JPH0822161B2 - トラクターの油圧制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ この発明は、トラクターの油圧制御装置に関するもの
で、詳しくはトラクターに連結されたロータリ耕耘装置
の如き対地作業機を電気的に制御せんとするものであ
る。

［従来技術及び発明が解決しようとする課題］ 近年、トラクターの油圧制御装置を高精度で制御する
ために油圧昇降機構を比例電磁弁で制御するものが出現
している。

本出願人も、既に特開昭62−158410号公報や特開昭63
−202号公報に記載の如く、比例電磁弁を用いたものを
過去に出願している。

この従来装置の油圧回路を示すと第７図の如くとなる
が、この装置は、上昇側比例電磁弁133と下降側比例電
磁弁134とを別個に設け、各制御弁133、134のソレノイ
ドに通電する電流値を変更させることによって各制御弁
133、134に流出入する作動油の流量を制御し、油圧昇降
機構を構成している油圧シリンダー107の動作速度を変
更すべく構成している。

この装置の場合、上昇側比例電磁弁133は、上昇側の
流量制御弁136にパイロット圧を掛けて切り替える構成
であるのに対し、下降側比例電磁弁134は、下降側主制
御弁143の前後の差圧を利用して下降側主制御弁143を切
換える構成であった。

この下降側主制御弁143は、そのピストン杆151が、常
にシート面152に押し付けられていて、油圧シリンダー1
07からタンク141へ作動油が流出するのを防止してい
た。

また、油圧シリンダー107に連通する側の室158と、タ
ンク141に連通する側の室154とがオリフィス159を介し
て連通され、背室154側にはスプリング157が収容され、
このスプリング157の力で常時ピストン杆151がシート面
152に押し付けられる構成であった。

そして、油圧シリンダー107からの作動油が前記オリ
フィス159を通過しうる状態にあるときのみ前後の２つ
の室158、154間に僅かな差圧が生じ、ピストン杆151を
シート面152から離間させて隙間を生じさせ、この隙間
の開口量を微小に変更させることによって油圧シリンダ
ー107からタンク141に流出する作動油の量を変え、この
ようにして油圧シリンダー107と連係されたリフターム
の降下速度を変更調節していたのである。

しかしながら、作動油の粘性の大小によってはこのオ
リフィス159を通過する作動油の量が変化し、例えば、
作動油の温度が低くて粘性が比較的大なるときには、作
動油がこのオリフィス159を通過せずに、下降側主制御
弁143のピストン杆151を押し動かしてピストン杆151を
シート面152から離間させて油圧シリンダー107内の作動
油をタンク141に排出させていた。即ち、作動油の粘性
が大のときには、オリフィス159の前後の室158、154間
に発生する差圧が大となって、油圧シリンダー107から
排出される作動油の量を微妙に調節することができず、
このため、寒冷地等では、作動油の粘性が高い作業開始
直後と、油温が上昇して粘性が低下してきた作業途中と
では作業機の降下速度にばらつきが出るという不具合を
有していた。

［課題を解決するための手段］ この発明は、上記課題を解決するために、トタクター
１のリフトアーム８にリンク機構を介して作業機13を連
結し、油圧シリンダケース６に内装された油圧シリンダ
ー７に比例電磁弁33,34を介して圧油を供給・排出する
ことにより前記リフトアーム８が昇降回動するよう構成
されたトラクターにおいて、下降側の比例電磁弁34のソ
レノイド56に通電する電流値を変化させることによって
流量制御する構成とし、リフトアーム８を上限吊り上げ
位置から降下させたとき基準電流を設定時間流し、その
間のリフトアーム８の回動角度を検出して実際の降下速
度を算出し、その実際の降下速度と基準降下速度との差
に応じて比例電磁弁への供給電流に対する圧油の制御流
量の特性カーブが供給電流の大小方向に移行するよう補
正を行う補正手段76を設けたことを特徴とするトラクタ
ーの油圧制御装置とした。

［実施例］ 以下、図面に基づいて、この発明の一実施例を説明す
る。

まず、構成から説明すると、１はトラクターであっ
て、機体の前後部に夫々前輪２、２および後輪３、３を
有し、エンジン４の回転動力をミッションケース５内の
変速機構（図示省略）を介して後輪３、３あるいは全輪
２、２、３、３に伝えるように構成している。

機体後部の油圧シリンダケース６内には、作業機昇降
用の油圧シリンダー７が内装され、この油圧シリンダケ
ース６の左右両側部には、リフトアーム８、８が回動自
在に枢着されている。

９、９はロワーリンク、10はトップリンクである。前
記リフトアーム８、８とロワーリンク９、９との間には
リフトロッド11、11が介装連結され、また、トップリン
ク10、ロワーリンク９、９からなる３点リンク機構12の
後端部には、対地作業機としてサイドドライブ式のロー
タリ耕耘装置13が昇降自在に連結されている。

ロータリ耕耘装置13は、耕耘軸14と、耕耘軸14に取り
付けられた複数個の耕耘爪15と、耕耘部の上方を覆う主
カバー16と、主カバー16の後端部に枢着されたリヤカバ
ー17等を有し、前記主カバー16の上面後端部にはリヤカ
バー17の回動角度を検出するポテンショメータの如き耕
深検出器20が取り付けられている。

21は左側リフトアーム８の回動基部に取り付けられ、
リフトアーム８の回動角度を検出する検出器である。

操縦席28の横側方の操作パネル29上には、作業機昇降
用の油圧操作レバー（ポジション操作レバー）23が設け
られ、この油圧操作レバー23の回動基部にはロータリ耕
耘装置13の昇降高さを設定する高さ設定器24が設けられ
ている。27はロータリ耕耘装置13の耕深量を設定する耕
深設定器であって、前記操作パネル29上に設けられてい
る。

次に第２図に示す油圧回路を説明する。エンジン４の
回転動力にて駆動される油圧ポンプ30とメインの油圧シ
リンダー７とは圧油供給油路31にて接続され、その間に
上昇側比例電磁弁33と下降側比例電磁弁34とが設けられ
ている。

上昇側比例電磁弁33は、上昇側の比例圧力制御弁35
と、上昇側のメインスプール部を構成する流量制御弁36
とからなり、この流量制御弁36は、油圧シリンダー７と
油圧ポンプ30との接続を遮断する室36aと、油圧シリン
ダー７と油圧ポンプ30とが連通する室36bとを有し、常
態ではスプリング38により圧油供給油路31を遮断するよ
うに構成している。

前記比例圧力制御弁35のソレノイド35aに電流が流さ
れると流量制御弁36に背圧が掛かり、圧油供給油路31と
連通する側に流量制御弁36が切り替わる。すると、油圧
ポンプ30から送られた作動油はこの流量制御弁36を通っ
て前記油圧シリンダー側へ送られる。圧力補償弁40は、
前記流量制御弁36が作用していないときには油圧ポンプ
30からの作動油をタンク41に流出させ、流量制御弁36が
上昇側に切り替えられたときには、油圧ポンプ30側圧力
がこの圧力補償弁40に背圧として作用し、圧油供給油路
31中に圧力を封じ込める。

一方、前記下降側比例電磁弁34は、下降側主制御弁43
と、下降側の比例制御弁44と、強制下降弁45とからな
る。

前記下降側の比例制御弁44はタンク41に連通する側の
室44aと、遮断する側の室44bとを有し、常時スプリング
46によりこれを遮断する側に切り替えられている。

下降側主制御弁43は、スプリング50にてそのピストン
杆51がシート面52に押し付けられ、また、ピストン杆51
の外周には、図示外のノッチ（切欠部）が形成されてい
て、ピストン杆51の長手方向へのスライド量に応じてこ
のノッチを介して流出する作動油の量が変化するように
構成している。

また、ピストン杆51には、オリフィス59が設けられ、
このオリフィス59を通過した作動油が、スプリング50側
の室54に流入する。

この室54と前記下降側の比例制御弁44とは油路55を介
して接続されている。この比例制御弁44のソレノイド56
に電流を流すと、その電流値に比例した力でこの比例制
御弁44のスプールが押され、減圧状態となる。

減圧された圧力はスプリング46がある側の室44bに背
圧として作用し、この比例制御弁44の絞りが変化する。

この結果、下降側主制御弁43の前側の室58と後側の室
54との間、換言すると、下降側主制御弁43の上流側と下
流側との間に圧力差を生じさせ、下降側主制御弁43のピ
ストン杆51をスライドさせ、このスライド量に応じて油
圧シリンダー７からタンク41に排出される作動油の量が
変化させられる。このようにして、下降側の流量制御が
なされる。

油圧シリンダー７とこの下降側主制御弁43との間に介
装された強制下降弁45は、油圧シリンダー７内の圧力が
比較的低圧になったときに作動するものであって、例え
ば、トラクター１のリフトアーム８、８に作業機が装着
されていないときであって、油圧シリンダー７内の内圧
が低く、３点リンク機構12のみによる下方側への回動が
困難なときに、その回動を可能とするものである。

この強制下降弁45は、前記下降側の比例制御弁44のソ
レノイド56が励磁されるときに同時にそのソレノイド60
が励磁されるように連動構成されており、油圧シリンダ
ー７の内圧が凡そ16kg/cm2程度になると，この強制下降
弁45が室45a側に切り替わり、油圧シリンダー７内の作
動油がタンク41内に排出されてリフトアーム８、８が下
降する。

なお、同図において、図中符号62は圧油供給油路31中
の油圧シリンダー７と前記上昇側の流量制御弁36との間
に介装されたチェック弁、63は強制下降弁45とタンク41
との間の油路に介装された固定絞り、64は下降側の比例
制御弁44とタンク41との間の油路に介装された固定絞り
である。

次に第３図に示すブロック図に基づいて制御回路を説
明する。

リフトアーム８の回動角度を検出するリフトアーム回
動角度検出器21、リフトアーム８の高さを設定する高さ
設定器24、ロータリ耕耘装置13の耕深を設定する耕深設
定器27、耕深を検出する耕深検出器20は夫々A/D変換器7
0を経てCPUからなる制御装置72に接続される。制御装置
72の出力側には上昇側駆動回路73、下降側駆動回路74を
介して上昇側比例電磁弁33（正確には下降側比例電磁弁
33のソレノイド35a）と下降側比例電磁弁34（正確には
下降側比例電磁弁33のソレノイド56）が接続される。

第５図は前記下降側比例電磁弁34の流量特性を示すも
ので、横軸に制御電流を、縦軸に流量を取ったものであ
る。同図において、符号Ａで示す曲線はこの比例電磁弁
34の標準的な基準値のラインである。制御装置72のメモ
リ内にはこの第５図の基準値Ａに示す電流と流量に関す
るデータが記憶されており、第５図に示す流量特性カー
ブに沿って下降側の比例電磁弁34が制御される。

なお、前記制御装置72の内部には、前記リフトアーム
８、８を上限の吊り上げ位置から降下させたときの、単
位時間当たりの降下量が設定値に対して大か小かを判別
する判別手段75が設けられている。

判別手段75により判別された結果、単位時間当たりの
降下量が設定値よりも小さい場合は、前記下降側比例電
磁弁34のソレノイド56に通電する電流値を増やし、逆
に、設定された値よりも大なるときには、電流値を減じ
るように働く補正手段77が組み込まれている。

これを第６図に基づいて説明すると、リフトアーム
８、８を最大吊り上げ位置まで上昇させた後、油圧操作
レバー23を下げ側へ操作すると、単位時間当たりの降下
量の測定が開始される。即ち、この実施例ではリフトア
ーム８、８を上限吊り上げ位置から下降側へ回動させる
と、0.4秒間だけ基準電流（ΔＡ）が流され、このとき
のリフトアーム８、８の回動角度から単位時間（ΔＴ）
当たりの降下した角度（Δθ）が求められ、その角度が
設定された基準となる角度より大のときには降下速度が
速すぎるため、下降側比例電磁弁34のソレノイド56に通
電する電流値を減ずるものである。即ち、降下速度の大
小に応じて標準値の電流値に対する補正電流の大きさが
決定される。従って、第５図において、降下速度が速す
ぎるときには、設定値と実際の速度との差に応じて標準
値Ａの特性カーブをそのまま左側へ移行させるような補
正が行われ、逆に降下速度が遅すぎるときには、電流値
を増大する方向、即ち、この特性カーブを右側へ移行さ
せるような補正が行われる。第４図のフローチャートは
上述した作用を説明したものである。

このように、この実施例におけるトラクターの油圧制
御装置は、リフトアーム８、８を所定の位置である上限
位置から降下させたときに下降側の比例電磁弁34の流量
特性のばらつきを補正するものであるから、作動油の粘
性によって降下速度が変わるといった問題を生じること
がなく、このため、作業開始時と作業終了時とで耕深が
変動するような不具合は生じない。

なお、この実施例では、リフトアーム８、８の上限吊
り上げ高さを一定としたが、図示を省略した可変式の上
限位置設定器を設け、吊り上げ高さを任意に設定できる
ように構成してもよい。

この場合、その設定器で設定された位置が上限の吊り
上げ位置ということになり、この位置からリフトアーム
８、８を下降させたときに下降速度の補正が働くように
構成すれば良い。

［発明の効果］ この発明は前述の如く構成したので、次の技術的効果
を奏する。

即ち、この発明は、トタクター１のリフトアーム８に
リンク機構を介して作業機13を連結し、油圧シリンダケ
ース６に内装された油圧シリンダー７に比例電磁弁33,3
4を介して圧油を供給・排出することにより前記リフト
アーム８が昇降回動するよう構成されたトラクターにお
いて、下降側の比例電磁弁34のソレノイド56に通電する
電流値を変化させることによって流量制御する構成と
し、リフトアーム８を上限吊り上げ位置から降下させた
とき基準電流を設定時間流し、その間のリフトアーム８
の回動角度を検出して実際の降下速度を算出し、その実
際の降下速度と基準降下速度との差に応じて比例電磁弁
への供給電流に対する圧油の制御流量の特性カーブが供
給電流の大小方向に移行するよう補正を行う補正手段76
を設けたものであるから、上限まで吊り上げた作業機を
降下させるという操作を行なうだけで本来制御されるべ
き正規の動作速度に簡単に補正することができ、作業機
が地面に突入して制御が始まるまでには補正も終了して
いるので、比例電磁弁の個体差や油温の高低差に起因す
る特性の変動を修正して高精度の昇降制御が行なえるよ
うになった。

【図面の簡単な説明】

図はこの発明の実施例を示し、第１図はトラクターとロ
ータリ耕耘装置の側面図、第２図は油圧回路図、第３図
はブロック図、第４図はフローチャート、第５図は下降
側比例電磁弁の流量特性を示すグラフ、第６図はリフト
アームの降下量と設定電流との関係を表わすグラフ、第
７図は従来装置の油圧回路図である。 符号の説明 １…トラクター ８…リフトアーム 13…対地作業機（ロータリ耕耘装置） 20…耕深検出器 21…リフトアーム回動角度検出器 23…油圧操作レバー 24…高さ設定器 27…耕深設定器 33…上昇側比例電磁弁 34…下降側比例電磁弁

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】トタクター１のリフトアーム８にリンク機
   構を介して作業機13を連結し、油圧シリンダケース６に
   内装された油圧シリンダー７に比例電磁弁33,34を介し
   て圧油を供給・排出することにより前記リフトアーム８
   が昇降回動するよう構成されたトラクターにおいて、下
   降側の比例電磁弁34のソレノイド56に通電する電流値を
   変化させることによって流量制御する構成とし、リフト
   アーム８を上限吊り上げ位置から降下させたとき基準電
   流を設定時間流し、その間のリフトアーム８の回動角度
   を検出して実際の降下速度を算出し、その実際の降下速
   度と基準降下速度との差に応じて比例電磁弁への供給電
   流に対する圧油の制御流量の特性カーブが供給電流の大
   小方向に移行するよう補正を行う補正手段76を設けたこ
   とを特徴とするトラクターの油圧制御装置。