JP4838044B2 - 農用作業車の作業機昇降制御装置 - Google Patents
農用作業車の作業機昇降制御装置Info
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Description
また、従来技術(例えば、特許文献4)に比べて、故障が少なくメンテナンス性に優れた機械的連繋構造を活かすことができる。また電気的な検知構造を省くことで結果的に経済的に有利である。
また、電磁比例制御弁などの高価な構造を用いず、従来の機械的な油圧制御バルブを利用しながらもモータ動作を電気的に制御することによってその特性を最適化することが可能である。
また、例えば特許文献1や特許文献2などのように緩速下降装置を付加する必要が無く、昇降制御装置を簡便に構成できるためメンテナンス性が向上し、経済的である。
また、ポジションレバーまたはモータのどちらかによって操作されるリンク機構を介して油圧制御バルブを操作する従来の構造(例えば特許文献3の実施例)などに比べて、ポジションレバーに連繋されるリンク構造とモータに連繋されるリンク構造を別個に設けたため、各々の構造を簡略に構成する事が可能であり、メンテナンス性に優れ調整が容易である。また、各機能部品の加工が簡略であり結果的に経済的である。
ロータリ耕耘装置14について簡単に説明すると、ロータリ耕耘装置14は、耕耘爪を回動して耕耘する耕耘部34と、耕耘部34の上方を覆う耕耘カバー35と、耕耘カバー35の後部にリヤカバー36を上下回動自在に枢支し、該リヤカバー36にロッド、プッシュプルワイヤ40、連動アーム(図示せず)を連結している。また、該連動アームの他端をポテンショメータ等の角度検出手段と接続し、該角度検出手段を耕深センサ37として機体の任意位置に配置して制御装置60と接続する例については実施例2において説明する。
<ロータリ耕耘装置14の左右の傾動に関する油圧系統>
油圧ポンプ25から送り出された作動圧油は、分流弁26により一部は上述した水平制御用の傾倒シリンダ18側に送られ、他はトラクタ1の後部に連結可能な作業機(例えば、上述したロータリ耕耘装置14)を昇降するためのリフトアーム7・7に連結される単動式油圧シリンダ6側に送油可能としている。ロータリ耕耘装置14の水平制御用の切換弁27は、3位置4ポート式の弁にて構成され、左側のソレノイド27aが励磁されると傾倒シリンダ18は伸長し、逆に右側のソレノイド27bが励磁されると短縮する。前記切換弁27は、制御装置60(図2参照)からパルス信号を受信した場合に、ソレノイド27a又はソレノイド27bにパルス信号を流すことによって、制御される比例式電磁弁であって、電流値に比例するものである。また、上記切換弁27は常態においては中立位置を保っており、傾斜センサ16によってトラクタ1の傾斜が検出された場合に、制御装置60は、ロータリ耕耘装置14を水平に維持すべく、上記何れかのソレノイド(27a・27b)を励磁することによって切換弁27を切り換える。
図4乃至図6及び図13に示す如く、油圧弁(ポジション制御バルブ)90が油圧シリンダ6を収納する油圧シリンダケース5近傍(本実施例では側面)に付設され、該油圧弁90は前後方向に伸縮動作可能とするスプール90aを具備しており、該スプール90aの一側が油圧弁90内に挿入されて油路を切換可能とし、他端にリンク機構を介して作業機14を昇降操作するポジションレバー20や昇降アクチュエータ(モータ95)と連結され、更に、フィードバックするためのリンク機構101を介してリフトアーム7に連結されている。このスプール90aが後方に移動(短縮)したときにはリフトアーム7が下降方向に回動駆動され、また前方に伸長されたときにはリフトアーム7が上昇方向に油圧シリンダ6により回動駆動される。このスプール90aは油圧弁90に内蔵された図示しないバネの作用により、常時短縮方向に力が付勢されている。またスプール90aの先端にはトラクタ1の左右方向に貫通する孔90bが形成されており、この貫通孔90bに挿通したスプリングピン(第二リンク軸76)により後述する第一連動リンク91および第二連動リンク100によってスプール90aを伸縮自在にしている。尚、油圧弁(ポジション制御バルブ)90はスプール90aの短縮時または伸長時に、中立位置からの移動量が一定以内である場合は油圧シリンダ6に供給される油量が少なく、一定以上である場合は多く供給されるように製作されている。つまり、スプール90aの摺動量(切換位置)により作動油の流量が変更される構成としている。
次に、図7乃至図9および図13を用いて、耕深の制御について説明を行う。図7乃至図9および図13に示す如く、ミッションケースの後面より後方に突設したトップリンクブラケット38の側面に第五リンク軸83が突設され、該第五リンク軸83にベルクランク状の連動アーム98の中途部が枢支されている。該連動アーム98の後側先端には、前記プッシュプルワイヤ40等を介してリヤカバー36の回動部と連結され、リヤカバー36の動き(上下回動)が伝えられるようにしており、耕深が変化するとリヤカバー36が上下回動して連動アーム98の角度も変更されるようにしている。
図10乃至図12及び図13に示す如く、モータ95の近傍には角度センサ等より構成したモータ位置センサ85が設置され、モータ軸95aの角度を検出し、出力信号として制御装置60に伝えられる。また、モータ軸95aの位置によりモータアーム97の回転位置が変更される。該モータアーム97に突設された枢支ピン97aは第3連動リンク103の下部はU字状の溝部を形成してモータアーム97の一端に固定されたピン97aを摺動可能に係合している。該モータアーム97は下端がモータ95の出力軸95a上に固設され、該出力軸95aを中心に上部が回転される。該第3連動リンク103は第1リンク軸75に上方を枢支されている。第3連動リンク103の上下略中央部には長方形の孔103aが開口されており、該孔103aに前記油圧弁90に枢支される第2連動リンク軸76が挿通されている。このような構成でモータ95が正逆方向に回転されると、第1リンク軸75を中心に第3連動リンク103が回転し、スプール90aを前後に伸縮する。以上のように、スプール90aは(1)ポジションレバーリンク、(2)耕深制御リンク、(3)モータ制御リンクのいずれかの最前方向の状態のものに規制される。一般に、耕深制御を用いて耕耘作業を行う場合には前記ポジションレバー20は最下降位置に回動しておく。また、下降限界を設定する場合(土壌が軟弱でリヤカバーが耕耘圃場表面に安定しない場合には、耕耘深さの下限を設定する場合がある。)には、ポジションレバー20にて最下降位置を設定することが可能である。なお、図13は(1)ポジションレバーリンク、(2)耕深制御リンク、(3)モータ制御リンクの各連動リンクの前方から見た構成例の一つであるが、特にこれに限定されるものではない。このような構成において制御装置60を用いて、次のような処理を行うことで本発明における機能を実施する。
図14及び図15のフロー図に示す如く、制御装置60はまず、電源がONされて制御システムが起動後に、スイッチセンサ類の出力を読み込む(ステップS10)。次に最後に操作されたのが(直近の操作が)下降SW82であるか、上昇SW81であるかを判別し(ステップS20〜S30)、下降SW82が最後に操作される時は検出されたリフト角度に応じた下降速度となるべくスプール90aの位置に対するモータ角度を演算する(ステップS100〜S170)。上昇SW81が最後に操作されていた場合は、検出されたリフト角度に応じた上昇速度となるべくスプール90aの位置に対するモータ角度を演算する(ステップS35〜S37、S35については後述)。上昇SW81、下降SW82のいずれも操作がなされていない場合は、リフト角度が一定値以上である場合、すなわち作業機14が地表面より高い位置であり、作業車両オペレータが予期しない昇降動作が発生する可能性が高いとして作業機14の昇降を停止させるモータ位置を目標値として演算する(ステップS−60)。作業機14がリフトアーム7の下降限界付近であり、地表面に十分に接地していると判断されるリフト角度が検出されたならば、規制解除モードとしてスプール90aが下降速度最大となる位置、すなわちモータ95がスプール90aに規制を与えない位置に移動する(ステップS150〜S160、S150については後述)。これは、昇降動作に規制をかけないとトラブルが発生する恐れがある場合は動作を停止しオペレータの指示を待つ状態にするが、例えば作業途中でエンジンが停止しシステムを再起動させた場合など、既に作業機14は下降して地平面と接触しており、前述の耕深制御リンク102の働きによる耕深制御を阻害したくない場合は規制解除モードとするよう処理を選択することによって、安全性と作業性を両立しているのである。
14 作業機
20 ポジションレバー
23 リフト角度センサ
37 耕深センサ
60 制御装置
90 ポジション制御バルブ
91 第一連動リンク
95 モータ
100 第二連動リンク
101 リンク機構
103 第3連動リンク
Claims (6)
- 機械的リンクの構成として、ポジションレバーリンク機構と、モータ制御リンク機構を併置し、該ポジションレバーリンク機構は、ポジションレバー(20)に第一連動リンク(91)を介してポジション制御バルブ(90)のスプール(90a)と連繋し、走行機体に支持された作業機(14)を、前記ポジションレバー(20)の操作位置に対応して、前記ポジション制御バルブ(90)を切り換えて油圧アクチュエータを作動し、該作業機(14)を昇降自在に制御し、更に、フィードバックするためのリンク機構(101)を介してリフトアーム(7)に連結されている手動作業機昇降機構とし、該モータ制御リンク機構は、該ポジション制御バルブ(90)のスプール(90a)をモータ連動リンク(103)を介して連繋した正逆転可能な電動モータ(95)と、該電動モータ(95)を操作する昇降操作手段に設けた昇降スイッチ(81・82)とを、制御装置(60)と接続した構成とし、該モータ連動リンク(103)は直接にポジション制御バルブ(90)のスプール(90a)の位置を決定する連繋構造とし、前記電動モータ(95)はポジションレバー(20)の上昇方向に規制を解除し、下降方向に規制を持つ連繋構造とし、前記リフトアーム(7)の回動位置によって昇降高さを検出する手段(23)を備え、前記電動モータ(95)は前記ポジションレバー(20)の位置に関わり無く、前記昇降高さを検出する手段(23)の検出値に応じて、該ポジション制御バルブ(90)の下降方向の油圧流量を規制する位置に動作することにより、作業機下降時の減速を可能としたことを特徴とする農用作業車の作業機昇降制御装置。
- 請求項1記載の農用作業車の作業機昇降制御装置において、前記作業機(14)の昇降高さを、前記リフトアーム(7)の回動位置によって検出する手段(23)に基づいて検出し、昇降高さの検出値が一定値以下に達した場合、前記電動モータ(95)による下降方向への油圧流量規制を解除することを特徴とする農用作業車の作業機昇降制御装置。
- 請求項1記載の農用作業車の作業機昇降制御装置において、前記作業機(14)の昇降高さを、前記リフトアーム(7)の回動位置によって検出する手段(23)に基づいて検出し、昇降高さの検出値が一定値以下に達した状態が設定時間以上続いた場合、前記電動モータ(95)による下降方向への油圧流量規制を解除することを特徴とする農用作業車の作業機昇降制御装置。
- 請求項1記載の農用作業車の作業機昇降制御装置において、前記作業機(14)の昇降高さを、前記リフトアーム(7)の回動位置によって検出する手段(23)に基づいて検出し、昇降高さの検出値が一定値以下に達してかつ、昇降高さの変動が一定値以下に収束した状態が設定時間以上続いた場合には、前記電動モータ(95)による下降方向への油圧流量規制を解除することを特徴とする農用作業車の作業機昇降制御装置。
- 請求項1記載の農用作業車の作業機昇降制御装置において、前記作業機(14)の耕深を検出する手段であるリアカバー(36)を回動位置を検出する手段(37)を制御装置(60)と接続し、耕深の検出値が一定値以上に達した場合には、前記電動モータ(95)による下降方向への油圧流量規制を解除することを特徴とした農用作業車の作業機昇降制御装置。
- 請求項1記載の農用作業車の作業機昇降制御装置において、前記作業機(14)の耕深を検出する手段であるリアカバー(36)の回動位置を検出する手段(37)を制御装置(60)と接続し、耕深の変動が一定値以下に収束した状態が設定時間以上続いた場合には、前記電動モータ(95)による下降方向への油圧流量規制を解除することを特徴とする農用作業車の作業機昇降制御装置。
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