JPH04210502A - 動力車両の油圧制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】

［０００１１

【産業上の利用分野］この発明は、トラクター等の動力
車両に連結される対地作業機を昇降制御させる油圧制御
装置に関する。 ［０００２］ 【従来の技術】従来、ｌ−ラフター後部に連結されたロ
タリ耕耘装置等の作業機をポジション制御によって昇降
させるとき、まず、目標とする設定高さと作業機の現在
の位置との偏差を求め、その偏差に基づいて１パルス当
たりのＯＮ時間を変えて制御弁をコンｈロールするよう
に構成し７ていた。更に詳述すると、偏差が大のときに
は、１パルス当たりのＯＮ時間を長くし、逆に偏差が小
のときには、通電時間を短くして制御弁に流出入する作
動油の流量を少なくしていたのである。 ［０００３］

【発明が解決しようとする課題】ところで、こうした従
来装置の場合には、咽に偏差に基づいてパルスのＯＮ時
間が決定されていたために、作業機の重量やエンジンの
回転変動があったときには、所期の速度を維持すること
ができず、作業機が停止する際に衝撃を生じたり、また
、エンジンの回転が定格に達していないときに作業機を
ｔＵさせた場合、作業機が目標とする高さまで上昇しな
かったり、あるいは時間が掛るという不具合を有してい
た。 ［０００４１

【課題を解決するための手段］この発明は、前記した問
題点に鑑みて提案するものであって、このため、次のよ
うな技術的手段を講じた。即ち、対地高さ設定器２１と
対地高さ検出器２３と油圧昇降機構８とを備え、油圧昇
降機構８を作動させて機体に連結された対地作業機１４
を設定高さに位置させるように構成してなる動力車両の
油圧制御装置において、対地作業機１４の上昇あるいは
下降限界付近の動作速度を検出し、その動作速度に応じ
て流量絞り込みの時期を変更させる制御手段４３を設け
たことを特徴とする動力車両の油圧制御装置の構成とす
る。 ［０００５］ 【実施例】以下、図面に基づいてこの発明の詳細な説明
する。まず、構成から説明すると、１はｌ・ラクダで、
機体の前後部に夫々前輪２．２と後輪３．３とを備え、
ミッションケース４の後上部には油圧シリンダケス５を
固着して設けている。油圧シリンダケース５内には、単
動式の油圧シリンダ６を設け、油圧シリンダケース５の
左右両側にはリフｊ〜アーム７．７を回動自由に枢着ｔ
、でいる。 ［０００６］なお、ここでは油圧シリンダ６、リフトア
ム７．７を油圧昇降機構８と総称する。また、ｈツブＪ
ンク１０、ロワーリンク１１．１１．からなる３点リン
ク機構１２の後端部には、ロータリ耕耘装置１４が昇降
自在に連結されている。１５．１５はリフｊ〜アーム７
．７とロワーりンクＩＬＩＩ間に介装されたリフトロン
ドであり、特に右側のリフＩ−ロッド１５は複動式の油
圧シリンダ１５ａで構成され、後述する制御弁の切換で
この油圧シリンダ１５ａ内に作動油が給排され、ロータ
リ耕耘部＠１４を左右方向に傾動させる。１６は前記油
圧シリンダケース５の横側部に取り付けられた傾斜検出
器であって、トラクター　１の左右傾斜を検出する。ま
た、］７はトラクター１とロータリ耕耘装置１・１との
間の相対的回動量を検出するストローク検出器であって
、直線式のポテンショメータにて構成され、このストロ
ーク検出器１−７は前記油圧シリンダ１５ａの横側部に
酬設されている。　　２０はポジション制御用の油圧操
作レバーであって、この油圧操作レバー２０の回動基部
には、トラクター　１の後部に連結されているロータリ
耕耘装置１４の対地高さを設定するためのポテンショメ
ータからなる対地高さ設定器２１が取り付けられている
。 ［０００７］一方、片側リフ１ヘア＝ム７の回動基部に
もポテンショメータからなる対地高さ検出器２３が設け
られ、油圧操作レバー２０にて設定された位置にリフ１
ヘアム７．７が回動してその設定位置に停止するように
構成している。ロータリ耕耘装置１４について簡県に説
明すると、ロータリ耕耘部＠１４は、耕耘部３４と、耕
耘部３４の上方を覆う主カバー３５と、主カバー３５の
後部に枢着されたりャカバー３６等を備え、リヤカバー
３６の下端部を地面に摺接させて耕起土壌面を均平にす
べく構成し、また、主カバー３５の後端部にはリヤカバ
３６の回動角度を検出する耕深検出器３７を設けている
。 ［０００８１次に第２図の油圧回路図について簡単に説
明すると、油圧ポンプ２５から送り出された作動圧油は
、分流弁２６により一部は水平制御用の油圧シリンダ１
５ａ側に送られ、他は作業機昇降用の油圧シリンダ６側
に送られる。水平制御用の切換弁２７は３位置４ポト式
の弁にて構成され、左側のソレノイド２７ａが励磁され
ると油圧シリンダ１−５ａは短縮し、逆に右側のソレノ
イド２７ｂが励磁されると伸長する。常態においては中
立位置を保っており、傾斜検出器１６が機体の傾斜を検
出すると、ロータリ耕耘装置１・１を水平に維持すべく
いずれかのソレノイドが励磁されるものである。 ［０００９］この油圧回路図から明らかなように、この
切換弁２７の排出側の油路はチエツクバルブ２８を介し
てメインの油圧回路２９に合流すべく構成されている。 メインの油圧回路２９中に置かれた作業機昇降用の制御
弁３０は２つの比例ソレノイド３０ａ、３０ｂにより切
換えられて、作業機１４を上昇または下降させる。比例
ソレノイド３０ａが励磁されると、油圧シリンダ６に作
動油が流入し、比例ソレノイド３０ｂが励磁されると油
圧シリンダ６から作動油が排出されて作業機は下降する
。これらの比例ソレノイド３０ａ、３０ｂはパルス信号
にて駆動され、対地高さ設定器２１による設定値と対地
高さ検出器２：３による検出値との差、即ち偏差が小さ
い場合には１パルス当たりのＯＮ時間（オンタイム）を
短くし、偏差が大きい場合には１パルス当たりのＯＮ時
間を長くするように構成する。　第３図は制御系を示す
ブロック図であり、ロータリ耕耘袋＠１４の対地高さを
設定する設定器２１と、耕深を設定する耕深設定器４０
と、ロータリ耕耘装置】４の左右傾斜角度を設定する傾
斜設定器４１は夫々Ａ／Ｄ変換器４２を介してＣＰＵか
らなる制御装置４３に接続され、また、対地高さ検出器
２３と、耕深検出器３７と、トラクター１の傾斜角度を
検出する傾斜検出器１６と、トラクター　１と対地作業
機との相対的角度を検出するストローク検出器］、７も
同様にＡ／Ｄ変換器４２を介してＣＰＵからなる制御装
置４３に接続さねでいる。 ［００１０１そじて、制御装置４３の出力側には、リフ
１〜アーム７．７を昇降回動させる上昇用比例ソレノイ
ド；３０ａと下降用比例ソレノイド３０ｂ、及び水平制
御用油圧シリンダ］、　５　ｂを短縮させるソレノイド
２７ａと伸長させるソレノイド２７ｂが接続されている
。なお１．１４はＡ／Ｄ変換器・１２を経ることなく直
接制御装置４３に接続された昇降用スイッチで、このス
イッチ４４をＯＮにすると、ロータリ耕耘装置１４は最
大上昇位置まで上界し、ＯＦＦにすると、油圧操作レバ
ー２０によって定まる高さまで下降する。 ［００１１１第４図は、制御装置４３のメモリ内に記憶
されているポジシコン制御に関するプログラムの内容を
示すものであるが、このフローチャートに基づいて作用
を説明すると、まず、最初に昇降スイッチ４４や各種設
定器２１．４０．４１及び検出器１６．１７．２３．３
７の値が読み込まれる（ステップＳｌ）。ポジション制
御の場合であって、しかもＯＮタイムが最大となる値に
設定されていないときには、偏差係数Ｕ、　Ｄを１に設
定する（ステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４）。ＯＮタイムが最
大に設定されているとき、例えば、最大上昇位置から作
業機を下降させるときや逆に下降位置にある作業機を最
大上昇位置にまで上昇させるような場合には、まず、そ
の動作速度を測定（ステップＳ６、ステップＳ９）シ、
偏差係数を決定する（ステップＳ７、ステップＳ　１０
）。 即ち、ロータリ耕耘装置１４が上昇する際の上昇限界付
近、あるいは下降限界での作業機の動作速度を求め、そ
の速度が所期のものよりも遅い場合には、１より大きい
偏差係数を与え、逆に速すぎるときには、１より小さい
偏差ｆｉｌを決定するのである。 ［００１２］そして、油圧操作レバー２０にて定めた対
地高さ設定器２１の値と、リフトアーム７に取り付けた
対地高さ検出器２３の値とを比較し、その偏差ＰＤを算
出する（ステップＳ８）。作業機の上昇出力要求がある
場合には、この偏差ＰＤに、先に求めた偏差係数Ｕを乗
じ（ステップ５１３）、ＯＮタイムを決定しくステップ
５１４）、作業機昇降用制御弁３０の比例ソレノイド３
０ａを励磁して作業機を一旧昇させる。作業機を下降さ
せる場合も同様であり、偏差係数１０と偏差ＰＤを乗じ
、ＯＮタイムを決定して下降側の比例ソレノイド３０　
ｂを励磁する（ステップＳ　］、　６、Ｓ１７．５１８
）。 ［００１３］第５図は前記した補正を行なった場合の特
性を示すものであり、図中ａはロータリ耕耘装置１４を
エンジン定格回転で上昇させたとき、ｂはエンジン定格
以下の回転で上昇させたときの特性曲線である。ａ、　
ｂいずれの場合もリフトアーム角がＡ点に達したときに
、減速が開始される。即ち、絞り作用が効いてロータリ
耕耘装置１−４の上界速度が遅くなる。同図中１〕の曲
線に対して、この実施例で説明した減速ポイン１へ変更
制御が働いたときには、実線の状態から点線の状態に変
更される。リフトアーム角のＢ点が新たに設定された減
速開始のポイントである。　次に第６図乃芋第８図につ
いて説明する。一般にポジション制御を行なう場合、常
に設定値と検出値との偏差に基づいて制御弁をコントロ
ールするものであり、その場合、補正にあたっては、リ
フ１〜アム７が一定時間内に規定量動作したか否かを見
てＯＮタイム時間の補正を行なっていたのである。しか
しながら、本来補正を必要としているのは、その大半が
微小流量域内であり、その流量域内において先に述べた
ような従来の制御方式を採ると制御の行き過ぎが生じ、
動作速度が速くなり過ぎてショックが発生するという不
具合があった。第６図のＳはエンジン定格回転で上昇し
たときの特性、Ｔは定格回転以下で上昇したときの特性
であるが、この場合にはリフトアーム７の最大上昇位置
付近で補正による速度の変化が現れ、即ち、動作速度が
一時的に速められてショックが発生する。 ［００１４］第７図は８０ｍ５間隔でリフトアーム７の
動作を確認したものであるが、補正要求が生じた場合に
、補正完了時におけるＯＮタイムよりも僅かに小となる
ＯＮタイムを真の値とじて選択することによってそのシ
ョックを減じるようにさせている。第７図のＸｌは補正
最後のＯＮタイムを選択したときの特性、Ｘ２はその補
正ＯＮタイムより僅かに補正時間を減じた場合の特性、
Ｘ３は実質はしい動作速度である。第８図はそのための
制御プログラムの内容を示すフローチャー１へであり、
ここでは、ＯＮタイムの補正要求が生じてリフ１〜アム
７が規定量（実施例では３ピツ１へ）動いた否かを検出
し、その結果によって補正ＯＮタイムの大きさを決定し
ている。このような制御が働くと、第６図の曲線Ｔで示
す特性は、その上昇限度付近において点線部分のように
変更される。 ［００１５］最後に第９図は水平制御用の回路の一部を
変更したものである。簡単に構成を説明すると、５０は
方向切換弁で、ソレノイド５０ａが励磁されると油圧シ
リンダ１５ａは短縮し、ソレノイド５０ｂを励磁すると
、油圧シリンダ１５ａは伸長する。５２はメイン油圧回
路の途中に介装されたロジック弁であり、そのロジック
弁５２の背室５３側は高速応答弁５５と連通されている
。 ［００１６１この高速応答弁５５のソレノイド５５ａは
パルス信号によりデユーティ制御されるものであり、通
常はこの高速応答弁５５を通じてアシロードさせ、油圧
ポンプ５７から送られる作動油をメインの作業機昇降用
制御弁に送り込む。また、水平制御が必要な場合には、
高速応答弁５５をデユーティ制御させて必要徴だけ水平
制御用の油圧シリンダ１５ａ内に送り込み、残りを作業
機昇降用制御弁側に送る。このような回路構成とするこ
とによって、従来必要とした分流弁が不要となるほか、
従来装置にあっては、メインの制御弁側かアシロードし
ていないときや高圧状態となっている場合には水平制御
側の回路も影響を受けて水平制御ができないという不具
合があったが、このような回路に改めることによってそ
れも解消される。また、方向切換弁５０を比例ソレノイ
ドで駆動するように構成してもよく、そのようにすれば
、フィーリング、応答性が向上し、水平制御の精度が向
上する。 ［００１７］

【発明の作用効果】以上説明したようにこの発明は、対
地高さ設定器２１と対地高さ検出器２３と油圧昇降機構
８とを備え、油圧昇降機構８を作動させて機体に連結さ
れた対地作業機１４を設定高さに位置させるように構成
してなる動力車両の油圧制御装置において、対地作業機
１４の上昇あるいは下降限界付近の動作速度を検出し、
その動作速度に応じて流量絞り込みの時期を変更させる
制御手段４３を設けたものであるから、エンジンの回転
変動を受けたり作業機の重置が変わることによって動作
速度が変動したりショックが発生するといった従来の欠
点が解消され、また、上昇限界付近での動作速度の低下
を防止できるものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクターにロータリ耕耘装置を取り付けたと
きの側面図である。

【図２】油圧回路図である。

【図３】制御系のブロック図である。

【図４】制御の内容を示すフローチャートである。

【図５】特性を示す図である。

【図６】特性を示す図である。

【図７】特性を示す図である。

【図８】改良装置の制御内容を示すフローチャートであ
る。

【図９】図２の回路の一部を変更した回路図である。

【符号の説明】

１　　動力車両（トラクター） ２　　前輪 ３　　後輪 ６　　油圧シリンダ ７　　リフトアーム ８　　油圧昇降機構 １４　対地作業機（ロータリ耕耘装置）２１　対地高さ
設定器 ２３　対地高さ検出器

【図２】

【図４】 発明者

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】対地高さ設定器２１と対地高さ検出器２３
   と油圧昇降機構８とを備え、油圧昇降機構８を作動させ
   て機体に連結された対地作業機１４を設定高さに位置さ
   せるように構成してなる動力車両の油圧制御装置におい
   て、対地作業機１４の上昇あるいは下降限界付近の動作
   速度を検出し、その動作速度に応じて流量絞り込みの時
   期を変更させる制御手段４３を設けたことを特徴とする
   動力車両の油圧制御装置。