CN108882676A - 作业机的升降控制装置 - Google Patents

Abstract

升降控制装置(100)具备：位置获取部(40)，其获取液压缸(2)的伸缩位置；目标设定部(41)，其根据作业人员的操作输入来设定液压缸(2)的目标位置(T)；控制部，其控制对电磁阀的通电量；以及输入判定部(42)，其判定作业人员的操作输入是用于执行开放控制的开放指令还是用于执行位置控制的位置控制指令，在该开放控制中，使电磁阀完全打开，在该位置控制中，根据操作输入量驱动电磁阀(第一阀(20)、第二阀(25))，来控制液压缸(2)的伸缩位置，其中，在由输入判定部(42)判定为操作输入是开放指令的情况下，通过由控制部进行的非积分型控制来执行开放控制。

Description

作业机的升降控制装置

技术领域

本发明涉及一种作业机的升降控制装置。

背景技术

JP2002-223605A中公开了如下一种控制装置：对电磁比例控制阀的动作电流值进行控制，该电磁比例控制阀调整对用于驱动作业装置的液压致动器供给的工作油的供给量。在该控制装置中，被输入来自用于设定针对液压致动器的目标工作量的设定器的设定信号以及来自用于检测液压致动器的工作位置的动作位置检测传感器的检测信号，基于来自设定器的目标工作量来设定工作油量，根据工作油量基于油量-电流特性来计算电磁比例控制阀的动作电流值。

发明内容

作为作业机的升降控制装置，通过基于使作业机升降的流体压力致动器的目标位置与实际位置之间的位置偏差的位置反馈控制，来控制对电磁阀的通电量，以控制流体压力致动器的伸缩位置。

具体地说，在升降控制装置中，根据作业人员的操作输入来执行位置控制和开放控制，在该位置控制中，控制对电磁阀的通电量，以使与作业人员的操作输入量相应的目标位置同流体压力致动器的实际位置一致，在该开放控制中，将电磁阀的开度设为预先决定的设定开度来利用作业机的自重使流体压力致动器收缩。在位置控制中，在设定开度以下的范围内控制电磁阀的开度。在开放控制中，将比流体压力致动器的最收缩位置更靠收缩方向的位置设定为目标位置，使得无论流体压力致动器的实际位置在哪里都可靠地使位置偏差为负的值，来使电磁阀为设定开度。由此，以使电磁阀为设定开度的电流值来对电磁阀通电，利用作业机的自重使流体压力致动器收缩。通过比例积分控制(PI控制)来进行这种位置反馈控制，以减小稳态偏差来提高控制精度。

然而，在搭载作业机的作业车辆中，有时维持着通过开放控制利用自重使流体压力致动器移动至行程末端的状态行驶并进行作业。当通过开放控制而流体压力致动器的伸缩位置被维持在行程末端的状态持续时，升降控制装置被持续赋予负的位置偏差，因此通过位置反馈控制中的比例积分控制而累积负的积分值。

因此，即使从持续进行开放控制的状态切换为位置控制并给出与作业人员的操作输入相应的目标位置，也直到累积使所累积的负的积分值消失那样的正的积分值为止都不向电磁阀通电，以不使流体压力致动器伸长。

本发明的目的在于，在作业机的升降控制装置中提高上升动作时的响应性。

根据本发明的某个方式，是一种作业机的升降控制装置，对升降装置的动作进行控制，该升降装置具备流体压力致动器和电磁阀，所述流体压力致动器用于使搭载于作业车辆的作业机升降，所述电磁阀控制向流体压力致动器供给的工作流体和从所述流体压力致动器排出的工作流体的流动，所述作业机的升降控制装置具备：位置获取部，其获取流体压力致动器的伸缩位置；目标设定部，其根据作业人员的操作输入来设定流体压力致动器的目标位置；控制部，其控制对电磁阀的通电量；以及输入判定部，其判定操作输入是用于执行开放控制的开放指令还是用于执行位置控制的位置控制指令，在开放控制中，与流体压力致动器的伸缩位置无关地将电磁阀的开度设为预先决定的设定开度，在位置控制中，根据操作输入量将电磁阀的开度设为比设定开度小的开度，来控制流体压力致动器的伸缩位置，其中，控制部构成为能够执行比例积分控制和非积分型控制，该比例积分控制是基于由目标设定部设定的目标位置与由位置获取部获取的实际位置之间的位置偏差的控制，该非积分型控制是不执行位置偏差的积分的控制，在由输入判定部判定为操作输入是位置控制指令的情况下，由目标设定部根据操作输入量将最伸长位置与最收缩位置之间的行程区域内的位置设定为目标位置，并且通过由控制部进行的比例积分控制来执行位置控制，在由输入判定部判定为操作输入是开放指令的情况下，由目标设定部将从行程区域越过了最收缩位置的位置设定为目标位置，并且通过由控制部进行的非积分型控制来执行开放控制。

附图说明

图1是表示具备本发明的实施方式所涉及的作业机的升降控制装置的升降装置的结构的概要图。

图2是表示具备本发明的实施方式所涉及的作业机的升降控制装置的作业车辆上搭载的主调量器的概要图。

图3是表示本发明的实施方式所涉及的作业机的升降控制装置的结构的框图。

图4是表示本发明的实施方式所涉及的作业机的升降控制装置中的控制部的结构的框图。

图5是表示本发明的实施方式所涉及的作业机的升降控制装置中的操作输入与目标位置之间的关系的图表。

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的实施方式所涉及的作业机的升降控制装置100。

首先，参照图1来说明作业机的升降控制装置100(以下简称为“控制装置100”。)以及具备该控制装置100的作业机的升降装置10的整体结构。

升降装置10例如搭载于作为作业车辆的拖拉机，用于使设置于拖拉机的后部的作业机升降。在作业机中，例如，用于耕种农地的耕耘装置(省略图示)借助悬挂装置(省略图示)以能够装卸的方式安装于连杆机构。

在作业车辆设置有用于在后述的位置控制与开放控制之间进行切换的主调量器101(参照图2)。主调量器101中存在“1”至“10”的操作刻度，与操作位置相应地向控制装置100输入操作输入。

升降装置10具备：作为流体压力致动器的液压缸2，其通过作为工作流体的工作油的供排进行伸缩动作，来沿铅直上下方向驱动作业机的连杆机构(负荷1)；泵8，其用于向液压缸2供给工作油；罐9，从液压缸2排出的工作油被引导到该罐9；作为电磁阀的第一阀20和第二阀25，其控制向液压缸2供给的工作油和从液压缸2排出的工作油的流动；作为探测部的行程传感器30，其探测液压缸2的伸缩位置；以及控制装置100，其通过控制对第一阀20和第二阀25的通电量来控制液压缸2的伸缩动作。

液压缸2具有圆筒状的缸筒3、向缸筒3内插入的活塞杆4以及设置于活塞杆4的端部并沿着缸筒3的内周面滑动的活塞5。

缸筒3的内部被活塞5分隔为杆侧室6和底侧室7。液压缸2是杆侧室6向大气开放、在底侧室7填充工作油的单作用型的液压缸。液压缸2利用向底侧室7供给的工作油的压力来进行伸长动作。当底侧室7的工作液压下降时，由于作业机的自重而活塞杆4和活塞5向下方移动，从而液压缸2进行收缩动作。

此外，液压缸2不限定于在底侧室7填充工作油的单作用型，也可以是其它形式。例如，液压缸2也可以是对杆侧室6和底侧室7这两方供给工作油并且从杆侧室6和底侧室7这两方排出工作油的双作用型。另外，液压缸2也可以是对杆侧室6供给工作油并且从杆侧室6排出工作油、底侧室7向大气开放的单作用型。另外，液压缸2也可以是不具备活塞5的柱塞式。

第一阀20是如下的比例电磁阀：滑阀芯(省略图示)移动到通过对螺线管21通电而产生的电磁力与弹簧22的弹簧力相平衡的位置，以与滑阀芯的位置相应的开口面积开阀；第二阀25是如下的比例电磁阀：滑阀芯(省略图示)移动到通过对螺线管26通电而产生的电磁力与弹簧27的弹簧力相平衡的位置，以与滑阀芯的位置相应的开口面积开阀。第一阀20通过使开口面积与对螺线管21的通电量相应地变化，来控制所通过的工作油的流量，第二阀25通过使开口面积与对螺线管26的通电量相应地变化，来控制所通过的工作油的流量。

第一阀20对从液压缸2排出的工作油的流动进行控制。第一阀20与罐通路13和排出通路14连接，该罐通路13与罐9连接，该排出通路14与液压缸2的底侧室7连通。

第一阀20根据对螺线管21的通电量连续地从阻止位置20A向连通位置20B切换，该阻止位置20A是只允许工作油从罐通路13向排出通路14流动的位置，该连通位置20B是允许工作油从排出通路14向罐通路13流动的位置。在对螺线管21的通电量为零或第一阀20的开阀通电量以下的情况下，第一阀20通过弹簧22的弹簧力而变为阻止位置20A。也就是说，关于第一阀20，通过使对螺线管21的通电量增加，排出通路14与罐通路13连通的开口面积、换句话说是从排出通路14向罐通路13引导的工作油的流路面积增加，从而控制从排出通路14向罐通路13引导的工作油的流量。

第二阀25对从泵8向液压缸2供给的工作油的流动进行控制。第二阀25与喷出通路11和供给通路12连接，该喷出通路11与泵8连接，用于引导从泵8喷出的工作油，该供给通路12与液压缸2的底侧室7连通。

第二阀25根据对螺线管26的通电量连续地从闭位置25A向开位置25B切换，该闭位置25A是将喷出通路11与供给通路12的连通切断的位置，该开位置25B是将喷出通路11与供给通路12连通的位置。在对螺线管26的通电量为零或开阀通电量以下的情况下，第二阀25通过弹簧27的弹簧力而变为闭位置25A。关于第二阀25，通过对螺线管26的通电量增加而喷出通路11相对于供给通路12的开口面积(流路面积)增加，从而控制从喷出通路11向供给通路12引导的工作油的流量。

在供给通路12设置有阻止阀16，该阻止阀16只允许工作油从泵8向液压缸2的底侧室7流动。

供给通路12和排出通路14经由两者合流的共用通路15而与液压缸2的底侧室7连通。也可以代替该方式，供给通路12和排出通路14相互独立地与液压缸2的底侧室7连通。

控制装置100由具备CPU(中央运算处理装置)、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)以及I/O接口(输入输出接口)的微型计算机构成。RAM存储CPU的处理中的数据，ROM预先存储CPU的控制程序等，I/O接口用于与所连接的设备之间进行信息的输入输出。还能够由多个微型计算机构成控制装置100。

当存在通过主调量器101(参照图2)进行的使液压缸2进行收缩动作的操作输入时，控制装置100向第一阀20的螺线管21供给电流，来控制第一阀20的动作，另一方面，将向第二阀25的螺线管26的电流供给切断。由此，第一阀20从阻止位置20A起以与通电量相应的开度开阀，来将排出通路14与罐通路13连通。第二阀25变为闭位置25A，将工作油的通过切断。另外，在供给通路12设置有阻止阀16，因此底侧室7的工作油不会通过供给通路12被排出。由此，底侧室7的工作油被控制为与第一阀20的开口面积相应的流量后向罐9排出。由此，工作油通过负荷1的自重而从底侧室7被排出，液压缸2进行收缩动作来使负荷1下降。

当存在通过主调量器101进行的使液压缸2进行伸长动作的操作输入时，控制装置100向第二阀25的螺线管26供给电流来控制第二阀25的动作，另一方面，将向第一阀20的螺线管21的电流供给切断。由此，第一阀20变为阻止位置20A，将工作油从排出通路14向罐通路13的流动切断。另外，第二阀25从闭位置25A起以与通电量相应的开度开阀，来将喷出通路11与供给通路12连通。由此，从泵8喷出的工作油被控制为与第二阀25的开口面积相应的流量并被引导至底侧室7。由此，液压缸2利用向底侧室7供给的工作油进行伸长动作，来使负荷1上升。

以下，参照图3和图4来说明控制装置100的具体结构。

如图3所示，控制装置100具有：位置获取部40，其获取由行程传感器30探测的液压缸2的伸缩位置(实际位置)；目标设定部41，其根据作业人员的操作输入来设定液压缸2的目标位置T；作为控制部的缩侧控制部50，其控制对第一阀20的通电量；伸侧控制部60，其控制对第二阀25的通电量；输入判定部42，其判定由作业人员进行的操作输入的类别；偏差计算部43，其计算由位置获取部40获取到的液压缸2的实际位置与由目标设定部41设定的目标位置T之间的位置偏差；伸缩判定部44，其基于位置偏差来判定使液压缸2伸长还是收缩；缩侧电流供给部45，其以与从缩侧控制部50输出的指令电流值及预先决定的偏移电流值相应的通电量来向第一阀20的螺线管21供给电流；以及伸侧电流供给部46，其以与从伸侧控制部60输出的指令电流值及预先决定的偏移电流值相应的通电量来向第二阀25的螺线管26供给电流。

在控制装置100中，缩侧控制部50和伸侧控制部60具有彼此相同的结构。另外，缩侧电流供给部45和伸侧电流供给部46具有彼此相同的结构。由此，以下，以与用于控制第一阀20的缩侧控制部50及缩侧电流供给部45有关的结构为例来进行说明，适当省略与伸侧控制部60及伸侧电流供给部46有关的结构的说明。此外，图4中的括弧内的标记表示伸侧控制部60的与缩侧控制部50的各结构对应的结构。

输入判定部42判定作业人员对主调量器101的操作输入是用于执行开放控制的开放指令还是用于执行位置控制的位置控制指令，在该开放控制中，与液压缸2的实际位置无关地将第一阀20设为预先决定的设定开度，来利用作业机的自重使液压缸2收缩，在该位置控制中，根据主调量器101的操作输入量将第一阀20的开度设为比设定开度小的开度，来控制液压缸2的伸缩位置。在位置控制中，在设定开度以下的范围内控制第一阀20的开度。也就是说，设定开度相当于由控制装置100控制的最大开度。在本实施方式中，设定开度被设定为完全打开(100％)。设定开度不限于此，能够任意地设定。

当主调量器101的拨盘被操作到“1”以上且小于“2”的位置时，对输入判定部42输入开放指令。当主调量器101的拨盘被操作到“2”以上且“10”以下的位置时，对输入判定部42输入位置控制指令。位置控制指令中包含拨盘被操作到“2”至“10”之间的哪个位置的操作输入量的信息。输入判定部42的判定结果被分别输入到目标设定部41、缩侧控制部50以及伸侧控制部60。

在由输入判定部42判定为操作输入是开放指令的情况下，目标设定部41将目标位置T设定为任意的负的值。另外，在由输入判定部42判定为操作输入是位置控制指令的情况下，目标设定部41将目标位置T设定为与操作输入量相应的正的值。在后面详细说明目标位置T的设定。

偏差计算部43根据由位置获取部40获取到的液压缸2的实际位置、更具体地说是活塞5的实际位置以及由目标设定部41基于作业人员的操作输入而设定的液压缸2的活塞5的目标位置T来计算作为两者之差的位置偏差。在偏差计算部43所计算的位置偏差中，除了包含大小(绝对值)的信息以外，作为表示目标位置T与实际位置之间的大小关系的信息，还包含符号的正负。

伸缩判定部44通过判定位置偏差的符号的正负、换句话说是目标位置T与实际位置之间的大小关系，来判定使液压缸2收缩还是伸长。也就是说，由伸缩判定部44判定使第一阀20和第二阀25中的哪一个进行动作。

缩侧控制部50构成为，在由输入判定部42判定为操作输入是位置控制指令的情况下，能够执行位置控制，在由输入判定部42判定为操作输入是开放指令的情况下，能够执行开放控制，其中，在该位置控制中，将第一阀20的开度设为规定开度(<完全打开)来控制液压缸2的伸缩位置，在该开放控制中，与液压缸2的实际位置无关地将第一阀20的开度设为完全打开。

如图4所示，缩侧控制部50具有：比例增益输出部51，其基于位置偏差来输出向第一阀20供给的指令电流值；积分增益输出部52，其基于位置偏差来输出向第一阀20供给的指令电流值；积分器53，其将积分增益输出部52输出的指令电流值相加来进行累积，并输出进行累积所得到的值；以及复位部54，其根据输入判定部42的判定结果来将积分器53所累积的值初始化。

比例增益输出部51对由偏差计算部43计算出的位置偏差乘以比例增益Kp，将所得到的值作为指令电流值输出。

积分增益输出部52对由偏差计算部43计算出的位置偏差乘以积分增益Ki，将所得到的值作为指令电流值向积分器53输出。

积分器53将从积分增益输出部52输出的指令电流值相加来进行累积，输出与累积量相应的指令电流值。

复位部54根据输入判定部42的判定结果来切换是否向积分器53导入初始化信号，该初始化信号用于使积分器53所累积的值恢复为作为初始值的零。在从输入判定部42输入的判定结果为开放指令的情况下，复位部54向积分器53输入使所累积的值恢复(初始化)为零的初始化信号。复位部54只要持续被输入开放指令，就向积分器53输入初始化信号。由此，只要主调量器101的拨盘被操作到“1”而持续输出开放指令，积分器53就不累积指令电流值，从而来自积分器53的指令电流值变为零。换句话说，只要持续输出开放指令，就表观上不从积分器53输出指令电流值，作为非积分型控制，控制部执行只基于比例增益Kp的比例控制(P控制)。

相反地，在输入判定部42的判定结果为位置控制指令的情况下，复位部54不输出初始化信号。在该情况下，缩侧控制部50执行对根据比例增益Kp和积分增益Ki输出的指令电流值进行控制的比例积分控制(PI控制)。这样，复位部54对缩侧控制部50执行作为非积分型控制的比例控制还是执行比例积分控制进行切换。

缩侧电流供给部45以将从缩侧控制部50输出的指令电流值与偏移电流值相加而得到的通电量向第一阀20的螺线管21供给电流。由此，第一阀20与通电量相应地进行动作，来控制所通过的工作油的流量。

偏移电流值是不依赖于位置偏差地供给的电流值。利用基于偏移电流值的偏移电流，来降低直到第一阀20开始打开为止所需要的电流值(不灵敏区)的影响。由此，能够通过基于位置偏差的控制来使第一阀20迅速地开阀，从而第一阀20的响应性提高。

接着，对由控制装置100进行的开放控制和位置控制进行说明。

首先，参照图5来说明目标设定部41设定的目标位置T与作业人员进行的操作输入之间的关系。在图5的图表中，横轴是作业人员对主调量器101的操作输入，纵轴是液压缸2的目标位置T。目标位置T以液压缸2的伸长方向为正。

在主调量器101被操作到最大刻度“10”时，如图5所示，目标位置T被设定为最伸长位置Tmax，该最伸长位置Tmax是液压缸2移动至伸长行程末端时的位置。

在主调量器101被操作到位置控制中的最小刻度“2”时，目标位置T被设定为作为最收缩位置的“0”，该最收缩位置是液压缸2移动至收缩行程末端时的位置。在主调量器101的操作量为“2”至“10”之间时，在作为最收缩位置的“0”与最伸长位置Tmax之间成比例地设定目标位置T。这样，在执行位置控制的“2”至“10”的范围内，液压缸2的最收缩位置与最伸长位置之间、即行程区域内的位置被设定为目标位置T。

在主调量器101被操作到输出开放指令的“1”至“2”之间(也就是说小于“2”)的位置时，目标位置T被设定为无论液压缸2的实际位置在哪都使第一阀20的开度为完全打开的负的值T0(<0)。也就是说，在主调量器101被操作到执行开放控制的小于“2”的位置时，在数值上相比于液压缸2的最收缩位置而言靠收缩方向的位置、换句话说从行程区域越过了最收缩位置的行程区域的范围外的位置被设定为目标位置T(＝T0)。能够任意地调整位置T0，以使得无论液压缸2的实际位置是行程区域内的哪一个位置，都产生以使第一阀20完全打开的电流值来进行通电那样的位置偏差。由此，当目标位置T被设定为位置T0时，无论实际位置如何，位置偏差都必定成为负的值，从而供给使第一阀20完全打开的通电量。

接着，对位置控制进行说明。

当主调量器101被作业人员操作到“2”至“10”之间的任一个位置时，由输入判定部42判定为操作输入是位置控制指令。目标设定部41基于位置控制指令的操作位置(操作量)和图5所示的图表来设定与操作位置相应的目标位置T。这样设定的目标位置T如图3所示那样被输入到偏差计算部43。

偏差计算部43从所输入的目标位置T减去由位置获取部40获取到的实际位置，来计算位置偏差。所计算出的位置偏差被分别输入到缩侧控制部50、伸侧控制部60以及伸缩判定部44。

当位置偏差被输入到伸缩判定部44时，伸缩判定部44判定位置偏差的符号是正还是负。在目标位置T大于实际位置、即所输入的位置偏差的符号为正的情况下，伸缩判定部44判定为使液压缸2伸长。在该情况下，伸缩判定部44对伸侧电流供给部46输出通电指令以向第二阀25通电，对缩侧电流供给部45输出将对第一阀20的通电切断的切断指令。

在目标位置T小于实际位置、即位置偏差的符号为负的情况下，伸缩判定部44判定为使液压缸2收缩。在该情况下，伸缩判定部44对缩侧电流供给部45输出通电指令以向第一阀20通电，对伸侧电流供给部46输出使对第二阀25的通电切断的切断指令。

以下，以控制第一阀20的动作来使液压缸2收缩的情况、换句话说位置偏差的符号为负地向缩侧控制部50输入位置偏差的情况为例来进行说明，在控制第二阀25的动作来使液压缸2伸长的情况下，适当省略说明。

向缩侧控制部50和伸侧控制部60输入的位置偏差如图4所示那样被输入到比例增益输出部51和积分增益输出部52。比例增益输出部51对位置偏差的大小(绝对值)乘以预先决定的比例增益Kp，将相乘所得到的值作为指令电流值输出。另外，积分增益输出部52对位置偏差的大小乘以积分增益Ki，将相乘所得到的值作为指令电流值输出。预先适当地调整比例增益Kp和积分增益Ki，以使得所输入的位置偏差与要输出的指令电流值之间的关系使第一阀20实现期望的动作。

从积分增益输出部52输出的指令电流值被输入到积分器53。在此，在位置控制中，来自复位部54的初始化指令不被输入到积分器53。因此，积分器53持续将在每个控制步骤输入的指令电流值的值相加，并输出与所累积的指令电流值相应的指令电流值。

缩侧控制部50和伸侧控制部60将从比例增益输出部51和积分器53输出的指令电流值相加后输出。如图3所示，这些输出值与偏移电流值相加所得到的值被分别输入到缩侧电流供给部45和伸侧电流供给部46。

缩侧电流供给部45根据从伸缩判定部44输入的通电指令，以将来自缩侧控制部50的指令电流值(从比例增益输出部51输出的指令电流值与从积分器53输出的指令电流值之和)与偏移电流值相加所得到的值的通电量对第一阀20供给电流。

伸侧电流供给部46虽然从伸侧控制部60被输入指令电流值，但是从伸缩判定部44被输入了切断指令，因此，将向第二阀25的电流供给切断。

这样，在位置控制中，通过基于位置偏差的比例积分控制来控制对第一阀20的通电量。

接着，对开放控制进行说明。

当主调量器101被作业人员操作到“1”至“2”之间的位置时，由输入判定部42判定为操作输入是开放指令。目标设定部41基于输入判定部42的判定结果，如图5所示那样将成为比最收缩位置(＝0)靠收缩方向的位置的位置T0(<0)设定为目标位置T。这样设定的目标位置T被输入到偏差计算部43。另外，输入判定部42的判定结果被输入到复位部54。

偏差计算部43与位置控制同样地，从目标位置T减去实际位置来计算位置偏差。在开放控制中，目标位置T被设定为作为负的值的位置T0，因此无论实际位置如何，位置偏差都必定成为负的值。所计算出的位置偏差被输入到伸缩判定部44。

伸缩判定部44被输入作为负的值的位置偏差，因此对缩侧电流供给部45输出通电指令以向第一阀20通电，并且对伸侧电流供给部46输出将对第二阀25的通电切断的切断指令。

在此，在主调量器101被操作到“2”至“10”之间的任一位置、且在为了使液压缸2伸长而对第二阀25的通电量进行位置控制的过程中主调量器101被切换至小于“2”的位置的情况下，将对第二阀25的指令从通电指令切换为切断指令，并且将对第一阀20的指令从切断指令切换为通电指令。这样，当主调量器101被切换至小于“2”的位置时，作为控制对象的电磁阀也从第二阀25被切换为第一阀20。

如图4所示，向缩侧控制部50输入的位置偏差与位置控制同样地被输入到比例增益输出部51和积分增益输出部52，从比例增益输出部51和积分增益输出部52分别输出指令电流值。

从积分增益输出部52输出的指令电流值被输入到积分器53。在此，在开放控制中，来自复位部54的初始化指令被输入到积分器53，因此积分器53所累积的指令电流值在每个控制步骤变为零而被初始化。由此，在开放控制中，从积分器53输出的指令电流值变为零(表观上不输出指令电流值)。这一点在对收缩动作时不工作的第二阀25进行控制的伸侧控制部60中也同样，在开放控制中，伸侧控制部60中的积分器53中不累积积分值。

由此，缩侧控制部50只输出从比例增益输出部51输出的指令电流值，该输出值与偏移电流值相加所得到的值被输入到缩侧电流供给部45。

与缩侧控制部50同样地，伸侧控制部60也只输出从比例增益输出部51输出的指令电流值，该输出值与偏移电流值相加所得到的值被输入到伸侧电流供给部46。

缩侧电流供给部45与位置控制同样地，基于通电指令，以将来自缩侧控制部50的指令电流值(与只有从比例增益输出部51输出的指令电流值的值相当)与偏移电流值相加所得到的值的通电量对第一阀20供给电流。

伸侧电流供给部46基于切断指令将对第二阀25的电力供给切断。

这样供给的通电量是将第一阀20的开度设为完全打开的通电量，因此第一阀20完全打开，由此液压缸2的底侧室7与罐9连通而成为罐压力。由此，从底侧室7排出的工作油的流动几乎不被施加阻力，液压缸2通过作业机的自重以最大速度收缩。

这样，在开放控制中，通过由控制部进行的非积分型的比例控制来控制对第一阀20的通电量。

在作业车辆中，根据作业内容而包括一边通过位置控制将作业机控制为规定的高度位置一边进行的作业、以及在通过开放控制利用自重使作业机接地的状态下行驶来进行的作业。

在此，开放控制是通过目标位置T的设定来施加负的位置偏差的控制，因此在通过比例积分控制来执行开放控制的情况下，在开放控制的执行中积分器53持续累积负的积分值。由此，从积分器53输出的指令电流值也成为负的值。

另外，在控制装置100中，即使在由缩侧控制部50控制对第一阀20的通电量时，为了确保与伸缩动作的动作方向的切换相伴随的控制的连续性，从伸侧控制部60对伸侧电流供给部46也输出指令电流值。也就是说，在控制装置100中，无论在哪个伸缩方向、控制方法(开放控制和位置控制)的情况下，缩侧控制部50和伸侧控制部60都输出与位置偏差相应的指令电流值。

因此，在通过比例积分控制来执行开放控制的情况下，当在通过由缩侧控制部50进行的开放控制来将液压缸2维持在收缩行程末端的状态下进行作业时，在伸侧控制部60中也在积分器53持续累积负的积分值。

在这种情况下，即使想要将作为控制对象的电磁阀从第一阀20切换为第二阀25来使作业机上升，从伸侧控制部60输出的指令电流值也会由于伸侧控制部60的积分器53所累积的负的积分值而下降。也就是说，直到从伸侧控制部60的比例增益输出部61输出的指令电流值超过从积分器53输出的指令电流值为止，不从伸侧控制部60输出正的指令电流值，从而第二阀25不工作。由此，第二阀25的工作开始延迟与积分器53所累积的负的积分值相应的量，从通过开放控制而处于收缩端的状态起通过位置控制使作业机上升时的响应性下降。

与此相对，在控制装置100中，通过非积分型的比例控制来执行开放控制，因此即使进行了开放控制的状态持续，积分器53也不累积负的积分值。由此，在从进行了开放控制的状态起使液压缸2伸长时，能够迅速地向第二阀25供给电流。因而，能够通过比例积分控制来减少稳态偏差并高精度地执行位置控制，并且能够提高从进行了开放控制的状态起的作业机的上升的响应性。

特别是在作业车辆中，耕耘等作业是一边在农地的端与端之间往复一边进行的。也就是说，在作业车辆中，在进行了开放控制的状态下在去路上行驶并进行耕耘等作业，然后通过位置控制使作业机上升一次来使行驶方向反转，通过开放控制使作业机下降后在回路上行驶并进行作业。这样，作业机频繁地重复进行基于开放控制的下降以及基于位置控制的上升，因此通过提高从开放控制切换为位置控制来使作业机上升时的响应性，能够使作业车辆的作业效率显著上升。

接着，对本实施方式的变形例进行说明。

在上述实施方式中，作为非积分型的控制，缩侧控制部50和伸侧控制部60通过基于位置偏差的比例控制来执行开放控制。与此相对，作为非积分型的控制，控制部也可以通过基于目标位置T的开环控制来执行开放控制。在该情况下，只要构成为如下结构即可：当由输入判定部42判定为操作输入是开放控制时，向开环电路输入目标位置T，缩侧电流供给部45根据基于目标位置T从开环电路输出的指令电流值来向第一阀20通电。在这种情况下，也起到与上述实施方式同样的效果。

另外，在上述实施方式中，伸侧控制部60和缩侧控制部50具有彼此相同的结构。与此相对，缩侧控制部50也可以不具有复位部54。只要至少在伸侧控制部60设置有复位部54，就能够提高从开放控制切换为位置控制来使作业机上升时的响应性。

另外，在上述实施方式中，以伸长方向为正来设定目标位置T。另外，关于目标位置T，使液压缸2的收缩端与“0”对应，开放控制时的目标位置T为负的值T0。这种目标位置T与液压缸2的位置之间的关系只不过是一个例子，并不限定于此。例如，也可以以收缩方向为正来设定目标位置T。另外，例如，在以伸长方向为正的情况下，也可以是，将收缩端设为正的任意的位置，将开放控制时的目标位置T设为比与收缩端对应的位置小的正的值。也就是说，在控制装置100中，在开放控制时，只要以从液压缸2的行程区域越过最收缩位置的方式设定目标位置T以产生无论液压缸2的实际位置如何都使第一阀20可靠地完全打开的位置偏差，目标位置T的设定方法能够为任意的方法。

根据以上的实施方式，起到以下所示的效果。

在控制装置100中，通过非积分型的比例控制来执行开放控制，因此即使进行了开放控制的状态持续，积分器53也不累积负的积分值。由此，在从进行了开放控制的状态起使液压缸2伸长时，能够迅速地向第二阀25供给电流。因而，能够通过比例积分控制来减少稳态偏差并高精度地执行位置控制，并且能够提高从进行了开放控制的状态起的作业机的上升的响应性。

特别是在作业车辆中，频繁地重复进行基于开放控制的下降以及基于位置控制的上升，因此通过提高从开放控制切换为位置控制来使作业机上升时的响应性，能够使作业机的作业效率显著上升。

以下，总结说明本发明的实施方式的结构、作用以及效果。

一种对升降装置10的动作进行控制的作业机的升降控制装置100，该升降装置10具备液压缸2和电磁阀(第一阀20、第二阀25)，该液压缸2用于使搭载于作业车辆的作业机升降，该电磁阀用于控制向液压缸2供给的工作油和从液压缸2排出的工作油的流动，该作业机的升降控制装置100具备：位置获取部40，其获取液压缸2的伸缩位置；目标设定部41，其根据作业人员的操作输入来设定液压缸2的目标位置T；控制部(缩侧控制部50、伸侧控制部60)，其控制对电磁阀(第一阀20、第二阀25)的通电量；以及输入判定部42，其判定操作输入是用于执行开放控制的开放指令还是用于执行位置控制的位置控制指令，在该开放控制中，与液压缸的伸缩位置无关地将电磁阀(第一阀20、第二阀25)的开度设为预先决定的设定开度(完全打开)，在该位置控制中，根据操作输入量将电磁阀(第一阀20、第二阀25)的开度设为比设定开度(完全打开)小的开度，来控制液压缸2的伸缩位置，其中，控制部(缩侧控制部50、伸侧控制部60)构成为能够执行比例积分控制和非积分型控制，该比例积分控制是基于由目标设定部41设定的目标位置T与由位置获取部40获取的实际位置之间的位置偏差的控制，该非积分型控制是不执行位置偏差的积分的控制，在由输入判定部42判定为操作输入是位置控制指令的情况下，由目标设定部41根据操作输入量将最伸长位置与最收缩位置之间的行程区域内的位置设定为目标位置T，并且通过由控制部(缩侧控制部50、伸侧控制部60)进行的比例积分控制来执行位置控制，在由输入判定部42判定为操作输入是开放指令的情况下，由目标设定部41将从行程区域越过了最收缩位置的位置T0设定为目标位置T，并且通过由控制部(缩侧控制部50、伸侧控制部60)进行的非积分型控制来执行开放控制。

另外，在作业机的升降控制装置100中，非积分型控制是基于位置偏差的比例控制或基于目标位置T的开环控制。

另外，在作业机的升降控制装置100中，控制部(缩侧控制部50、伸侧控制部60)具有复位部54、64，该复位部54、64用于将通过比例积分控制而累积的积分值初始化。

在这些结构中，通过不对位置偏差进行积分的控制来执行开放控制，因此即使进行了开放控制的状态持续，也不累积负的积分值。因而，作业机的升降控制装置100中的上升动作时的响应性提高。

以上，说明了本发明的实施方式，但上述实施方式只不过示出了本发明的应用例的一部分，并不是意图将本发明的保护范围限定为上述实施方式的具体的结构。

本申请基于2016年4月28日向日本专利局申请的日本特愿2016-91545主张优先权，该申请的全部内容作为参照而被引入本说明书中。

Claims (3)

1.一种作业机的升降控制装置，对升降装置的动作进行控制，该升降装置具备流体压力致动器和电磁阀，所述流体压力致动器用于使搭载于作业车辆的作业机升降，所述电磁阀控制向所述流体压力致动器供给的工作流体和从所述流体压力致动器排出的工作流体的流动，所述作业机的升降控制装置具备：

位置获取部，其获取所述流体压力致动器的伸缩位置；

目标设定部，其根据作业人员的操作输入来设定所述流体压力致动器的目标位置；

控制部，其控制对所述电磁阀的通电量；以及

输入判定部，其判定所述操作输入是用于执行开放控制的开放指令还是用于执行位置控制的位置控制指令，在所述开放控制中，与所述流体压力致动器的伸缩位置无关地将所述电磁阀的开度设为预先决定的设定开度，在所述位置控制中，根据操作输入量将所述电磁阀的开度设为比所述设定开度小的开度，来控制所述流体压力致动器的伸缩位置，

其中，所述控制部构成为能够执行比例积分控制和非积分型控制，所述比例积分控制是基于由所述目标设定部设定的所述目标位置与由所述位置获取部获取的实际位置之间的位置偏差的控制，所述非积分型控制是不执行所述位置偏差的积分的控制，

在由所述输入判定部判定为所述操作输入是所述位置控制指令的情况下，由所述目标设定部根据操作输入量将最伸长位置与最收缩位置之间的行程区域内的位置设定为所述目标位置，并且通过由所述控制部进行的所述比例积分控制来执行所述位置控制，

在由所述输入判定部判定为所述操作输入是所述开放指令的情况下，由所述目标设定部将从所述行程区域越过了所述最收缩位置的位置设定为所述目标位置，并且通过由所述控制部进行的所述非积分型控制来执行所述开放控制。

2.根据权利要求1所述的作业机的升降控制装置，其特征在于，

所述非积分型控制是基于所述位置偏差的比例控制或基于所述目标位置的开环控制。

3.根据权利要求1所述的作业机的升降控制装置，其特征在于，

所述控制部具有复位部，该复位部用于将通过所述比例积分控制所累积的积分值初始化。