JPH10286004A

JPH10286004A - 作業用機械

Info

Publication number: JPH10286004A
Application number: JP11197397A
Authority: JP
Inventors: Takeji Tanaka; 武二田中; Tatsuhiko Nojima; 辰彦野島; Shigeharu Kimura; 重治木村; Tomoshi Tamura; 智志田村
Original assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Current assignee: Mitsubishi Agricultural Machinery Co Ltd
Priority date: 1997-04-14
Filing date: 1997-04-14
Publication date: 1998-10-27

Abstract

(57)【要約】【課題】油圧シリンダの作動速度制御において、減速
開始時の衝撃を吸収すると共に、無駄な減速に基づいて
応答性が低下する不都合を解消する。【解決手段】目標位置（ポジションセンサ値）と検出
位置（リフトアームセンサ値）との偏差に基づいてリフ
トシリンダ５の昇降デューティ（作動速度）を制御する
ものにおいて、前記昇降デューティを所定偏差範囲で徐
々に減少させるにあたり、初期偏差に基づいて減速偏差
範囲およびデューティ減少率を変化させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタ等の作業
用機械の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、この種作業用機械のなかには、
目標位置と検出位置との偏差に基づいて油圧シリンダの
作動速度を制御するにあたり、前記作動速度を所定の減
速率で減速させる減速偏差範囲を設定したものがある。
つまり、作動中の油圧シリンダを急激に停止させると、
慣性に基づいて大きな衝撃が発生するため、目標位置の
近傍から作動速度を徐々に減速して衝撃の少ない作動停
止を行うようになっている。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに従来では、一
定の減速偏差範囲および減速率を用いて作動速度を減速
しているため、初期偏差（作動開始時の偏差）が大きい
場合には、減速開始時に比較的大きな衝撃が発生する可
能性がある一方、初期偏差が小さい場合には、無駄な減
速に基づいて応答性が低下する不都合があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することを目的として創作
されたものであって、目標位置と検出位置との偏差に基
づいて油圧シリンダの作動速度を制御するにあたり、前
記作動速度を所定の減速率で減速させる減速偏差範囲を
設定してなる作業用機械であって、該作業用機械に、初
期偏差に基づいて減速偏差範囲および減速率を変化させ
る作動速度制御手段を設けたものである。つまり、初期
偏差に適合する減速偏差範囲および減速率を用いてシリ
ンダ作動速度を減速させることができるため、減速開始
時の衝撃を吸収することができる許りでなく、無駄な減
速に基づいて応答性が低下する不都合も解消することが
できる。また、初期偏差が大きい場合ほど減速偏差範囲
を広くし、かつ減速率を小さくするものである。つま
り、初期偏差が大きい場合ほど、早い段階から緩やかな
減速を行って減速開始時の衝撃を防止することができ
る。また、初期偏差に基づいて減速率が変化する可変減
速偏差範囲と、一定の減速率で油圧シリンダの作動速度
を減速させる固定減速偏差範囲とを設定したものであ
る。つまり、衝撃が発生し易い減速開始時に減速率を小
さくし、以降は、一定の減速率で作動速度を減速するこ
とができるため、減速開始時の衝撃を吸収しつつ、必要
な応答性を確保することができる。また、複数の減速偏
差範囲を設定すると共に、該複数の減速偏差範囲を初期
偏差に基づいて切換えるものである。つまり、初期偏差
に応じた減速偏差範囲（減速率を含む）を予め設定する
ことができるため、減速偏差範囲や減速率をリアルタイ
ムで演算する場合に比して制御部の負担を軽減すること
ができる。また、最大減速偏差範囲を設定すると共に、
該最大減速偏差範囲内で減速偏差範囲を変化させるもの
である。つまり、減速偏差範囲が無駄に拡大されること
を防止できるため、減速開始時の衝撃を吸収しつつ、必
要な応答性を確保することができる。

【０００５】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一つ
を図面に基づいて説明する。図面において、１はトラク
タの走行機体であって、該走行機体１の後部には、昇降
リンク機構２を介してロータリ等の作業機３が昇降自在
に連結されている。そして、前記作業機３は、昇降リン
ク機構２を吊持するリフトアーム４の上下揺動に伴って
昇降作動するが、これらの基本構成は何れも従来通りで
ある。

【０００６】５は前記リフトアーム４を上下揺動させる
リフトシリンダ（単動油圧シリンダ）であって、該リフ
トシリンダ５は、下降速度調整バルブ（図示せず）およ
びリフトシリンダ用電磁切換バルブ６を介して油圧ポン
プに接続されているが、前記リフトシリンダ用電磁切換
バルブ６を切換える上昇用ソレノイド６ａおよび下降用
ソレノイド６ｂは、間欠パルス信号に基づいてインチン
グ駆動されるため、間欠パルス信号のデューティ設定
（ＯＮ時間比率設定）に基づいてリフトシリンダ５の作
動速度を制御することができるようになっている。

【０００７】７はマイクロコンピュータを用いて構成さ
れる制御部であって、該制御部７の入力側には、前記リ
フトアーム４の上下揺動角を検出するリフトアームセン
サ８、ポジションレバー９の操作位置を検出するポジシ
ョンセンサ１０等が所定の入力インタフェース回路を介
して接続される一方、出力側には、リフトシリンダ用電
磁切換バルブ６に設けられる上昇用および下降用ソレノ
イド６ａ、６ｂ等が所定の出力インタフェース回路を介
して接続されている。つまり、制御部７は、ポジション
レバー９の設定位置を目標としてリフトアーム４を自動
的に昇降制御する「ポジション制御」等の制御機能を備
えており、以下、「ポジション制御」の要部である「ポ
ジション出力データセット」および「式可変デューティ
演算」の制御手順をフローチャートに基づいて説明す
る。

【０００８】前記「ポジション出力データセット」で
は、まず、ポジションセンサ値（目標位置）およびリフ
トアームセンサ値（検出位置）に基づいて作動方向（上
昇、下降、停止）を判断する。つまり、ポジションセン
サ値とリフトアームセンサ値との偏差が不感帯内である
場合には停止と判断し、また、ポジションセンサ値がリ
フトアームセンサ値よりも大きく、かつ前記偏差が不感
帯から外れている場合には上昇と判断し、さらに、ポジ
ションセンサ値がリフトアームセンサ値よりも小さく、
かつ前記偏差が不感帯から外れている場合には下降と判
断するようになっている。

【０００９】前記判断結果が上昇もしくは下降である場
合には、偏差に基づいて昇降デューティを演算するにあ
たり、固定式演算であるか否かを判断するようになって
いる。即ち、作動開始時においては、作動量が演算固定
範囲ＭＡＸデータよりも小さい場合（もしくは作動時間
が所定の設定時間よりも小さい場合）に、固定式演算で
あると判断して一定の増加率（増速率）で昇降デューテ
ィを増加させる一方、作動停止時においては、現在の偏
差が演算固定範囲ＭＡＸデータよりも小さい場合に、固
定式演算であると判断して一定の減少率（変速率）で昇
降デューティを減少させるが、固定式演算であると判断
した場合には、さらに、演算可変範囲データに演算可変
範囲ＭＩＮデータをセットするようになっている。尚、
本実施形態では、サブルーチンである「式固定デューテ
ィ演算」において上記デューティ演算を実行するが、
「式固定デューティ演算」は、従来のものと略同等であ
るため、フローチャートの図示は省略する。

【００１０】一方、前記固定式演算範囲から外れている
と判断した場合には、偏差（作動開始時は作動量、作動
停止時は現在の偏差）が演算可変範囲データよりも小さ
いか否かを判断し、該判断がＹＥＳである場合には、サ
ブルーチンである後述の「式可変デューティ演算」を用
いて昇降デューティを演算するようになっている。一
方、ＮＯと判断した場合には、昇降デューティに上限デ
ューティをセットすると共に、偏差が演算可変範囲ＭＡ
Ｘデータ以下であるか否かを判断し、該判断がＹＥＳの
場合には、演算可変範囲データに偏差をセットする一
方、ＮＯと判断した場合には、演算可変範囲データに演
算可変範囲ＭＡＸデータをセットするようになってい
る。即ち、上限デューティセット状態で偏差が演算可変
範囲ＭＡＸデータを越える場合には、減速開始偏差を演
算可変範囲ＭＡＸデータに切換えるようになっている。

【００１１】また、前記「式可変デューティ演算」で
は、演算可変範囲データが演算可変範囲ＭＡＸデータよ
りも小さいか否かを判断し、該判断がＹＥＳである場合
には、前記「式固定デューティ演算」と同等の減少率
（減少ラインＡ）を用いて昇降デューティを減少させる
一方、ＮＯと判断した場合には、「式固定デューティ演
算」よりも小さい減少率（減少ラインＢ）を用いて昇降
デューティを減少させるようになっており、そのため、
減速開始偏差に対応する減少率を用いて昇降デューティ
を減少させることができるようになっている。尚、昇降
デューティの増加条件と減少条件とを同時に満たす状態
では、増加ラインＡおよび減少ラインＡを同時に演算す
ると共に、何れか小さい側を選択して昇降デューティに
セットするようになっており、また、各減少ラインが上
限デューティを越える場合には上限デューティを用いる
ようになっている。

【００１２】次に、前記「ポジション出力データセッ
ト」および「式可変デューティ演算」の作用を、初期偏
差（作動開始時の偏差）が演算可変範囲ＭＩＮデータの
２倍よりも小さい場合と、初期偏差が演算可変範囲ＭＩ
Ｎデータの２倍よりも大きく、かつ演算可変可変範囲Ｍ
ＩＮデータと演算可変範囲ＭＡＸデータとの和よりも小
さい場合と、初期偏差が演算可変範囲ＭＩＮデータと演
算可変範囲ＭＡＸデータとの和よりも大きい場合とに分
けて説明する。

【００１３】さて、初期偏差が演算可変範囲ＭＩＮデー
タの２倍よりも小さい場合は、まず、「式固定デューテ
ィ演算」に基づいて一定の増加率（増加ラインＡ）で昇
降デューティを増加させた後、作動量が演算固定範囲Ｍ
ＡＸデータを越えた時点から「式可変デューティ演算」
に移行し、該「式可変デューティ演算」は、同じ増加率
（増加ラインＡ）で昇降デューティを増加させる。そし
て、初期偏差が演算可変範囲ＭＩＮデータの２倍よりも
小さい場合には、増加ラインＡの演算中に減少ラインＡ
の演算条件を同時に満たすため、増加ラインＡおよび減
少ラインＡを同時に演算すると共に、何れか小さい側を
選択することになり、その結果、作動開始から増加ライ
ンＡに沿って増加した昇降デューティは、減少ラインＡ
に沿って減少して昇降停止デューティに達することにな
る。

【００１４】また、初期偏差が演算可変範囲ＭＩＮデー
タの２倍よりも大きく、かつ演算可変範囲ＭＩＮデータ
と演算可変範囲ＭＡＸデータとの和よりも小さい場合に
は、まず、「式固定デューティ演算」に基づいて一定の
増加率（増加ラインＡ）で昇降デューティを増加させた
後、作動量が演算固定範囲ＭＡＸデータを越えた時点か
ら「式可変デューティ演算」に移行し、該「式可変デュ
ーティ演算」は、同じ増加率（増加ラインＡ）で昇降デ
ューティを増加させる。そして、作動量が演算可変範囲
ＭＩＮデータを越えた時点で昇降デューティに上限デュ
ーティをセットするが、このときの偏差は演算可変範囲
ＭＡＸデータを越えないため、演算可変範囲データに現
在の偏差をセットして再度「式可変デューティ演算」に
移行し、ここで「式可変デューティ演算」は、減少ライ
ンＡに沿って昇降デューティを減少させることになり、
その結果、作動開始から増加ラインＡに沿って増加した
昇降デューティは、一旦上限デューティまで達した後、
減少ラインＡに沿って減少して昇降停止デューティに達
することになる。

【００１５】また、初期偏差が演算可変範囲ＭＩＮデー
タと演算可変範囲ＭＡＸデータとの和よりも大きい場合
には、まず、「式固定デューティ演算」に基づいて一定
の増加率（増加ラインＡ）で昇降デューティを増加させ
た後、作動量が演算固定範囲ＭＡＸデータを越えた時点
から「式可変デューティ演算」に移行し、該「式可変デ
ューティ演算」は、同じ増加率（増加ラインＡ）で昇降
デューティを増加させる。そして、作動量が演算可変範
囲ＭＩＮデータを越えた時点で昇降デューティに上限デ
ューティをセットするが、このときの偏差は演算可変範
囲ＭＡＸデータを越えているため、演算可変範囲データ
に演算可変範囲ＭＡＸをセットすることになる。そし
て、偏差が演算可変範囲ＭＡＸを越えるあいだは上限デ
ューティを維持するが、偏差が演算可変範囲ＭＡＸより
も小さくなると「式可変デューティ演算」に移行し、こ
こで「式可変デューティ演算」は、減少ラインＢに沿っ
て昇降デューティを減少させることになり、その結果、
作動開始から増加ラインＡに沿って増加した昇降デュー
ティは、一旦上限デューティまで達した後、比較的偏差
が大きい段階から減少ラインＢに沿って減少し、さらに
演算固定範囲では減少ラインＡに沿うようにして昇降停
止デューティに達することになる。

【００１６】叙述の如く構成されたものにおいて、目標
位置（ポジションセンサ値）と検出位置（リフトアーム
センサ値）との偏差に基づいてリフトシリンダ５の昇降
デューティ（作動速度）を制御するにあたり、前記昇降
デューティを所定偏差範囲で徐々に減少させるものであ
るが、昇降デューティが上限デューティに達した時点の
偏差（初期偏差に相当）に基づいて減速開始偏差（減速
偏差範囲に相当）およびデューティ減少率（減少ライ
ン）を変化させるため、減速開始時の衝撃を吸収するこ
とができる許りでなく、無駄な減速に基づいて応答性が
低下する不都合も解消することができる。

【００１７】また、初期偏差に基づいて減速開始偏差お
よびデューティ減少率を変化させるにあたり、最終的な
減速段階では固定の減少率を用いて昇降デューティを減
少させるため、衝撃が発生し易い減速開始時に減速率を
小さくし、以降は、一定の減速率で作動速度を減速させ
ることができ、その結果、減速開始時の衝撃を吸収しつ
つ、必要な応答性を確保することができる。

【００１８】また、本実施形態では、複数の減速開始偏
差を設定すると共に、該複数の減速開始偏差を初期偏差
に基づいて切換えているため、初期偏差に応じた減速開
始偏差（デューティ減少率を含む）を予め設定すること
ができ、その結果、減速開始偏差やデューティ減少率を
リアルタイムで演算する場合に比して制御部７の負担を
軽減することができる。

【００１９】また、本実施形態では、減速開始偏差の上
限（演算可変範囲ＭＡＸデータ）を設定しているため、
昇降デューティが早い段階から無駄に減算される不都合
を防止することができ、その結果、減速開始時の衝撃を
吸収し得るものでありながら、必要な応答性を確保する
ことができる。

【００２０】尚、本発明は、前記実施形態に限定されな
いものであることは勿論であって、例えば、図６に示す
「式可変デューティ演算」の他例の如く、多数の減少ラ
イン（減少率）を設定し、これらの減少ラインを初期偏
差に基づいて切換えることも可能であり、さらに、初期
偏差に基づく演算で減速開始偏差および減少率を無段階
状に変化させることも可能である。また、図７に示す
「ポジション出力データセット」の他例の様に、演算可
変範囲ＭＡＸデータを設定することなく、減速開始偏差
および減少率を広範囲で変化させることもできる。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図である。

【図２】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図３】「ポジション出力データセット」を示すフロー
チャートである。

【図４】「式可変デューティ演算」を示すフローチャー
トである。

【図５】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は作用を示すグラフ図
である。

【図６】「式可変デューティ演算」の他例を示すフロー
チャートである。

【図７】「ポジション出力データセット」の他例を示す
フローチャートである。

【図８】（Ａ）、（Ｂ）、（Ｃ）は作用を示すグラフ図
である。

【符号の説明】

１走行機体３作業機４リフトアーム５リフトシリンダ６リフトシリンダ用電磁切換バルブ７制御部８リフトアームセンサ９ポジションレバー１０ポジションセンサ

フロントページの続き (72)発明者木村重治島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地１三菱農機株式会社内 (72)発明者田村智志島根県八束郡東出雲町大字揖屋町667番地１三菱農機株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】目標位置と検出位置との偏差に基づいて
油圧シリンダの作動速度を制御するにあたり、前記作動
速度を所定の減速率で減速させる減速偏差範囲を設定し
てなる作業用機械であって、該作業用機械に、初期偏差
に基づいて減速偏差範囲および減速率を変化させる作動
速度制御手段を設けた作業用機械。
【請求項２】請求項１において、初期偏差が大きい場
合ほど減速偏差範囲を広くし、かつ減速率を小さくする
作業用機械。
【請求項３】請求項１において、初期偏差に基づいて
減速率が変化する可変減速偏差範囲と、一定の減速率で
油圧シリンダの作動速度を減速させる固定減速偏差範囲
とを設定した作業用機械。
【請求項４】請求項１において、複数の減速偏差範囲
を設定すると共に、該複数の減速偏差範囲を初期偏差に
基づいて切換える作業用機械。
【請求項５】請求項１において、最大減速偏差範囲を
設定すると共に、該最大減速偏差範囲内で減速偏差範囲
を変化させる作業用機械。