JP3069168B2 - 昇降制御装置 - Google Patents

昇降制御装置

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JP3069168B2
JP3069168B2 JP3237626A JP23762691A JP3069168B2 JP 3069168 B2 JP3069168 B2 JP 3069168B2 JP 3237626 A JP3237626 A JP 3237626A JP 23762691 A JP23762691 A JP 23762691A JP 3069168 B2 JP3069168 B2 JP 3069168B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、連結された対地作業装
置を昇降させるリフトアームを油圧アクチュエータによ
り揺動駆動するよう構成するとともに、この油圧アクチ
ュエータを制御駆動する制御手段を備えてある昇降制御
装置に関する。
【0002】
【従来の技術】ポジション制御手段によって対地作業装
置を昇降させる昇降制御装置においては、リフトアーム
の揺動角度を検出するポテンショメータの出力値と人為
設定器により与えられた設定耕深との不感帯幅や油圧ア
クチュエータに対する圧油供給量等の制御条件は、最も
一般的な圃場における作業条件のデータに基いて予め一
定に設けられていた〔例えば、特開平3−51590号
公報参照〕。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】ところが、上記従来構
造においては、油圧アクチュエータに対して圧油を供給
する油圧ポンプは、一般にエンジンにより駆動するので
あるが、エンジンの出力回転数は常に一定であるとは限
らず、このエンジンの回転数により油圧アクチュエータ
の駆動速度が変化することがあり、又、作動油の粘度は
その温度により変化するために、作業開始直後と作業定
常状態に到った後とでは油温に変化が生じるのもかかわ
らず、上記制御条件が一定であるので、油温に変化によ
っても油圧アクチュエータの駆動速度が変化することが
あり、リフトアームの昇降速度が不測に変化して、作業
能率を低下させたり、ショックが発生する等の不具合が
生じることがあり、改善の余地があった。
【0004】そこで、上記不具合を解消する方法とし
て、油温の検出センサやエンジン回転数の検出センサを
設けて、これらの検出値に基いて昇降制御の制御定数を
変更させるよう制御系を構成することも考えられるが、
このようにすると、上記各センサを設ける必要があり、
部品点数が多くなって構造が複雑になる欠点がある。本
発明は上記不具合点を解消することを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】請求項1に係る発明の特
徴構成は、連結された対地作業装置を昇降させるリフト
アームを油圧アクチュエータにより揺動駆動するよう構
成するとともに、この油圧アクチュエータを制御駆動す
る制御手段を備えてある昇降制御装置であって、前記リ
フトアームの揺動角度の検出に基づいて該リフトアーム
が定速状態で昇降していることを検出する定速状態検出
手段と、この定速状態検出手段が検出状態にあるときの
リフトアームが揺動変位する変化率を演算する変化率演
算手段と、演算された変化率のデータに基いて前記油圧
アクチュエータの制御定数を変更して再設定する定数変
更手段とを備えてある点にある。
【0006】請求項2に係る発明の特徴構成は、連結さ
れた対地作業装置を昇降させるリフトアームを油圧アク
チュエータにより揺動駆動するよう構成するとともに、
前記リフトアームの揺動角度を検出するポテンショメー
タの出力値と人為設定器による設定耕深とが合致するよ
う前記油圧アクチュエータを制御駆動するポジション制
御手段を備えてある昇降制御装置であって、前記リフト
アームが定速状態で昇降していることを検出する定速状
態検出手段と、この定速状態検出手段が検出状態にある
ときの前記ポテンショメータの検出値の変化率を演算す
る変化率演算手段と、演算された変化率のデータに基い
て前記油圧アクチュエータの制御定数を変更して再設定
する定数変更手段とを備えてある点にある。
【0007】請求項3に係る発明の特徴構成は、連結さ
れた対地作業装置を昇降させるリフトアームを油圧アク
チュエータにより揺動駆動するよう構成するとともに、
この油圧アクチュエータを制御駆動する制御手段を備え
てある昇降制御装置であって、前記リフトアームの揺動
角度の検出に基づいて該リフトアームが速度変更状態で
昇降していることを検出する速度変更状態検出手段と、
この速度変更状態検出手段が検出状態にある時のリフト
アームが揺動変位する変化度合を演算する変化度合演算
手段と、演算された変化度合のデータに基いて前記油圧
アクチュエータの制御定数を変更して再設定する定数変
更手段とを備えてある点にある。
【0008】請求項4に係る発明の特徴構成は、連結さ
れた対地作業装置を昇降させるリフトアームを油圧アク
チュエータにより揺動駆動するよう構成するとともに、
前記リフトアームの揺動角度を検出するポテンショメー
タの出力値と人為設定器による設定耕深とが合致するよ
う前記油圧アクチュエータを制御駆動するポジション制
御手段を備えてある昇降制御装置であって、前記リフト
アームが速度変更状態で昇降していることを検出する速
度変更状態検出手段と、この速度変更状態検出手段が検
出状態にある時の前記ポテンショメータの検出値の変化
度合を演算する変化度合演算手段と、演算された変化度
合のデータに基いて前記油圧アクチュエータの制御定数
を変更して再設定する定数変更手段とを備えてある点に
ある。
【0009】
【作用】請求項1の構成によると、リフトアームが油圧
アクチュエータにより揺動駆動されたとき、その揺動が
定速駆動状態にある際の駆動速度を演算して、その演算
結果が予め設定した値と異なる場合には、油圧アクチュ
エータの制御定数を変更して再設定することで、常に、
リフトアームの駆動条件が所定の制御状態に維持できる
ことになる。
【0010】請求項2の構成によると、設定耕深とポテ
ンショメータの出力値とが異なっていると、ポジション
制御手段に基いて油圧アクチュエータが駆動制御されリ
フトアームが昇降揺動されて、そのときのポテンショメ
ータの出力から、定速駆動状態におけるそのリフトアー
ムの駆動速度を演算して、その演算結果が予め設定した
値と異なる場合には、油圧アクチュエータの制御定数を
変更して再設定することで、常に、リフトアームの駆動
条件が所定の制御状態に維持できることになる。
【0011】請求項3の構成によると、リフトアームが
油圧アクチュエータにより揺動駆動されたとき、その揺
動が加速駆動状態あるいは減速駆動状態にある際の速度
変化度合を演算し、その演算結果が予め設定した値と異
なる場合には、油圧アクチュエータの制御定数を変更し
て再設定することで、常に、リフトアームの駆動条件が
所定の制御状態に維持できることになる。
【0012】請求項4の構成によると、設定耕深とポテ
ンショメータの出力値とが異なっていると、ポジション
制御手段に基いて油圧アクチュエータが駆動制御されリ
フトアームが昇降揺動されて、そのときのポテンショメ
ータの出力から、加速駆動状態あるいは減速駆動状態に
おけるその速度変化度合を演算して、その演算結果が予
め設定した値と異なる場合には、油圧アクチュエータの
制御定数を変更して再設定することで、常に、リフトア
ームの駆動条件が所定の制御状態に維持できることにな
る。
【0013】
【発明の効果】従って、本発明によれば、リフトアーム
の揺動情報から、油圧アクチュエータの駆動状況を判定
して、常に所定の駆動制御状態に維持することが可能と
なり、作動油の温度センサやエンジン回転数の検出セン
サを設ける等の構造の複雑化を招くことなく、油温の変
化やエンジン回転数の変化等に起因する油圧アクチュエ
ータの駆動状況の変化を阻止できて、作業能率の低下や
駆動ショックの発生等を抑制できるものとなった。
【0014】特に、ポジション制御手段を備えたものに
あっては、リフトアームの揺動位置をフィードバックす
るために必要なポテンショメータからの情報を有効に利
用して油圧アクチュエータの駆動状況を判定でき、セン
サ類の節減に一層有効となる。
【0015】
【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図2
に農用トラクタの油圧回路を示している。この油圧回路
は、走行機体の後部に左右のリンク1,1を介して昇降
自在に連結された作業装置2を駆動昇降自在なリフトシ
リンダ3〔油圧アクチュエータの一例〕及び左右ローリ
ング駆動するローリングシリンダ4に対する油圧系を示
している。
【0016】前記12各リンク1,1をリフトロッド
5,5を介して吊り上げ支持するリフトアーム6をリフ
トシリンダ3により揺動駆動するよう構成するととも
に、一方のリフトロッド5をローリングシリンダ4によ
り伸縮自在に構成して、ローリング駆動するよう構成し
てある。前記リフトシリンダ3に対しては油圧ポンプ7
からの圧油をフロープライオリティ弁8の余剰流を電磁
式比例流量制御弁Vを介して供給され、フロープライオ
リティ弁8の制御流は電磁弁9を介してローリングシリ
ンダ4に供給するよう構成してある。前記電磁式比例流
量制御弁Vは、上昇制御用の油圧パイロット操作型第1
弁10、この第1弁10のパイロット制御用第2弁1
1、下降制御用の油圧パイロット操作型第3弁12、及
び第3弁12のパイロット制御用第4弁13等から成
り、前記各パイロット制御用第2弁11、第4弁13は
電磁駆動式に構成され、各ソレノイド11a,13aに
対する供給電流に基いて、第1弁10及び第3弁12の
パイロット操作圧即ち作動油流量を制御できるよう構成
してある。又、リフトシリンダ3は単動型に構成され、
圧油供給路にはリフトアーム6の下降作動時においてド
レンされる油の流量を人為調節するための人為操作式可
変絞り弁14を介装してある。
【0017】前記各ソレノイド11a,13aに対する
駆動用制御回路は図1に示すように構成され、機体側の
操縦部に配設される人為操作式第1ポテンショメータP
M1〔人為設定器の一例〕の出力とリフトアーム6の揺
動角度を検出する第2ポテンショメータPM2の出力と
をA/D変化器15を介してデジタル信号化してマイク
ロコンピュータを備える制御装置16に入力され、前記
各入力値が合致するよう前記ソレノイド11a,13a
に対してパワートランジスタ17を介してパルス電流を
供給させるポジション制御手段Aを、前記制御装置16
に制御プログラム形式で備えてある。尚、各ソレノイド
11a,13aに対する電流供給路に介装した抵抗器1
8による検出電圧を制御装置16にフィードバックして
常に適切な電流値になるよう制御する。又、前記ポジシ
ョン制御作動において、第1、第2ポテンショメータP
M1,PM2の偏差が大きい場合、即ち、作業装置2が
接地状態にある状態から大きく上昇させるような場合に
は、制御開始直後においては、前記パルス電流のディー
ティ比を変更させてリフトシリンダ3に対する圧油供給
を加速度的に増加させ、所定値まで上昇した後は、圧油
供給量を一定にして定速駆動し、偏差が小さくなった後
は、圧油供給を減少させ上昇速度を徐々に低速にさせる
偏差に基く速度制御を行うよう構成してある。
【0018】前記制御装置16には、前記リフトアーム
6が定速状態で昇降していることを検出する定速状態検
出手段Bと、この定速状態検出手段Bが検出状態にある
ときの前記第2ポテンショメータPM2の検出値の変化
率を演算する変化率演算手段Cと、演算された変化率の
データに基いて前記リフトシリンダ3の制御定数を変更
して再設定する定数変更手段Dとを、夫々制御プログラ
ム形式で備えてある。以下、制御装置16の制御手順を
説明する。
【0019】図3に示すように、ソレノイド11a,1
3aに対するパルス電流の尖頭値ゲインに初期値を設定
する(ステップS1)。そして、第1、第2ポテンショ
メータPM1,PM2の出力値Px,Pyを読み込み、
偏差ΔPを演算して(ステップS2,S3)、偏差ΔP
が所定の不感帯幅Nを越えているときは、その偏差ΔP
のデータから動作方向を判定し、上記したようなポジシ
ョン制御を実行する(ステップS4〜S6)。そして、
リフトシリンダ3が定速駆動状態にあるときは、所定時
間第2ポテンショメータPM2の出力Pyを読み込み、
その単位時間当たりの角度変化率ΔV1を演算する(ス
テップS7〜S10)。その演算された角度変化率ΔV
1が所定の値M1から異なっているときは、所定の変化
率に戻るようソレノイド11a,13aに対するパルス
電流の尖頭値ゲインを修正して再設定する(ステップS
11,S12)。そして、リセットするまでこのような
ゲイン修正制御を実行する(ステップS13)。つま
り、前記ステップS6によりポジション制御手段Aを構
成し、ステップS7により定速状態検出手段Bを構成
し、ステップS10により変化率演算手段Cを構成し、
ステップS12により定数変更手段Dを構成している。
【0020】〔別実施例〕 上記したように、リフトシリンダ3の定速駆動状態を検
出するものに代えて、図4に示すように、リフトシリン
ダ3の加速度駆動状態であることを検出して(ステップ
S7)、この検出加速度ΔV2が所定の値M2と異なる
か否かを判断して、前記ゲインを修正する(ステップS
8〜S11)よう構成するものでもよい。この場合に
は,ステップS7により速度変更状態検出手段Eを構成
し、ステップS9により変化度合演算手段Fを構成し、
ステップS10,S11により定数変更手段Gを構成す
る。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御ブロック図
【図2】油圧回路図
【図3】制御フローチャート
【図4】別実施例の制御フローチャート
【符号の説明】
2 対地作業装置 3 油圧アクチュエータ 6 リフトアーム A ポジション制御手段 B 定速状態検出手段 C 変化率演算手段 D 定数変更手段 E 速度変更状態検出手段 F 変化度合演算手段 G 定数変更手段 PM2 ポテンショメータ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) A01B 63/114 A01B 63/10 F15B 11/04

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 連結された対地作業装置を昇降させるリ
    フトアームを油圧アクチュエータにより揺動駆動するよ
    う構成するとともに、この油圧アクチュエータを制御駆
    動する制御手段を備えてある昇降制御装置であって、 前記リフトアームの揺動角度の検出に基づいて該リフト
    アームが定速状態で昇降していることを検出する定速状
    態検出手段と、この定速状態検出手段が検出状態にある
    ときのリフトアームが揺動変位する変化率を演算する変
    化率演算手段と、演算された変化率のデータに基いて前
    記油圧アクチュエータの制御定数を変更して再設定する
    定数変更手段とを備えてある昇降制御装置
  2. 【請求項2】 連結された対地作業装置を昇降させるリ
    フトアームを油圧アクチュエータにより揺動駆動するよ
    う構成するとともに、前記リフトアームの揺動角度を検
    出するポテンショメータの出力値と人為設定器による設
    定耕深とが合致するよう前記油圧アクチュエータを制御
    駆動するポジション制御手段を備えてある昇降制御装置
    であって、 前記リフトアームが定速状態で昇降していることを検出
    する定速状態検出手段と、この定速状態検出手段が検出
    状態にあるときの前記ポテンショメータの検出値の変化
    率を演算する変化率演算手段と、演算された変化率のデ
    ータに基いて前記油圧アクチュエータの制御定数を変更
    して再設定する定数変更手段とを備えてある昇降制御装
  3. 【請求項3】 連結された対地作業装置を昇降させるリ
    フトアームを油圧アクチュエータにより揺動駆動するよ
    う構成するとともに、この油圧アクチュエータを制御駆
    動する制御手段を備えてある昇降制御装置であって、 前記リフトアームの揺動角度の検出に基づいて該リフト
    アームが速度変更状態で昇降していることを検出する速
    度変更状態検出手段と、この速度変更状態検出手段が検
    出状態にある時のリフトアームが揺動変位する変化度合
    を演算する変化度合演算手段と、演算された変化度合の
    データに基いて前記油圧アクチュエータの制御定数を変
    更して再設定する定数変更手段とを備えてある昇降制御
    装置
  4. 【請求項4】 連結された対地作業装置を昇降させるリ
    フトアームを油圧アクチュエータにより揺動駆動するよ
    う構成するとともに、前記リフトアームの揺動角度を検
    出するポテンショメータの出力値と人為設定器による設
    定耕深とが合致するよう前記油圧アクチュエータを制御
    駆動するポジション制御手段を備えてある昇降制御装置
    であって、 前記リフトアームが速度変更状態で昇降していることを
    検出する速度変更状態検出手段と、この速度変更状態検
    出手段が検出状態にある時の前記ポテンショメータの検
    出値の変化度合を演算する変化度合演算手段と、演算さ
    れた変化度合のデータに基いて前記油圧アクチュエータ
    の制御定数を変更して再設定する定数変更手段とを備え
    てある昇降制御装置
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