JPH08247104A - 油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 パイロット式の切換バルブを用い、このパイ
ロット油路への送油を、電磁比例減圧弁を用いて流量制
御する場合に、出荷調整を容易にし、作動油の油温や種
類が変化しても作動が確実となるようにする。 【構成】 パイロット式切換弁からなるメインバルブ１
６の切り換えにより油圧シリンダー２を駆動し、このメ
インバルブ１６を切り換えるパイロット油路３２・３３
を電磁比例減圧弁３０・３１に接続し、このパイロット
油路に圧力センサー３７・３８を配置してパイロット圧
を検知するとともに、この圧力センサーと前記電磁比例
減圧弁をコントローラ４０と接続して油圧シリンダー２
を制御する構成であって、油圧シリンダー２の作動時以
外に、パイロット圧を油圧シリンダーの臨界作動圧以下
に加圧し、作動時にパイロット圧をフィードバックして
設定制御圧に制御した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はコンバインやトラクタ等
の農用機械やバックホー等の建設機械の作業機を駆動す
る油圧アクチュエーターの油圧制御装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来からコンバイン等の農用機械や建設
機械において、作業機の昇降や回動等の作動を油圧シリ
ンダー等の油圧アクチュエーターにより行い、この油圧
アクチュエーターを制御するために、電磁切換バルブ
や、パイロット切換バルブ等の油圧制御機器によって行
い、これらバルブの切換操作を行うソレノイドはコント
ローラと接続されて、センサーからの入力やレバー操作
でソレノイドを作動させるようにしていた。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかし、切換バルブを
パイロット式の切換バルブを用い、このパイロット油路
への送油を、電磁比例減圧弁を用いて流量制御する場合
には、メインバルブを切り換えることができるパイロッ
ト油圧（以下臨界作動圧）を、出荷前に調整しておく必
要があり、この出荷調整は非常に微妙な調整となり、調
整に長時間を要していた。また、作動油の油温や種類に
よって作動圧が異なるので誤差が生じ、ヒステリシスも
あるために、臨界作動圧が安定せず、使用時に臨界作動
圧が変化することもあり、作動が不確実となることがあ
った。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は上記のような課
題を解決するために、次のように構成する。即ち、パイ
ロット式切換弁からなるメインバルブの切り換えにより
油圧アクチュエーターを駆動し、このメインバルブを切
り換えるパイロット油路を電磁比例減圧弁に接続し、こ
のパイロット油路に圧力センサーを配置してパイロット
圧を検知するとともに、この圧力センサーと前記電磁比
例減圧弁をコントローラと接続して油圧アクチュエータ
ーを制御する構成であって、油圧アクチュエーターの作
動時以外に、パイロット圧を油圧アクチュエーターの臨
界作動圧以下に加圧し、作動時にパイロット圧をフィー
ドバックして設定制御圧に制御した。

【０００５】

【作用】このような手段を用いることによって、パイロ
ット圧を圧力センサーによって常に検知し、油圧アクチ
ュエーターを油圧シリンダーとしたときに、油圧シリン
ダーを伸縮させない時には、メインバルブが切り換わる
臨界作動圧以下になるように、電磁比例減圧弁を切換制
御し、油圧シリンダーを伸縮させるときには、電磁比例
減圧弁のソレノイドに、臨界作動圧時の励磁電流に加え
て所定の電流値を加えて印加し、パイロット油路にメイ
ンバルブが確実に切り換わることができるパイロット圧
を送油して、メインバルブを切り換えて油圧シリンダー
を作動させる。

【０００６】

【実施例】次に本発明の一実施例を図面に従って説明す
る。図１はコンバインの全体側面図、図２は油圧シリン
ダーを作動させる油圧回路図、図３は制御ブロック図、
図４は同じく他の実施例を示す制御ブロック図、図５は
電磁比例減圧弁のソレノイドに印加する励磁電流とパイ
ロット圧の関係を示す図である。

【０００７】図１において、コンバインの昇降装置に本
発明の油圧制御装置を適用した場合について説明する
と、コンバインはクローラー式走行装置２０上の機体前
方に作業機として刈取装置Ｃを突出し、この刈取装置Ｃ
の後部に脱穀装置Ｄを配置し、脱穀装置Ｄ下部には選別
装置Ｇ、後部には排藁処理装置、右側には運転席Ｈを配
置し、運転席Ｈ下方にエンジンＥが配置され、運転席Ｈ
後部にはグレンタンク９が設けられ、脱穀、選別後の精
粒がグレンタンク９に貯留され、この精粒はオーガ３に
よって排出することが可能であり、このオーガ３は油圧
シリンダー１１によって昇降することができる。

【０００８】前記刈取装置Ｃは刈取フレーム５前端に分
草板４を突出し、その後部に引起し装置１０を立設し、
その後部に掻込装置や搬送装置、刈刃６を配置し、刈取
装置Ｃの高さをセンサー７によって検知し、刈取装置Ｃ
の昇降は前記運転席Ｈに設けた昇降レバー１の操作、ま
たは、この高さセンサー７からの信号によりコントロー
ラ４０を介して油圧シリンダー２を伸縮して高さが変更
される。前記高さセンサー７は接触片を回動自在に設け
たり、非接触型の超音波センサー等で構成される。

【０００９】前記油圧シリンダー２・１１を伸縮させる
ための油圧回路構成は、図２に示すように、エンジンＥ
からの動力によって油圧ポンプＰ１・Ｐ２が駆動され、
油圧ポンプＰ１に流量制御回路１３を構成するリリーフ
バルブ１４と絞り１５に接続され、リリーフバルブ１４
の二次側はパイロット式切換弁からなるメインバルブ１
６、パイロット式チェックバルブ１７、スピードコント
ロール回路１９を構成するチェックバルブ２１、絞り２
２を介して刈取装置Ｃを昇降する油圧シリンダー２と接
続されている。また、前記流量制御回路１３を構成する
絞り１５には電磁切換弁２３、パイロット式チェックバ
ルブ２４、絞り２５を介してオーガ３を昇降する油圧シ
リンダー１１に接続されている。

【００１０】そして、前記油圧ポンプＰ２に流量制御回
路２６・２７を介して、他の油圧アクチュエーターに圧
油を供給できるようにするとともに、流量制御回路２７
の絞り２９に電磁比例減圧弁３０・３１が接続されてい
る。この電磁比例減圧弁３０・３１の二次側にメインバ
ルブ１６を切り換えるパイロット油路３２・３３が連通
され、それぞれのパイロット油路３２・３３には圧力セ
ンサー３７・３８が付設されて、そのパイロット圧を検
知している。また、メインバルブ１６の二次側のＡポー
ト油路と、Ｂポート油路とパイロット式チェックバルブ
１７の間を繋ぐ油路との間にはシャトル弁３４が介装さ
れて、このシャトル弁３４の二次側はリリーフバルブ３
５のパイロット油路３６に接続されて、油圧シリンダー
２を伸長させる時の油圧を高めるようにしている。

【００１１】従って、油圧ポンプＰ１・Ｐ２をエンジン
Ｅの動力によって駆動すると、ミッションケース内の作
動油を吸引して、油圧ポンプＰ１からの圧油は流量制御
回路１３を構成するリリーフバルブ１４と絞り１５によ
って分流されて、リリーフバルブ１４からの圧油は、後
述する制御によって上昇操作した時には、メインバルブ
１６、パイロット式チェックバルブ１７、チェックバル
ブ２１を介して油圧シリンダー２に送油して伸長させ
る。下降操作した時には、メインバルブ１６が切り換え
られて、チェックバルブ１７を開放して、油圧シリンダ
ー２内の作動油が可変絞り２２によって絞られて流量が
制限されて、チェックバルブ１７、メインバルブ１６を
介してタンクへ流れ、刈取装置Ｃはゆっくり下降する。
また、電磁切換弁２３を上昇側へ切換操作することで、
絞り１５からの圧油を電磁切換弁２３、チェックバルブ
２４、絞り２５を介して油圧シリンダー１１に送油して
伸長させ、下降操作すると、油圧シリンダー１１内の圧
油が絞り２５、チェックバルブ２４、電磁切換弁２３を
介してタンクへドレンされ、油圧シリンダー１１は縮小
する。

【００１２】前記電磁比例減圧弁３０・３１のソレノイ
ド３０ａ・３１ａはアンプ４１を介してコントローラ４
０と接続され、電磁切換弁２３のソレノイド２３ａ・２
３ｂもアンプを介してコントローラ４０と接続され、こ
のコントローラ４０には前記高さセンサー７や昇降レバ
ー１の回動量検知センサー、オーガ３の昇降・回動レバ
ーの回動量検知センサー等とも接続されて、このコント
ローラ４０によって前記油圧アクチュエーターが制御さ
れる。

【００１３】また、前記電磁比例減圧弁３０・３１のソ
レノイドへの励磁電流Ｉと、電磁比例減圧弁３０・３１
からのパイロット圧Ｐとの関係は図５に示す如く、パイ
ロット圧Ｐは励磁電流Ｉに比例し、Ｐ＝ｋＩ＋ｄで表
せ、電磁比例減圧弁３０（または３１）に励磁電流を流
して、パイロット圧がＰ0 （臨界作動圧とする）を越え
ると、メインバルブ１６が切り換えられて一次側から二
次側へ圧油が流れて油圧シリンダー２が伸縮可能とな
り、パイロット圧がＰ0 からＰｍｉｎまでの圧力では作
動が不安定であるので、ＰｍｉｎからＰｍａｘまでの範
囲内を制御領域として使用するように構成している。し
かし、電磁比例減圧弁は生産して出荷される時に許容範
囲内においてバラツキがあり、油温等が変化しても臨界
作動圧Ｐ0 は変化する。例えば、特性ａから特性ｂの範
囲が生産時の許容範囲内とすると、特性ａの場合では、
励磁電流Ｉ１以下では作動せず、励磁電流Ｉ３流すと電
磁比例減圧弁を制御できるようになる。ところが、特性
ｂの場合では励磁電流Ｉ３流しても電磁比例減圧弁を作
動させることができないことが生じる。

【００１４】そこで、本発明は油圧シリンダーを作動さ
せていない時、例えばアイドリング時等でも、電磁比例
減圧弁３０・３１を作動させて、そのパイロット圧を圧
力センサー３７・３８で検知し、その圧力が常にＰ０以
下となるように制御して、特性を演算する。つまり、式
Ｐ＝ｋＩ＋ｄにおけるｋとｄを常に演算して、油圧シリ
ンダーの昇降制御を行うときには、パイロット圧が確実
にＰｍｉｎからＰｍａｘまでの範囲内となるような励磁
電流を流せるようにするのである。

【００１５】具体的には、図３に示すように、コントロ
ーラ４０からの制御信号をＤ／Ａコンバータ４２によっ
てアナログ信号に変換して、アンプ４１に入力して、こ
のアンプ４１より電磁比例減圧弁３０（または３１）に
励磁電流を流す。この励磁電流はアンプ４１にフィード
バックされて、設定電流となるようにする。つまり、臨
界作動圧Ｐ０の励磁電流に、ＰｍｉｎとＰｍａｘの間の
パイロット圧となる所定の励磁電流（比例するので演算
できる）を流す。そして、電磁比例減圧弁３０（または
３１）が切り換えられることによって、パイロット油路
３２（または３２）に油圧が流れて、そのパイロット圧
は圧力センサー３７（または３８）によって検知され、
フィードバックされて規定圧となるように制御され、メ
インバルブ１６が切り換わり、油圧ポンプＰ１からの圧
油が油圧シリンダー２へ送油される。

【００１６】また、他の実施例として、図４に示すよう
に、コントローラ４０からパルス幅変調（ＰＷＭ）制御
によって電磁比例減圧弁３０（または３１）に励磁電流
を流し、前記同様に、励磁電流はアンプ４１にフィード
バックし、パイロット圧もフィードバックして、適正パ
イロット圧でメインバルブ１６を切り換えて油圧シリン
ダー２を昇降することもできる。尚、本実施例ではフィ
ードバック制御を示したが、フィードフォワード制御や
ＰＩＤ制御やファジー制御とすることもできる。

【００１７】

【発明の効果】本発明は以上のように構成したので次の
ような効果が得られる。即ち、常に比例減圧弁の特性が
演算されているので、作動油の温度が変化したり、劣化
したりしても、メインバルブを作動させることができる
パイロット圧になるようにパイロット油路へ圧油を送油
することが可能となり、応答遅れ等も防げて確実にメイ
ンバルブを切り換えることができる。また、比例減圧弁
の出荷時の特性のバラツキや作動油の種類（品番やグレ
ード）の変更等があっても、特性が演算されているの
で、出荷時の調整を厳格にする必要がなくなり、出荷時
の調整時間を短縮することができた。

【図面の簡単な説明】

【図１】コンバインの全体側面図である。

【図２】油圧シリンダーを作動させる油圧回路図であ
る。

【図３】制御ブロック図である。

【図４】同じく他の実施例を示す制御ブロック図であ
る。

【図５】電磁比例減圧弁のソレノイドに印加する励磁電
流とパイロット圧の関係を示す図である。

【符号の説明】

２ 油圧シリンダー ７ 高さセンサー １６ メインバルブ ３０・３１ 電磁比例減圧弁 ３２・３３ パイロット油路 ３７・３８ 圧力センサー

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 水倉 泰治 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ー農機株式会社内 (72)発明者 中川 渉 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ー農機株式会社内 (72)発明者 梶岡 律子 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ー農機株式会社内 (72)発明者 井上 輝政 大阪府大阪市北区茶屋町１番32号 ヤンマ ー農機株式会社内

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 パイロット式切換弁からなるメインバル
   ブの切り換えにより油圧アクチュエーターを駆動し、こ
   のメインバルブを切り換えるパイロット油路を電磁比例
   減圧弁に接続し、このパイロット油路に圧力センサーを
   配置してパイロット圧を検知するとともに、この圧力セ
   ンサーと前記電磁比例減圧弁をコントローラと接続して
   油圧アクチュエーターを制御する構成であって、油圧ア
   クチュエーターの作動時以外に、パイロット圧を油圧ア
   クチュエーターの臨界作動圧以下に加圧し、作動時にパ
   イロット圧をフィードバックして設定制御圧に制御した
   ことを特徴とする油圧制御装置。