JPH0631405U - 作業用走行車における電磁比例制御弁の制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 電磁比例制御弁による油圧アクチユエータの
作動速度制御を、温度変化に拘らず精度良くしかも安定
して行うことができるようにする。 【構成】 温度変化に応じて変動するソレノイド６ａ、
６ｂのコイル抵抗値をアンプ回路２０を介して入力し、
該入力した抵抗値に基づいて電磁比例制御弁６の入力電
流値を補正する。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案は、トラクタ、田植機、コンバイン等の作業用走行車における電磁比例 制御弁の制御装置に関するものである。

【０００２】

【従来技術及び考案が解決しようとする課題】

一般に、この種作業用走行車のなかには、作業部を昇降せしめるリフトシリン ダ等の油圧アクチユエータを、ソレノイド部に入力される電流値に基づいて流量 を比例制御する電磁比例制御弁を用いて作動速度制御すべく構成されるものがあ る。しかるに、前記電磁比例制御弁においては、温度変化に伴うコイル抵抗値の 変化や作動油の粘度変化に起因して制御流量が変動するため、作動油の温度が相 違する作業開始時と終了時とでは、入力電流値が同一であるにも拘らず油圧アク チユエータの作動速度が大きく相違してしまうことになり、この結果、制御の精 度および安定性の低下が問題となつていた。

【０００３】

【課題を解決するための手段】

本考案は、上記の如き実情に鑑みこれらの欠点を一掃することができる作業用 走行車における電磁比例制御弁の制御装置を提供することを目的として創案され たものであつて、走行機体に設けられる油圧アクチユエータの作動速度制御を、 ソレノイド部に入力される電流値に基づいて流量を比例制御する電磁比例制御弁 によつて行うべく構成してなる作業用走行車において、前記電磁比例制御弁の入 力電流値を制御する制御部に、温度変化に応じて変動するソレノイド部のコイル 抵抗値を測定し、該測定したコイル抵抗値に基づいて電磁比例制御弁の入力電流 値を補正する入力電流補正手段を設けたことを特徴とするものである。 そして本考案は、この構成によつて、油圧アクチユエータの作動速度制御を、 温度変化に拘らず精度良くしかも安定して行うことができるようにしたものであ る。

【０００４】

【実施例】

次に、本考案の一実施例を図面に基づいて説明する。図面において、１はトラ クタの走行機体であつて、該走行機体１の後部には、昇降リンク機構２を介して ロータリ耕耘式の作業部３が昇降自在に連結されており、そして作業部３は、単 動式リフトシリンダ４の油圧作動に伴うリフトアーム５の上下揺動に基づいて昇 降するが、これらの基本構成は何れも従来通りである。

【０００５】 ６は前記リフトシリンダ４の伸長作動（作業部上昇）および縮小作動（作業部 下降）を制御する電磁比例制御弁であつて、該電磁比例制御弁６は、上昇用およ び下降用ソレノイド６ａ、６ｂの励磁作動に基づいて上昇用および下降用メイン バルブＶ₁、Ｖ₂をパイロツト操作することによりリフトシリンダ４の伸縮作動切 換を行うと共に、上昇用および下降用ソレノイド６ａ、６ｂに入力される電流値 に基づいて流量を比例制御してリフトシリンダ４の作動速度制御を行うが、前記 入力電流値はパルス幅変調制御に基づいて調整されており、このため作動パルス のデユーテイ比（ＯＮ時間比率）によつてリフトシリンダ４の作動速度が決定さ れるようになつている。また、本実施例の油圧回路では、油温等の温度変化が生 じた場合に図１３に示す様な温度特性を示す。即ち、上昇作動においては、温度 上昇に伴つて上昇用ソレノイド６ａのコイル抵抗値が増加し、該コイル抵抗値の 増加に伴うコイル電流値の減少に基づいて流量が減少する一方、下降作動におい ては、温度上昇に伴つて下降用ソレノイド６ｂのコイル抵抗値が増加し、該コイ ル抵抗値の増加に伴うコイル電流値の減少に基づいて流量が減少するものの、降 下速度調節バルブＶ₃の絞り抵抗が減少するため流量が増加することになる。

【０００６】 一方、８は運転席９の近傍に配設される操作パネルであつて、該操作パネル８ には、作業部３を昇降操作するためのポジシヨンレバー１０（操作信号はレバー 角センサ１０ａを介して出力）、自動制御を切換え操作するための自動制御切換 えスイツチ１１、後述する耕深自動制御の目標耕深を設定するための耕深設定ボ リユーム１２、後述するダツシング防止制御の開始位置を設定するための位置設 定ボリユーム１３、制御モードを切換え操作するためのモード切換えスイツチ１ ４等の操作具が設けられているが、各操作具の操作信号は制御部１５に入力され るようになつている。

【０００７】 前記制御部１５は、所謂マイクロコンピユータ（ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を 含む）を用いて構成されるものであり、そしてこのものは、前述の操作具のみな らず、リフトアーム５の上下揺動角を検知するアーム角センサ１６、リヤカバー １７の上下揺動角に基づいて耕深を検知する耕深検知センサ１８、エンジン回転 数を検知するエンジン回転センサ１９等から信号を入力すると共に、これら入力 信号に基づく判断で、前記電磁比例制御弁６の上昇用ソレノイド６ａおよび下降 用ソレノイド６ｂに駆動トランジスタＴｒ１、Ｔｒ２を介して作動パルス信号を 出力するが、さらに本考案の制御部１５は、アンプ回路２０を介して上昇用ソレ ノイド６ａのアース電流値を入力するようになつている。即ち、上昇用ソレノイ ド６ａのアース電流を抵抗Ｒによつて分流すると共に、該分流した電流をアンプ 回路２０で増幅した後、Ａ／Ｄコンバータ（アナログ−デジタル変換回路）２２ を介して制御部１５に入力すべく構成されており、このため制御部１５において は、温度変化に伴つて変動する上昇用ソレノイド６ａのコイル抵抗値に基づいて 電磁比例制御弁６の温度測定を行うことができるようになつている。

【０００８】 次に、前記制御部１５に予め制御手順が記憶された制御、つまり工場検査ライ ンで実行される測定基準データ補正制御、ポジシヨンレバー１０の操作位置とリ フトアーム５の検知位置とを一致させるべく作業部３を昇降制御するポジシヨン 制御、さらに耕深設定ボリユーム１２の設定耕深と耕深検知センサ１８の検知耕 深とを一致させるべく作業部３を昇降制御する耕深自動制御、非作業位置から下 降する作業部３の下降速度を位置設定ボリユーム１３の設定位置から徐々に減速 するダツシング防止制御について説明する。

【０００９】 前記測定基準データ補正制御は、モード切換えスイツチ１４をチエツクモード 位置にセツトし、さらに所定の操作を行つた場合に実行されるが、該制御を実行 する際には、一定に保つた作動油の温度を予め測定器を用いて測定すると共に、 該測定した温度が予め設定される何れの温度範囲に属するかを前記自動制御切換 えスイツチ１１の切換え操作に基づいて制御部１５に入力しておくものとする。 そしてこれらの前準備が完了した後に測定基準データ補正制御を実行すると、該 制御は、作業部３を繰り返し昇降させるべく上昇用ソレノイド６ａおよび下降用 ソレノイド６ｂに作動パルスを出力すると共に、上昇作動時における前記コイル 抵抗値に基づいて温度測定値を複数サンプリングし、さらにサンプリングした温 度測定値を平均化した後、その平均値に基づいてメモリ（バツクアツプ付き）に 記憶される測定基準データを補正するようになつている。つまり、アンプ回路２ ０や電磁比例制御弁６における品質のバラツキによつて測定誤差を生じる不都合 を未然に防止するようになつている。

【００１０】 一方、ポジシヨン制御では、ポジシヨンレバー１０の操作位置とリフトアーム ５の検知位置とを比較し、そしてポジシヨンレバー１０の操作位置がリフトアー ム５の検知位置よりも高い場合には、その差に応じたデユーテイ比の上昇作動パ ルスを出力する一方、ポジシヨンレバー１０の操作位置がリフトアーム５の検知 位置よりも低い場合には、その差に応じたデユーテイ比の下降作動パルスを出力 し、またポジシヨンレバー１０の操作位置がリフトアーム５の検知位置に一致す る場合には、作動パルスの出力を停止することになるが、ポジシヨンレバー１０ の操作位置がリフトアーム５の検知位置よりも高く、かつその差が大きい場合に は、設定範囲内でデユーテイ比が最大の上昇作動パルスを出力するようになつて いる。そしてこの状態では、コイル抵抗値に基づいて温度測定値を複数サンプリ ングし、さらにサンプリングした温度測定値を平均化した後、その平均値に基づ いて作動パルスのデユーテイ比を補正するようになつている。即ち、作業部３が 非作業位置まで上昇操作される機体回行毎にデユーテイ比の補正を行うと共に、 補正を行う際には作動パルスのＯＮ時間、つまり温度測定時間を可及的に長く確 保して測定精度の向上を計つているが、さらに本実施例では、エンジン回転数に 基づいて測定値補正を行うため、エンジン回転数の変化に伴う電圧変動によつて 測定誤差が生じる不都合を解消することができるようになつている。

【００１１】 また、前記耕深自動制御では、まず自動制御切換えスイツチ１１およびポジシ ヨンレバー１０の操作状態に基づいて耕深自動制御がＯＮ状態であるか否かを判 断する。つまり、自動制御切換えスイツチ１１が耕深自動位置にセツトされ、か つポジシヨンレバー１０が下限位置まで操作された状態において耕深自動制御を 実行するが、耕深自動制御のＯＮ状態では、ポジシヨンレバー１０を非作業位置 まで上昇操作した際にセツトされる作業始めフラグのセツト状態を判断する。そ して作業始めフラグがリセツト状態である場合には、耕深設定ボリユーム１２の 設定耕深と耕深検知センサ１８の検知耕深とを一致させるべく作業部３を通常の 速度で昇降制御する一方、作業始めフラグがセツト状態である場合には、前述し たダツシング防止制御を実行した後、作業部３が設定耕深位置近傍に達した段階 で作業始めフラグをリセツトするようになつている。そして耕深自動制御におい ては、前記温度測定に基づいてデユーテイ比が補正された作動パルスを使用する ことになるが、ダツシング防止制御ではさらに厳密なパルス補正がなされるよう になつている。即ち、ダツシング防止制御の減速域では、作動パルスのＯＮ時間 を、予め設定される最小ＯＮ時間ｔ₀に達するまで順次減少（減少幅＝Δｔ）さ せるが、前記最小ＯＮ時間を前述した温度測定値に基づいて補正しており、この ため温度変化に伴つてダツシング防止制御時の下降速度が遅くなりすぎたり、充 分に減速されない等の不都合を解消することができるようになつている。

【００１２】 叙述の如く構成された本考案の実施例において、電磁比例制御弁６は、上昇用 および下降用ソレノイド６ａ、６ｂに入力される電流値に基づいてリフトシリン ダ４の作動を制御することになるが、前記入力電流値を制御する制御部１５は、 上昇用ソレノイド６ａのコイル抵抗値に基づいて電磁比例制御弁６の温度測定を 行うと共に、該温度測定に基づいて上昇用および下降用ソレノイド６ａ、６ｂの 入力電流値を補正しており、従つて、電磁比例制御弁６は、温度変化に拘らず精 度の高い流量制御を行うことになる。この結果、作動油の温度が相違する作業開 始時と終了時とでリフトシリンダ４の作動速度が大きく相違してしまうような不 具合を解消して、作業部昇降制御の精度および安定性を著しく向上させることが できる。

【００１３】 しかも、前記入力電流値の補正を、殊更特別なフイードバツク機構を設けるこ となく、極めて簡略なアンプ回路２０を用いて行うため、コストアツプを招来す ることがなく極めて都合がよい。

【００１４】 さらに、温度測定は、温度変化に伴つて変動する上昇用ソレノイド６ａのコイ ル抵抗値に基づいて行われるため、測定精度を著しく向上させることができる。

【００１５】 また、温度測定に基づく入力電流値の補正は、機体回行毎（作業部上昇操作時 毎）に自動的に実施されるため、常に温度変化に拘らず精度の高い作業部昇降制 御を行い得る許りか、作業中の補正に基づいて入力電流値が変動する不都合も解 消することができる。

【００１６】 また、前記作業部上昇時には、作動パルスのＯＮ時間を最大にするため、測定 時間を可及的に長く確保でき、もつて温度測定の測定精度を著しく向上させるこ とができる。

【００１７】 また、電源の電圧変動要因であるエンジン回転数の変動を検出し、これに基づ いて測定値の補正を行うため、エンジン回転数の変動に伴う測定誤差の発生を確 実に防止することができる。

【００１８】 またさらに、工場検査ラインでは、走行機体１毎に測定基準データの補正を行 うため、アンプ回路２０、電磁比例制御弁６等の品質のバラツキによる測定誤差 を無くして測定精度の著しい向上を計ることができる。

【００１９】 尚、本考案は、前記実施例に限定されないものであることは勿論であつて、例 えば工場検査ラインにおける測定基準データの補正を、図１１に示す第二実施例 の様に行うこともできる。即ち、第二実施例では、測定器を用いて測定した作動 油温度を制御部１５に入力するにあたり、入力温度を、耕深設定ボリユーム１２ の操作に基づいて無段階に設定入力するようになつており、このため温度範囲を 入力する前記第一実施例に比して測定基準データの補正を極めて精度良く行うこ とができる。

【００２０】

【作用効果】

以上要するに、本考案は叙述の如く構成されたものであるから、油圧アクチユ エータの作動速度を電磁比例制御弁によつて制御するものでありながら、電磁比 例制御弁の入力電流値は、温度変化に応じて変動するソレノイド部のコイル抵抗 値に基づいて補正されるため、電磁比例制御弁の制御流量が温度変化に伴つて変 動することを防止できる。従つて、作動油の温度が相違する作業開始時と終了時 とで油圧アクチユエータの作動速度が大きく相違してしまうような不具合を悉皆 解消し、この結果、油圧アクチユエータの作動速度制御における精度および安定 性を著しく向上させることができる。

【００２１】 しかも、前記入力電流値の補正は、ソレノイド部の抵抗値測定に基づいて行わ れるため、殊更特別なフイードバツク機構を設けることなく、アンプ回路を設け る程度の簡略な構成により実施可能となつて極めて都合がよい。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図である。

【図２】操作パネルの平面図である。

【図３】制御機構の概略構成を示すブロツク回路図であ
る。

【図４】測定基準値設定制御のフローチヤートである。

【図５】ポジシヨン制御のフローチヤートである。

【図６】ポジシヨン制御の作用を示すタイミングチヤー
トである。

【図７】補正範囲を示すグラフ図である。

【図８】耕深自動制御のフローチヤートである。

【図９】ダツシング防止制御のフローチヤートである。

【図１０】ダツシング防止制御の作用を示すタイミング
チヤートである。

【図１１】第二実施例を示す測定基準値設定制御のフロ
ーチヤートである。

【図１２】電磁比例制御弁を含む油圧回路図である。

【図１３】電磁比例制御弁の温度特性を示すグラフであ
る。

【符号の説明】

１ 走行機体 ３ 作業部 ４ リフトシリンダ ６ 電磁比例制御弁 ６ａ 上昇用ソレノイド ６ｂ 下降用ソレノイド １０ ポジシヨンレバー １５ 制御部 ２０ アンプ回路

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 走行機体に設けられる油圧アクチユエー
   タの作動速度制御を、ソレノイド部に入力される電流値
   に基づいて流量を比例制御する電磁比例制御弁によつて
   行うべく構成してなる作業用走行車において、前記電磁
   比例制御弁の入力電流値を制御する制御部に、温度変化
   に応じて変動するソレノイド部のコイル抵抗値を測定
   し、該測定したコイル抵抗値に基づいて電磁比例制御弁
   の入力電流値を補正する入力電流補正手段を設けたこと
   を特徴とする作業用走行車における電磁比例制御弁の制
   御装置。