is controlled so as to reach the plowing depth set value without being affected by the disturbance. Therefore, the present invention is effective in the case of a working depth detector using a laser receiver.
【0019】また、請求項6に記載の発明は、土工車両
1の後端部に昇降自在に設けられた作業機7と、作業機
7の耕耘深さ(耕深)を検出する耕深検出器63と、目
標の耕深値を設定する耕深設定器62と、耕深設定器6
2の耕深値と耕深検出器63の検出値との偏差が小さく
なるようにこの偏差に基づいて作業機7の昇降指令を出
力するコントローラ55とを備えた土工車両の作業機耕
深制御装置において、コントローラ55は、前記偏差が
所定の大きさのリミット値より大きくなったとき、この
リミット値を偏差とみなし、リミット値に基づいて作業
機7の昇降指令を出力する構成としている。Further, the invention according to claim 6 is a working machine 7 provided at the rear end of the earthworking vehicle 1 so as to be able to move up and down, and a plowing depth detection for detecting a plowing depth (plowing depth) of the working machine 7. Device 63, tilling depth setting device 62 for setting a target tilling depth value, and tilling depth setting device 6
The working machine working depth control device for an earthworking vehicle, which is provided with a controller 55 that outputs a lifting command for the working machine 7 based on the deviation so that the deviation between the working depth value 2 and the detection value of the working depth detector 63 becomes small. In the above, the controller 55 regards the limit value as a deviation when the deviation becomes larger than a predetermined limit value, and outputs a lifting command for the working machine 7 based on the limit value.
【0020】請求項6に記載の発明によると、耕深検出
器のフィードバック信号に急に大きな外乱が生じた場合
には、耕深設定器の耕深値と耕深検出器のフィードバッ
ク値との偏差が突発的に大きくなるが、この偏差信号が
所定の大きさのリミット値より大きくならないように抑
えている。したがって、耕深検出器のフィードバック信
号の突発的な外乱の影響を抑え、仕上がり耕深の精度が
向上する。According to the invention of claim 6, when a large disturbance suddenly occurs in the feedback signal of the tilling depth detector, the tilling depth value of the tilling depth setting device and the feedback value of the tilling depth detector are compared. Although the deviation suddenly becomes large, this deviation signal is suppressed so as not to become larger than a predetermined limit value. Therefore, the influence of sudden disturbance of the feedback signal of the working depth detector is suppressed, and the accuracy of the finished working depth is improved.
【0021】また、請求項7に記載の発明は、請求項6
に記載の土工車両の作業機耕深制御装置において、前記
リミット値を任意に設定可能とした構成としている。The invention according to claim 7 is the same as that of claim 6.
In the working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle described in [3], the limit value can be set arbitrarily.
【0022】請求項7に記載の発明によると、前記偏差
信号のリミット値を任意に設定可能とし、圃場の凸凹状
態に対応してリフトアームシリンダ4の追従性を変更で
きるようにしている。よって、凸凹状態に応じて精度良
く耕深制御が可能となる。According to the seventh aspect of the invention, the limit value of the deviation signal can be arbitrarily set, and the followability of the lift arm cylinder 4 can be changed according to the unevenness of the field. Therefore, it is possible to accurately control the working depth according to the uneven state.
【0023】[0023]
【発明の実施の形態】以下、図面を参照しながら発明の
実施形態を詳細に説明する。図1〜図3は第一の実施形
態を表している。本実施形態に係わる土工車両1の側面
図を図1に、構成ブロック図を図2に示し、まず同図に
基づき説明する。本例では、耕深検出手段としてリアカ
バー13の回動角度を検出する耕深検出器63を備えた
土工車両1の例を示している。土工車両1の構成は従来
技術で説明した図7と同様で、同じ構成には同一符号を
付しているが、以下簡単に説明する。車体の後端部には
3点リンクヒッチ、すなわち中央上部の一本のアッパリ
ンク5、及び下部左右の一対のロワーリンク6により連
結されたロータリ等の作業機7を備えている。車体後部
の左右には、リフトアーム11が回動自在に装着され、
リフトアーム11の後端部はリフトロッド8を介してロ
ワーリンク6に連結されている。また、リフトアーム1
1はリフトアームシリンダ4によって昇降自在になって
おり、リフトアームシリンダ4を伸縮することによりリ
フトロッド8及びロワーリンク6を介して作業機7を昇
降可能としている。さらに、作業機7の上部にはリアカ
バー13の回動角度を検出する耕深検出手段としての耕
深検出器63が設けられている。また、車体には前後方
向の傾斜角度を検出するための角速度検出器64が設け
られている。BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Embodiments of the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. 1 to 3 show the first embodiment. A side view of the earthmoving vehicle 1 according to the present embodiment is shown in FIG. 1, and a block diagram of the structure is shown in FIG. In this example, an example of the earthworking vehicle 1 including the tilling depth detector 63 that detects the rotation angle of the rear cover 13 as the tilling depth detecting means is shown. The construction of the earthworking vehicle 1 is the same as that of FIG. 7 described in the related art, and the same reference numerals are given to the same constructions, which will be briefly described below. At the rear end of the vehicle body, a three-point link hitch, that is, one upper link 5 at the center upper part, and a working machine 7 such as a rotary connected by a pair of lower left and right lower links 6 are provided. Lift arms 11 are rotatably attached to the left and right of the rear part of the vehicle body,
The rear end of the lift arm 11 is connected to the lower link 6 via the lift rod 8. Also, the lift arm 1
The lift arm cylinder 4 can move up and down, and the work arm 7 can be moved up and down via the lift rod 8 and the lower link 6 by expanding and contracting the lift arm cylinder 4. Further, a working depth detector 63 as a working depth detecting means for detecting the rotation angle of the rear cover 13 is provided on the upper part of the working machine 7. The vehicle body is also provided with an angular velocity detector 64 for detecting the tilt angle in the front-rear direction.
【0024】耕深設定器62は耕深を設定するものであ
り、例えば運転席前部のパネル10等に設けられる。耕
深設定器62及び耕深検出器63は例えばポテンショメ
ータで構成され、また角速度検出器64はジャイロ等に
より構成されている。コントローラ55はマイクロコン
ピュータ等を主体にした一般的なコンピュータシステム
によって構成されており、制御部27とA/D変換部2
6と電磁弁駆動部28とからなっている。耕深設定器6
2、耕深検出器63及び角速度検出器64の各出力信号
は、A/D変換部26を介して制御部27に入力され、
ここで演算処理されて電磁弁駆動部28にリフトアーム
11の昇降指令信号が出力される。電磁弁駆動部28
は、この昇降指令信号の大きさに比例した電流信号を出
力するものである。上昇指令のときは、この電流信号は
切換弁33のソレノイド操作部33dに導かれ、下降指
令のときは、この電流信号は切換弁33のソレノイド操
作部33eに導かれる。The tilling depth setting device 62 is for setting the tilling depth and is provided, for example, on the panel 10 or the like at the front of the driver's seat. The tilling depth setter 62 and the tilling depth detector 63 are constituted by, for example, potentiometers, and the angular velocity detector 64 is constituted by a gyro or the like. The controller 55 is composed of a general computer system mainly including a microcomputer, and includes a control unit 27 and an A / D conversion unit 2.
6 and a solenoid valve drive unit 28. Plowing depth setting device 6
2. The output signals of the tilling depth detector 63 and the angular velocity detector 64 are input to the controller 27 via the A / D converter 26,
An elevation command signal for the lift arm 11 is output to the solenoid valve drive unit 28 by the arithmetic processing. Solenoid valve drive unit 28
Outputs a current signal proportional to the magnitude of the up / down command signal. In the case of a rising command, this current signal is guided to the solenoid operating portion 33d of the switching valve 33, and in the case of a falling command, this current signal is guided to the solenoid operating portion 33e of the switching valve 33.
【0025】切換弁33は、リフトアームシリンダ4を
駆動するものである。本実施形態はリフトアームシリン
ダ4として単動式シリンダを使用した例を示しているの
で、切換弁33は3ポート切換弁で構成されている。切
換弁33の入力ポートは管路42を介して油圧ポンプ3
2に接続されていて、戻り油ポートは管路43を介して
タンク31に接続されている。また、切換弁33の出力
ポートは管路45を介してリフトアームシリンダ4のボ
トム側油圧室4aに接続されている。The switching valve 33 drives the lift arm cylinder 4. Since this embodiment shows an example in which a single-acting cylinder is used as the lift arm cylinder 4, the switching valve 33 is a three-port switching valve. The input port of the switching valve 33 is connected to the hydraulic pump 3 via the pipe line 42.
2 and the return oil port is connected to the tank 31 via the conduit 43. The output port of the switching valve 33 is connected to the bottom hydraulic chamber 4 a of the lift arm cylinder 4 via a pipe 45.
【0026】制御部27から電磁弁駆動部28に上昇指
令が出力されると、電流信号が切換弁33のソレノイド
操作部33dに導かれ、切換弁33はa側に切り換わ
る。これによって、油圧ポンプ32から吐出された圧油
は上記上昇指令の大きさに応じた流量で管路42及び管
路45を介してリフトアームシリンダ4のボトム側油圧
室4aに流入する。そして、リフトアームシリンダ4が
前記流量に比例した速度でリフトアーム11を上昇させ
る。また、制御部27から電磁弁駆動部28に下降指令
が出力されると、電流信号が切換弁33のソレノイド操
作部33eに導かれ、切換弁33はc側に切り換わる。
このとき、作業機7及びリフトアーム11等の自重によ
ってリフトアームシリンダ4のロッドが下降方向に押さ
れてボトム側油圧室4aから油が流出し、管路45及び
管路43を介してタンク31にドレーンする。よって、
リフトアーム11は上記自重によって下降する。なお、
油圧ポンプ32から吐出された圧油は管路42及び管路
43を介してタンク31へドレーンする。When a rising command is output from the control unit 27 to the solenoid valve drive unit 28, a current signal is guided to the solenoid operating unit 33d of the switching valve 33, and the switching valve 33 is switched to the a side. As a result, the pressure oil discharged from the hydraulic pump 32 flows into the bottom hydraulic chamber 4a of the lift arm cylinder 4 via the pipe 42 and the pipe 45 at a flow rate according to the magnitude of the above-mentioned rise command. Then, the lift arm cylinder 4 raises the lift arm 11 at a speed proportional to the flow rate. When the control unit 27 outputs a descending command to the solenoid valve drive unit 28, a current signal is guided to the solenoid operating unit 33e of the switching valve 33, and the switching valve 33 is switched to the c side.
At this time, the rod of the lift arm cylinder 4 is pushed downward by the weight of the working machine 7, the lift arm 11, etc., and the oil flows out from the bottom side hydraulic chamber 4a, and the tank 31 passes through the pipe line 45 and the pipe line 43. Drain to. Therefore,
The lift arm 11 descends due to its own weight. In addition,
The pressure oil discharged from the hydraulic pump 32 drains to the tank 31 via the pipe line 42 and the pipe line 43.
【0027】制御部27の構成を、図3の制御ブロック
図に基づいて詳細に説明する。なお、図3にはA/D変
換部26を省略して示している。耕深設定器62からの
耕深値信号は制御目標値を表している。耕深検出器63
からの検出値信号は第一のローパスフィルタ67に入力
され、ローパスフィルタ67から上記検出値信号の低周
波成分信号が出力される。上記耕深値信号とこの検出値
信号の低周波成分信号との偏差が演算され、これが耕深
の偏差信号Eとなる。また、角速度検出器64からの角
速度信号は積分器65に入力されて傾斜角信号θに変換
され、この傾斜角信号θはハイパスフィルタ66に入力
される。さらに、ハイパスフィルタ66は傾斜角信号θ
の高周波成分信号を出力し、この高周波成分信号は所定
倍に増幅される。そして、前記偏差信号Eとこの増幅さ
れた傾斜角信号θの高周波成分信号との差が演算され、
この差信号はアンプによって増幅されて電磁弁駆動部2
8に上昇又は下降指令として出力される。電磁弁駆動部
28はこの上昇又は下降指令に基づいて前述のように電
流信号を切換弁33に出力し、これによってリフトアー
ムシリンダ4を駆動して作業機7の昇降を制御してい
る。The configuration of the control unit 27 will be described in detail with reference to the control block diagram of FIG. The A / D converter 26 is omitted in FIG. The tilling depth value signal from the tilling depth setter 62 represents the control target value. Plow depth detector 63
The detection value signal from is input to the first low-pass filter 67, and the low-frequency component signal of the detection value signal is output from the low-pass filter 67. The deviation between the plowing depth value signal and the low-frequency component signal of the detection value signal is calculated, and this is the plowing depth deviation signal E. Further, the angular velocity signal from the angular velocity detector 64 is input to the integrator 65 and converted into the tilt angle signal θ, and the tilt angle signal θ is input to the high pass filter 66. Further, the high-pass filter 66 uses the tilt angle signal θ.
Is output, and the high frequency component signal is amplified by a predetermined factor. Then, the difference between the deviation signal E and the high frequency component signal of the amplified tilt angle signal θ is calculated,
This difference signal is amplified by the amplifier and the solenoid valve drive unit 2
8 is output as an ascending or descending command. The solenoid valve drive unit 28 outputs a current signal to the switching valve 33 as described above based on this ascending or descending command, thereby driving the lift arm cylinder 4 to control the lifting and lowering of the working machine 7.
【0028】次に、以上の構成における耕深制御装置の
作用を説明する。耕深検出器63の検出値信号に重畳し
ている外乱は第一のローパスフィルタ67によって除去
される。これによって、耕深設定器62からの耕深値信
号と第一のローパスフィルタ67の出力信号との偏差信
号Eは耕深フィードバック信号の外乱の影響を受けない
ので、電磁弁駆動部28への昇降指令が安定して出力さ
れる。したがって、切り株等によってリアカバー13が
急に跳ね上がっても、これによる仕上がり耕深の乱れは
無くなり、精度良い耕深制御が可能となる。Next, the operation of the tilling depth control device having the above structure will be described. Disturbances superposed on the detection value signal of the working depth detector 63 are removed by the first low-pass filter 67. As a result, the deviation signal E between the working depth value signal from the working depth setting device 62 and the output signal of the first low-pass filter 67 is not affected by the disturbance of the working depth feedback signal. The lift command is output stably. Therefore, even if the rear cover 13 suddenly jumps up due to a stump or the like, the disturbance of the finished working depth due to this is eliminated, and the accurate working depth control becomes possible.
【0029】一方、凸凹地や、平坦地から傾斜地に変わ
る場所では車体の傾斜角が急に変わるので、この傾斜角
の変化の大きさに応じて作業機7の高さを応答性良く補
正する必要がある。しかし、傾斜角が余り変化しないよ
うな長い傾斜地(上り勾配又は下り勾配の圃場等)では
作業機7の上記高さ補正を元に戻さなければならない。
したがって、図3のように傾斜角信号θ(角速度検出器
64の角速度信号を積分した信号)の高周波成分信号を
ハイパスフィルタ66によって求め、前記偏差信号Eを
この高周波成分信号によって補正するようにしている。On the other hand, since the inclination angle of the vehicle body changes abruptly in an uneven land or a place where a flat land changes to a sloping ground, the height of the working machine 7 is corrected with good responsiveness according to the magnitude of the change in the inclination angle. There is a need. However, in a long sloping land (such as an upslope or downslope field) where the inclination angle does not change so much, the height correction of the working machine 7 must be restored.
Therefore, as shown in FIG. 3, a high frequency component signal of the tilt angle signal θ (a signal obtained by integrating the angular velocity signal of the angular velocity detector 64) is obtained by the high pass filter 66, and the deviation signal E is corrected by this high frequency component signal. There is.
【0030】ここで、耕深の符号は地表面の高さを基準
(=0)とし、下方に向かう方向(耕深が深くなる方
向)を正とする。また、偏差信号E(これは、リフトア
ーム11の上昇又は下降の速度指令に相当する)の符号
はリフトアーム11の下降方向を正、上昇方向を負とす
る。また、車体前部が上方を向いているとき、車体傾斜
角の符号を正とする。このとき、例えば耕深値信号に対
して耕深フィードバック信号の方が大きい、すなわち仕
上がり耕深値が耕深設定値よりも深いときは、偏差信号
Eの符号が負となり、電磁弁駆動部28に負の指令信号
が出力される。よって、リフトアーム11が上昇し、偏
差信号Eが小さくなる。つぎに、例えば車体前部が急に
上昇して傾斜角が正方向に増加して行くときは、この傾
斜角の変化の大きさに応じた速度でリフトアームシリン
ダ4を上昇させる必要がある。このようなときは、ハイ
パスフィルタ66が出力する傾斜角信号θの高周波成分
信号は傾斜角の変化の大きさに比例した正信号となるの
で、前記偏差信号Eからこの正の高周波成分信号を減算
して補正信号を求めている。よって、この補正信号はリ
フトアーム11の上昇方向の追従性が改善されるように
補正され、増幅されて出力される。同様にして、車体前
部が急に下降して傾斜角が負方向に減少して行くとき
は、前記偏差信号Eから傾斜角の負の高周波成分信号を
減算して補正信号が求められ、リフトアーム11の下降
方向の追従性が改善される。この結果、傾斜角の急激な
変化に対しては、作業機7の高さ補正の応答性が良くな
り、耕深精度が向上する。また、傾斜角が変化しないよ
うな勾配の長い傾斜地では、傾斜角信号θの高周波成分
信号は0となるので、前記偏差信号Eに対して補正しな
くなる。したがって、仕上がり耕深は耕深設定値通りに
一定となり、傾斜地での耕深精度が向上する。Here, the sign of the plowing depth is based on the height of the ground surface (= 0), and the downward direction (the direction in which the plowing depth becomes deep) is positive. The sign of the deviation signal E (which corresponds to a speed command for raising or lowering the lift arm 11) is such that the downward direction of the lift arm 11 is positive and the upward direction is negative. Further, when the front part of the vehicle body faces upward, the sign of the vehicle body inclination angle is positive. At this time, for example, when the plowing depth feedback signal is larger than the plowing depth value signal, that is, when the finished plowing depth value is deeper than the plowing depth setting value, the sign of the deviation signal E becomes negative, and the solenoid valve drive unit 28. A negative command signal is output to. Therefore, the lift arm 11 rises and the deviation signal E decreases. Next, for example, when the front part of the vehicle body suddenly rises and the inclination angle increases in the positive direction, it is necessary to raise the lift arm cylinder 4 at a speed according to the magnitude of the change in the inclination angle. In such a case, the high frequency component signal of the inclination angle signal θ output from the high pass filter 66 becomes a positive signal proportional to the magnitude of the change in the inclination angle, and therefore this positive high frequency component signal is subtracted from the deviation signal E. Then, the correction signal is obtained. Therefore, this correction signal is corrected so as to improve the followability of the lift arm 11 in the ascending direction, and is amplified and output. Similarly, when the front portion of the vehicle body suddenly descends and the inclination angle decreases in the negative direction, a correction signal is obtained by subtracting the negative high frequency component signal of the inclination angle from the deviation signal E, and the lift signal is lifted. The followability of the arm 11 in the descending direction is improved. As a result, the responsiveness of the height correction of the work implement 7 is improved with respect to a rapid change in the inclination angle, and the plowing depth accuracy is improved. On a slope having a long slope where the slope angle does not change, the high frequency component signal of the slope angle signal θ becomes 0, and the deviation signal E cannot be corrected. Therefore, the finished tillage depth becomes constant according to the tillage depth setting value, and the tillage depth accuracy on the sloping land is improved.
【0031】なお、本実施形態ではリアカバー13の回
動角度を検出し、この回動角度を耕深値フィードバック
信号としているが、本発明はこれに限定されるものでな
く、例えば図9のようにレーザ受光器によって基準レー
ザ光を受光し、受光した基準レーザ光の位置と作業機7
の相対位置によって耕深を検出するようなものであって
もよい。また、リフトアームシリンダ4が単動式シリン
ダである例を示したが、これは複動式シリンダであって
もよい。この場合には、リフトアームシリンダ4のボト
ム側油圧室とヘッド側油圧室とを同時に制御するよう
に、4ポート式切換弁を使用して構成できる。そして、
リフトアームシリンダ4の下降時の制御特性が改善され
る。In the present embodiment, the turning angle of the rear cover 13 is detected, and this turning angle is used as the plow value feedback signal, but the present invention is not limited to this, and as shown in FIG. 9, for example. The reference laser beam is received by the laser receiver, and the position of the received reference laser beam and the working machine 7
It is also possible to detect the working depth by the relative position of. Although the lift arm cylinder 4 is a single-acting cylinder, it may be a double-acting cylinder. In this case, a 4-port type switching valve can be used so as to simultaneously control the bottom side hydraulic chamber and the head side hydraulic chamber of the lift arm cylinder 4. And
The control characteristic when the lift arm cylinder 4 is lowered is improved.
【0032】次に、第二の実施形態を図4に基づいて説
明する。本実施形態では、第一実施形態での傾斜角信号
θの高周波成分信号と等価な信号を他の方法で求めてい
る。図4はこの方法を示した制御ブロック図であり、同
図で図3と同じ構成には同じ符号を付している。ここ
で、傾斜角信号θの高周波成分信号と等価な信号は、角
速度検出器64からの角速度信号を疑似的なローパスフ
ィルタである第二のローパスフィルタ68に入力するこ
とによって得られている。ここで、疑似的なローパスフ
ィルタと言う意味は、特開平4−168314号公報に
よってよく知られているように、疑似的なローパスフィ
ルタである第二のローパスフィルタ68の出力信号が傾
斜角信号θの高周波成分信号と略等価であると言うこと
である。その他の構成は、図3と同じである。Next, a second embodiment will be described with reference to FIG. In this embodiment, a signal equivalent to the high frequency component signal of the tilt angle signal θ in the first embodiment is obtained by another method. FIG. 4 is a control block diagram showing this method, in which the same components as those in FIG. 3 are designated by the same reference numerals. Here, a signal equivalent to the high frequency component signal of the tilt angle signal θ is obtained by inputting the angular velocity signal from the angular velocity detector 64 to the second low pass filter 68 which is a pseudo low pass filter. Here, the meaning of the pseudo low-pass filter is that the output signal of the second low-pass filter 68, which is a pseudo low-pass filter, is the tilt angle signal θ, as is well known from Japanese Patent Laid-Open No. 4-168314. That is, it is almost equivalent to the high frequency component signal of. Other configurations are the same as those in FIG.
【0033】したがって、本構成においても前実施形態
と同様の作用及び効果が得られる。すなわち、耕深設定
器62からの耕深値信号と第一のローパスフィルタ67
の出力信号との偏差信号Eは耕深フィードバック信号の
外乱の影響を受けないので、切り株等によってリアカバ
ー13が急に跳ね上がっても、これによる仕上がり耕深
の乱れは無くなり、精度良い耕深制御が可能となる。ま
た、傾斜角の角速度信号を上記疑似的なローパスフィル
タを介して入力することによって等価的に傾斜角信号θ
の高周波成分信号を求め、前記偏差信号Eとこの等価的
な傾斜角信号θの高周波成分信号との差信号を演算して
いる。この結果、傾斜角の急激な変化に対しては、作業
機7の高さ補正の応答性が良くなるので、耕深精度を向
上できる。さらに、傾斜角が変化しないような勾配の長
い傾斜地では、角速度信号の疑似的なローパスフィルタ
を介した信号は0となるので、前記偏差信号Eに対して
補正しなくなる。したがって、傾斜地での耕深精度が向
上する。さらに、本実施形態で求めた角速度信号の疑似
的なローパスフィルタを介した信号は角速度検出器64
のドリフトやオフセット等を積分した累積誤差を含んで
いないので、より正確な傾斜角度の高周波成分信号を検
出できる。また、制御構成要素が少なくなっているので
信号の遅れ等がなく実用的である。Therefore, also in this configuration, the same operation and effect as in the previous embodiment can be obtained. That is, the working depth value signal from the working depth setting device 62 and the first low-pass filter 67.
Since the deviation signal E from the output signal of is not affected by the disturbance of the plowing depth feedback signal, even if the rear cover 13 suddenly jumps up due to a stump or the like, the disturbance of the finished plowing depth is eliminated, and accurate plowing depth control can be performed. It will be possible. Further, by inputting the angular velocity signal of the tilt angle through the pseudo low-pass filter, the tilt angle signal θ is equivalently obtained.
Is calculated, and the difference signal between the deviation signal E and the equivalent high-frequency component signal of the tilt angle signal θ is calculated. As a result, the responsiveness of the height correction of the work implement 7 is improved with respect to a rapid change in the inclination angle, so that the plowing depth accuracy can be improved. Further, on a slope having a long slope such that the inclination angle does not change, the signal of the angular velocity signal through the pseudo low-pass filter becomes 0, so that the deviation signal E cannot be corrected. Therefore, the plowing depth accuracy on the sloping ground is improved. Further, the signal of the angular velocity signal obtained in this embodiment through the pseudo low-pass filter is the angular velocity detector 64.
Since it does not include the accumulated error obtained by integrating the drift, offset, etc., a high-frequency component signal with a more accurate tilt angle can be detected. Further, since the number of control components is small, there is no signal delay and it is practical.
【0034】次に、第三の実施形態を図5及び図6に基
づいて説明する。図5及び図6はそれぞれ構成ブロック
図及び制御ブロック図であり、前実施形態で説明した図
2及び図3と同じ構成には同一符号を付してここでの説
明を省く。図5において、制御部27にゲインリミット
設定器69を付設している。このゲインリミット設定器
69は、耕深設定器62の耕深値信号と耕深フィードバ
ック信号との偏差信号Eを増幅するアンプの出力値にリ
ミット値を設けるものであり、例えばポテンショメータ
等で構成される。ゲインリミット設定器69の出力信号
は、A/D変換部26を介して制御部27に入力されて
いる。図6において、偏差信号Eを増幅した後段にリミ
ッタ70を設けており、リミッタ70の出力信号を電磁
弁駆動部28に入力している。リミッタ70はゲインリ
ミット設定器69により設定されるリミット値を有して
おり、偏差信号Eを増幅した信号がこのリミット値より
大きくなったときはリミット値を出力信号として出力す
るようになっている。Next, a third embodiment will be described with reference to FIGS. 5 and 6 are a configuration block diagram and a control block diagram, respectively, and the same configurations as those in FIGS. 2 and 3 described in the previous embodiment are denoted by the same reference numerals and the description thereof is omitted here. In FIG. 5, a gain limit setter 69 is attached to the control unit 27. The gain limit setter 69 sets a limit value for the output value of the amplifier that amplifies the deviation signal E between the tilling depth value signal and the tilling depth feedback signal of the tilling depth setter 62, and is constituted by, for example, a potentiometer or the like. It The output signal of the gain limit setter 69 is input to the controller 27 via the A / D converter 26. In FIG. 6, a limiter 70 is provided at a stage after amplifying the deviation signal E, and the output signal of the limiter 70 is input to the solenoid valve drive unit 28. The limiter 70 has a limit value set by the gain limit setter 69, and when the signal obtained by amplifying the deviation signal E becomes larger than this limit value, the limit value is output as an output signal. .
【0035】このような構成において、耕深検出器63
からの耕深フィードバック信号に突発的な外乱が発生し
て偏差信号Eが急に大きく変動したとき、これを増幅し
た信号はリミッタ70によってリミット値以下に抑えら
れる。これによって、電磁弁駆動部28への指令信号の
大きさが抑えられるので、リフトアームシリンダ4の昇
降速度が制限され、作業機7は必要以上には昇降しな
い。したがって、リアカバー13の回動角度により耕深
を検出している場合における切り株等や、基準レーザ光
の受光位置と作業機7との相対位置により耕深を検出し
ている場合における基準レーザ光の急激な揺れ等による
耕深フィードバック信号の大きな外乱の影響が抑制され
る。この結果、突発的な外乱が生じても、仕上がり耕深
値を安定化することができる。In such a structure, the working depth detector 63
When a sudden disturbance occurs in the plowing depth feedback signal from and the deviation signal E fluctuates greatly, the limiter 70 suppresses the amplified signal to below the limit value. As a result, the magnitude of the command signal to the solenoid valve drive unit 28 is suppressed, so that the lifting speed of the lift arm cylinder 4 is limited, and the working machine 7 does not lift more than necessary. Therefore, the stump or the like when the working depth is detected by the rotation angle of the rear cover 13 or the reference laser light when the working depth is detected by the relative position between the light receiving position of the reference laser light and the working machine 7 is used. The influence of a large disturbance of the plowing depth feedback signal due to a sudden shake is suppressed. As a result, the finished plowing depth value can be stabilized even if a sudden disturbance occurs.
【図1】本発明に係わる耕深制御装置を備えた土工車両
の側面図である。FIG. 1 is a side view of an earthmoving vehicle equipped with a tilling depth control device according to the present invention.
【図2】本発明に係わる第一実施形態の構成ブロック図
である。FIG. 2 is a configuration block diagram of a first embodiment according to the present invention.
【図3】本発明に係わる第一実施形態の制御ブロック図
である。FIG. 3 is a control block diagram of the first embodiment according to the present invention.
【図4】本発明に係わる第二実施形態の制御ブロック図
である。FIG. 4 is a control block diagram of a second embodiment according to the present invention.
【図5】本発明に係わる第三実施形態の構成ブロック図
である。FIG. 5 is a configuration block diagram of a third embodiment according to the present invention.
【図6】本発明に係わる第三実施形態の制御ブロック図
である。FIG. 6 is a control block diagram of a third embodiment according to the present invention.
【図7】従来技術に係わるリアカバーを備えた土工車両
の側面図である。FIG. 7 is a side view of an earthmoving vehicle including a rear cover according to a conventional technique.
【図8】従来技術に係わる制御ブロック図である。FIG. 8 is a control block diagram according to a conventional technique.
【図9】従来技術に係わる基準レーザ光を受光する受光
器を備えた土工車両の側面図である。FIG. 9 is a side view of an earthmoving vehicle including a light receiver for receiving a reference laser beam according to a conventional technique.
【図10】従来技術に係わる車体傾斜角度検出器を備え
た土工車両の側面図である。FIG. 10 is a side view of an earthmoving vehicle including a vehicle body inclination angle detector according to a conventional technique.
【図11】従来技術に係わる耕深制御装置の問題点の説
明図FIG. 11 is an explanatory view of problems of the tilling depth control device according to the related art.
【図12】従来技術に係わる耕深制御装置の問題点の説
明図FIG. 12 is an explanatory diagram of a problem of the tilling depth control device according to the related art.
1…土工車両、2、3…ホィール、4…リフトアームシ
リンダ、5…アッパリンク、6…ロワーリンク、7…作
業機、8…リフトロッド、9…ステアリングハンドル、
10…パネル、11…リフトアーム、12…アーム、1
3…リアカバー、15…傾斜角度センサ、16…角度セ
ンサ、26…A/D変換部、27…制御部、28…電磁
弁駆動部、31…タンク、32…油圧ポンプ、33…切
換弁、42、43、45…管路、51…レーザ投光器、
52…レーザ受光器、53…基準レーザ光、55…コン
トローラ、62…耕深設定器、63…耕深検出器、64
…角速度検出器、65…積分器、66…ハイパスフィル
タ、67…ローパスフィルタ、68…ローパスフィル
タ、69…ゲインリミット設定器、70…リミッタ。1 ... Earthwork vehicle, 2, 3 ... Wheel, 4 ... Lift arm cylinder, 5 ... Upper link, 6 ... Lower link, 7 ... Working machine, 8 ... Lift rod, 9 ... Steering handle,
10 ... Panel, 11 ... Lift arm, 12 ... Arm, 1
3 ... Rear cover, 15 ... Inclination angle sensor, 16 ... Angle sensor, 26 ... A / D conversion part, 27 ... Control part, 28 ... Electromagnetic valve drive part, 31 ... Tank, 32 ... Hydraulic pump, 33 ... Switching valve, 42 , 43, 45 ... Pipe line, 51 ... Laser projector,
52 ... Laser receiver, 53 ... Reference laser light, 55 ... Controller, 62 ... Plowing depth setting device, 63 ... Plowing depth detector, 64
... angular velocity detector, 65 ... integrator, 66 ... high-pass filter, 67 ... low-pass filter, 68 ... low-pass filter, 69 ... gain limit setter, 70 ... limiter.
Claims (7)
られた作業機(7) と、作業機(7) の耕耘深さ(耕深)を
検出する耕深検出器(63)と、目標の耕深値を設定する耕
深設定器(62)と、耕深設定器(62)の耕深値と耕深検出器
(63)の検出値との偏差が小さくなるように作業機(7) の
昇降を制御するコントローラ(55)とを備えた土工車両の
作業機耕深制御装置において、 耕深検出器(63)の検出値の低周波成分信号を出力する第
一のローパスフィルタ(67)と、 土工車両(1) の前後方向の傾斜角の高周波成分信号を検
出する傾斜角高周波成分検出手段と、 耕深設定器(62)の耕深値と第一のローパスフィルタ(67)
の出力値との偏差信号(E) を前記傾斜角高周波成分検出
手段の出力値によって補正し、偏差信号(E) が小さくな
るように作業機(7) の昇降を制御するコントローラ(55)
とを備えたことを特徴とする土工車両の作業機耕深制御
装置。1. A working machine (7) provided at the rear end of an earthmoving vehicle (1) so as to be able to move up and down, and a working depth detector (63) for detecting the tilling depth (working depth) of the working machine (7). ), The working depth setting device (62) for setting the target working depth value, and the working depth value and the working depth detector of the working depth setting device (62).
In the working machine tillage depth control device of the earthmoving vehicle equipped with the controller (55) for controlling the raising and lowering of the working implement (7) so that the deviation from the detection value of (63) becomes small, the tiller depth detector (63) A first low-pass filter (67) that outputs a low-frequency component signal of the detected value, a tilt angle high-frequency component detection means that detects a high-frequency component signal of the tilt angle of the earthmoving vehicle (1) in the longitudinal direction, and a plowing depth setting device. The working depth of (62) and the first low-pass filter (67)
A controller (55) for correcting the deviation signal (E) from the output value of the work angle (E) by correcting the deviation signal (E) by the output value of the inclination angle high frequency component detecting means so that the deviation signal (E) becomes small.
A working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle, comprising:
制御装置において、前記傾斜角高周波成分検出手段は、 土工車両(1) の前後方向の傾斜角速度を検出する角速度
検出器(64)と、 角速度検出器(64)の出力信号の低周波成分信号を出力す
ることにより、等価的に傾斜角の高周波成分信号を出力
する第二のローパスフィルタ(68)とからなることを特徴
とする土工車両の作業機耕深制御装置。2. The working machine tillage depth control apparatus for an earthmoving vehicle according to claim 1, wherein the inclination angle high frequency component detecting means detects an angular velocity detector (64) for detecting an inclination angular velocity of the earthmoving vehicle (1) in a front-rear direction. And a second low-pass filter (68) equivalently outputting a high-frequency component signal of the tilt angle by outputting a low-frequency component signal of the output signal of the angular velocity detector (64). Work machine tillage depth control device for earthmoving vehicles.
制御装置において、前記傾斜角高周波成分検出手段は、 土工車両(1) の前後方向の傾斜角速度を検出する角速度
検出器(64)と、 角速度検出器(64)からの角速度信号を積分する積分器(6
5)と、 積分器(65)の出力信号の高周波成分信号を出力するハイ
パスフィルタ(66)とからなることを特徴とする土工車両
の作業機耕深制御装置。3. The working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle according to claim 1, wherein the inclination angle high frequency component detecting means detects an angular velocity detector (64) for detecting an inclination angular velocity of the earthmoving vehicle (1) in a front-rear direction. And an integrator (6 that integrates the angular velocity signal from the angular velocity detector (64).
A working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle, comprising: 5) and a high-pass filter (66) that outputs a high-frequency component signal of the output signal of the integrator (65).
作業機耕深制御装置において、 前記耕深検出器(63)は、作業機(7) のリアカバー(13)の
回動角度を検出するものであることを特徴とする土工車
両の作業機耕深制御装置。4. The working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle according to claim 1, 2 or 3, wherein the tilling depth detector (63) controls a turning angle of a rear cover (13) of the working machine (7). A working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle characterized by being detected.
作業機耕深制御装置において、 前記耕深検出器(63)は、作業機(7) に取着されたレーザ
受光器(52)によって基準レーザ光(53)と作業機(7) との
相対位置を検出するものであることを特徴とする土工車
両の作業機耕深制御装置。5. The working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle according to claim 1, 2 or 3, wherein the tilling depth detector (63) is a laser receiver (52) attached to the working machine (7). ) Is used to detect the relative position of the reference laser beam (53) and the working machine (7), and a working machine tilling depth control device for an earthmoving vehicle.
られた作業機(7) と、作業機(7) の耕耘深さ(耕深)を
検出する耕深検出器(63)と、目標の耕深値を設定する耕
深設定器(62)と、耕深設定器(62)の耕深値と耕深検出器
(63)の検出値との偏差が小さくなるようにこの偏差に基
づいて作業機(7) の昇降指令を出力するコントローラ(5
5)とを備えた土工車両の作業機耕深制御装置において、 コントローラ(55)は、前記偏差が所定の大きさのリミッ
ト値より大きくなったとき、このリミット値を偏差とみ
なし、リミット値に基づいて作業機(7) の昇降指令を出
力することを特徴とする土工車両の作業機耕深制御装
置。6. A working machine (7) provided at the rear end of the earthmoving vehicle (1) so as to be able to move up and down, and a tilling depth detector (63) for detecting the tilling depth (cultivating depth) of the working machine (7). ), The working depth setting device (62) for setting the target working depth value, and the working depth value and the working depth detector of the working depth setting device (62).
Based on this deviation so that the deviation from the detection value of (63) becomes small, the controller (5
In the working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle equipped with 5), the controller (55), when the deviation becomes larger than a limit value of a predetermined size, considers this limit value as a deviation, and based on the limit value. And a working machine tilling depth control device for an earthmoving vehicle, which outputs a lifting command for the working machine (7).
制御装置において、前記リミット値を任意に設定可能と
したことを特徴とする土工車両の作業機耕深制御装置。7. The working machine tillage depth control device for an earthmoving vehicle according to claim 6, wherein the limit value can be set arbitrarily.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6385996A JPH09224409A (en) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Device for controlling deep cultivation of working machine for earth-moving vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP6385996A JPH09224409A (en) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Device for controlling deep cultivation of working machine for earth-moving vehicle |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH09224409A true JPH09224409A (en) | 1997-09-02 |
Family
ID=13241487
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP6385996A Pending JPH09224409A (en) | 1996-02-27 | 1996-02-27 | Device for controlling deep cultivation of working machine for earth-moving vehicle |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH09224409A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN107182313A (en) * | 2017-07-07 | 2017-09-22 | 中国农业大学 | Self-excited vibration subsoiler and tilling depth investigating method |
EP3311641A1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-04-25 | Robert Bosch GmbH | Control device for a tractor, tractor provided with a control device and method of controlling a tractor |
-
1996
- 1996-02-27 JP JP6385996A patent/JPH09224409A/en active Pending
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP3311641A1 (en) * | 2016-10-19 | 2018-04-25 | Robert Bosch GmbH | Control device for a tractor, tractor provided with a control device and method of controlling a tractor |
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