JP2985251B2 - トラクターの油圧昇降制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、トラクターの油圧昇降制御装置に関する
ものである。

［従来技術及びその課題］ 従来、トラクターの機体後部に設けられた油圧昇降機
構をON.OFF型の電磁バルブで制御するものがある。通
常、こうしたトラクターには、油圧昇降機構を構成して
いるリフトアームの回動基部に、それの回動位置を検出
する対地高さ検出用のポテンショメータを取り付けると
共に、油圧操作レバー側には、対地高さ設定用のポテン
ショメータを設け、設定値と検出値との差、言い替える
と偏差に基づいて前記電磁バルブのソレノイドを励磁す
るパルス信号のデューティ比を変更すべく構成してい
る。

しかしながら、このようなデューティ制御では、アイ
ドリング時のようにエンジンの回転数が比較的低いとき
であって、作業機の重量が重い場合には、単に偏差に基
づくデューティ制御を行なっていたのでは作業機が持ち
上がらないという問題点があった。第６図のグラフは、
その状況を示すものである。横軸に時間を、また縦軸に
リフトアームの位置を採ったものであるが、電磁バルブ
に対して上昇指令を出して作業機を上昇させてゆくと、
本来ならt₀時間後に目標位置に達すべきところ、作業機
の重量が重いために、t₃時間（t₀＜t₃）経過しても目標
位置に達せず、このため電磁バルブはアンロードしない
状態が接続して作動油の温度が異常に高くなるなどの不
具合を生じ耐久性に難があった。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記の欠点を解消するために提案するも
のであって、このため、次のような技術的手段を講じ
た。

即ち、トラクターの油圧昇降機構を電磁バルブへの通
電出力によって制御するものにおいて、前記電磁バルブ
に上昇出力が出されて、トラクターのリフトアームが設
定時間内に設定高さまで達しない場合には、その上昇出
力を停止すべく構成したものである。

［実施例］ 以下、図面に基づいてこの発明の実施例を説明する。
まず、構成から説明すると、１はトラクターで、機体の
前後部に夫々前輪２、２と後輪３、３とを備え、ミッシ
ョンケース４の後上部には油圧シリンダケース５を固着
して設けている。油圧シリンダケース５内には、単動式
の油圧シリンダ６を設け、この油圧シリンダケース５の
左右両側にはリフトアーム７、７を回動自由に枢着して
いる。なお、ここでは油圧シリンダ６、及びリフトアー
ム７、７等をまとめて油圧昇降機構８と総称するが、後
述する制御弁を適宜切換えることにより、この油圧シリ
ンダ６内に作動油が給排され、リフトアーム７、７が上
下方向に回動する。

また、トップリンク10、ロワーリンク11からなる３点
リンク機構12の後端部には、対地作業機としてロータリ
耕耘装置14が昇降自在に連結され、リフトアーム７、７
とロワーリンク11、11との間には、リフトロッド15、15
が介装連結されている。

20はポジションコントロール用の油圧操作レバーで、
この油圧操作レバー20の回動基部には、トラクター１の
後部に連結されているロータリ耕耘装置14の対地高さを
設定するためのポテンショメータからなる対地高さ設定
器21が取り付けられている。一方、片側リフトアーム７
の基部にもそれの回動角度、即ち、対地作業機の高さを
検出する対地高さ検出器23が取り付けられ、油圧操作レ
バー20にて設定された位置にリフトアーム７、７が回動
してその設定位置で停止するように構成している。

また、トラクター１後部に連結されたロータリ耕耘装
置14は、耕耘部34と、耕耘部34の上方を覆う主カバー35
と、主カバー35の後部に枢着されたリヤカバー36等を備
え、リヤカバー36の下端部を地面に摺接させて耕起土壌
面を均平にすべく弾性押圧するように構成し、また主カ
バー35の上部後端にはリヤカバー36の回動角度を検出す
る耕深検出器37を設けている。耕深を設定する耕深設定
器40は、トラクター１の操縦席近傍に設けられている。

第２図は制御系を示すブロック図であり、このブロッ
ク図を説明すると、ロータリ耕耘装置14の高さを設定す
る対地高さ設定器21と、耕深を設定する耕深設定器40及
び、対地高さ検出器23と、耕深検出器37はA/D変換器25
を介してCPUからなる制御装置27に接続されている。

そして、制御装置27の出力側には、リフトアーム７、
７を昇降動させる上昇用電磁バルブ46と下降用電磁バル
ブ47が接続されている。上昇用、下降用共、電磁バルブ
はポペット式の制御バルブらなり、第３図に示す油圧回
路中に組み込まれ、前記した油圧昇降機構８を作動させ
る。

更に詳述すると、上昇用電磁バルブ46は、ソレノイド
50を励磁することによって開閉制御される第１開閉弁51
とポペット52とからなり、このポペット52は、背室に設
けたスプリング53により、その端面が座面54に押し付け
られるように構成している。第１開閉弁51がこの位置に
あるときには、油圧ポンプ55から送られた作動圧油は、
まずポペット52の背室に入るが、背室とタンク56とは連
通しているため、スプリング53の押圧力に打ち勝って弁
座を押し上げ、このため、作用圧油は全てタンクT1に流
れ込んでアンロードされる。

そして、作業機を上昇させるべく前記制御装置27側か
ら上昇指令が出されると、パルス信号がソレノイド50に
与えられ、偏差に応じてパルスのON時間を変更する制
御、所謂デューティ制御がなされる。その結果、デュー
ティ比に応じてた流量制御が可能となるものである。

下降側も略同様な構成であり、下降用電磁バルブ47
は、第２開閉弁58とポペット59とからなり、第２開閉弁
58のソレノイド60に通電する電流値を変えることによ
り、油圧シリンダ６から排出される作動油の量を制御す
ることができる。

図中、62は作動圧油供給油路、63はこの油路中に介装
されたチェック弁、64、65はリリーフ弁、66は降下速度
を調整するスローリターンバルブである。

次に第４図に示すフローチャートに基づいて、制御プ
ログラムの内容を説明する。

まず第１に油圧操作レバー20による対地高さ設定値と
リフトアーム７に取り付けられた対地高さ検出器23の検
出値とが読み込まれ（ステップS1）、それらの値の偏差
が演算される（ステップS2）。そして、その偏差に基づ
きパルス信号の１周期当りのON時間が決定され（ステッ
プS3）、偏差がゼロの場合は出力がOFFとなり（ステッ
プS13）、上昇出力要求があり、その要求が発生した直
後にはタイマーがスタートされる（ステップS5、S6）。
このタイマーのセット時間は、エンジンのアイドリング
時に、作業機が目標とする高さに達すると考えられる最
大の時間であり（第６図において時間t₀）、その規定時
間に達した後は、αだけパルスのON時間を加算し（ステ
ップS9）、偏差がゼロ、即ちニュートラルの状態になる
までこのデューティ制御を繰り返す。

なお、下降側出力指令に対しても、偏差に基づいてデ
ューティ制御するものであるが、この場合はON時間の補
正は必要なく、前記したタイマーはリセットし、補正値
も同時にリセットするものである（ステップS12、S14、
S15）。

第６図のグラフ（ロ）の曲線は、この制御を用いた場
合の特性を示す。

先の例は、上昇指令が出てから設定時間内にリフトア
ーム７が所定の位置に達しない場合に、パルス信号のON
タイムを増大させていったものであるが、第５図のフロ
ーチャートは、設定時間内にリフトアーム７が所定の位
置に達せず、この状態でさらに一定時間経過したときに
は、その上昇出力をカットさせようとしたものである。

この場合には、リフトアーム７が停止している位置
を、目標とする高さとして記憶させ、上昇指令はリセッ
トする。

このように、パルスのON時間の補正をしてリフトアー
ム７を所定の高さに吊り上げるのではなく、リフトアー
ム７が停止している途中の位置で上昇指令を停止させる
方法を採用すると、ソレノイド50へは通電されないか
ら、電磁バルブの耐久性が向上すると共に、作動油自体
の温度が上昇することがないので、油圧機器が異常な動
きをするようなこともなく、精度の向上をも図れる。

以上説明した制御は、第４図に示す制御、第５図に示
す制御を単独に実施したものであるが、これらを組み合
わせた制御を同時に行なってもよく、例えば、上昇指令
が出されてから設定時間内にリフトアーム７が所定の目
標位置まで達しないときには、まずパルス信号のONタイ
ムを所定の割合で増大させ、それでも所定の位置に達し
ないときには初めてその上昇指令をカットするようにし
てもよい。

また、前記した第５図に示す制御の場合においては、
リフトアームの上昇設定位置と、実際のリフトアームの
位置とはずれが生じているが、この範囲内で再びCPUか
ら上昇用電磁バルブに対して上昇指令を出すと、無駄な
出力を繰り返すことになり、このため、電磁バルブの耐
久性にも問題を生じる恐れが出てくる。このような不都
合を回避すべく、リフトアームが上昇設定位置手前で停
止しているときであって、実際のリフトアームの位置と
設定位置との間でずれが生じている場合には、その間の
「上」「下」の出力を停止させるように制御プログラム
を組むことが望ましい。

［発明の効果］ この発明は前記の如く構成したので、次のような技術
的効果を奏する。

即ち、トラクターの油圧昇降機構を電磁バルブへの通
電出力によって制御するものにおいて、前記電磁バルブ
に上昇出力が出されて、トラクターのリストアームが設
定時間内に設定高さまで達しない場合には、その上昇出
力を停止すべく構成したことにより、目標位置の手前で
リフトアームが停止させられることになり、この時点で
上昇出力はカットされるから、電磁バルブのソレノイド
に電流が流され続けるといった不具合もなく、従来装置
に比し電磁バルブの耐久性が向上する特徴を有する。

【図面の簡単な説明】

第１図は全体側面図、第２図はブロック図、第３図は油
圧回路図、第４図及び第５図はフローチャート、第６図
は油圧流量特性を示すグラフである。 符号の説明 １……トラクター、７……リフトアーム、８……油圧昇
降機構、14……対地作業機（ロータリ耕耘装置）、21…
…対地高さ設定器、23……対地高さ検出器、37……耕深
検出器、40……耕深設定器、46……上昇用電磁バルブ、
47……下降用電磁バルブ、50,60……ソレノイド、52,59
……ポペット、51……第１開閉弁、58……第２開閉弁

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トラクターの油圧昇降機構を電磁バルブへ
   の通電出力によって制御するものにおいて、前記電磁バ
   ルブに上昇出力が出されて、トラクターのリフトアーム
   が設定時間内に設定高さまで達しない場合には、その上
   昇出力を停止すべく構成したことを特徴とするトラクタ
   ーの油圧昇降制御装置。