JPH07117175B2 - 移動農機の油圧昇降装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明はトラクタ等の移動農機の油圧昇降装置に関す
るものである。

［従来技術］ 近年、トラクタ等の動力農機にあっては、作業機を昇降
させる油圧昇降装置を比例ソレノイドバルブで制御する
ようにしている。

［発明が解決しようとする問題点］ 第５図はこの種の比例ソレノイドバルブの一例の特性を
表すグラフであって、図から明らかなように、制御電流
を比例ソレノイドバルブのソレノイドに通電しても、一
定時間ｔが経過して電流量がある一定量以上になるまで
は圧油が流れ始めない。また、電流量を増加させるとき
と減少させるときでは電流量が同一であっても圧油の流
量が異なっている。この特性は、ソレノイド自体のヒス
テリシス現象とバルブ自体のヒステリシス現象とが複合
的に影響し合った結果生じたものである。

例えば、第５図に表された特性を有する比例ソレノイド
バルブをトラクタの作業機昇降用油圧装置に使用する
と、作業機昇降操作用のポジション操作レバーを少しだ
け動かしても圧油は流れ始めないので作業機は停止した
ままであるが、この位置からもう少しだけ動かすと（図
におけるＡ点で）圧油が流れ始め、作業装置が急激に動
作を開始する。従って、このような比例ソレノイドバル
ブを具備した作業機昇降装置は、作業装置の上下位置を
微調整するのが難しいという問題点があった。

特に、トラクタに連結したロータリ耕耘装置の如き対地
作業機の昇降高さを微小に調節する場合には、円滑に、
且つショックなく作動させる必要があり、動き始めの動
作速度は低速で、徐々に増速する必要がある。

［課題を解決するための手段］ この発明は、停止中の油圧昇降装置を駆動する際に、で
きるだけ迅速に駆動を開始すると共に、油圧昇降装置の
作動速度を精密に制御する装置を提供せんとするもので
ある。

このため、この発明は次のような技術的手段を講じた。
即ち、機体２にリンク機構３を介して作業機を昇降自在
に連結支持し、ポジション操作レバー24にて設定した位
置にリフト用のアーム17が位置すべく油圧昇降機構19を
作動させてなる移動農機の油圧昇降装置において、前記
油圧昇降機構19を上昇用比例ソレノイドバルブ20と下降
用比例ソレノイドバルブ21とで制御するようになし、そ
の制御はポジション設定値と現実の検出値との偏差に応
じてパルス信号のパルス幅を変更しながら、そのパルス
幅に対応した電流を流すことによって行なうようにし、
油圧昇降機構19を非駆動状態から駆動させる際に、前記
比例ソレノイドバルブ20、21に所定の開度を得るための
パルス信号の幅よりも大きな幅で固定的なパルス信号を
少なくとも１パルス以上出力する制御装置31を設けたこ
とを特徴とする移動農機の油圧昇降装置とするものであ
る。

［作用］ 駆動開始時には、所望の開度が得られるパルス信号の幅
よりも大きな幅の固定的なパルス信号を１パルス以上出
力するように制御されるので、比例ソレノイドバルブに
は、制御の最初に比較的大きな電流が流されることにな
り、この結果、比例ソレノイドバルブのスプールの慣性
力、あるいは作動油の粘性等に抗して比例ソレノイドバ
ルブの開放方向への作動を早期に行えることになり、駆
動開始時の作動遅れを防止し円滑な作動状態を得ること
が可能となる。

［実施例］ 次にこの発明の一実施例を図に基づいて説明する。第１
図はこの発明にかかる油圧装置を備えた動力農機の一実
施例を示すもので、トラクタを例に挙げている。トラク
タ１の機体２後部に３点リンク装置３が設けられてお
り、この３点リンク装置３にロータリ耕耘装置５が連結
されている。

３点リンク装置３は１本のトップリンク10と左右一対の
ロワーリンク11、11を備え、トップリンク10はロータリ
耕耘装置５のマスト13に、またロワーリンク11、11はロ
ータリ耕耘装置５の取付フレーム14に夫々取り付けられ
ている。ロワーリンク11、11はその中間部に連結されて
いるリフトロッド16、16によってトラクタ１の油圧式リ
フトアーム17に吊られている。

トラクタ１は３点リンク装置３上下動用の油圧昇降機構
19を具備し、この油圧昇降機構19の油圧で前記リフトア
ーム17を上下に回動させるように構成している。

ロータリ耕耘装置５の上下操作は操縦席23の側部に設け
られているポジション操作レバー24で行う。リフトアー
ム17の基部にはその回動角度を検出するリフトアーム角
度センサ27が設けられている。油圧昇降機構19の制御バ
ルブとしては、パルスによる通電量に比例して圧油流量
が変化する比例ソレノイドバルブが使用されており、こ
の比例ソレノイドバルブはロータリ耕耘装置５を昇降駆
動する上昇用比例ソレノイドバルブ20と下降用比例ソレ
ノイドバルブ21とで構成されている。リフトアーム17ほ
上昇回動させるときは、上昇用比例ソレノイドバルブ20
を開放して駆動用油圧シリンダの伸長側シリンダ室に油
圧を送り込むとともに、下降用比例ソレノイドバルブ21
を閉塞して圧油をタンクに循環させる。

逆に、リフトアーム17を下降させるときは、上昇用比例
ソレノイドバルブ20を閉塞して下降用比例ソレノイドバ
ルブ21を開放する。

第２図は油圧昇降機構19の制御機構を表すブロック図で
あり、リフトアーム角度センサ27の検出信号ａとボジシ
ョン操作レバー24によるロータリ耕耘装置５の設定位置
を表す信号ｂがA/D変換器30を経てCPU31からなる制御装
置に伝えられる。ここで、ポジション操作レバー24によ
って設定されたリフトアーム17の角度と角度センサ27に
よって検出される実際のリフトアーム17の回動角度とが
比較され、上昇用比例ソレノイドバルブ20と下降用比例
ソレノイドバルブ21に制御信号ｃ、ｄが出力される。

そして、CPU31からの指令によりバルブ20、21に対し開
信号が出力されると、バルブ20、21のソレノイドには、
一定時間だけ励磁用の大電流が流された後、リフトアー
ム角度を設定角度とするための所望の開度が得られるパ
ルス幅の制御電流が流されるようになっている。

第４図はソレノイド通電用のパルス信号の一例の波形図
であって、この図では駆動開始所期の励磁電流の通電時
間（ON時間）と非通電時間（OFF時間）との割合（デュ
ーティ比）が9:1の割合になっており、励磁電流の場合
は5:5になっている。なお、これらのパルス信号のパル
ス幅に応じた電流値は脈流状態の信号に変換され、ソレ
ノイドバルブを励磁するのである。

また、第５図に比例ソレノイドバルブの流量特性を示し
ているが、ソレノイドに通電される電流値に比例して制
御流量が増加されるものであり、この実施例ではポジシ
ョン操作レバー24によって定まるポジション設定値と、
リフトアーム角度センサ27が検出したポジション検出値
との偏差によって制御電流値、即ち、パルス信号のデュ
ーティ比が決まる。

また、この実施例では駆動開始時に４個のパルス信号を
出力するようにしたが、このパルス信号の幅と数は、ア
クチュエータやソレノイドバルブの特性に応じて最適な
ものに設定すればよい。

次に第３図のフローチャートに基づいてこの油圧昇降機
構19の動作を説明する。

まず、ポジション操作レバー24の設定位置とリフトアー
ム角度センサ27の検出値とからロータリ耕耘装置５の現
在の位置に保つ（中立）かどうかを決定する。中立指令
が出された場合は両比例ソレノイドバルブ20、21を
「閉」にしてリフトアーム17を停止させるが、このと
き、励磁要求が出される。リフトアーム17を昇降させる
指令が出ている場合は、それが上昇指令であるか下降指
令であるかを判断し、「上昇」のときには、駆動開始初
期の励磁電流をセットする指令があるかどうかを判断す
る。この指令がある場合は該ソレノイドに励磁電流を通
電する励磁通電時間をセットする。具体的に云うと、駆
動開始初期に、予め設定されたデューティ比（90％）の
パルス信号を４個出力するようにセットするものであ
る。

そして、励磁電流をセットする要求がない場合には、ポ
ジション設定値とポジション検出値との偏差に応じた制
御電流を通電する。

いずれの場合も、リフトアーム17は上昇するが、上昇開
始時には比較的大電流である励磁電流が所定時間だけ通
電された後、正規の制御電流を通電するので、動作開始
時とそれ以降の圧油の流量が殆ど等しく、リフトアーム
17が円滑に上動するようになっている。「下降」の場合
も同様で、上記動作において、上昇用比例ソレノイドバ
ルブ20に対してなされた制御が下降用比例ソレノイドバ
ルブ21に対してなされる。ソフトアーム17が設定位置ま
で移動すると比例ソレノイドバルブは中立状態になり、
同時に励磁要求フラグをリセットする。

［発明の効果］ 以上説明したように、この発明にかかる油圧昇降機構
は、出力指令が出されたときに比例ソレノイドバルブに
通常の制御電流よりも大きい励磁電流を通電し、しかる
のち、ポジション設定値とポジション検出値との偏差に
応じた制御電流を通電する制御装置が設けられているの
で、比例ソレノイドバルブやソレノイドのヒステリシス
現象の影響を除去することができると共に、油圧昇降機
構は、迅速に駆動を開始される結果、目標位置に円滑且
つ正確に移動することが可能となった。

このため、例えば、トラクタにロータリ耕耘装置のよう
な対地作業機を連結して耕深調節をする場合に、作業者
が設定した耕深域に耕耘部がいち早く到達することにな
って、ここに移動農機の油圧昇降機構の作動速度を精密
に制御する装置が得られたのである。

【図面の簡単な説明】

第１図は全体側面図、第２図は制御ブロック図、第３図
はその動作を表すフローチャート、第４図は波形図、第
５図は比例ソレノイドバルブの流量特性を表すグラフで
ある。 符号の説明 １……トラクタ ２……機体 ３……３点リンク装置 ５……ロータリ耕耘装置 17……リフトアーム 19……油圧昇降機構 20……上昇用比例ソレノイドバルブ 21……下降用比例ソレノイドバルブ 24……ポジション操作レバー 27……リフトアーム角度センサ

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】機体にリンク機構を介して作業機を昇降自
   在に連結支持し、ポジション操作レバーにて設定した位
   置にリフト用のアームが位置すべく油圧昇降機構を作動
   させてなる移動農機の油圧昇降装置において、前記油圧
   昇降機構を上昇用比例ソレノイドバルブと下降用比例ソ
   レノイドバルブとで制御するようになし、その制御はポ
   ジション設定値と現実の検出値との偏差に応じてパルス
   信号のパルス幅を変更しながら、そのパルス幅に対応し
   た電流を流すことによって行なうようにし、油圧昇降機
   構を非駆動状態から駆動させる際に、前記比例ソレノイ
   ドバルブに所定の開度を得るためのパルス信号の幅より
   も大きな幅で固定的なパルス信号を少なくとも１パルス
   以上出力する制御装置を設けたことを特徴とする移動農
   機の油圧昇降装置。