JPH03292805A - 作業機の昇降制御装置 - 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、走行機体に対して油圧アクチュエータにより
駆動昇降自在に作業装置を連結し、前記油圧アクチュエ
ータに電磁比例制御弁を介して圧油を供給するよう構成
するとともに、前記圧油供給を所定の昇圧特性になるよ
う前記電磁比例制御弁に対する駆動電流を制御する制御
手段と、前記作業装置を所定の高位置まで強制上昇操作
自在な強制上昇手段とを備えてある作業機の昇降制御装
置に関する。

〔従来の技術〕

前記昇降制御装置において、従来では、前記制御手段に
よる油圧昇圧特性は常に一定の適正状態となるよう構成
してあった（例えば、先に本出願人が出願した特願平１
−２８９８８号参照）。

（発明が解決しようとする課題〕 上記構成は、油圧アクチュエータの作動開始時にはスプ
ールの慣性等に起因する作動遅れによる無駄時間を極力
少なくするとともに、作業装置の現在位置から目標位置
までの偏差が大きいときは油量を大にして迅速な作動を
行い、かつ、目標位置近傍においては昇圧カーブを緩や
かにさせてショックを和らげるようにしたものである。

ところが、前記電磁比例制御弁の供給電流に対する作動
油流量の変化特性は、個体差又は油温の高低に応じて異
なるものであるから、前記昇圧特性カーブがこれらの諸
条件の差によって異なることがあるので、目標位置近傍
で昇圧カーブが緩やかなものにならずショックが生じた
り、又は動作が緩慢となったりすることがあった。

本発明は、上記不具合点を解消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、冒頭に記載した作業機の昇降制御
装置において、前記強制上昇動作において、前記作業装
置が上昇途中の設定値１から上限位置まで上昇する所要
時間を計測する計測手段と、前記計測時間が所定時間よ
りも長ければ前記−電磁比例制御弁に対する供給電流を
増大側に変更し、前記計測時間が前記所定時間よりも短
かければ前記供給電流を減少側に変更する電流補正手段
を備えてある点にある。

〔作　用〕

上昇目標位置が定まっている強制上昇動作において、途
中の設定位置から上昇位置まで至る所要時間は常に一定
に制御されるべきであるから、実作動におけるこの時間
を計測して、設定時間に対する大小を比較し電磁比例制
御弁に対する電流を適正値に補正するのである。

〔発明の効果］ 従って、本発明によれば、この種作業機では標準的に備
えられる強制上昇手段の上昇作動を有効に利用して、電
磁比例制御弁の個体差や油温の高低差に起因する特性の
バラツキを吸収して高精度の昇降制御を行えるものにな
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（ＬＬ（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（１０）と前記リ
フトアーム（６）とを左右一対のリフトアーム（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、このロークリ耕耘装置（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４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（
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、ロークリ耕耘装置
（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、ロークリ耕耘装置（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５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（Ｉｌａ）の揺動量からロークリ耕耘装置（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
らロークリ耕耘装置（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、コントロー
ルボックス（２２）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クリ耕耘装置（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。

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（３０）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（３１）に入力され、前記上昇ス
イッチ（２９）からの信号は制御機構（３１）に直接入
力され、この制御機構（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抵抗器（Ｉ？）がソレノイド（１８
ａ）　、　（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トバンク
経路（３４）、Ａ／Ｄ変換器（３０）夫々を介して制御
機構（３１）にフィードバックされるよう構成されてい
る。

又ごこの制御装置は前記間歇信号のデユーティ比の調節
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、そのメインの動
作は第２図のフローチャートに従って行われる。

つまり、制御が開始されると初期設定と共に、電流値・
デユーティ特性（Ｉｌｏ）に初期値をセ・ツトしく＃１
ステップ）、上昇スイッチ（２９）の状態を判別する（
＃２ステップ）。

次に、上昇スイッチ（２９）がＯＮ操作されていれば、
電磁比例制御弁（Ｖ）に対して、所定のデユーティ比の
間歇パルス電流を供給してリフトシリンダ（７）を上昇
方向に駆動する（上昇作動の開始）と共に、制御機構（
３１）から出力される間歇パルス信号のカウントを開始
１７、かつ、だのカウント数が「１０」に達するまでソ
レノイド（１８ａ）に供給された電流値（Ｉ＋＋）を人
力する（＃３〜＃６ステツプ）。

この電流値（＋＊）の入力は、前記抵抗器（Ｒ）で電圧
値に変換されたものを、Ａ／Ｄ変換器（３０）を介して
デジタル信号化し、このデジタル信号を間歇パルス信号
の整数倍のサンプリング周期で入力することで行われ、
次に、入力された電流値を平均化した後、電流値（Ｔ）
にセットする（１７．＃８ステップ）。

次に、この強制上昇制御時のデユーティ比（Ｄ）と電流
値（１）とに基いて、電流値・デユーティ特性（１／Ｄ
）の選択を行い、この結果を電流値・デユーティ特性（
Ｉ／Ｄ）にセットする（＃９．　＃１０ステップ）。

この特性（１／Ｄ）は、デユーティ比の値に対応してソ
レノイド（１８ａ）　、　（２０ａ）に供給される電流
の電流値を把握するためのものであり、油温の変化に伴
うソレノイド（１８ａ）　、　（２０ａ）の電気抵抗値
に基いて、予め計測された複数種の特性のデータの中か
ら、前述の選択が行われる。

次に、リフトアーム（６）が所定のレベルに達してこの
強制上昇制御の作動が停止した後には、上昇スイッチ（
２９）がＯＦＦ操作されるまでロークリ耕耘装置１！（
１１）は高いレベルに維持される（＃１１　ステップ）
。

そして、上昇作動において、耕耘装置　（１１）が上昇
途中の設定位置から上限位置まで上昇する所要時間（Ｔ
）を計測する（＃１２ステップ）。前記計測時間（Ｔ）
が所定の設定時間（Ｔｏ）よりも大であれば、後述する
ように決定される目標流量（Ｑｏ）とそれに対する目標
電流値（Ｉｏ）との特性マツプを予め設定しである特性
から電流増大側に変更する（＄１１３．　＃１４ステッ
プ）。又、計測時間（Ｔ）が設定時間（Ｔｏ）よりも小
であれば、前記特性マツプを電流減少側に変更する（＃
１５ステップ）。

次に、＃１６ステツプで上昇スイッチ（２９）がＯＦＦ
操作状態にあることを検出した場合、及び、＃１６ステ
ツプで上昇スイッチ（２９）がＯＦＦ操作されたことを
検出した場合には、作業モードの判別を行い（作業モー
ドを選択するための操作系は詳述せず）、自動耕深制御
、ポジション制御、ローリング制御の３種の制御のうち
のいずれかの制御を行い、以上の制御をリセットされる
まで繰返すようになっている（＃１７〜＃２１ステップ
）。

又、前記３種の制御のうち自動耕深制御、ポジション制
御夫々の制御時には位置偏差が大きいほどロータリ耕耘
装置（１１）の昇降速度を増大させるよう、電磁比例制
御弁（Ｖ）の開度が設定され、この設定を行う際に、前
述の如（セットした電流値・デユーティ特性（Ｔ／Ｄ）
に基いてデユーティ比が決められるようになっている。

尚、以上のように説明した制御動作においては、自動耕
深制御、ポジション制御のいずれの制御を行う際にも、
ロータリ耕耘装置（１１）の昇降作動時には、ソレノイ
ド（１８ａ）　、　（２０ａ）に供給された電流値のフ
ィードバックを行わないオーブンループ型に、この制御
系は構成されている。

又、自動耕深側？ｆｌ、ポジション制御のいずれの制御
の動作とも、その概要は第３図のフローチャートの如く
表すことが可能であり、（具体的にはサブルーチンの形
態でプログラム中にセットされている）、その動作を以
下に説明する。

つまり、制御時には作業モードに応じて制御目標（Ｘｏ
）に設定器の信号、即ち、第１、第３ポテンシヨメータ
（２４）　、　（２７）のうちのいずれかからの信号が
セットされ、ロータリ耕耘装置（１１）の現在レベル（
Ｘ、）にセンサの信号、即ち、第２、第４センサ（２５
）　、　（２８）のうちのいずれかからの信号がセット
され、減算によって位置偏差（ＥＸ）が求められる（＃
２２．　＃２３ステップ）。

次に、位置偏差（ＥＸ）の全体値と不感帯としてセント
されている値（ε）との比較を行って、位置偏差（ＥＸ
）の絶対値が不惑帯の４ａ（ε）より大きい場合にのみ
、制御方向を判別して制御方向を決定する（＃２４〜＃
２７ステソプ）。

次に、位置偏差（Ｅ８）に基いて目標流量（Ｑｏ）の決
定を行い、上記し１こように（１１１３〜＃１５ステツ
プ）補正された目標流量（Ｑｏ）と制′４１■弁（Ｖ）
の特性とに基いて目標電流値（Ｉｏ）の決定を行い、目
標電流値（Ｉｏ）と、前述の如くセットされた電流値・
デユーティ特性（Ｄ）　とに基いてデユーティ比（Ｄｏ
）を決定する（＃２８．　＃２９．　＃３０ステンプ）
。

尚、＃２８．　＃２９．　＄１３０ステップにおける処
理においては、図示したグラフに表される特性に基いて
決定が行われ、この決定はマツプデータあるいは演算に
よって行われる。

次に、最大値（Ｄ、％□Ｘ）に対して＃３０ステップで
決定した値をセットし、初期値（Ｏｒ）に対して＋１３
０ステツプで決定した値を定数で除した後セットし、こ
の初期値（Ｄ、）から最大値（Ｄ、、、）まで増大を図
り乍らパルス信号を出力する（＃３１゜＃３２ステップ
）。

尚、上記＃３．　＃１１ステップで強制上昇手段（Ａ）
を構成し、＃１２ステップで計測手段（Ｂ）を構成し、
Ｉｎ２．１１１４．＃１５ステップで電流補正手段（Ｃ
）を構成する。

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作業機の昇降制御装置の実施例を示
し、第１図は制御ブロック図、第２図及び第３図は制御
フローチャート、第４図は油圧回路図、第５図は農用ト
ラクタの全体側面図である。 （７）・・・・・・油圧アクチュエータ、（１１）・・
・・・・作業装置、（３１）・・・・・・制御手段、（
Ａ）・・・・・・強制上昇手段、（Ｂ）・・・・・・計
測手段、（Ｃ）・・・・・・電流補正手段、（Ｖ）・・
・・・・電磁比例制御弁。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 走行機体に対して油圧アクチュエータ（７）により駆動
   昇降自在に作業装置（１１）を連結し、前記油圧アクチ
   ュエータ（７）に電磁比例制御弁（Ｖ）を介して圧油を
   供給するよう構成するとともに、前記圧油供給を所定の
   昇圧特性になるよう前記電磁比例制御弁（Ｖ）に対する
   駆動電流を制御する制御手段（３１）と、前記作業装置
   （１１）を所定の高位置まで強制上昇操作自在な強制上
   昇手段（Ａ）とを備えてある作業機の昇降制御装置であ
   って、前記強制上昇動作において、前記作業装置（１１
   ）が上昇途中の設定位置から上限位置まで上昇する所要
   時間を計測する計測手段（Ｂ）と、前記計測時間が所定
   時間よりも長ければ前記電磁比例制御弁（Ｖ）に対する
   供給電流を増大側に変更し、前記計測時間が前記所定時
   間よりも短かければ前記供給電流を減少側に変更する電
   流補正手段（Ｃ）を備えてある作業機の昇降制御装置。