JPH03271802A

JPH03271802A - 電気駆動型アクチュエータの保護装置

Info

Publication number: JPH03271802A
Application number: JP7092790A
Authority: JP
Inventors: Shohei Nakai; 章平仲井
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 1990-03-20
Filing date: 1990-03-20
Publication date: 1991-12-03

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、例えば農用トラクタ等に装備される電磁式油
圧制御弁等の電気駆動型アクチュエータの保護装置に関
し、詳しくは、電気駆動型アクチュエータに供給される
パルス電流の平均電流値を検出する電流検出手段を前記
アクチュエータの電流方向下手側に備え、この電流検出
手段の検出結果がフィードバックされ、その検出電流と
設定電流とが一致するように前記パルス電流のデユーテ
ィ比を設定範囲内で変更制御して、前記アクチュエータ
を適正値で駆動する制御装置を備えてある電気駆動型ア
クチュエータの保護装置に関する。

〔従来の技術〕

上記電気駆動型アクチュエータの駆動構造として、従来
では、例えば本出願人が先に出願（特願平１−１８３９
１４号）した構造のものがある。

つまり、アクチュエータとしての電磁比例弁のソレノイ
ドに対して制御装置からの信号に基づいてパワートラン
ジスタをオンオフ制御して電流を供給するよう構成し、
ソレノイドの電流下手側に介装した負荷電流検出用抵抗
器の両端の電圧値を検出して、その検出信号を制御装置
にフィードバックし駆動電流を適正値に維持するよう構
成してあり、制御装置及びパワートランジスタ等の電気
回路部分は、操縦者の手元部に位置する制御ボックス内
に配備され、ソレノイドは油圧配管の近傍であって、前
記制御ボックスから離間した箇所に配設してあった。

Ｃ発明が解決しようとする課題〕上記従来構造にあっては、制御ボックスとアクチュエー
タとの間を接続コードを介して電気接続する必要があり
、この接続コードが経年変化や機体振動あるいは外物と
の接触等によって被覆が破損して機体との間で配線短絡
するおそれがあるが、このように途中短絡故障が生じる
と、前記電流検出用抵抗器に対してはわずかな電流しか
流れない。その結果、制御装置に対するフィードバック
信号が小さなものになり、出力電流を大きくさせるよう
制御が働き、パワートランジスタやソレノイドに過剰電
流が流れてこれらを損傷するおそれが大となる。

本発明は、配線途中での短絡故障が発生した場合であっ
ても、電気部品の損傷を未然に防止することのできる電
気駆動型アクチュエータの保護装置を提供することを目
的としている。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴構成は、冒頭に記載した電気駆動型アクチ
ュエータの保護装置において、前記パルス電流のデユー
ティ比を検出するデユーティ比検出手段と、前記デユー
ティ比検出手段の検出値が設定範囲外にあることを検知
すると、前記アクチュエータに対する電流供給を停止さ
せる電流停止手段とを備えてある点にある。

〔作　用〕

制御装置からアクチュエータへの配線途中において短絡
故障が生じた場合には、電流検出手段にはわずかな電流
しか流れないので、制御装置は駆動電流のデユーティ比
を大側に制御するが、設定範囲を越えてデユーティ比を
大にしても電流検出手段にはそれに対応した電流が流れ
ないので、制御装置はデユーティ比、つまりは、平均駆
動電流を更に増大させようとするが、デユーティ比検出
手段がそのような状態を検知すると、電流停止手段がア
クチュエータに対する電流供給を停止する。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、アクチュエータに対する駆動
電流の変更制御のために備えられる既存のデユーティ比
変更構成を有効利用して、特別の過電流保護装置等を用
いることなく、簡易な改良で配線短絡時の電気部品の損
傷を未然に防止できるものを得られるに至った。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する。

第５図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）を設け、このリフトシリンダ（７）の上
方位置における、左右のりャフェンダー（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
介してロークリ耕耘装置（１１）　（対地作業装置の一
例）が着脱自在に連結され、この２点リンク機構（１０
）と前記リフトアーム（６）とを左右一対のリフトロッ
ド（１２）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（Ｘ）
周りにローリング作動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
系は第３図の如く表され、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
出するアクチュエータとしての電磁比例制御弁（Ｖ）夫
々を有して成り、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（Ｉ８）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、前記ロークリ耕耘装置（１
１）を、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、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、前後向き軸芯（Ｘ
）周りでの傾斜姿勢を設定するローリング制御との３種
の自動制御、及び、この３種の自動制御に優先して、ロ
ータリ耕耘装置（１１）を所定の対車体レベルまで上昇
させる強制上昇制御を行う制御装置が備えられている。

この制御装置のうち自動耕深制御、ポジション制御、強
制上昇制御を行う系は第１図に示す如く構成され、この
構成では第６図に示すように、前記リヤフェンダ−（８
）に設けたコントロールボックス（２２）の耕深設定ダ
イヤル（２３）の設定位置を検出する第１ポテンシヨメ
ータ（２４）と、ロータリ耕耘装置（１１）の揺動型の
後カバー（ｌｌａ）の揺動量からロータリ耕耘装置（１
１）の対地レベルを検出する第２ポテンシヨメータ（２
５）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、又、運転座席（９）の側方に配置されたポジ
ションレバー（２６）の設定位置を検出する第３ポテン
シヨメータ（２７）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４ポテンシヨメータ（２８）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、操縦ハンド
ルポスト（３５）に強制上昇制御を行わせる上昇スイッ
チ（２９）が設けられている。

尚、この強制上昇制御ではロータリ耕耘装置（１１）が
所定レベルに達したことを前記第４ポテンシヨメータ（
２８）からのフィードバック信号によって得ている。

尚、前記第２ポテンシヨメータ（２５）に接続される電
気コード（３６）の車体（３）との連結箇所は、第４図
に示すように、車体（３）側の接続具（３７）の接合面
に永久磁石片（３９）を設けるとともに、コード（３６
）側の接続具（３８）の接合面に鉄片（４０）を付設し
てこれらの吸着力により接点（４１）、　（４２）を接
続維持するよう構成し、耕耘装置（１１）を連結解除し
た状態で車体（３）を発進させたとき、誤って電気コー
ド（３６）を引きちぎることがないよう構成しである。

又、上記した４つのポテンショメータからの信号はＡ／
Ｄ変換器（３０）を介して、マイクロプロセッサ（図示
せず）を備えた制御装置（３１）に入力され、前記上昇
スイッチ（２９）からの信号は制御装置（３１）に直接
入力され、この制御装置（３１）は間歇パルス信号を出
力してパワートランジスタ（３２）、　（３２）を駆動
することで、間歇パルス電流が前記ソレノイド（１８ａ
）、　（２０ａ）に供給され、更に、このソレノイド（
１８ａ）、　（２０ａ）に供給された電流の電流値を電
圧値に変換する電流検出手段としての抵抗器（Ｒ）がソ
レノイド（１８ａ）、　（２０ａ）からの経路（３３）
に介装され、又、このようにして変換された電圧値はフ
ィードバック経路（３４）、Ａ／Ｄ変換器（３０）夫々
を介して制御装置（３１）にフイードバックされるよう
構成されている。

又、この制御装置は前記間歇信号のデユーティサイクル
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、
前記制御弁（Ｖ）の開度の調節を行うよう構成されてい
る。

尚、上記した電気回路部分はコントロールボックス（２
２）内に配備され、ソレノイド（１８ａ）。

（２０ａ）はリフトシリンダ（７）の近傍に配設しであ
る。

そして、ソレノイド（１８ａ）、　（２０ａ）の駆動用
パルス電流のデユーティ比を検出するデユーティ比検出
手段（Ａ）と、このデユーティ比検出手段（Ａ）の検出
値が設定範囲外にあることを検知すると、ソレノイド（
１８ａ）、　（２０ａ）に対する電流供給を停止させる
電流停止手段（Ｂ）とを備えてある。詳述すると、前記
デユーティ比検出手段（Ａ）及び電流停止手段（Ｂ）は
、制御装置（３１）において予め記憶された制御プログ
ラムとして備えられ、第２図にその制御フローチャート
を示している。

上記したようなフィードバック信号に基づいてソレノイ
ド（１８ａ）、　（２０ａ）の駆動電流を適正値に維持
するフィードバック制御において、その制御されたデユ
ーティ比を検出しくステップＳ１）、その検出された実
測デユーティ比（Ｄ、）が通常の制御における設定範囲
、即ち、最小設定デユーティ比（Ｄよ）から最大設定デ
ユーティ比（Ｄ２）までの範囲内であるか否か判断され
る（ステップＳ２）。そして、実測デユーティ比（Ｄｕ
）が前記設定範囲内であれば上記したようなフィードバ
ック制御が引続き実行される。実測デユーティ比（Ｄ、
）が前記設定範囲外にあると判断すると、パワートラン
ジスタ（３２）、　（３２）に対する出力信号を強制的
にオフ状態に切換え（ステップＳ３）、メインスイッチ
（４３）が切作動されるまで、上記オフ状態を維持する
（ステップＳ４）。

このようにして、本来駆動電流の制御に用いられるデユ
ーティ比変更構成を有効に利用して、制御装置（３１）
におけるマイクロプロセッサに対する制御プログラムを
変更するだけの改良で対応できて、専用の過電流保護装
置を付加することなく、短絡故障時の回路保護を行うこ
とができる。

本発明は、前記電磁比例制御弁（Ｖ）に代えて、電動シ
リンダや電動モータ等各種のアクチュエータにも適用で
きる。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない。

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る電気駆動型アクチュエータの保護装
置の実施例を示し、第１図は制御回路図、第２図は制御
フローチャート、第３図は油圧回路図、第４図は配線コ
ード接続部の断面図、第５図は農用トラクタの全体側面
図である。（３Ｉ）・・・・・・制御装置、（Ａ）・・・・・・デ
ユーティ比検出手段、（Ｂ）・・・・・・電流停止手段
、（Ｒ）・・・・・・電流検出手段、（Ｖ）・・・・・
・アクチュエータ。

Claims

【特許請求の範囲】

電気駆動型アクチュエータ（Ｖ）に供給されるパルス電
流の平均電流値を検出する電流検出手段（Ｒ）を前記ア
クチュエータ（Ｖ）の電流方向下手側に備え、この電流
検出手段（Ｒ）の検出結果がフィードバックされ、その
検出電流と設定電流とが一致するように前記パルス電流
のデューティ比を設定範囲内で変更制御して、前記アク
チュエータ（Ｖ）を適正値で駆動する制御装置（３１）
を備えてある電気駆動型アクチュエータの保護装置であ
って、前記パルス電流のデューティ比を検出するデュー
ティ比検出手段（Ａ）と、前記デューティ比検出手段（
Ａ）の検出値が設定範囲外にあることを検知すると、前
記アクチュエータ（Ｖ）に対する電流供給を停止させる
電流停止手段（Ｂ）とを備えてある電気駆動型アクチュ
エータの保護装置。