JPH03292806A - 作業機の油圧制御装置 - 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、例えば作業装置を昇降駆動するための油圧シ
リンダ等の油圧アクチュエータを備えた農用トラクタ等
の作業機の油圧制御装置に関し、詳しくは、被操作対象
を駆動する油圧アクチュエータに対して電磁比例制御弁
を介して圧油を供給するよう構成するとともに、前記電
磁比例制御弁に対する供給電流値を検出する検出手段の
検出結果に基づいて、前記電磁比例制御弁に対するパル
ス電流のデユーティ比を変更して前記油圧アクチュエー
タへの圧油供給が所定の昇圧特性となるよう制御する制
御手段を備えてある作業機の油圧制御装置に関する。

〔従来の技術］ 上記油圧制御装置において、従来では、例えば本出願人
が先に出願（特願平１−２８９８８号）した内容のもの
がある。つまり、前記制御手段による油圧アクチュエー
タの駆動開始時において、電磁比例制御弁に対するパル
ス電流の立上り時において、デユーティ比が目標開度を
得るための設定デユーティ比よりも大きな所定のパルス
信号を供給する構成となっていた。

〔発明が解決しようとする課題〕

上記従来構成は、油圧アクチュエータの駆動初期におい
ては、制御弁内のスプール等の慣性、あるいは、作動油
の粘性等に起因して制御弁に所望の開度を得るまでに余
分の時間がかかり、無駄時間が住じるのを防止するため
のものである。

ところが、上記従来構造においては、前記初期デユーテ
ィ比は制御弁の一般的な特性を考慮して画一的に一定の
デユーティ比を与えるようにするものであるが、前記制
御弁の作製上の特性のパラつきあるいは作動油の温度に
よって、電磁励磁用のコイルの抵抗値に差が生じ、これ
らに起因して、上記したような駆動開始時における無駄
時間が不必要に長くなったり、又、短かくなり過ぎて駆
動ショックが生じたりすることがあった。

本発明の目的は、上記不具合点を解消する点にある。

〔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油圧制御
装置において、前記制御手段からの電流供給開始時点か
ら被操作対象が駆動され始める時点までの時間を計測す
る計測手段と、前記計測時間が所定時間よりも長ければ
、電流供給開始時点直後の初期デユーティ比を増大側に
変更し、前記計測時間が所定時間よりも短かければ、前
記初期デユーティ比を減少側に変更する初期デユーティ
比変更手段とを備えてある点にある。

〔作　用］ 前記計測手段によって、電磁比例制御弁に対する電流供
給開始時から被操作対象が駆動され始めるまでの時間、
つまり初期作動時間を計測して、その計測時間の結果に
基づいて、次回駆動時における初期デユーティ比を補正
し、初期作動時間を適正値にさせるのである。

〔発明の効果〕

従って、本発明によれば、電磁比例制御弁の作製上の特
性のハラつきや油温の高低差に起因する電流値と弁開度
、つまりは制御流量との対応特性の差異を適宜修正して
、常に適正な初期油圧作動を維持することができるもの
となった。

〔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（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）を昇隣駆動するリフ
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
のリヤフェンダ−（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）　（被操作対象の一例
）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ロンド（１２）で
吊下げ状態に支持することで、このロークリ耕耘装置（
１１）は前記リフトシリンダ（７）の駆動により昇降し
、更に、一対のリフトロンド（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、前記ロータリ耕耘装置（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
ークリ耕耘装置（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、ロークリ耕耘装置（１１）の揺動型の
後カバー（ｌｌ’ａ）の揺動量からロータリ耕耘装置（
１１）の対地レベルを検出する第２ポテンシヨメータ（
２５）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ンク系とが構成され、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）からのフィードバン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
々を介して制御機構（３１）にフィードハックされるよ
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ている。

又、前記３種の制御のうち自動耕深制御、ポジション制
御弁々の制御時には位置偏差が大きいほどロークリ耕耘
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、予
めセントした電流値・デユーティ特性（１／Ｄ）に基い
てデユーティサイクル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、
ロータリ耕耘袋！（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、自動耕深制御、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（
ＸＲ）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（＃
Ｌ＃２ステップ）。

次に、位置偏差（Ｅｘ）の全体値と不感帯としてセット
されている値（ε）との比較を行って、位置偏差（Ｅ、
）の絶対値が不感帯の値（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（＃３〜＃６ス
テツプ）。

次に、位置偏差（Ｅｘ）に基いて目標流量（Ｑｏ）の決
定を行い、目標流量（Ｑｏ）と制御弁（Ｖ）の特性とに
基いて目標電流値（■°）の決定を行い、目標電流値（
■°）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（Ｄ″′）を決定す
る（＃７．　＃８．　＃９ステップ）。

尚、＃７．＃８．＃９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＃９ステップで決定し
た値をセットし、初期値（Ｄ、）に対し制御弁（Ｖ）の
特性等から予め設定して記憶されている標準値（Ｄｐ＋
）をセットし、この初期値（Ｄ、）から最大値（Ｄｆｆ
ｉ、Ｘ）まで増大を図り乍らパルス信号を出力する（＃
１０．　＃１１ステップ）。

又、電磁比例制御弁（Ｖ）に対する電流開始時点（ｔｏ
）から耕耘装置（工１）が駆動され始める時点、つまり
、前記第２、第４センサ（２５）　、　（２８）のうち
のいずれかの信号が変化し始める時点（ｔｌ）までの時
間（Ｔ）を計測しく第２図参照）、この計測時間（Ｔ）
が所定の設定時間（Ｔｏ）よりも大であれば、前記設定
初期デユーティ比（Ｄｐ）の記憶データを標準値（ＤＰ
Ｉ）よりも大きな第１補正設定（Ｉ！（ＤＰＥ）に変更
する（＃１３．　＃１４ステップ）。

又、計測時間（Ｔ）が設定時間（Ｔｏ）よりも短かけれ
ば、前記記憶データを標準４ｉＣＤｘ）よりも小さな第
２補正設定値（ＤＰ３）に変更する（＃１５ステップ）
。このようにして補正された初期デユーティ比データは
次回制御における＃１０．＃１１ステンプの初期値とし
て使用される。

尚、上記フローチャートの＃１２ステップで計測手段（
Ａ）を構成し、＃１３．　＃１４．　＃１５ステンプで
初期デユーティ比変更手段（Ｂ）を構成する。

尚、被操作対象として耕耘装置（１１）に限らず、例え
ば、伝動用フランチ等各種操作対象を用いることができ
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作業機の油圧制御装置の実施例を示
し、第１図は制御ブロック図、第２図はタイミングチャ
ート、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）・・
・・・・被操作対象、（３１）・・・・・・制御手段、
（八）・・・・・・計測手段、（Ｂ）・・・・・・初期
デユーティ比変更手段、　（Ｒ）・・・・・・検出手段
、　（Ｖ）・・・・・・制御弁、（Ｔ）　、　（Ｔｏ）
・・・・・・時間。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 被操作対象（１１）を駆動する油圧アクチュエータ（７
   ）に対して電磁比例制御弁（Ｖ）を介して圧油を供給す
   るよう構成するとともに、前記電磁比例制御弁（Ｖ）に
   対する供給電流値を検出する検出手段（Ｒ）の検出結果
   に基づいて、前記電磁比例制御弁（Ｖ）に対するパルス
   電流のデューティ比を変更して前記油圧アクチュエータ
   （７）への圧油供給が所定の昇圧特性となるよう制御す
   る制御手段（３１）を備えてある作業機の油圧制御装置
   であって、前記制御手段（３１）からの電流供給開始時
   点から被操作対象が駆動され始める時点までの時間（Ｔ
   ）を計測する計測手段（Ａ）と、前記計測時間（Ｔ）が
   所定時間（Ｔｏ）よりも長ければ、電流供給開始時点直
   後の初期デューティ比を増大側に変更し、前記計測時間
   （Ｔ）が所定時間（Ｔｏ）よりも短かければ、前記初期
   デューティ比を減少側に変更する初期デューティ比変更
   手段（Ｂ）とを備えてある作業機の油圧制御装置。