JPH1098911A - 作業用走行車 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 作業機の姿勢を強制的に変化させる油圧シリ
ンダを、電磁切換バルブのインチング駆動に基づいて作
動させるものにおいて、重い作業機を装着したり、ロワ
リンクの吊り位置を変更した場合でも、油圧シリンダを
適正速度で作動させる。 【解決手段】 通常は、一定周期内のＯＦＦ時間とＯＮ
時間を背反的に加減してデューティ比を変化させる一
方、デューティ制御範囲の限界に達しても適正動作量
（適正速度）が得られない場合には、パルス周期を広げ
てデューティ制御範囲を拡大する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、トラクタ等の作業
用走行車の技術分野に属するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般に、トラクタ等の作業用走行車のな
かには、作業機の姿勢を強制的に変化させる油圧シリン
ダを、電磁切換バルブのインチング駆動に基づいて所定
速度で作動させるものがあるが、前記油圧シリンダの作
動速度は、一定のインチング駆動パルスを出力しても、
油圧機器のバラツキ、作業機重量、作動油温度、エンジ
ン回転数、油圧ホースによる圧の吸収等に影響を受けて
適正速度で作動しない可能性があるため、油圧シリンダ
の作動速度（または動作量）をフィードバックしてイン
チング駆動パルスのデューティ比を補正することが提案
される。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】しかるに、重い作業機
を装着したり、ロワリンクの吊り位置を変更した場合に
は、最小ＯＦＦ時間のデューティ比（一定周期パルスの
最大デューティ比）を適用しても適正速度に達しない可
能性がある。そこで、電磁切換バルブを連続駆動した
り、パルス周期を予め広く設定してデューティ制御範囲
を拡大することが考えられるが、電磁切換バルブをイン
チング駆動から連続駆動に切換えた場合には、大きな流
量差が生じる一方、パルス周期を常時広くした場合に
は、電磁切換バルブのＯＮ−ＯＦＦが明確になってしま
うため、何れの場合もショックが発生してシリンダ作動
の円滑性が損なわれる不都合があった。

【０００４】

【課題を解決するための手段】本発明は、上記の如き実
情に鑑みこれらの課題を解決することができる作業用走
行車を提供することを目的として創作されたものであっ
て、作業機の姿勢を強制的に変化させる油圧シリンダ
を、電磁切換バルブのインチング駆動に基づいて所定速
度で作動させる作業用走行車において、前記電磁切換バ
ルブに対してインチング駆動パルスを出力する制御部
に、油圧シリンダの作動速度が適正であるか否かを判断
する作動速度適正判断手段と、作動速度が適正でない場
合に、インチング駆動パルスのデューティ比を補正する
デューティ比補正手段と、最小ＯＦＦ時間もしくは最小
ＯＮ時間のデューティ比を適用しても作動速度が適正と
ならない場合に、インチング駆動パルスの周期を広げる
パルス周期補正手段とを設けたものである。つまり、最
小ＯＦＦ時間もしくは最小ＯＮ時間のデューティ比を適
用しても作動速度が適正とならない場合には、インチン
グ駆動パルスの周期を広げてデューティ制御範囲を拡大
するため、仮令重い作業機を装着したり、ロワリンクの
吊り位置を変更したとしても、油圧シリンダを適正速度
で作動させることが可能になり、しかも、パルス周期を
常に広くするものではないため、通常作業状態（一定周
期パルスでデューティ制御を行う状態）において電磁切
換バルブのＯＮ−ＯＦＦが明確になってしまうことがな
く、その結果、ショックの発生を可及的に防止して油圧
シリンダを円滑に作動させることができる。

【０００５】また、上記のものにおいて、作動終了時に
適用したパルスデータを保持すると共に、該保持データ
を次回作動時の初期データとするものである。つまり、
次回のシリンダ作動において、適正速度に達する時間を
可及的に短縮することができる。

【０００６】また、上記のものにおいて、油圧シリンダ
の動作量をパルス周期で検出すると共に、該動作量に基
づいて作動速度の適正判断を行うにあたり、適正判断に
用いる不感帯をパルス周期に応じてシフトさせるもので
ある。つまり、動作量に基づいて作動速度の適正判断を
行うため、作動速度の演算を不要にして制御部の負担を
軽減することができ、しかも、前記周期補正に基づいて
動作量の検出周期が変化したとしても、適正判断に用い
る不感帯をパルス周期に応じてシフトするため、動作量
の誤認に基づいて油圧シリンダが適正速度で作動しない
不都合も防止することができる。

【０００７】

【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態の一つ
を図面に基づいて説明する。図面において、１はトラク
タの走行機体であって、該走行機体１の後部には、単一
のトップリンク２ａおよび左右一対のロワリンク２ｂで
構成される昇降リンク機構２を介してロータリ等の作業
機３が選択的に装着されている。そして、前記作業機３
は、左右のリフトロッド４を介してロワリンク２ｂを吊
持するリフトアーム５の上下回動に基づいて昇降すると
共に、左右何れかのリフトロッド４に介設されるリフト
ロッドシリンダ６の伸縮作動に基づいて左右傾斜する
が、これらの基本構成は何れも従来通りである。尚、前
記リフトロッド４（リフトロッドシリンダ６）とロワリ
ンク２ｂとの連結位置は、作業機３の重さや必要持ち上
げ高さに応じて変更することができるようになってい
る。

【０００８】７および８は電磁切換バルブであって、一
方の電磁切換バルブ７は、前記リフトロッドシリンダ６
の作動を切換える一方、他方の電磁切換バルブ８は、前
記リフトアーム５を上下回動させるリフトシリンダ９の
作動を切換えるものであるが、各電磁切換バルブ７、８
は、通常、インチング駆動パルスに基づいてＯＮ−ＯＦ
Ｆ駆動するため、インチング駆動パルスのデューティ比
に応じてリフトロッドシリンダ６およびリフトシリンダ
９の作動速度を制御することができるようになってい
る。

【０００９】１０はマイクロコンピュータを用いて構成
される制御部であって、該制御部１０の入力側には、リ
フトロッドシリンダ６のシリンダ長を検出するリフトロ
ッドセンサ１１、リフトアーム５の回動角を検出するリ
フトアームセンサ１２、ロータリのリヤカバー変位を検
出する耕深センサ１３、ポジションレバー１４のレバー
角を検出するポジションセンサ１５、走行機体１の左右
傾斜を検出する傾斜センサ１６、「耕深自動制御」の目
標耕深を設定する耕深設定ボリューム１７、「傾斜自動
制御」の目標傾斜を設定する傾斜設定ボリューム１８、
「傾斜自動制御」におけるリフトロッドシリンダ６の作
動速度（高速、中速、低速）を切換える傾斜速度切換ダ
イヤル１９等が入力インタフェース回路を介して接続さ
れる一方、出力側には、前記電磁切換バルブ７、８の伸
長用ソレノイド７ａ、８ａ、縮小用ソレノイド７ｂ、８
ｂ等が出力インタフェース回路を介して接続されてい
る。即ち、制御部６は、ポジションセンサ１５の設定高
さを目標としてリフトシリンダ９を制御する「ポジショ
ン制御」、耕深設定ボリューム１７の設定耕深を目標と
してリフトシリンダ９を制御する「耕深自動制御」、傾
斜設定ボリューム１８の設定傾斜を目標としてリフトロ
ッドシリンダ６を制御する「傾斜自動制御」等を実行す
るが、本実施形態では、「傾斜自動制御」等からの作動
指令に基づいて電磁切換バルブ７をインチング駆動制御
する「リフトロッド駆動」（割込みルーチン）、「リフ
トロッド駆動」のサブルーチンである「タイマデータ加
減」、パルスデータの比較格納を行う「パルスデータ比
較格納」等を要旨とするため、これらの制御手順のみを
フローチャートに基づいて説明する。尚、本実施形態で
は、「リフトロッド駆動」に、目標作動速度（動作範囲
Ｌ、Ｈ）が異なる複数の制御モード（Ａ制御、Ｂ制御、
Ｃ制御）を設定すると共に、各制御モードを傾斜速度切
換ダイヤル１９で切換えることが可能であるが、各制御
モードで使用するパルスデータ（駆動デューティおよび
パルス周期を決定するＯＮ、ＯＦＦ時間）は、モード切
換えに拘わらず保持され、次回のモード選択時に適用さ
れるようになっている。

【００１０】前記「リフトロッド駆動」では、まず、伸
長作動指令が停止状態か否か、および縮小作動指令が停
止状態か否かを判断する。ここで、両判断がＹＥＳであ
る場合には、「伸長用２パルス目以降フラグ」および
「縮小用２パルス目以降フラグ」をリセットするステッ
プと、伸長用および縮小用ソレノイド７ａ、７ｂに対す
るパルス出力を停止（ＯＦＦ）するステップとを実行し
て上位ルーチンに復帰する一方、何れかの判断がＮＯで
ある場合には、伸長用もしくは縮小用インチング駆動パ
ルスを出力するためのステップ群を実行することになる
が、両インチング駆動パルスの出力制御概念は同一であ
るため、縮小用インチング駆動パルスの出力手順のみを
説明する。

【００１１】さて、縮小用インチング駆動パルスを出力
する場合には、まず、「伸長用２パルス目以降フラグ」
をリセットするステップと、伸長用ソレノイド７ａに対
するパルス出力を停止するステップと、インチングモー
ド（自動制御状態）であることを確認するステップ（Ｎ
Ｏの場合は縮小用ソレノイド７ｂを連続ＯＮ）と、ＯＮ
タイマ（一周期中のＯＮ時間を決定するタイマ変数）お
よびＯＦＦタイマ（一周期中のＯＦＦ時間を決定するタ
イマ変数）を減算（カウントダウン）するステップとを
実行し、しかる後、縮小用ソレノイド７ｂへの出力がＯ
ＦＦである場合には、ＯＦＦタイマが「０」であるか否
かを判断する一方、縮小用ソレノイド７ｂへの出力がＯ
Ｎである場合には、ＯＮタイマが「０」であるか否かを
判断する。そして、ＯＮタイマが「０」であると判断し
た場合には、ＯＦＦタイマをセットして縮小用ソレノイ
ド７ｂへの出力をＯＦＦとする一方、ＯＦＦタイマが
「０」であると判断した場合には、ＯＮタイマをセット
して縮小用ソレノイド７ｂへの出力をＯＮとし、また、
各判断がＮＯである場合には、現在の出力を維持するよ
うになっている。つまり、各タイマの終了時に反転側の
タイマをセットすると共に、セットしたタイマに対応す
る信号（ＯＮもしくはＯＦＦ）を出力するため、所定の
デューティ比（ＯＮ時間／周期）を有するインチング駆
動パルスを所定の周期（ＯＮ時間＋ＯＦＦ時間）で出力
することになるが、ＯＮタイマをセットする際には、サ
ブルーチンである「タイマデータ加減（縮小用）」を実
行すると共に、リフトロッドセンサ１１の検出データを
記憶するようになっている。尚、動作始めは、リフトロ
ッドシリンダ６の正確な動作量を検出することが不可能
であるため、「縮小用２パルス目以降フラグ」で２パル
ス目以降を判断してから「タイマデータ加減（縮小
用）」を実行するようになっている。

【００１２】前記「タイマデータ加減（縮小用）」で
は、まず、現在のリフトロッドセンサデータからリフト
ロッド記憶データを減算してパルス周期毎の動作量を求
めると共に、動作量がボロー（負）である場合には２の
補数を演算し、しかる後、演算した動作量を、予め設定
される動作範囲Ｌ、Ｈ（不感帯の上下限値）と比較する
ようになっている。そして、動作量が動作範囲Ｌ以上
で、かつ動作範囲Ｈを越えない場合には、現在のＯＮ時
間およびＯＦＦ時間を維持するが、動作量が動作範囲Ｌ
よりも小さい場合には、ＯＦＦ時間の減算およびＯＮ時
間の加算を実行してデューティ比を高くする一方、動作
量が動作範囲Ｈを越える場合には、ＯＦＦ時間の加算お
よびＯＮ時間の減算を実行してデューティ比を低くする
ようになっている。その結果、リフトロッドシリンダ６
が所定速度で作動するようインチング駆動パルスのデュ
ーティ比が自動的に補正されることになるが、最小ＯＦ
Ｆ時間のデューティ比（通常周期の最大デューティ比）
を適用しても動作量が動作範囲Ｌよりも小さい場合に
は、ＯＦＦ時間を減算することなくＯＮ時間のみを加算
してデューティ比を高くするようになっている。つま
り、通常は、一定周期内のＯＦＦ時間とＯＮ時間を背反
的に加減してデューティ比を変化させる一方、デューテ
ィ制御範囲の限界に達しても適正動作量が得られない場
合には、パルス周期を広げてデューティ制御範囲を拡大
するようになっている。尚、パルス周期を広げた状態で
動作量が動作範囲Ｈを越えた場合には、ＯＮ時間のみを
減算してパルス周期を狭くするようになっている。

【００１３】また、前記「タイマデータ加減」では、縮
小作動時に用いるＯＮ、ＯＦＦ時間変数と、伸長作動時
に用いるＯＮ、ＯＦＦ時間変数とを別々に用意すると共
に、各時間変数を作動停止時にリセットしない設定にな
っている。つまり、各作動（縮小、伸長）の終了時に適
用したＯＮ、ＯＦＦ時間をそのまま保持し、次回の各作
動において初期データとして適用するようになってい
る。

【００１４】さらに、前記「タイマデータ加減」では、
予め設定される動作範囲Ｌ、Ｈをパルス周期に応じてシ
フトするようになっている。即ち、本実施形態では、パ
ルス周期で記憶したリフトロッド記憶データに基づいて
動作量を演算すると共に、該動作量と動作範囲Ｌ、Ｈと
を比較して適正動作量を判断しているため、前述の如く
パルス周期を広げた場合に誤った判断をする可能性があ
るが、動作範囲Ｌ、Ｈがパルス周期に応じてシフトされ
るため、パルス周期に拘わらず正確な動作量判断を行う
ことができるようになっている。

【００１５】一方、「パルスデータ比較格納」では、ま
ず、「リフトロッド駆動」の制御モード（Ａ制御→高速
モード、Ｂ制御→中速モード、Ｃ制御→低速モード）を
判断すると共に、実行中の制御モードで使用しているパ
ルスデータを、他の制御モードのパルスデータと比較す
る。そして、実行中モードよりも遅いモードのパルスデ
ータが実行中モードのパルスデータよりも大きいと判断
された場合には、該当する遅いモードのパルスデータ記
憶領域に実行中モードのパルスデータを上書き格納する
一方、実行中モードよりも速いモードのパルスデータが
実行中モードのパルスデータよりも小さい判断された場
合には、該当する速いモードのパルスデータ記憶領域に
実行中モードのパルスデータを上書き格納するようにな
っている。即ち、現在の状況に応じて補正される実行中
モードのパルスデータと、他の制御モードのパルスデー
タとを比較し、現在の状況に適合しないと思われるパル
スデータを自動的に補正（データ置換）するため、制御
モードを切換えた直後に、リフトロッドシリンダ６が意
に反した速度で作動したり、作動速度が安定するまでに
長い時間を要する不都合を可及的に防止することができ
るようになっている。

【００１６】叙述の如く構成されたものにおいて、リフ
トロッドシリンダ６を電磁切換バルブ７のインチング駆
動に基づいて所定の速度で作動させるにあたり、通常
は、一定周期内のＯＦＦ時間とＯＮ時間を背反的に加減
してデューティ比を変化させるが、デューティ制御範囲
の限界に達しても適正動作量が得られない場合には、パ
ルス周期を広げてデューティ制御範囲を拡大することに
なる。従って、重い作業機を装着したり、ロワリンク２
ｂの吊り位置を変更した場合であっても、リフトロッド
シリンダ６を適正速度で作動させることができ、しか
も、パルス周期を常に広くするものではないため、通常
作業状態において電磁切換バルブ７のＯＮ−ＯＦＦが明
確になってしまうことがなく、その結果、ショックの発
生を可及的に防止してリフトロッドシリンダ６を円滑に
作動させることができる。

【００１７】また、本実施形態では、最小ＯＦＦ時間を
維持し、ＯＮ時間のみを加算することによってパルス周
期を広げるため、ＯＮ時間およびＯＦＦ時間を加算して
周期を広げる場合の如く、電磁切換バルブ７のＯＮ−Ｏ
ＦＦが明確になってしまうことがなく、その結果、周期
拡大時でもＯＮ−ＯＦＦによるショックの発生を抑えて
シリンダ作動をさらに円滑にすることができる。

【００１８】また、各作動（縮小、伸長）の終了時に適
用したＯＮ、ＯＦＦ時間をそのまま保持し、次回の各作
動において初期データとして適用するため、次回の作動
において、目標速度に達する時間を可及的に短縮するこ
とができる。

【００１９】また、パルス周期で記憶したリフトロッド
記憶データに基づいて動作量を演算すると共に、該動作
量と動作範囲Ｌ、Ｈとを比較して適正動作量（適正作動
速度）を判断しているため、作動速度の演算を不要にし
て制御部１０の負担を軽減することができ、しかも、パ
ルス周期を拡大した場合には、前記動作範囲Ｌ、Ｈをパ
ルス周期に応じて自動的にシフトするため、動作量の誤
認による制御誤差の発生を防止することができる。

【００２０】また、目標速度が異なる複数の制御モード
を設定するにあたり、現在の状況に応じて補正される実
行中モードのパルスデータと、他の制御モードのパルス
データとを比較し、現在の状況に適合しないと思われる
パルスデータを自動的に補正するため、制御モードを切
換えた直後に、リフトロッドシリンダ６が意に反した速
度で作動したり、作動速度が安定するまでに長い時間を
要する不都合を可及的に防止することができる。

【００２１】尚、本発明は、前記実施形態に限定されな
いものであることは勿論であって、例えばリフトロッド
シリンダ以外の油圧シリンダ（リフトシリンダ等）を対
象とする制御で本発明を実施できることは言うまでもな
い。また、前記実施形態では、最小ＯＦＦ時間のデュー
ティ比を適用しても必要な作動速度が得られない場合に
のみパルス周期を広げているが、最小ＯＮ時間のデュー
ティ比を適用しても十分に作動速度が遅くならない場合
に、パルス周期を広げてデューティ比を低くすることも
可能である。また、前記実施形態では、最小ＯＦＦ時間
を維持しつつパルス周期を広げてデューティ比を高くす
るが、パルス周期の補正に基づいてデューティ制御範囲
を広げるものであれば、必ずしも最小ＯＦＦ時間を維持
する必要はない。

【図面の簡単な説明】

【図１】トラクタの側面図である。

【図２】制御部の入出力を示すブロック図である。

【図３】「リフトロッド駆動」を示すフローチャートで
ある。

【図４】「タイマデータ加減」を示すフローチャートで
ある。

【図５】「パルスデータ比較格納」を示すフローチャー
トである。

【図６】作用を示すインチング駆動パルスの波形図であ
る。

【符号の説明】

１ 走行機体 ２ 昇降リンク機構 ３ 作業機 ５ リフトアーム ６ リフトロッドシリンダ ７ 電磁切換バルブ １０ 制御部

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 作業機の姿勢を強制的に変化させる油圧
   シリンダを、電磁切換バルブのインチング駆動に基づい
   て所定速度で作動させる作業用走行車において、前記電
   磁切換バルブに対してインチング駆動パルスを出力する
   制御部に、油圧シリンダの作動速度が適正であるか否か
   を判断する作動速度適正判断手段と、作動速度が適正で
   ない場合に、インチング駆動パルスのデューティ比を補
   正するデューティ比補正手段と、最小ＯＦＦ時間もしく
   は最小ＯＮ時間のデューティ比を適用しても作動速度が
   適正とならない場合に、インチング駆動パルスの周期を
   広げるパルス周期補正手段とを設けた作業用走行車。
2. 【請求項２】 請求項１において、作動終了時に適用し
   たパルスデータを保持すると共に、該保持データを次回
   作動時の初期データとする作業用走行車。
3. 【請求項３】 請求項１において、油圧シリンダの動作
   量をパルス周期で検出すると共に、該動作量に基づいて
   作動速度の適正判断を行うにあたり、適正判断に用いる
   不感帯をパルス周期に応じてシフトさせる作業用走行
   車。