JPH0728568B2 - 作業機昇降制御装置における昇降動作自己保持装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〇産業上の利用分野 本発明は、農用作業車（トラクター，コンバイン等）に
付設した農用作業機（耕耘作業機，作溝機等）の作業機
姿勢や作業位置（耕深，作溝深さ等）を設定値に自動制
御するための作業機昇降制御装置に関するものである。

〇従来の技術 この種の作業機昇降制御装置においては、作業機昇降用
リフトアーム（１）を駆動する油圧シリンダ（２）と電
磁弁（３）とを含む油圧式昇降装置（４）と、前記電磁
弁（３）を駆動するための電磁弁駆動回路（７）と前記
電磁弁駆動回路（７）を検出器（５）および設定器
（６）よりの入力信号にもとづいてマイコン制御するた
めのマイコン（８）とを有する制御装置（10）を設ける
とともに、制御装置（10）の昇降動作を選択操作するた
めの昇降スイッチが設けられている。

〇発明が解決すべき問題点 上述の昇降スイッチ（作業機昇降用ポジションコントロ
ールレバー）は、昇降操作にあたり中立位置より操作位
置に倒し、常時操作位置を維持する必要があり、婦女
子、老人には操作力が無視できず長時間作業困難にする
欠点があった。

〇問題点を解決するための手段 本発明は、従来装置の上記欠点を除去すべく、上下左右
の４方向の操作方向を有し中立位置に自動復帰する昇降
スイッチを設け、マイコンのプログラム制御により昇降
動作自己保持手段（12）として機能を有するマイコン
（８）による昇降スイッチ（11）の操作に自己保持機能
を持たせたことを特徴とする昇降動作保持装置を提供す
るものである。

〇作 用 昇降スイッチを昇降操作ののち中立に戻すと（OFF→ON
→OFFの１回操作）、上昇の場合は最上げ位置まで上昇
し下降の場合は作業機下げ設定位置まで下降する。

上昇動作中または下降動作中に、昇降スイッチを逆動作
するとただちに逆の動作をする。

〇実施例 第１図には、検出器（５）として、作業機位置検出器
（リフトアームポジションセンサ）を機体の所定位置に
取付け、設定器（６）として、作業機の対本機の相対位
置を設定する作業機対本機位置設定器を設け、作業機姿
勢制御装置に本発明を実施した場合を示すものである。

アナログスイッチ（13）とA/Dコンバータ（14）とマイ
コン（８）と電磁弁駆動回路（７）とを装備した制御装
置（コントローラ）（10）を作業機または本機の適所に
取り付ける。

検出器（作業機位置検出器）（５）は、作業機（耕耘作
業機）の対本機（トラクター）姿勢を検出しその検出信
号はアナログ電圧信号でありコントローラ（10）内のア
ナログスイッチ（13）を経由してA/Dコンバータ（14）
にてデジタル信号に変換されマイコン（８）に取り込ま
れる。設定器（作業機対本機位置設定器）（６）もマイ
コン（８）に時分割にてデータが取り込まれる。

油圧式昇降装置（４）は、本機と作業機とを連結すると
ともに本機に対し作業機を昇降操作するための作業機昇
降用リフトアーム（１）を回動させるための油圧シリン
ダ（２）を有する油圧機構を含み、第４図に示すごと
く、作業機昇降用の電磁弁（３）おびスローリターン・
ストップバルブ（15）の他に、油圧ポンプ（16）、チョ
ーク弁（17）、リリーフ弁（18）およびセフティバルブ
（19）を含んでいる。

制御装置（10）内のマイコン（８）は、ワンチップで構
成され、検出器（５）からの検出データをモニターし設
定器（６）の設定値と比較しマイコンのプログラムによ
り、電磁弁駆動回路（７）へ制御信号を出力するための
信号比較演算制御手段（９）としての機能を有するもの
である。

本発明の実施にあたり、第３図に示すごとく、常時はス
イッチ内臓のスプリングによりスイッチ非操作時は中立
位置（スイッチOFF作動）を保持し上昇側（α）または
下降側（β）へ運転者が操作することにより操作時にの
み操作位置（スイッチON作動）とする構造の昇降スイッ
チ（11）を制御装置（コントローラ）（10）のマイコン
（８）に、チャタリング吸収回路（CR積分回路）（20）
を介して接続するとともに、マイコン（８）を第２図に
示すフローチャートでプログラムして、マイコン（８）
を前述したように信号比較演算制御手段（９）として機
能させる他に、昇降スイッチ（11）を制御装置（10）に
付設するとともに、前記制御装置（10）のマイコン
（８）が、昇降スイッチ（11）の上昇操作または下降操
作ののち中立位置に戻しても最上げ位置または設定下限
位置までは上昇動作状態または下降動作状態を維持し上
昇動作中または下降動作中に逆動作方向に昇降スイッチ
（11）を操作することによりただちに逆動作状態とすべ
く前記電磁弁駆動回路（７）を制御するための昇降動作
自己保持手段（12）としても機能させるものである。

また、第１図および第４図を参照して、作業機昇降用の
電磁弁（３）を、上昇用電磁弁（3a）と下降用電磁弁
（3b）との２個で構成し、電磁弁駆動回路（７）も上昇
電磁弁駆動回路（7a）と下降電磁弁駆動回路（7b）との
２つの回路で構成した。

本発明を実施した作業機制御装置の運転にあたっては、
第２図のフローチャートによるマイコンプログラムにも
とづき、第５図のごとく動作するものである。

即ち、（イ）のタイミングで昇降スイッチ（11）を“上
昇”位置としたのち中立位置に戻すと、td（数＋m se
c）の応答遅れののち（イ′）のタイミングで上昇用電
磁弁（3a）が作動して作業機を上昇させる。

作業機上限位置に達すると、（ロ）のタイミングで、マ
イコン（８）の信号比較演算制御手段（９）における検
出器（５）の検出信号と設定器（６）と設定信号との演
算結果にもとづきマイコン（８）から電磁弁駆動回路
（７）への制御信号は停止し上昇用電磁弁（3a）の駆動
は停止し、作業機の上昇は止る。

（ハ）のタイミングで、昇降スイッチ（11）を“下降”
位置としたのち中立位置へ戻すと、tdの応答遅れののち
（ハ′）のタイミングで下降用電磁弁（3b）が作動して
作業機を下降させ、（ニ）のタイミングの作業機設定下
限位置に至るまで下降を続ける。

（ホ）のタイミングで昇降スイッチ（11）を“上昇”位
置としたのち中立位置に戻し、上昇用電磁弁（3a）を作
動させている状態にあるとき、（ヘ）のタイミングで昇
降スイッチを“下降”位置へ変えると、上昇用電磁弁
（3a）を非作動となり、下降用電磁弁（3b）が作動す
る。

（ト）のタイミングで再び昇降スイッチ（11）を反対の
“上昇”位置にすることにより、上昇用電磁弁（3a）の
下降用電磁弁（3b）の作動は再び逆となる。

第６図は、本発明の第２実施例を示し、昇降スイッチ
（１）と制御装置（コントローラ）（10）との間に、自
動手動切替スイッチ（21）を挿入するものである。ま
た、昇降スイッチ（11）を、第６図に示すごとく、下降
（ａ），上昇（ｂ），右下げ（ｃ）および右上げ（ｄ）
の４方向とし、制御装置（10）に対し４態様の選択操作
を自在とし、上向きを中立（全接点開）とするととも
に、電磁弁（３）のソレノイド（23）を、下降ソレノイ
ド（23A），上昇ソレノイド（23B），右下げソレノイド
（23C）および右上げソレノイド（23D）の４個とする。
また、油圧式昇降装置（４）は、第８図に示すごとく、
作業機昇降用リフトアーム（１）を作業機昇降制御用リ
フトアーム（1a）と作業機姿勢制御用リフトアーム（1
b）の２本とし、電磁弁（３）を作業機昇降用の第１電
磁弁（31）と作業機姿勢制御用の第２電磁弁（32）との
２個とし、第１電磁弁（31）は作業機昇降制御用リフト
アーム（1a）に作用する第１油圧シリンダ（2a）に対し
下降方向［下降ソレノイド（23A）が作動］または上昇
方向［上昇ソレノイド（23B）が作動］に選択自在に作
用させるべく作動油を供給し、第２電磁弁（32）は作業
機姿勢制御用リフトアーム（1b）に作用する第２油圧シ
リンダ（2b）に対し右下げ方向［右下げソレノイド（23
C）が作動］または右上げ方向［右上げソレノイド（23
D）が作動］に選択自在に作用させるべく作動油を供給
すべく構成されている。

上述の電磁弁（31）（31）のソレノイド（23A）（23B）
（23C）（23D）の＋側は、共通端子（Ｑ）を経て、電磁
弁駆動回路（７）の＋電源（12V）に共通接続され、そ
れぞれの一側は、出力端子（Qa）（Qb）（Qc）（Qd）お
よびそれぞれ対応する電磁弁駆動回路（７）のトランジ
スタ（Ta）（Tb）（Tc）（Td）を介して、制御装置（1
0）のアース端子（Ｅ）に接続されている。

制御装置（10）の操作端子（Pa）（Pb）（Pc）（Pd）は
自動手動切替スイッチ（21）の自動接点（Sa1）（Sb1）
（Sc1）（Sd1）を経て昇降スイッチ（11）の各スイッチ
（Sa2）（Sb2）（Sc2）（Sd2）に接続されている。操作
端子（Pa）（Pb）（Pc）（Pd）は、それぞれ接点入力回
路（22）を経てマイコン（８）に接続されている。制御
装置（10）のアース端子（Ｅ）は自動手動切替スイッチ
（21）の自動接点（Se）およびアース線（25）を経て接
地されている。

上述の自動手動切替スイッチ（21）の自動接点（Sa1）
（Sb1）（Sc1）（Sd1）（Se）に対し、手動接点（Ra）
（Rb）（Rc）（Rd）はそれぞれ対応するソレノイド（23
A）（23B）（23C）（23D）の一側にバイパス線（24a）
（24b）（24c）（24d）を介してそれぞれ接続され、手
動接点（Re）は空接点で制御装置（10）のアース端子
（Ｅ）を非接地状態とする。

上記の第２実施例の作業機昇降制御装置においては、自
動手動切替スイッチ（21）を自動位置とした第７図の動
作状態では、昇降スイッチ（11）を上昇操作［上昇
（ｂ），右上げ（ｄ）］、下降操作［下降（ａ），右下
げ（ｃ）］の選択した方向に倒すことにより、制御装置
（10）の動作を選択指示し、上述の第１実施例における
第５図の作動説明図と同様にマイコン（８）の昇降動作
自己保持手段（12）の機能により第１電磁弁（31）また
は第２電磁弁（32）を作動させ、作業機の耕深制御また
は作業機の姿勢制御を行う。

制御装置（10）、検出器（５）、設定器（６）等の故
障、その他作業者の所望により、自動手動切替スイッチ
（21）を手動位置に変えることにより、接点入力回路
（22）、マイコン（８）、電磁弁駆動回路（７）を短絡
して、バイパス線（24a）（24b）（24c）（24d）により
各ソレノイド（23A）（23B）（23C）（23D）は自動手動
切替スイッチ（21）を経て昇降スイッチ（11）に接続さ
れるとともに、制御装置（10）のアース端子（Ｅ）は非
接地状態となり、制御装置（10）は非作動状態となる。
従って、昇降スイッチ（11）の操作にもとづき、作業機
の下降、上昇、右下げ、右上げを自在に行うことができ
る［但し、マイコン（８）の昇降動作自己保持手段（1
2）は機能しないため、作業者は昇降スイッチ（11）を
所望の操作位置に維持する必要がある。］ 本発明の実施にあたり、昇降スイッチ（11）は、中立位
置を中心として“上昇”“下降”の操作位置を有する構
造であれば適宜のスイッチを用い得るものであるが、ジ
ョイスティック型スプリングリターンスイッチ（手を離
すとスプリングの作用で中立位置に戻る）を用いると、
婦女子、老人等では長時間作業での負担がより軽減され
るので好都合である。

〇発明の効果 本発明は作業機昇降制御装置においてマイコンの作動を
操作するための昇降スイッチの動作に、昇降動作保持機
能を付与したから、昇降スイッチを操作位置に維持する
必要がなく軽操作で作業機の昇降が可能となり、長時間
作業を容易にする効果がある。

更に、手動スイッチの操作方向を複数（上、下、左、
右）で再現できる。手動スイッチを十字方向に操作可能
なため操作性が良好である。作業機の昇降・傾斜の操作
スイッチ（自動動作時に使用）を非常用手動スイッチと
兼用している。従って、自動時も手動時も同じ操作スイ
ッチ（４方向ジョイスティック型）の同じ操作で作業機
の位置決めが可能で、自動制御系が故障した際にも通常
のスイッチ操作による作業が可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の第１実施例を示す作業機昇降制御装置
のクレーム対応ブローック図、第２図は作業機制御装置
における昇降動作保持装置の要部である昇降動作自己保
持手段のフローチャートである。 第３図は昇降スイッチの正面図。第４図は油圧式昇降装
置の油圧回路図。第５図は昇降操作保持手段の作動説明
図である。 第６図は本発明の第２実施例を示す、作業機昇降制御装
置の電気回路図である。第７図は昇降スイッチを示し
（ａ）図は平面図、（ｂ）図は正面図である。 第８図は油圧式昇降装置の油圧回路図である。 １……作業機昇降用リフトアーム ２……油圧シリンダ ３……電磁弁 ４……油圧式昇降装置 ５……検出器 ６……設定器 ７……電磁弁駆動回路 ８……マイコン 10……制御装置（コントローラ） 11……昇降スイッチ 12……昇降動作自己保持手段

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】作業機昇降用リフトアーム（１）を駆動す
   る油圧シリンダ（２）と電磁弁（３）とを含む油圧式昇
   降装置（４）と、前記電磁弁（３）を駆動するための電
   磁弁駆動回路（７）と該電磁弁駆動回路（７）を検出器
   （５）および設定器（６）よりの入力信号にもとづいて
   マイコン制御するためのマイコン（８）とを有する制御
   装置（10）とを含む作業機昇降制御装置において、前記
   制御装置（10）の動作を制御するための手動操作の昇降
   スイッチ（11）を制御装置（10）に付設するとともに、
   上下左右の四つの操作方向を有し中立位置に自動復帰す
   る昇降スイッチ（11）の上昇操作または下降操作ののち
   中立位置に戻しても最上げ位置または設定下限位置まで
   は上昇動作状態または下降動作状態を維持し上昇動作中
   または下降動作中に逆動作方向に昇降スイッチ（11）を
   操作することによりただちに逆動作状態とすべく前記電
   磁弁駆動回路を制御するための信号自己保持状態、保持
   解除機能を持つところの昇降動作自己保持手段（12）を
   前記制御装置（10）に具備させたことを特徴とする作業
   機昇降制御装置における昇降動作自己保持装置。