JPH01228404A - 対地作業機位置制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は、トラクタなどの走行車両（以下、単に車両と
よぶ）の後部に取付けた、ロータリ耕うん装置などの対
地作業機（以下、単に作業機とよぶ）の位置制御装置に
関するものであり、特に、作業機を昇降駆動させる油圧
アクチュエータの油圧圧力が低い場合にも、能率良く、
かつ正確に位置合わせできるようにした対地作業機位置
制御装置に関するものである。

（従来の技術） 一般に、トラクタなどの車両に作業機が取付けられた走
行作業車においては、作業機が作業位置と非作業位置と
の間で昇降可能であり、また左右に傾斜可能であるよう
に、連結機構を介してトラクタ側に連結されている。

このような走行作業車の作業機昇降装置においては、例
えば、昇降駆動用の油圧アクチュエータが停止する際の
、油圧圧力の変化により生じる衝撃の緩和手段や、作業
機のオーバーシュート対策が要求されることが多い。

特に、作業機と該作業機を釣支するリフトアームとの連
結部、及び該リフトアームと油圧アクチュエータとの連
結部は、組み付は時の融通性が考慮されて遊びが設けら
れているため、作業機末端のがたは大きく、前記アクチ
ュエータが停止するときの衝撃や、オーバーシュートの
影響も大きく現れてしまう問題点があった。

上記問題点に対して、例えば、所定周期内における油圧
アクチュエータ駆動用の制御バルブのオン時間の：Ａ整
、すなわちオン時間デユーティ比の調整を行うことによ
って作業機の昇降速度を制御し、作業機の高さ位置を検
出する検出手段の検出値が目標設定値に近付いたときに
は、油圧アクチュエータ駆動用の制御バルブのオン時間
デユーティ比を小さくして、作業機の昇降速度を落とす
ことにより、オーバーシュート防止や衝撃緩和を図る技
術が提案されている（特開昭５７−９７１０３号公報）
。

（発明が解決しようとする課題） しかしながら、上記した従来の技術は、まだ、次のよう
な問題点を有していた。

前記作業機の駆動手段として使用される油圧アクチュエ
ータは、該アクチュエータに供給される油の圧力の大小
により、その駆動速度が大きく変動する。

すなわち、前記走行作業車では、油圧アクチュエータに
作動油を供給する油圧ポンプが該走行作業車のエンジン
で駆動されいるため、作業運転時と、アイドル運転時と
では作動浦洪給圧力に大きな差が生じてくる。

このため、例えばアイドル運転時など、作動油の供給圧
力が低い場合には、前記オン時間デユーティ比を小さく
する速度制御を行うと、パワー不足で作業機を上昇させ
ることができない場合がある。したがって、作業機が目
標設定位置に到達しないという問題点があった。

本発明は、前述の問題点を解決するためになされたもの
である。

（課題を解決するための手段および作用）前記の問題点
を解決するために本発明は、目標値まで作業機を昇降さ
せるための油圧アクチュエータと、作業機の現在位置を
検出するセンサと、前記目標値および現在位置の偏差が
小さい時には該油圧アクチュエータの制御バルブのオン
時間デユーティ比を小さくし、前記偏差が大きい時には
前記オン時間デユーティ比を大きくするような第１の計
算値テーブル、および偏差の大小にかかわらず、同一偏
差に対応するオン時間デユーティ比が前記第１の計算値
テーブルのオン時間デユーティ比より大きく設定される
ような第２の計算値テーブルを記憶した記憶部と、前記
第１の計算値テーブルにおけるオン時間デユーティ比の
最大値であって、かつ前記オン時間デユーティ比が、最
大値から小さい値に遷移する変化点近傍の偏差に相当す
る値が設定されたカット設定値設定手段と、該カット設
定値近傍で作業機の上昇速度を検出し、予め設定された
値と比較する手段と、該上昇速度が前記予定値より小の
時には前記第２の計算テーブルを選択する手段とを具備
した点に特徴がある。

上記構成を有する本発明においては、カット設定値近く
において上昇速度が予定値より小さい場合には、オン時
間デユーティ比が偏差に応じて小さくなる計算値テーブ
ルは使用しないで、オン時間デユーティ比の大きい計算
値テーブルを使用して決定される制御バルブのオン時間
で作業機を上昇できるようにした。したがって作動油の
供給圧力が低い場合でも、目標設定値まで正確に作業機
を到達させることができる。

（実施例） 以下に図面を参照して、本発明の詳細な説明する。第９
図は本発明の走行作業車の側面図、第１０図は該走行作
業車後部に連結された作業機と連結機構部の要部を示す
斜視図である。

図において、車両１には、連結機構部２を介して、耕う
ん用ロータなどからなる作業機３が連結されている。作
業機３は、トップリンク４および、左右一対のロアーリ
ンク５，６からなる三点昇降リンク機格を介して、車両
１に連結されている。

また、車両１側には油圧アクチュエータ７と、該シリン
ダ７によって駆動されるリフトアーム８゜９が取付けら
れている。ロアーリンク５，６は、それぞれリフトロッ
ド１０，１１を介してリフトアーム８．９に接続されて
いるので、作業機３は油圧アクチュエータフの伸縮動作
によって、昇降される。

車両１には左右傾斜量を検出する傾斜センサで構成され
る水平センサ１２が設けられ、リフトロッド１１は伸縮
自在な油圧アクチュエータ１３で構成され、さらに該油
圧アクチュエータ１３の伸縮量を検出するストロークセ
ンサ１４が設けられている。そして、車両１がローリン
グしても作業機３は地面に対して水平に保持されるよう
に、水平センサ１２によって検出された車両１の傾きの
程度に応じて、伸縮量をストロークセンサ１４により監
視しながら、油圧アクチュエータ１３を駆動制御できる
ようにしている。リフトアーム８゜９には、そのリフト
角度を検出する回転型ポテンショメータで構成されたり
フトセンサ１５が設けられており、そのセンサ出力に応
じて作業機３の上昇および下降の制御を行わせることが
できる。

一方、作業機３側には、該作業機３が作業位置にあると
き、地面をならって、耕うんの深さに応じて開度θが変
化するピラー１６が設けられている。ピラー１６の開度
θはロッド１６Ａを介して回転型ポテンショメータで構
成されたピラーセンサ（角度センサ）１６Ｂによって検
出され、そのセンサ出力に応じて、前記油圧アクチュエ
ータ７を駆動し、耕うんの深さを設定値に保持させる、
耕深制御をすることができる。

車両１には操縦者の座席１７が設けられ、該座席の横位
置には作業機３の昇降を手動によって制御する操作スイ
ッチ１８が設けられている。

前記操作スイッチ１８の位置による作業機３の動作を、
第５図および第６図を参照して説明する。

第５図は、操作スイッチ１８の接点構成を示す図であり
、第６図（ａ）は導電性スライド部材の正面図、第６図
（ｂ）は同側面図である。同図において、操作スイッチ
１８は一点鎖線で示される１８ａ、１８ｂ、１８ｃ、１
８ｄ、１８ｎの位置に操作される。そして、操作スイッ
チ１８の接点部２８は、電気的に絶縁され分離されて配
置された３つの接点部材３０，３１．３２と、操作スイ
ッチ１８の下端部に設けられ、前記接点部材上を矢印５
１の方向に直線的にスライドする導電性スライド部材、
２９と、該スライド部材２９のスタッド部２９ａに常に
接触している、共通接点部材３３とによって構成される
。

前記スライド部材２９は、電気的絶縁性を有するスライ
ドブロック５２に設けられていて、該スライドブロック
５２の表面に露出した導電性スタッド部材２９ａ、２９
ｂ、２９ｃと、前記スライドブロック５２に埋設され、
前記スタッド部材２９ａ、２９ｂ、２９ｃを電気的に接
続スルリート線２９ｄおよび２９ｅから構成されている
。

前記スライドブロック５２は、その裏面凹部に操作スイ
ッチ１８の突起部５３が係合するようになっていて、操
作スイッチ１８を中心軸３４を中心に傾倒させたとき図
示しないガイド部材によってガイドされ、矢印５１の方
向に直線的にスライドする。

第５図の下方に、くの字状に示された部分は、操作スイ
ッチ１８の操作位置に対応するスライド部材２９の位置
を示している。

すなわち、操作スイッチ１８をＡ位置に傾倒させると、
スライド部材２９によって第１接点部材３０と、共通接
点部材３３とが接続される。操作スイッチ１８がＢ位置
では、第１接点部材３０および第３接点部材３２と、共
通接点部材３３とが接続される。

操作スイッチ１８がＮ位置では、第３接点部材３２と、
共通接点部材３３とが接続され、Ｃ位置では第２接点部
材３１および第３接点部材３２と、共通接点部材３３と
が接続され、Ｄ位置では、第２接点部材３１と、共通接
点部材３３とが接続される。

このように、操作スイッチの傾倒方向に分離して配置さ
れた上記３つの接点部材と、操作スイッチの先端部に設
けられたスライド部材との接続の組合わせによって、Ａ
−Ｄおよび中立点Ｎの５つの操作エリアが構成される操
作スイッチの接点構成にしている。

また、操作スイッチ１８はＡ、　　Ｂ、　　Ｃ，Ｄの各
位置において、操作スイッチ１８から手を離せばＮ位置
に戻るように構成されている。

前記操作スイッチ１８の操作位置によって、作業機３は
次のように位置制御される。操作スイッチ１８が、Ｎ位
置では作業機３の昇降は停止されていて、ＡおよびＢ位
置では作業機３は下降し、ＣおよびＤ位置では作業機３
は上昇する。操作スイッチ１８はどの位置に動かしても
、操縦者が手を離すとＮの位置に戻るが、ＡおよびＤ位
置では該スイッチ１８はＮに戻っても作業機３の昇降は
停止しない。すなわち操作スイッチ１８が１旦Ａ位置に
操作されると、作業機３は下降設定値で設定された位置
まで下降し、Ｄ位置では作業機３は上昇設定値で設定さ
れた位置まで上昇して停止する。ＢおよびＣの位置では
操作スイッチ１８が該位置にある時だけ作業機は下降ま
たは上昇される。

以下に、上述の操作スイッチ１８による制御動作の指示
信号と、リフトセンサ１５の検出信号の双方に応答して
、前記油圧アクチュエータ７に指令を与えるバルブのオ
ン・オフ動作および該バルブのオン動作時間の制御を適
宜行わせるようにした制御装置の一例を示す。第１図は
、このような制御装置のブロック図である。

同図において、作業機３の現在高さ位置（リフト現在値
）は、リフトセンサ１５で検出される。

該リフト現在値と、上昇位置設定器２０に設定された作
業機３の上昇目標位置（上昇設定値）とが、上昇偏差算
出部２１において比較され、該両値の偏差（上昇偏差）
が算出される。

一方、前記リフト現在値と、下降位置設定器３７に設定
された下降目標位置（下降設定値）とが、下降偏差算出
部３８において比較され、該両値の偏差（下降偏差）が
算出される。

操作スイッチ１８が上昇側に操作された場合は前記上昇
偏差が、リフト変化量としてリフト変化量設定手段３６
に設定され、操作スイッチ１８が下降側に操作された場
合には前記下降偏差が、リフト変化量としてリフト変化
量設定手段３６に設定される。

カット設定値設定手段１９には上昇設定値に対する固定
の偏差（カット設定値）が設定されている。該カット設
定値は、後述する、第１計算値テーブル２４ａに記憶さ
れているリフト変化量に対応する、制御バルブオン時間
デユーティ比（以下、単にオン時間という）が、最大値
から低い値に遷移する点近くの最大値に対応するリフト
変化量に相当するように定められる。

領域比較手段３５において、前記リフト変化量としてリ
フト変化量設定手段３６に格納されている上昇偏差と、
カット設定値とが比較される。

上昇速度検出手段２３では、一定時間毎にリフト現在値
が検出され、該一定時間毎の移動量に基づき作業機３の
上昇速度が検出される。速度下限値設定手段２２には、
作業機３の上昇速度が小さいか大きいかを判断するため
の、上昇速度下限値が設定されている。速度比較手段２
６では、前記上昇速度検出手段２３で検出された作業機
３の上昇速度と、前記上昇速度下限値とが比較される。

記憶手段２４には、油圧アクチュエータフに動作指令を
与えて作業機３を上昇させる、上昇バルブ２７および下
降バルブ３９のオン時間の計算値テーブルが記憶されて
いる。具体的には、リフト変化量が大の場合は大きいオ
ン時間が設定され、リフト変化量が上昇設定値に近くな
ってきた場合は小さいオン時間が設定された第１計算値
テーブル２４ａと、リフト変化量にかかわらず最大値の
オン時間が設定された、第２計算値テーブル２４ｂとが
記憶されている。

通常、第１計算値テーブル２４ａに設定されているオン
時間に従ってバルブが開閉され、作業機３は昇降する。

作業機３が上昇される場合は、作業機３が上昇して、リ
フト変化量がカット設定値より小さい領域に達した時点
で、領域比較手段３５から信号が出力され、速度比較手
段２６の比較結果に従って、上昇速度が下限値より小の
場合は第２計算値テーブル２４ｂで計算されるオン時間
が使用される。このように、前記カット設定値より小さ
い領域では、前記いずれかの計算値テーブルに対応され
たオン時間がバルブ選択駆動部２５に入力され、該オン
時間に従って上昇バルブ２７が開閉され、油圧アクチュ
エータ７が駆動される。

ここで、前記オン時間について、第７図を参照して説明
する。同図に示したように、上昇バルブ２７および下降
バルブ３９は予め設定された周期ｆ毎にオン・オフ動作
が行われていて、オン時間が短い（オン時間＜ｆ）と間
欠動作となり、オン時間が短い程作業機３の平均的な昇
降速度は遅く、オン時間が長い程平均的な昇降速度は速
くなり、オン時間が最大（オン時間−ｆ）になれば連続
昇降動作になり、作業機３の昇降速度は最大になる。

前記記憶部２４に格納されているオン時間計算値テーブ
ルの一例を第８図に示す。同図（ａ）には第１計算値テ
ーブル２４　ａ、　　（ｂ）には第２＝［算値テーブル
２４ｂを示す。同図において、横軸は前記リフト変化量
、縦軸は前記オン時間である。

同図（ａ）の第１計算値テーブル２４ａでは、オン時間
とリフト変化量の関係は曲線Ｓのようであり、不感帯Ｐ
以上にリフト変化量が大きい場合は、該リフト変化量と
対応する曲線Ｓの関係にあるオン時間によって昇降バル
ブがオンオフ動作される。リフト変化量が前記不感帯Ｐ
を越えた点からＭまでは、オン時間は１／２で間欠的に
昇降動作され、リフト変化量がＭ以上では昇降バルブの
オン時間は１となって昇降動作は連続的、すなわち最大
速度で行われる。

前記カット設定値は該第１計算値テーブル２４ａの遷移
点Ｍ近くで、かつオン時間の最大値に対応するリフト変
化ｆｆ１Ｒに相当する値が設定される。

第８図（ｂ）に示した第２計算値テーブル２４ｂでは、
リフト変化量にかかわらずオン時間は最大値に設定され
る。

操作スイッチ１８がＣあるいはＤ（上昇側）に操作され
ると、上昇偏差算出部２１で算出された上昇偏差が選択
され、該偏差が縮小されるように前記バルブ駆動部２５
から上昇バルブ２７に駆動信号が出力され、上昇バルブ
２７のオン動作に応答して、油圧アクチュエータ７が駆
動される。

一方、操作スイッチ１８がＡあるいはＢ（下降側）に操
作されると、下降偏差算出部３８で算出された下降偏差
が選択され、該偏差が縮小されるように前記バルブ駆動
部２５から下降バルブ３９に駆動信号が出力され、下降
バルブ３９のオン動作に応答して、油圧アクチュエータ
７が駆動される。

作業機３の昇降速度は次のように決定される。

前記リフト変化量の大小に応じて前記リフト変化量が大
きい時は大きいオン時間が、前記リフト変化量が小さい
時は小さいオン時間が、前記記憶部２４の第１計算値テ
ーブル２４ａからバルブ駆動部２５に読込まれる。すな
わち、リフト変化量が大きい時は、油圧アクチュエータ
７が駆動されている時間割合を大きくして作業機３の上
昇速度を上げるようにし、リフト変化量が小さい時は油
圧アクチュエータ７が駆動される時間割合を小さくして
作業機３の上昇速度が遅くなるようにしている。

したがって、前記リフト変化量が小さくなって、作業機
３の位置が上昇設定値に近づいてくると、作業機３の上
昇速度は遅くなり（前記計算テーブルではＭ点を境にオ
ン時間が１／２になるので、平均上昇速度は、例えば約
１／２になる）、作業機３の停止時における衝撃やオー
バーランが防止される。

前記速度比較手段２６において、作業機３の上昇速度が
下限値より低いと判断された場合は、第２計算テーブル
２４ｂが使用されてオン時間が計算される。

なお、操作スイッチ１８がＢまたはＣの位置に操作され
た場合、すなわち操作スイッチ１８が該位置に操作され
ている間だけ、上昇または下降動作を行なわせる場合の
速度は、上述のように、リフト変化量に応じてオン時間
を決定して制御するようにしても良いし、第１計算値テ
ーブル２４ａにおける小さいオン時間に対応する固定の
リフト変化データに値（第８図参照）をリフト変化量と
して使用するようにしても良い。

リフト変化量として、上昇変化データを使用することに
より、操作スイッチ１８がＢまたはＣに操作された場合
は、小さいオン時間で油圧アクチュエータ７は駆動され
るので作業機３は、間欠的に昇降される。

以上を要約すれば、本実施例では、リフト変化量がカッ
ト設定値より小さい領域では、作業機３の上昇速度に応
じて、第１計算値テーブル２４ａおよび第２コ１算値テ
ーブル２４ｂのいずれかを選択し、選択された計算値テ
ーブルに従ったオン時間で作業機３を上昇させるように
制御している。

その結果として、油圧アクチュエータフに供給される作
動油の圧力が低い場合等、作業機３の上昇速度が速度下
限値より小さい場合は、最大のオン時間が設定された第
２計算値テーブル２４ｂに従って決定されるオン時間で
上昇バルブ２７がオンφオフされる。

次に、第２図のフローチャートを参照して、本実施例の
制御フローを詳細に説明する。同図において操作スイッ
チ１８が、どのスイッチ位置に操作されても、まず、ス
イッチ１８が中立位置Ｎにある場合のフローが実行され
た後に、各スイッチ位置に対応する動作が行われるよう
に組立てられている。

制御電源も、スイッチ１８がＮの位置以外では投入でき
ないか、あるいはＮ位置に操作されるまでは制御フロー
が走らないようにインターロックされている。なお、電
源投入時にフローチャート中の各フラグは“Ｏ”にリセ
ットされている。

まず、上昇位置設定器２０に設定する作業機３の上昇設
定値と、下降位置設定器３７に設定する′下降設定値を
リフトセンサ１５に対応する値に換算する（ステップＳ
ｌ）。前記上昇設定値と、リフトセンサ１５で検出され
た作業機３のリフト現在値の上昇偏差を算出する（ステ
ップＳ２）。

同様に、ステップＳ３では、前記下降設定値と、リフト
現在値の下降偏差を算出する。

ステップＳ４では、゛前記上昇設定値がリフト現在値よ
り大きいかどうかが判断される。ステップＳ４の判断が
肯定ならば、上昇位置フラグに“１”がセットされ（ス
テップＳ５）、ステップＳ４の判断が否定ならば上昇位
置フラグに“θ″がセットされる（ステップＳ６）。

ステップＳ７では、前記下降設定値がリフト現在値より
大きいかどうかが判断される。ステップＳ７の判断が肯
定ならば、下降位置フラグに“１”がセットされ（ステ
ップＳ８）、ステップＳ７の判断が否定ならば、下降位
置フラグに“０“がセットされる（ステップＳ９）。

以上のステップでは、作業機３の位置を、フラグが′１
”か“Ｏｍかで判断する。

すなわち、作業機３が上昇設定値より上に位置されてい
る時は、上昇位置フラグと下降位置フラグは共に“Ｏ”
であり、作業機３が下降設定値より下に位置されている
時は、上昇位置フラグと下降位置フラグは共に“１”で
ある。また、作業機３は上昇設定値と下降設定値の間に
位置されている時は、上昇位置フラグが“１“で下降位
置フラグが“０”である。

次に、操作スイッチ１８の位置によって、制御フローが
いかに実行されるかを説明する。

まず、作業機３が昇降動作しないで停止状態にあってス
イッチ１８が中立位置Ｎにある場合は、スイッチ１８が
Ｃにあるか否かの判断（ステッ゛ブ５１０）は否定とな
り、ステップＳｌｌに進む。

ステップＳｌｌでは、操作スイッチ１８がＢに操作され
ているか否かの判断が行われる。操作スイッチ１８は中
立位置なので該ステ・ツブＳｌｌの判断は否定となり、
ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２では、作業機３が上昇中または下降中か
、否かの判断がされるが、作業機３は昇降中でないので
、該ステップＳ１２の判断は否定となり、停止フラグが
リセットされる（ステップ５１３）。

ステップＳ１４では、前記上昇偏差、または下降偏差を
格納するリフト変化量設定手段３６に値“θ″が格納さ
れる。

作業機３が上昇動作中であることを示す上昇フラグが、
′１”か“Ｏ＃かの判断（ステップ５１５）は“０”で
あり、次のステップ８１６に進んで、スイッチ１８の位
置がＤか否かの判断がされる。スイッチ１８はＮ位置な
ので、ステップＳ１６の判断は否定となり、ステップＳ
１７に進む。ステップＳ１７における、作業機３が下降
動作中であることを示す下降フラグが“１”か“θ″か
の判別は、“０”となり、ステップＳ１８に進む。該ス
テップ８１８におけるスイッチ１８の位置がＡか否かの
判断は、否定であり、ステップＳ１９に進んで昇降バル
ブのオン時間が計算される（詳細フローは後述する）。

この場合は、前記ステップＳ１４においてリフト変化量
が“０”にセットされているので、第８図の計算値テー
ブルから、バルブオン時間は０と計算され、作業機３は
昇降しない。

以上で、スイッチ位置がＮの時の１サイクルのプログラ
ムの実行が完了し、プログラムの最初に戻る。上記説明
の通り、作業機３が昇降停止状態でスイッチ位置がＮの
時は停止フラグをリセットし、リフト変化量を“θ″に
するだけで上昇バルブのオン動作は行われず、作業機３
は現状高さで保持状態となる。

但し、スイッチ１８がＮ位置にある場合でも、該位置に
切換えられる直前のスイッチ位置がＣまたはＤにあって
、昇降動作が継続中の場合は、ステップＳ１２の判断は
肯定となって、ステップ８２８に進む。また、各フラグ
の状態も異なっているが、この場合のフローは後述する
。

スイッチ１８がＮの位置からＡの位置（下降側）に切換
えられると、最初の１サイクルでは、ステップ８１０〜
ステツプＳ１７の判断と動作は、上述のスイッチ１８が
Ｎの位置の時と同様に実行され、ステップ３１８で、ス
イッチ１８の位置がＡか否かの判断がされる。スイッチ
１８の位置はＡなので、該ステップ３１８での判断は肯
定となり、ステップＳ２０に進み、該ステップＳ２０で
は下降フラグがセットされ、上昇フラグはクリアされる
。

ステップＳ２１では、昇降バルブオン時間計算のデータ
に使用されるリフト変化量に、前記下降偏差値を格納す
る。

ステップＳ２２では、作業機３の位置を判断するため、
下降位置フラグの状態が見られる。

ステップＳ２２の判断が“１°の時は、ステップＳ２３
に進み、上昇バルブまたは下降バルブのいずれのバルブ
のオン時間を計算するかの判断フラグ（以下、上昇バル
ブフラグという）を“１”にし、ステップＳ２２の判断
が“θ″の時はステップＳ２４に進み、上昇バルブフラ
グを“０”にする。

すなわち、下降位置フラグ１″の場合は、作業機３が下
降設定値より下にあると判断されるので、上昇バルブフ
ラグを“１＃にして上昇動作の準備を行い、下降位置フ
ラグθ″の場合は、作業機３が下降設定値で示された位
置に達していないと判断されるなので、上昇バルブフラ
グを“０”にして下降動作の準備状態にする。

ステップＳ１９のバルブオン時間を計算は、第３図に示
すフローチャートに従い、上昇バルブフラグが“０°の
場合は、下降オン時間計算が行われ（ステップ５１９２
）、上昇バルブフラグが“１“の場合は上昇オン時間が
計算される（ステップ５１９３）。そして、該下降オン
時間計算は、前記リフト変化量を第８図の第１計算値テ
ーブル２４ａに対応させて行われ、上昇オン時間計算は
、後述する上昇オン時間計算フローの処理結果に従って
、前記リフト変化量を、第８図の第１計算値テーブル２
４ａおよび第２計算値テーブル２４ｂのいずれかに対応
させて行われる。

前記上昇オン時間および下降オン時間は、予め設定され
た周期ｆで繰返し読取られ、上昇バルブ２７および下降
バルブ３９は該周期ｆ毎に、前記オン時間だけオン動作
される。

スイッチ１８が、Ａの位置にある場合の２サイクル月の
フロー、およびスイッチ１８がＡの位置からＮの位置ま
で戻された場合のフローは、ステップＳ１２まで前記説
明と同様に実行される。まだ作業機３が下降中ならば、
該ステップＳ１２の判断は肯定となり、ステップ３２８
に進んで、上昇フラグ、または下降フラグがセットされ
ているか否かの判断がされる。ステップＳ２０で下降フ
ラグはセットされたままなので、該ステップ３２８の判
断は肯定であり、ステップＳ２９に進み、停止１：、フ
ラグがセットされ、以下、前記１サイクル目のフローの
説明と同様にステップＳ１９まで進んで、プログラムの
最初に戻る。

このように、スイッチ１８が一旦、Ａに選択されると、
Ｎに戻っても、リフト変化量が“Ｏ”、もしくは不感帯
域になるまで作業機３の下降動作は停止しない。

スイッチ１８の位置がＤ（上列側）の場合は、ステップ
Ｓ１５まで、前記スイッチ１８がＡの場合と同様のステ
ップが実行され、ステップ３１６の判断は肯定となって
、ステップＳ３０に進み、上昇フラグがセットされ、下
降フラグがクリアされる。ステップＳ３１ではリフト変
化量設定手段３６に、前記ステップＳ２で計算された上
昇偏差値が格納される。ステップＳ３２では作業機３の
位置を判断する上昇位置フラグの状態が見られ、該フラ
グが“１“ならば、上昇バルブフラグを“１”にして（
ステップ５３３）、該フラグが“０”ならば下降バルブ
フラグを“０°にする（ステップ５３４）。

すなわち、上昇位置フラグ１”は、作業機３が上昇設定
値で示された位置より下にあることが意味され、上昇バ
ルブフラグを“１１にして上昇動作の準備を行い、上昇
位置フラグ０”は、作業機３が上昇設定値で示された位
置に達していることを意味しているので、上昇バルブフ
ラグを“０“にして下降動作の準備状態にする。

ステップＳ３０で下降フラグはクリアされているので、
ステップＳ１７の判断は“０“となり、ステップ８１８
の判断は、スイッチ１８がＤ位置にあるので否定となっ
て、ステップＳ１９に進み、バルブオン時間が第３図に
示すフローチャートに従って計算される。

スイッチ１８の位置がＤからＮに戻された場合は、前記
スイッチ１８の位置がＡからＮに戻された場合と同様な
ので説明は省略する。

次に、スイッチ１８がＢの位置にある場合は、ステップ
Ｓｌｌの判断は肯定で、ステップＳ３５に進み、上昇フ
ラグはクリアされる。停止フラグが“１”か０”かの判
断（ステップ５３５）は、上述のように、スイッチ１８
は、いつも、Ｎの位置を経由して他の位置に切換えられ
るという前提があるので、該停止フラグは、ステップＳ
１３でリセットされており、“０“である。次のステッ
プＳ３７では、前記ステップＳ３で計算された下降偏差
がリフト変化量設定手段３６に格納される。ステップ３
３８で作業機３の位置を判断するため、下降位置フラグ
が“１”か“０”であるかが見られる。該下降位置フラ
グが“１”ならば、上昇バルブフラグが“１”にセット
され（ステップ５３９）、該下降位置フラグが“Ｏ”な
らば、上昇バルブフラグが“０”にセットされる（ステ
ップ５４０）。

上昇フラグの初期値は“θ″であり、また、ステップＳ
３５で上昇フラグはクリアされているので、ステップＳ
１５の判断は、“０“である。

ステップＳ１６の判断は、スイッチ１８がＢにあるので
否定となり、ステップＳ１７に進む。下降フラグの初期
値も上昇フラグと同様“０”となり、次のステップ８１
８に進む。該ステップＳ１８の判断は、スイッチ１８が
Ｂにあるので否定となり、ステップＳ１９に進み、前記
ステップＳ３７で下降偏差が格納された、リフト変化量
をもとにバルブオン時間が計算されて、プログラムの最
初に戻る。

次に、スイッチ１８がＣの位置に操作された場合は、ス
テップＳＩＯの判断は肯定で、ステップＳ４１に進み、
下降フラグがクリアされる。該ステップＳ４１における
下降フラグのクリア処理は、作業機３の下降動作中に、
強制停止させる場合に有効となる ステップＳ４２では停止フラグが“１”か“０”かの判
別が行われる。スイッチ１８が、必ずＮ位置を経由して
他の位置に切換えられるという前提があるので、停止フ
ラグはステップＳ１３でリセットされており、ステップ
Ｓ４２における判別は“θ″であり、処理はステップＳ
４２からステップＳ４３に進む。

ステップＳ４３ではリフト変化量設定手段３６に上昇偏
差が格納される。

ステップＳ、４４では作業機３の位置を判断するため、
上昇位置フラグが“１”か“０″かの判別が行われる。

上昇位置フラグが“１“ならば、上昇バルブフラグが“
１”にセットされ（ステップ５４５）、該下降位置フラ
グが“θ″ならば、上昇バルブフラグが“０”にセット
される（ステップ５４６）。

以下、前記スイッチがＢの場合と同様にステップＳ１９
まで処理される。

なお、作業機３をスイッチＡの位置で下降中、またはＤ
の位置で上昇中に強制的に停止させる場合は、Ａの位置
からはＣの位置へ、またＤの位置からはＢの位置へスイ
ッチを切換えると停止できる。

たとえば、スイッチがＡの位置で下降中に、Ｃの位置に
切換えると、ステップＳＩＯの判断は肯定となるので、
ステップＳ４１に進んで下降フラグはクリアされる。ス
イッチ１８をＡからＣに切換える以前に、ステップＳ２
９で停止フラグはセットされているので、ステップＳ４
２では、停止フラグは“１”の判断となり、ステップＳ
１４まで進んで、リフト変化量に“０１が格納される。

ステップＳ１４の後、ステップＳ１７の下降フラグはス
テップＳ４１で既にクリアされているので、ステップＳ
１８に進み、該ステップ８１８も、スイッチ１８はＣ位
置に切換わっているので否定となり、ステップＳ１９に
進んでバルブオン時間が計算される。ところが、前記ス
テップＳ１４でリフト変化量に０が格納されているので
、バルブオン時間は０となり、作業機３の昇降は停止さ
れる。

同様に、スイッチ１８をＤの位置で上昇中に、Ｂへ切換
えて作業機３を停止させることができる。

上記説明のように、本実施例では、リフト現在値と上昇
設定値との比較、およびリフト現在値と下降設定値との
比較により、前記上昇設定値と下降設定値に対する作業
機３の位置、および偏差を検出し、スイッチ１８の選択
位置と該検出位置から作業機３の昇降方向が割出されて
いる。また、前記偏差をもとに、作業機３の上昇または
下降バルブのオン時間が計算され、作業機３の昇降速度
が制御される。

そして、前記偏差は、プログラムの実行サイクル毎に更
新されてリフト変化量として設定されるようになってい
る。

なお、前記ステップＳ３７およびステップＳ４３におい
て、リフト変化量設定手段３６に設定される上昇偏差あ
るいは下降偏差の代わりに、前記リフト変化データＫを
設定するようにして、操作スイッチ１８がＢまたはＣに
操作された場合には、前記周期ｆに対するオン時間を小
さくして、作業機３を間欠駆動しても良い。

このように、作業機３を間欠駆動することによって、作
業機３の昇降速度を遅くすることができ、昇降位置の微
調節が行い易くなる等、操作スイッチ１８がＢまたはＣ
に操作された場合と、操作スイッチ１８がＡまたはＤに
操作された場合とにおいて昇降速度に明確な違いを持た
せ、操作スイッチ１８の位置毎に、その操作目的に応じ
た最適の動作をおこなわせるようにできる。

次に、前記ステップ５１９３における上昇オン時間計算
で、前記第１計算値テーブル２４ａおよび第２計算値テ
ーブル２４ｂのいずれを選択するかの制御フローを、第
４図を参照して説明する。

まず、ステップＳ５０では、上昇バルブフラグが“１”
か“０”かの判別を行うことによって上昇側の制御バル
ブ２７が開かれるべきか、下降側の制御バルブ３９が開
かれるべきかの判別が行われる。該ステップＳ５０の判
別結果が“１″ならばステップＳ５１に進み、“Ｏ″な
らばステップＳ５２に移行する。

ステップＳ５１ではオン時間が０”か否かの判断が行わ
れる。制御バルブのオン時間が“Ｏ”ならばステップＳ
５２に移行し、オン時間が“θ″でなければ、ステップ
５５８に進む。

ステップＳ５２では、領域比較手段３５でリフト変化量
がカット設定値より大きいか否かの判断が行われる。リ
フト変化量がカット設定値より大きい場合は、ステップ
Ｓ５３に進んで上昇チエツクフラグに“１°が設定され
る。リフト変化量よりカット設定値が大きい場合は、ス
テップＳ５４に進んで上昇チエツクフラグに“０“が設
定される。

すなわち、該ステップＳ５２〜３４では、上昇が開始さ
れる前に作業機３がどの位置にあったかを示す上昇チエ
ツクフラグの設定が行われる。

ステップＳ５５では初回チエツクフラグに“０”が設定
される。

ステップＳ５６ではパルスカットフラグに“０゜が設定
される。

ステップＳ５７では第１計算値テーブル２４ａが選択さ
れる。

ステップ３５８では上昇チエツクフラグが“Ｏ”か“１
″かの判別が行われる。リフト変化量がカット設定値よ
り大で、上昇チエツクフラグが“１”、すなわち作業機
のリフト現在値が設定値とかけはなれている場合にはス
テップＳ５７に移行して、第１計算値テーブル２４ａに
従ってオン時間が計算され、作業機３は上昇される。

リフト変化量がカット設定値より小で、上昇チエツクフ
ラグが“０“、すなわち作業機のリフト現在値が設定値
に近付いている場合には、ステップＳ５９に進み、初回
チエツクフラグの判別が行われる。

初回チエツクフラグは最初のプログラムサイクルでは“
０”に設定されているので、該ステップＳ５９の判別は
“Ｏ”となってステップＳ６０に進む。

ステップＳ６０では、領域比較手段３５で、リフト変化
量よりカット設定値が大か否かの判断が行われ、カット
設定値の方が大ならばステップＳ６１に進む。

ステップＳ６１においては、速度比較手段２６で、速度
下限値設定手段２２に設定されている速度下限値と、上
昇速度検出手段２３で検出された上昇速度との比較が行
われる。該ステップＳ６１における比較の結果、速度下
限値が上昇速度より大の場合、すなわち上昇速度が遅い
場合には、ステップＳ６２に進む。

該ステップＳ６２では、操作スイッチ１８がＢまたはＣ
に操作された時、リフト変化量として、前記リフト変化
データＫが使用されるように構成されている場合におい
て、操作スイッチ１８がＢまたはＣに操作されて、間欠
駆動となっているのか、すなわち作業者の意志により微
調節がおこなわれていて作業機３の上昇速度を意図的に
速度下限値より低くしているのか、それとも油圧が低い
ことによって、作業機３の上昇速度が速度下限値より低
くなってしまっているのかの判断が行われる。

ステップＳ６２における、上昇バルブのオン・オフ周期
ｆとオン時間との比較の結果、周期ｆとオン時間が等し
ければ、ステップＳ６３に進み、パルスカットフラグに
“１″が設定される。

このように、オン時間が周期ｆと等しい、すなわち連続
して上昇バルブ２７がオンしている（ステップＳ６２の
判断結果）にもかかわらず、作業機３の上昇速度が遅い
（ステップＳ６１の判断結果）場合には、油圧が低いこ
とによって作業機３の上昇速度が速度下限値より低いと
判断され、パルスカットフラグに“１”が設定される。

一方、ステップＳ６２において、周期ｆとオン時間が等
しくないと判断された場合は、ステップＳ６４に移行す
る。周期ｆとオン時間が等しくないということは、上昇
バルブ２７のオン時間が小さい、すなわち、作業機３が
間欠駆動されていることを意味する。作業機３が間欠駆
動されているということは、操作スイッチ１８がＣ位置
に操作されていて、リフト変化量に前記リフト変化デー
タＫが設定され、作業者の意志によって意図的に上昇速
度を低下させて位置の微調節が行われているのであって
、油圧パワー不足に起因する速度低下でないと判断でき
る。

したがって、この場合は、前記ステップＳ６１で、作業
機３の上昇速度が速度下限値より低いと判断されても、
パルスカットフラグに“１”を設定するステップＳ６３
はスキップされる。

ステップＳ６１における比較の結果、作業機３の上昇速
度が速度下限値より大の場合は、ステップＳ６１の判断
は否定となってステップＳ６４に移行する。この場合に
もパルスカットフラグに“１“を設定するステップＳ６
３はスキップされる。

ステップＳ６４では初回チエツクフラグに“１”が設定
される。初回チエツクフラグに“ビが設定されると、次
回の処理からはステップ３６０〜４４はスキップされる
。

また、リフト変化量がカット設定値より大の場合には、
ステップ８６０の判断は否定となってステップ３６１〜
４４はスキップされ、ステップＳ６５に移行する。

ステップＳ６５では、パルスカットフラグの判別が行わ
れる。前記ステップＳ６３でパルスカットフラグに“１
”が設定されていれば、ステップ３６６に進んで、記憶
部２４から第２計算値テーブル２４ｂが選択される。

第２計算値テーブル２４ｂには、リフト変化量にかかわ
らず最大のオン時間が記憶されているので、作業機３は
、油圧アクチュエータ７に供給される作動油の圧力範囲
内における、最大限の油圧圧力で上昇される。

パルスカットフラグが“θ″の場合には、前記ステップ
Ｓ６６からステップＳ５７に移行して第１計算値テーブ
ル２４ａが選択され、該計算値テーブルにリフト変化量
を対応させてオン時間が決定される。

上記説明のように、本実施例では、領域比較手段３５に
よって、リフト変化量とカット設定値との比較を行い、
カット設定値に対する作業機３の位置を求める。

そしてカット設定値がリフト変化量より大となった場合
、すなわちオン時間が最大値から低い値に変化し始める
直前の位置に、作業機３が位置した時、作業機３の上昇
速度と速度下限値とを、速度比較手段２６にて比較し、
上昇速度が速度下限値より低い場合には、第２訂算値テ
ーブル２４ｂに従ってオン時間を決定するようｉこして
いる。

前記上昇偏差は、プログラムの実行サイクル毎に更新さ
れてリフト変化量として設定されるようになっている。

バルブオン時間計算（ステップ５１９）は、本実施例の
フローチャートに示したタイミングに限定されず、任意
の周期による割込みによっても処理できる。

なお、上記実施例では、作業機３の上昇動作時のみに前
記２つの計算値テーブルから１つの選択を行うようにし
た例を示した。これは作業機３の下降動作時には、通常
は作業機３の自重が下降方向に作用するので、作動油の
供給圧力が低下しても、はとんどその影響を受けずに安
定した速度で下降動作が行えるからである。

もちろん、油圧アクチュエータに作動油を供給して、強
制的に下降動作をおこなわせるような油圧系統を使用す
る場合には、必要に応じて本発明を下降側の制御にも適
用することができる。

（発明の効果） 以上の説明から明らかなように、本発明によれば次のよ
うな効果が達成できる。

（１）走行作業車のアイドリング運転時などに、油圧ア
クチュエータに供給される作動油の供給圧力が低くなり
、これに起因して作業機の上昇速度が低下したような場
合、油圧アクチュエータの制御バルブのオン時間を最大
値にして作業機を上昇させるようにしたので、前記作動
油の供給圧力が低い場合でも安定上昇させることができ
る。

（２）通常の作動油圧力で作業機を上昇させる場合には
、リフト変化量に応じて制御バルブのオン時間が計算さ
れ、上昇設定値近くになると、作業機は低速で上昇され
るのでオーバーシュート防止、衝撃緩和効果が大きい。

なお、この低速への切換えは、上昇速度が遅い場合には
行われないので、減速に伴う作業能率の低下は必要最小
限の範囲にとどめることが可能である。

（３）第１計算値テーブルと、第２計算値テーブルの選
択切り換えは、リフト変化量に基づいて行われるため、
上昇設定値が変更されても、上記（１）および（２）の
効果が達成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例を示す制御装置のブロック図
、第２図、第３図および第４図は制御装置の動作を示す
フローチャート、第５図は操作スイッチの接点構成図、
第６図（ａ）は導電性スライド部材の正面図、第６図（
ｂ）は導電性スライド部材の側面図、第７図はオン時間
のタイムチャート、第８図はオン時間とリフト変化量の
関係図、第９図は走行作業車の側面図、第１０図は走行
作業車後部に連結された作業機および連結部の斜視図で
ある。 １・・・走行車両、３・・・対地作業機、７・・・油圧
アクチュエータ、８，９・・・リフトアーム、１０゜１
１・・・リフトロッド、１５・・・リフトセンサ、１８
・・・操作スイッチ、１９・・・カット設定値設定手段
、２０・・・上昇位置設定器、２１・・・上昇偏差算出
部、２２・・・速度下限値設定手段、２３・・・上昇速
度検出手段、２４・・・記憶部、２４ａ・・・第１計算
値テーブル、２４ｂ・・・第２計算値テーブル、２５・
・・バルブ駆動部、２６・・・速度比較手段、２７・・
・上昇バルブ、３５・・・領域比較手段、３６・・・リ
フト変化量設定手段 代理人　弁理士　平木通人　外１名 第　　　２　　　図　（そ　の　１） 第　　　３　　　図 第　　４　　図　（その１） 第　　　７　　　図 第　　　８　　　図 （ａ） 第９図 第１０図

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）　作業機の上昇目標位置を設定する上昇位置設定
   器と、作業機の現在位置を検出するセンサと、前記目標
   位置および現在位置の偏差を算出する上昇偏差算出部と
   、 前記偏差が小さい時には油圧アクチュエータの制御バル
   ブのオン時間デューティ比を小さくし、前記偏差が大き
   い時には前記オン時間デューティ比を大きくするような
   第１の計算値テーブル、および前記偏差の大小にかかわ
   らず、同一偏差に対応するオン時間デューティ比が前記
   第１の計算値テーブルのオン時間デューティ比より大き
   く設定されるような第２の計算値テーブルを記憶した記
   憶部と、 前記第１の計算値テーブルにおけるオン時間デューティ
   比の最大値であって、かつ前記オン時間デューティ比が
   、最大値から小さい値に遷移する変化点近傍の偏差に対
   応するカット設定値を設定する設定手段と、 前記偏差がカット設定値より小の時に、作業機の上昇速
   度を、所定の速度下限値と比較し、前記上昇速度が速度
   下限値より小の時には前記第２の計算テーブルを選択す
   る手段と、 前記第１および第２の計算値テーブルのオン時間に従っ
   て、前記上昇偏差を解消する方向に、油圧アクチュエー
   タの上昇バルブを動作させるバルブ駆動部とを具備した
   ことを特徴とする対地作業機位置制御装置。
2. （２）　オン時間デューティ比が、最大値から最小値へ
   連続的に変化するような計算値テーブルが、記憶部に記
   憶されていることを特徴とする請求項１記載の対地作業
   機位置制御装置。
3. （３）　オン時間デューティ比が、最大値から最小値へ
   階段状に変化するような計算値テーブルが、記憶部に記
   憶されていることを特徴とする請求項１記載の対地作業
   機位置制御装置。