JP2001193707A - 電気油圧式バルブ制御のための方法とシステム - Google Patents
電気油圧式バルブ制御のための方法とシステムInfo
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】 単一の電気油圧式バルブ設計によって圧力お
よび流量を同時に制御する方法およびシステムに関す
る。 【解決手段】 バルブ３２を通って流れる油圧流体の実
バルブ出力流量を目標バルブ出力流量と比較し、その
後、バルブ３２に対する入力流量を実バルブ出力流量と
目標バルブ出力流量との差に基づいて修正する。実負荷
圧力とオペレータ入力信号とに基づいて目標バルブ出力
流量を求める複数の圧力−流量曲線を記憶する。実バル
ブ出力流量は、流量センサ４２の使用を介して、又は、
適切なセンサからの入力に基づいて実バルブ出力流量を
計算するためにスプール変位センサ４４および様々な圧
力センサからの出力信号を使用する流量計算器の使用を
介して求められる。
よび流量を同時に制御する方法およびシステムに関す
る。 【解決手段】 バルブ３２を通って流れる油圧流体の実
バルブ出力流量を目標バルブ出力流量と比較し、その
後、バルブ３２に対する入力流量を実バルブ出力流量と
目標バルブ出力流量との差に基づいて修正する。実負荷
圧力とオペレータ入力信号とに基づいて目標バルブ出力
流量を求める複数の圧力−流量曲線を記憶する。実バル
ブ出力流量は、流量センサ４２の使用を介して、又は、
適切なセンサからの入力に基づいて実バルブ出力流量を
計算するためにスプール変位センサ４４および様々な圧
力センサからの出力信号を使用する流量計算器の使用を
介して求められる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に電気油圧式
バルブ制御に関し、より詳細には、単一の電気油圧式バ
ルブ設計によって圧力および流量を同時に制御する方法
およびシステムに関する。
バルブ制御に関し、より詳細には、単一の電気油圧式バ
ルブ設計によって圧力および流量を同時に制御する方法
およびシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術】作業機械に装備される器具は、通常油圧
を使用して作動される。制御バルブは、油圧流体が器具
または他の作業部材、及び／又は、特定の作業機械に関
連する付属装置に分布される時、油圧流体の流量と圧力
とを制御する上で重要な役割を果たす。そのようなバル
ブは、多くの方法で制御可能である。それらは、バルブ
が一定流量または一定圧力のいずれかを準備できるよう
な油圧起動用案内圧力を用いて機械的に制御できるし、
また、電気油圧式に対する増大する需要に伴い、そのよ
うなバルブは、フィードバックの有無に関わらず電子ソ
レノイドや他の電子アクチュエータを用いる手段によっ
ても制御できる。
を使用して作動される。制御バルブは、油圧流体が器具
または他の作業部材、及び／又は、特定の作業機械に関
連する付属装置に分布される時、油圧流体の流量と圧力
とを制御する上で重要な役割を果たす。そのようなバル
ブは、多くの方法で制御可能である。それらは、バルブ
が一定流量または一定圧力のいずれかを準備できるよう
な油圧起動用案内圧力を用いて機械的に制御できるし、
また、電気油圧式に対する増大する需要に伴い、そのよ
うなバルブは、フィードバックの有無に関わらず電子ソ
レノイドや他の電子アクチュエータを用いる手段によっ
ても制御できる。
【０００３】そのようなバルブの開ループ制御を達成す
るために、フィードバックを持たないアクチュエータが
使用される。しかし適用例によっては、より正確でヒス
テリシスが少なく、良好な再現性があって応答が速く、
そして、より大きな電力容量を持つことが要求される。
これらの要求事項を満たすには、フィードバックを持つ
閉ループ制御が必要である。現在市場で最も入手しやす
い閉ループ・フィードバック制御システムは、スプール
位置フィードバックまたは圧力フィードバックのいずれ
かを含む。スプール位置フィードバックが使用される場
合、一定流量が達成され、圧力フィードバックが使用さ
れる場合、一定圧力が達成される。
るために、フィードバックを持たないアクチュエータが
使用される。しかし適用例によっては、より正確でヒス
テリシスが少なく、良好な再現性があって応答が速く、
そして、より大きな電力容量を持つことが要求される。
これらの要求事項を満たすには、フィードバックを持つ
閉ループ制御が必要である。現在市場で最も入手しやす
い閉ループ・フィードバック制御システムは、スプール
位置フィードバックまたは圧力フィードバックのいずれ
かを含む。スプール位置フィードバックが使用される場
合、一定流量が達成され、圧力フィードバックが使用さ
れる場合、一定圧力が達成される。
【０００４】フロントエンド・ローダ、バックホウ・ロ
ーダ、ブルドーザや他の掘削および建設用機器のよう
な、広範な異なった型の作業機械で使用される、広範な
異なった型の器具の作動を制御するためにしばしば使用
される電気油圧式バルブ設計には２つの型があり、それ
らは、オープンセンタ・バルブとクローズドセンタ・バ
ルブである。各々のバルブにおけるスプールのスロット
の設計は、かなり複雑ではあるが、それらの性能特性を
表す。オープンセンタ・バルブは、一定流量を与えるた
めに、負荷に関わりなく、スプール位置の設定を使用
し、その結果、器具または作業部材に一定速度の運動を
もたらす。そのようなバルブは、比較的安価で、より重
要なことには、負荷圧力敏感型であり、そのためオペレ
ータは、その器具またはその駆動シリンダに対して作用
している圧力を「感じる」ことを学習でき、従って、そ
の器具の作動と動きとをより良く制御できる。しかしオ
ープンセンタ・バルブは、高圧力において一定流量を与
えることができない。更にそのようなバルブは、大きな
仕事率損失が付随しており、従って、特に重量負荷の低
速作動に対して非効率的である。一方、クローズドセン
タ・バルブは、器具の要求を満たすのに必要な流量だけ
を与え、且つ、最大のシステム負荷に一定の圧力マージ
ンを上乗せして作動する。これらの「定圧」バルブは、
低速で大きな負荷の適用において一般に使用される。そ
のためこの型のバルブは、より効率的であり、オープン
センタ・バルブと比べて、閉ループ制御性能特性により
適合している。しかしそのようなクローズドセンタ・バ
ルブは、低減衰という特徴があり、従ってオープンセン
タ・バルブの持つ圧力制御を欠いている。
ーダ、ブルドーザや他の掘削および建設用機器のよう
な、広範な異なった型の作業機械で使用される、広範な
異なった型の器具の作動を制御するためにしばしば使用
される電気油圧式バルブ設計には２つの型があり、それ
らは、オープンセンタ・バルブとクローズドセンタ・バ
ルブである。各々のバルブにおけるスプールのスロット
の設計は、かなり複雑ではあるが、それらの性能特性を
表す。オープンセンタ・バルブは、一定流量を与えるた
めに、負荷に関わりなく、スプール位置の設定を使用
し、その結果、器具または作業部材に一定速度の運動を
もたらす。そのようなバルブは、比較的安価で、より重
要なことには、負荷圧力敏感型であり、そのためオペレ
ータは、その器具またはその駆動シリンダに対して作用
している圧力を「感じる」ことを学習でき、従って、そ
の器具の作動と動きとをより良く制御できる。しかしオ
ープンセンタ・バルブは、高圧力において一定流量を与
えることができない。更にそのようなバルブは、大きな
仕事率損失が付随しており、従って、特に重量負荷の低
速作動に対して非効率的である。一方、クローズドセン
タ・バルブは、器具の要求を満たすのに必要な流量だけ
を与え、且つ、最大のシステム負荷に一定の圧力マージ
ンを上乗せして作動する。これらの「定圧」バルブは、
低速で大きな負荷の適用において一般に使用される。そ
のためこの型のバルブは、より効率的であり、オープン
センタ・バルブと比べて、閉ループ制御性能特性により
適合している。しかしそのようなクローズドセンタ・バ
ルブは、低減衰という特徴があり、従ってオープンセン
タ・バルブの持つ圧力制御を欠いている。
【０００５】器具は、広範な異なった適用において使用
され、そこでは、オープンセンタ・バルブ（特に圧力制
御）およびクローズドセンタ・バルブ（特に流量制御）
の両方の性能特性が要求される。例えば、ショベルが掘
削している時のバックホウ・ローダの適用例において
は、器具（ショベル）に対する低い流体流量と高い圧力
とが一般に必要とされる。一方、ショベルが上方に移動
させられ、新しい位置で材料を下ろすために回転された
時、器具（ショベル）に対する大きな流量と低い圧力と
が一般に必要とされる。クローズドセンタ・バルブによ
り与えられる一定流量制御だけの場合、もしショベルが
地下パイプや他の障害物に打ち当たったとしたら、オー
プンセンタ・バルブの使用によって与えられる圧力制御
がないために、ショベルは動き続けようとし、それによ
って、パイプや他の異物を破壊することになる。しか
し、オープンセンタ・バルブによって与えられる定圧制
御だけの場合、パイプや他の障害物に遭遇すると、ショ
ベルは掘削を停止することになるが、しかし、クローズ
ドセンタ・バルブによって与えられる流量制御がないた
めに、空のショベルに比べて、満載のショベルによって
ショベルの運動速度が減らされる。
され、そこでは、オープンセンタ・バルブ（特に圧力制
御）およびクローズドセンタ・バルブ（特に流量制御）
の両方の性能特性が要求される。例えば、ショベルが掘
削している時のバックホウ・ローダの適用例において
は、器具（ショベル）に対する低い流体流量と高い圧力
とが一般に必要とされる。一方、ショベルが上方に移動
させられ、新しい位置で材料を下ろすために回転された
時、器具（ショベル）に対する大きな流量と低い圧力と
が一般に必要とされる。クローズドセンタ・バルブによ
り与えられる一定流量制御だけの場合、もしショベルが
地下パイプや他の障害物に打ち当たったとしたら、オー
プンセンタ・バルブの使用によって与えられる圧力制御
がないために、ショベルは動き続けようとし、それによ
って、パイプや他の異物を破壊することになる。しか
し、オープンセンタ・バルブによって与えられる定圧制
御だけの場合、パイプや他の障害物に遭遇すると、ショ
ベルは掘削を停止することになるが、しかし、クローズ
ドセンタ・バルブによって与えられる流量制御がないた
めに、空のショベルに比べて、満載のショベルによって
ショベルの運動速度が減らされる。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】従って、好ましい器具
制御システムは、流量と圧力との両方を同時に制御でき
るように、圧力および流量制御の柔軟性を持つべきであ
る。その上、そのような制御は、使用される特定のバル
ブ設計に左右されないように、ソフトウエアで制御され
るべきである。単一のバルブ設計で流量と圧力との両方
を同時に制御することによって、駆動シリンダやモータ
類などの付随する駆動機構を含む、様々な異なった適用
例に亘る油圧機械器具の性能を最適化することができ
る。従って本発明は、上述の問題点のうち１つまたはそ
れ以上を解決することに関する。
制御システムは、流量と圧力との両方を同時に制御でき
るように、圧力および流量制御の柔軟性を持つべきであ
る。その上、そのような制御は、使用される特定のバル
ブ設計に左右されないように、ソフトウエアで制御され
るべきである。単一のバルブ設計で流量と圧力との両方
を同時に制御することによって、駆動シリンダやモータ
類などの付随する駆動機構を含む、様々な異なった適用
例に亘る油圧機械器具の性能を最適化することができ
る。従って本発明は、上述の問題点のうち１つまたはそ
れ以上を解決することに関する。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の１つの態様にお
いて、作業機械に付随する器具または作業部材の作動を
制御するために使用される電気油圧式制御バルブに対す
る流量および圧力の同時制御を準備する制御システムが
開示され、器具または作業部材は、それを使用した場合
にオペレータ入力信号を発生するオペレータ入力制御機
構を使用することにより、オペレータによって作動さ
れ、且つ、制御される。制御バルブは、駆動シリンダや
他の駆動手段を含む油圧回路を介して作業部材に接続さ
れる。制御システムは、制御バルブから流れ出る油圧流
体の実際のバルブ出力流量を測定する流量センサと、シ
リンダや他のアクチュエータに加えられる実際の負荷圧
力を検知し、駆動シリンダや他の駆動手段と流体連絡し
て置かれた圧力センサとを含む。目標バルブ出力流量測
定器は、圧力センサとオペレータ入力信号とに通信し、
負荷圧力とオペレータ入力信号とを、それに基づいて目
標バルブ出力流量を求めるために受信する。流量センサ
と目標バルブ出力流量測定器とに通信する比較器は、実
際のバルブ出力流量と目標バルブ出力流量とを比較し
て、それらの差を表す比較器出力信号を発生する。電子
制御装置や他の処理手段は、比較器と制御バルブとの両
方に通信するように連結され、且つ、比較器出力信号を
受信するために作動可能である。比較器出力信号に応答
して制御装置は、目標制御バルブ出力流量が達成される
ようにバルブに対する入力流量を修正するため、適切な
信号を制御バルブに出力する。
いて、作業機械に付随する器具または作業部材の作動を
制御するために使用される電気油圧式制御バルブに対す
る流量および圧力の同時制御を準備する制御システムが
開示され、器具または作業部材は、それを使用した場合
にオペレータ入力信号を発生するオペレータ入力制御機
構を使用することにより、オペレータによって作動さ
れ、且つ、制御される。制御バルブは、駆動シリンダや
他の駆動手段を含む油圧回路を介して作業部材に接続さ
れる。制御システムは、制御バルブから流れ出る油圧流
体の実際のバルブ出力流量を測定する流量センサと、シ
リンダや他のアクチュエータに加えられる実際の負荷圧
力を検知し、駆動シリンダや他の駆動手段と流体連絡し
て置かれた圧力センサとを含む。目標バルブ出力流量測
定器は、圧力センサとオペレータ入力信号とに通信し、
負荷圧力とオペレータ入力信号とを、それに基づいて目
標バルブ出力流量を求めるために受信する。流量センサ
と目標バルブ出力流量測定器とに通信する比較器は、実
際のバルブ出力流量と目標バルブ出力流量とを比較し
て、それらの差を表す比較器出力信号を発生する。電子
制御装置や他の処理手段は、比較器と制御バルブとの両
方に通信するように連結され、且つ、比較器出力信号を
受信するために作動可能である。比較器出力信号に応答
して制御装置は、目標制御バルブ出力流量が達成される
ようにバルブに対する入力流量を修正するため、適切な
信号を制御バルブに出力する。
【０００８】本発明の別の様態において、本制御システ
ムは、制御バルブを横切る圧力降下を測定する圧力降下
測定器と、その中立位置または他のある所定位置からの
制御バルブ・スプールの変位を測定するスプール変位セ
ンサとを利用する。実バルブ出力流量計算器は、スプー
ル変位および圧力降下のデータを受信し、そのデータを
使用して、制御バルブから流れ出る油圧流体の実バルブ
出力流量を計算する。この制御システム配置は、流量セ
ンサをシステムに追加する費用と同様に、そのようなセ
ンサからの応答信号の受信に時間の遅れがあるという理
由のために、前記実施形態で開示されたオンラインの流
量センサの使用に取って代わるものである。本制御シス
テムの本実施形態の残りの部分は、上述の好ましい実施
形態と実質的に同一であり、実バルブ出力流量が目標バ
ルブ出力流量と比較され、目標流量を達成するために出
力流量を修正する目的で、適切な信号が電子制御装置に
よって制御バルブに出力される。
ムは、制御バルブを横切る圧力降下を測定する圧力降下
測定器と、その中立位置または他のある所定位置からの
制御バルブ・スプールの変位を測定するスプール変位セ
ンサとを利用する。実バルブ出力流量計算器は、スプー
ル変位および圧力降下のデータを受信し、そのデータを
使用して、制御バルブから流れ出る油圧流体の実バルブ
出力流量を計算する。この制御システム配置は、流量セ
ンサをシステムに追加する費用と同様に、そのようなセ
ンサからの応答信号の受信に時間の遅れがあるという理
由のために、前記実施形態で開示されたオンラインの流
量センサの使用に取って代わるものである。本制御シス
テムの本実施形態の残りの部分は、上述の好ましい実施
形態と実質的に同一であり、実バルブ出力流量が目標バ
ルブ出力流量と比較され、目標流量を達成するために出
力流量を修正する目的で、適切な信号が電子制御装置に
よって制御バルブに出力される。
【０００９】本発明のまた別の様態において、作業機械
の器具や他の作業部材に、駆動シリンダや他の駆動手段
を含む適切な油圧回路を介して流体連絡的に接続された
電気油圧式バルブの流量および圧力を同時に制御する方
法が開示され、作業機械は、それを使用するとオペレー
タ入力信号を発生するオペレータ入力制御機構を使用す
ることで、オペレータにより作動される。本方法は、制
御バルブから流れ出る油圧流体の実バルブ出力流量を測
定する段階と、器具または作業部材に加えられている負
荷圧力を検知する段階と、負荷圧力およびオペレータ入
力信号に応じて目標制御バルブ出力流量を求める段階
と、実バルブ出力流量を目標バルブ出力流量と比較する
段階と、制御バルブからの目標バルブ出力流量を達成す
るために、実バルブ出力流量と目標バルブ出力流量との
差に基づいて、制御バルブへの入力流量を修正する段階
とを含む。
の器具や他の作業部材に、駆動シリンダや他の駆動手段
を含む適切な油圧回路を介して流体連絡的に接続された
電気油圧式バルブの流量および圧力を同時に制御する方
法が開示され、作業機械は、それを使用するとオペレー
タ入力信号を発生するオペレータ入力制御機構を使用す
ることで、オペレータにより作動される。本方法は、制
御バルブから流れ出る油圧流体の実バルブ出力流量を測
定する段階と、器具または作業部材に加えられている負
荷圧力を検知する段階と、負荷圧力およびオペレータ入
力信号に応じて目標制御バルブ出力流量を求める段階
と、実バルブ出力流量を目標バルブ出力流量と比較する
段階と、制御バルブからの目標バルブ出力流量を達成す
るために、実バルブ出力流量と目標バルブ出力流量との
差に基づいて、制御バルブへの入力流量を修正する段階
とを含む。
【００１０】
【発明を実施するための最良の形態】本発明をより理解
するために、以下において添付の図面が参照される。図
１において、前面ショベル・ローダのような一般の作業
機械１０が示される。作業機械１０は、主構造体、つま
り本体部分１２を含み、本体部分は、オペレータが作業
機械１０の運動を制御するだけではなく、器具つまり前
面ショベル１４などの幾つかの作業部材の作動と運動と
をそこから制御するオペレータ運転台２６、ブーム１
６、及び、アーム１８を含み、それら全ては、図１に示
すように従来的な方法で互いに連結される。器具１４、
ブーム１６、及び、アーム１８の全ては、器具シリンダ
２０、ブーム・シリンダ２２、及び、アーム・シリンダ
２４の作動を制御する１つまたはそれ以上の油圧回路
（図示しない）を通して各々接続された電気油圧式制御
バルブによって制御される。この点に関して、１つまた
はそれ以上の油圧ポンプは、圧力のかかった油圧流体を
様々な電気油圧式制御バルブに供給し、それらのバルブ
の作動は、一般に、特定の作業部材または器具に連結さ
れた駆動シリンダ、モータ、及び、他の駆動手段に対す
る流量、及び／又は、圧力を制御するために適切な信号
を制御バルブの駆動手段に出力する、電子制御装置や他
の処理手段の使用を通して電気的に制御される。図１に
示す特定の実施例において、適切な電気油圧式制御バル
ブは、電子制御装置を介してそのような制御バルブに入
力された適切な信号に応答して特定の器具（前面ショベ
ル）１４の運動を制御するために、器具シリンダ２０に
適切な量の流体流量を供給することになる。電子制御装
置により特定の制御バルブに対して出力されたこれらの
信号は、特定の器具または作業部材の作動と運動とを制
御するために使用される様々な制御レバーまたは電子操
作棒など、ある特定のオペレータ入力制御機構の起動に
よって発生されるオペレータ入力信号に応答して作り出
される。本発明は、図１に示す型の作業機械に関し、特
に、作業部材としての器具１４に関して説明されるもの
の、本発明が１つまたはそれ以上の電気油圧式バルブの
使用を通して制御される、あらゆる型の作業部材を持つ
あらゆる型の作業機械と共に使用できるということは、
当業者には明らかである。
するために、以下において添付の図面が参照される。図
１において、前面ショベル・ローダのような一般の作業
機械１０が示される。作業機械１０は、主構造体、つま
り本体部分１２を含み、本体部分は、オペレータが作業
機械１０の運動を制御するだけではなく、器具つまり前
面ショベル１４などの幾つかの作業部材の作動と運動と
をそこから制御するオペレータ運転台２６、ブーム１
６、及び、アーム１８を含み、それら全ては、図１に示
すように従来的な方法で互いに連結される。器具１４、
ブーム１６、及び、アーム１８の全ては、器具シリンダ
２０、ブーム・シリンダ２２、及び、アーム・シリンダ
２４の作動を制御する１つまたはそれ以上の油圧回路
（図示しない）を通して各々接続された電気油圧式制御
バルブによって制御される。この点に関して、１つまた
はそれ以上の油圧ポンプは、圧力のかかった油圧流体を
様々な電気油圧式制御バルブに供給し、それらのバルブ
の作動は、一般に、特定の作業部材または器具に連結さ
れた駆動シリンダ、モータ、及び、他の駆動手段に対す
る流量、及び／又は、圧力を制御するために適切な信号
を制御バルブの駆動手段に出力する、電子制御装置や他
の処理手段の使用を通して電気的に制御される。図１に
示す特定の実施例において、適切な電気油圧式制御バル
ブは、電子制御装置を介してそのような制御バルブに入
力された適切な信号に応答して特定の器具（前面ショベ
ル）１４の運動を制御するために、器具シリンダ２０に
適切な量の流体流量を供給することになる。電子制御装
置により特定の制御バルブに対して出力されたこれらの
信号は、特定の器具または作業部材の作動と運動とを制
御するために使用される様々な制御レバーまたは電子操
作棒など、ある特定のオペレータ入力制御機構の起動に
よって発生されるオペレータ入力信号に応答して作り出
される。本発明は、図１に示す型の作業機械に関し、特
に、作業部材としての器具１４に関して説明されるもの
の、本発明が１つまたはそれ以上の電気油圧式バルブの
使用を通して制御される、あらゆる型の作業部材を持つ
あらゆる型の作業機械と共に使用できるということは、
当業者には明らかである。
【００１１】図２において、器具１４の作動の制御に使
用するクローズドセンタ・バルブ３２の１つの実施形態
を示す。しかし、本発明があらゆる型のバルブ設計のも
とに実施できることは、当業者には明らかである。バル
ブ３２は、電子制御装置４６や他の適切な処理手段によ
り、バルブ駆動手段に入力された適切な信号に応答し
て、右から左、また、左から右に水平に動くような、ス
プール３４を含む。圧力のかかった流体流量を器具シリ
ンダ２０に準備するために、適切な油圧ポンプ３６が利
用される。最良の実施形態において、ポンプ圧力センサ
６４は、ポンプ３６から放出される流体流量に対する流
体出力圧力を検知するために、ポンプ３６と流体連絡し
て置かれる。タンク３８は、ポンプ３６が加圧流体をバ
ルブ３２に供給するために使用する油圧流体を収容し、
また、スプール３４の位置は、タンク３８内の流体をバ
ルブ３２を通ってどの位流すか、また、流さないかを示
す。この点に関して、図２に示すスプール３４は、油圧
流体がタンク３８から流路４０を通ってバルブ３２の中
に流れるのを防止するために閉じた位置に置かれる。変
位センサ４４は、例えば図２に示す閉じた位置など、あ
る所定の位置に関するスプール３４の変位を検知および
測定するためにスプール３４に接続される。
用するクローズドセンタ・バルブ３２の１つの実施形態
を示す。しかし、本発明があらゆる型のバルブ設計のも
とに実施できることは、当業者には明らかである。バル
ブ３２は、電子制御装置４６や他の適切な処理手段によ
り、バルブ駆動手段に入力された適切な信号に応答し
て、右から左、また、左から右に水平に動くような、ス
プール３４を含む。圧力のかかった流体流量を器具シリ
ンダ２０に準備するために、適切な油圧ポンプ３６が利
用される。最良の実施形態において、ポンプ圧力センサ
６４は、ポンプ３６から放出される流体流量に対する流
体出力圧力を検知するために、ポンプ３６と流体連絡し
て置かれる。タンク３８は、ポンプ３６が加圧流体をバ
ルブ３２に供給するために使用する油圧流体を収容し、
また、スプール３４の位置は、タンク３８内の流体をバ
ルブ３２を通ってどの位流すか、また、流さないかを示
す。この点に関して、図２に示すスプール３４は、油圧
流体がタンク３８から流路４０を通ってバルブ３２の中
に流れるのを防止するために閉じた位置に置かれる。変
位センサ４４は、例えば図２に示す閉じた位置など、あ
る所定の位置に関するスプール３４の変位を検知および
測定するためにスプール３４に接続される。
【００１２】バルブ３２は更に、流路２８および３０を
介して駆動用器具シリンダ２０と流体連絡して接続さ
れ、器具シリンダ２０は更に、器具１４に接続される。
制御バルブ３２を通り、器具シリンダ２０を出入りする
流体の流量と圧力とは、器具シリンダ２０に、従ってそ
れに接続された器具１４に、対応する動きを引き起こ
す。圧力センサ４８も同様に、シリンダ２０のヘッド部
分に流入する流体圧力を検知および測定するために、器
具シリンダ２０と流体連絡して置かれる。この流体圧力
は、前面ショベル、つまり器具１４に対して作用してい
る実際の負荷を表すものである。この点に関して、圧力
センサ４８がシリンダ２０のヘッド部分に通じる流路２
８と流体連絡して置くように示されていることに注意す
る必要がある。同様に、別の圧力センサをシリンダ２０
のロッド部分に通じる流路３０と流体連絡して置き、シ
リンダのその部分に作用する圧力を検知できることが分
かる。最良に実施形態において、流量センサ４２は同様
に、バルブ３２を通過する油圧流体の実バルブ出力流量
を検知及び測定するために、バルブ３２からタンク３８
に流れる油圧流体と流体連絡して置かれる。電子制御装
置４６は、以下に更に説明されるように、バルブ３２に
対して閉ループ・フィードバック制御を準備するために
制御バルブ３２とスプール３４とに通信するように置か
れる。
介して駆動用器具シリンダ２０と流体連絡して接続さ
れ、器具シリンダ２０は更に、器具１４に接続される。
制御バルブ３２を通り、器具シリンダ２０を出入りする
流体の流量と圧力とは、器具シリンダ２０に、従ってそ
れに接続された器具１４に、対応する動きを引き起こ
す。圧力センサ４８も同様に、シリンダ２０のヘッド部
分に流入する流体圧力を検知および測定するために、器
具シリンダ２０と流体連絡して置かれる。この流体圧力
は、前面ショベル、つまり器具１４に対して作用してい
る実際の負荷を表すものである。この点に関して、圧力
センサ４８がシリンダ２０のヘッド部分に通じる流路２
８と流体連絡して置くように示されていることに注意す
る必要がある。同様に、別の圧力センサをシリンダ２０
のロッド部分に通じる流路３０と流体連絡して置き、シ
リンダのその部分に作用する圧力を検知できることが分
かる。最良に実施形態において、流量センサ４２は同様
に、バルブ３２を通過する油圧流体の実バルブ出力流量
を検知及び測定するために、バルブ３２からタンク３８
に流れる油圧流体と流体連絡して置かれる。電子制御装
置４６は、以下に更に説明されるように、バルブ３２に
対して閉ループ・フィードバック制御を準備するために
制御バルブ３２とスプール３４とに通信するように置か
れる。
【００１３】図３は、使用される制御バルブの型に関わ
りなく、バルブ３２を通る流体流量および圧力の両方の
同時制御をもたらす独特なバルブ制御システム１００の
ブロック図である。一般に制御システム１００は、バル
ブ３２に対して入力流量信号を求めて供給するソフトウ
エアを表し、バルブ３２は、そこを通る目標バルブ出力
流量Ｑ0を作り出すことになる。特に制御装置４６は、
流量センサ４２によって検知されたボルト単位の実バル
ブ出力流量Ｑをボルト単位の目標バルブ出力流量Ｑ0と
比較する、例えば加算接合点のような、比較器５０から
の比較器出力信号を伴って示されている。目標バルブ出
力流量Ｑ0は、１つまたはそれ以上の制御レバーまたは
操作棒のようなオペレータ入力制御機構（図示しない）
を起動することによってオペレータが作り出すオペレー
タ入力信号５２と、圧力センサ４８によって検知された
負荷圧力とに基づいて求められる。
りなく、バルブ３２を通る流体流量および圧力の両方の
同時制御をもたらす独特なバルブ制御システム１００の
ブロック図である。一般に制御システム１００は、バル
ブ３２に対して入力流量信号を求めて供給するソフトウ
エアを表し、バルブ３２は、そこを通る目標バルブ出力
流量Ｑ0を作り出すことになる。特に制御装置４６は、
流量センサ４２によって検知されたボルト単位の実バル
ブ出力流量Ｑをボルト単位の目標バルブ出力流量Ｑ0と
比較する、例えば加算接合点のような、比較器５０から
の比較器出力信号を伴って示されている。目標バルブ出
力流量Ｑ0は、１つまたはそれ以上の制御レバーまたは
操作棒のようなオペレータ入力制御機構（図示しない）
を起動することによってオペレータが作り出すオペレー
タ入力信号５２と、圧力センサ４８によって検知された
負荷圧力とに基づいて求められる。
【００１４】より詳細には、制御システム１００は、あ
るオペレータ入力信号５２に対する目標バルブ出力流量
と負荷圧力との間の関係を定める複数の定常状態圧力−
流量（ＰＱ）曲線５４を記憶するためのメモリ（図示し
ない）を含む。このＰＱ曲線は、オペレータが必要とす
る特定な適用に応じて、圧力制御、流量制御、又は、そ
の両方の組合せを表すことができる。この点に関して、
負荷圧力とバルブ３２の目標出力流量との関係は、本発
明の精神と範囲から逸脱することなく、当業者に公知で
ある広範な他のフォーマットや他の手段および技術によ
って、制御装置４６の中にプログラムできることが分か
るし、また予想される。実バルブ出力流量Ｑおよび目標
バルブ出力流量Ｑ0は、比較器５０内に入力され、比較
器出力信号を発生する。もしＰＱ曲線５４により求めら
れた目標バルブ出力流量Ｑ0が流量センサ４２により検
知された実バルブ出力流量Ｑと同じでない場合、制御装
置４６は、比較器出力信号を受信してすぐに、比較器出
力信号を電流（即ちアンペア）に変換し、次いで変換さ
れた比較器出力信号をバルブ３２に入力し、バルブは次
いでその変換された比較器出力信号を、バルブ３２を通
る目標バルブ出力流量Ｑ0を生み出すために必要なスプ
ール３４の変位を表すミリメートルに変換する。スプー
ル３４は次いで、制御装置４６により出力された信号に
応答して適切な方向に適切な量だけ移動する。この処理
は、オペレータ入力信号５２に基づいてバルブ３２を通
る目標バルブ出力流量Ｑ0を達成するために連続して実
行される。ここで、図２に示すポンプ圧力センサ６４
は、図３の実施形態においては必ずしも必要でないこと
が分かる。
るオペレータ入力信号５２に対する目標バルブ出力流量
と負荷圧力との間の関係を定める複数の定常状態圧力−
流量（ＰＱ）曲線５４を記憶するためのメモリ（図示し
ない）を含む。このＰＱ曲線は、オペレータが必要とす
る特定な適用に応じて、圧力制御、流量制御、又は、そ
の両方の組合せを表すことができる。この点に関して、
負荷圧力とバルブ３２の目標出力流量との関係は、本発
明の精神と範囲から逸脱することなく、当業者に公知で
ある広範な他のフォーマットや他の手段および技術によ
って、制御装置４６の中にプログラムできることが分か
るし、また予想される。実バルブ出力流量Ｑおよび目標
バルブ出力流量Ｑ0は、比較器５０内に入力され、比較
器出力信号を発生する。もしＰＱ曲線５４により求めら
れた目標バルブ出力流量Ｑ0が流量センサ４２により検
知された実バルブ出力流量Ｑと同じでない場合、制御装
置４６は、比較器出力信号を受信してすぐに、比較器出
力信号を電流（即ちアンペア）に変換し、次いで変換さ
れた比較器出力信号をバルブ３２に入力し、バルブは次
いでその変換された比較器出力信号を、バルブ３２を通
る目標バルブ出力流量Ｑ0を生み出すために必要なスプ
ール３４の変位を表すミリメートルに変換する。スプー
ル３４は次いで、制御装置４６により出力された信号に
応答して適切な方向に適切な量だけ移動する。この処理
は、オペレータ入力信号５２に基づいてバルブ３２を通
る目標バルブ出力流量Ｑ0を達成するために連続して実
行される。ここで、図２に示すポンプ圧力センサ６４
は、図３の実施形態においては必ずしも必要でないこと
が分かる。
【００１５】図４は、使用される制御バルブの型に関わ
りなく、バルブ３２’を通る流体流量および圧力の両方
の同時制御をもたらす制御装置１００’の別の実施形態
を示す。この制御システム構成は、図３における制御シ
ステム１００のオンライン流量測定を避け、従って、流
量センサ４２を使う必要性を除去するが、それは、流量
センサが高価で、また、その出力がそのようなセンサで
流量を計測する方法の結果として時間遅延を伴い易いか
らである。従って代替案として、制御システム１００’
は、スプール３４のようなバルブ３２’に付随するスプ
ールの、図２に示す閉じた位置のようなある所定の基準
位置からの変位を測定し、また同様に、バルブ３２’の
実バルブ出力流量を計算するためにバルブ・スプールを
横切る圧力降下６０を計測する。スプールの変位は、変
位センサ５６により検知され、そのような変位を表す信
号は、実バルブ出力流量計算器６２に入力される。加算
接合点などの圧力比較器５８は、ポンプ圧力センサ６４
を介して検知された、ポンプ３６などのポンプに付随す
る出力圧力を、圧力センサ４８により検知された実負荷
圧力と比較し、バルブ・スプールを横切る圧力降下６０
を求める。圧力降下６０は、ポンプ出力圧力とシリンダ
２０に対して作用する負荷圧力との差であり、この差、
つまり圧力降下６０は同様に、そのような圧力差を表す
信号を介して実バルブ出力流量計算器６２に入力され
る。次に実バルブ出力流量Ｑは、実バルブ出力流量Ｑを
計算するために下記の式に従って以下の計算を実行する
実バルブ出力流量計算器６２により求められる。 ここで、 Ｑ ＝ 実流量 Ｃｄ＝ 流量係数 Ａ ＝ 計測面積（オリフィス面積） ΔＰ＝ 圧力降下６０ ρ ＝ 油圧流体密度 である。最良の実施形態において、実バルブ出力流量計
算器６２は、制御装置４６’のメモリ（図示しない）内
に記憶される。他の全ての点に関して、制御システム１
００’は、制御装置１００と実質的に同じように作動す
る。すなわち、比較器５０’は、目標バルブ出力流量Ｑ
0を実バルブ出力流量計算値Ｑと比較し、比較器５０’
は、その後、目標バルブ出力流量を達成するための、バ
ルブ・スプールの変位の調整のための、バルブ３２’に
対する入力信号を修正するために、適切な信号を制御装
置４６’に出力する。
りなく、バルブ３２’を通る流体流量および圧力の両方
の同時制御をもたらす制御装置１００’の別の実施形態
を示す。この制御システム構成は、図３における制御シ
ステム１００のオンライン流量測定を避け、従って、流
量センサ４２を使う必要性を除去するが、それは、流量
センサが高価で、また、その出力がそのようなセンサで
流量を計測する方法の結果として時間遅延を伴い易いか
らである。従って代替案として、制御システム１００’
は、スプール３４のようなバルブ３２’に付随するスプ
ールの、図２に示す閉じた位置のようなある所定の基準
位置からの変位を測定し、また同様に、バルブ３２’の
実バルブ出力流量を計算するためにバルブ・スプールを
横切る圧力降下６０を計測する。スプールの変位は、変
位センサ５６により検知され、そのような変位を表す信
号は、実バルブ出力流量計算器６２に入力される。加算
接合点などの圧力比較器５８は、ポンプ圧力センサ６４
を介して検知された、ポンプ３６などのポンプに付随す
る出力圧力を、圧力センサ４８により検知された実負荷
圧力と比較し、バルブ・スプールを横切る圧力降下６０
を求める。圧力降下６０は、ポンプ出力圧力とシリンダ
２０に対して作用する負荷圧力との差であり、この差、
つまり圧力降下６０は同様に、そのような圧力差を表す
信号を介して実バルブ出力流量計算器６２に入力され
る。次に実バルブ出力流量Ｑは、実バルブ出力流量Ｑを
計算するために下記の式に従って以下の計算を実行する
実バルブ出力流量計算器６２により求められる。 ここで、 Ｑ ＝ 実流量 Ｃｄ＝ 流量係数 Ａ ＝ 計測面積（オリフィス面積） ΔＰ＝ 圧力降下６０ ρ ＝ 油圧流体密度 である。最良の実施形態において、実バルブ出力流量計
算器６２は、制御装置４６’のメモリ（図示しない）内
に記憶される。他の全ての点に関して、制御システム１
００’は、制御装置１００と実質的に同じように作動す
る。すなわち、比較器５０’は、目標バルブ出力流量Ｑ
0を実バルブ出力流量計算値Ｑと比較し、比較器５０’
は、その後、目標バルブ出力流量を達成するための、バ
ルブ・スプールの変位の調整のための、バルブ３２’に
対する入力信号を修正するために、適切な信号を制御装
置４６’に出力する。
【００１６】
【発明の効果】ここで記述されるように、本発明の制御
システムは、作業機械１０のオペレータが単一バルブ設
計によって実バルブ出力流量および圧力を同時に制御す
ることを可能にする。詳細には、オペレータ入力制御機
構を起動するとすぐに、オペレータ入力信号が制御シス
テムに送られる。制御システムは、圧力センサ４８によ
って検知された負荷圧力と受信したオペレータ入力信号
とに基づいて目標バルブ出力流量を求める。詳細には、
オペレータ入力信号によって表された命令の型は、流量
制御、圧力制御、又は、圧力および流量制御の両方が必
要かどうかを示す。制御システムのメモリ内に記憶され
た複数の圧力−流量曲線５４または５４’は次いで、目
標とする方法で器具１４を移動させるのに必要な目標バ
ルブ出力流量を求めるために用いられる。目標バルブ出
力流量は次いで、流量センサ４２により検知されたか、
又は、実バルブ出力流計算器６２により計算されたかの
何れかで得られた実バルブ出力流量と比較される。もし
２つの流量が同じでない場合、制御装置４６または４
６’は、バルブ３２または３２’に対する入力流量信号
を修正し、そのような制御バルブからの目標バルブ出力
流量を作り出す。制御システムは、作業機械の性能が最
適化できるように器具１４の作動を絶えず監視する。
システムは、作業機械１０のオペレータが単一バルブ設
計によって実バルブ出力流量および圧力を同時に制御す
ることを可能にする。詳細には、オペレータ入力制御機
構を起動するとすぐに、オペレータ入力信号が制御シス
テムに送られる。制御システムは、圧力センサ４８によ
って検知された負荷圧力と受信したオペレータ入力信号
とに基づいて目標バルブ出力流量を求める。詳細には、
オペレータ入力信号によって表された命令の型は、流量
制御、圧力制御、又は、圧力および流量制御の両方が必
要かどうかを示す。制御システムのメモリ内に記憶され
た複数の圧力−流量曲線５４または５４’は次いで、目
標とする方法で器具１４を移動させるのに必要な目標バ
ルブ出力流量を求めるために用いられる。目標バルブ出
力流量は次いで、流量センサ４２により検知されたか、
又は、実バルブ出力流計算器６２により計算されたかの
何れかで得られた実バルブ出力流量と比較される。もし
２つの流量が同じでない場合、制御装置４６または４
６’は、バルブ３２または３２’に対する入力流量信号
を修正し、そのような制御バルブからの目標バルブ出力
流量を作り出す。制御システムは、作業機械の性能が最
適化できるように器具１４の作動を絶えず監視する。
【００１７】本制御システムは、あらゆる型の作業部材
または他の駆動手段の作動を制御するための電気油圧式
制御バルブを利用するあらゆる型の油圧システムにおい
て、そのような油圧システムがある種の作業機械か、ま
たは他のあらゆる種類の油圧制御された装置で利用され
ているかに関わらず、特に有用である。更に、電子制御
装置またはモジュール、又は、制御装置４６または４
６’などの他のあらゆる型の処理手段は、様々な仕事を
達成するために作業機械および他の装置と共に一般に使
用される。この点に関して制御装置４６または４６’
は、付随するメモリと同じく、マイクロ制御装置または
マイクロプロセッサ、入出力回路などの付随する電子回
路、アナログ回路、又は、プログラム化論理アレイのよ
うな処理手段を一般に含むことができる。制御装置４６
または４６’は従って、比較器５０および５０’からの
適切な信号を認識および受信するようにプログラムさ
れ、また、制御バルブの目標バルブ出力流量を達成する
ように適切なスプール部材の変位を修正するために、そ
のような信号に基づいて制御バルブ３２または３２’に
対して適切な信号を出力するようにプログラムされるこ
とも可能である。
または他の駆動手段の作動を制御するための電気油圧式
制御バルブを利用するあらゆる型の油圧システムにおい
て、そのような油圧システムがある種の作業機械か、ま
たは他のあらゆる種類の油圧制御された装置で利用され
ているかに関わらず、特に有用である。更に、電子制御
装置またはモジュール、又は、制御装置４６または４
６’などの他のあらゆる型の処理手段は、様々な仕事を
達成するために作業機械および他の装置と共に一般に使
用される。この点に関して制御装置４６または４６’
は、付随するメモリと同じく、マイクロ制御装置または
マイクロプロセッサ、入出力回路などの付随する電子回
路、アナログ回路、又は、プログラム化論理アレイのよ
うな処理手段を一般に含むことができる。制御装置４６
または４６’は従って、比較器５０および５０’からの
適切な信号を認識および受信するようにプログラムさ
れ、また、制御バルブの目標バルブ出力流量を達成する
ように適切なスプール部材の変位を修正するために、そ
のような信号に基づいて制御バルブ３２または３２’に
対して適切な信号を出力するようにプログラムされるこ
とも可能である。
【００１８】更にまた、センサ４２、４４、４８、４
８’、及び、６４などの本システムで利用される様々な
センサは、当業者に公知であり、広範な異なった型のス
プール変位センサ、流量センサ、及び、圧力センサを本
発明の精神と範囲とから逸脱することなく本制御システ
ムにおいて利用することができる。前述の説明から明ら
かなように、本発明の幾つかの様態は、ここで示された
実施例の特定の詳細には限定されない。従って、制御バ
ルブ３２または３２’の実出力流量を測定するために他
のセンサや方法を使うような、また同じく、そのような
バルブの目標出力流量を求めるために他のセンサや方法
を使うような他の修正例および適用例は、当業者により
実施が可能であると考えられる。従って、本発明の精神
と範囲とから逸脱しない全てのそのような修正例、変形
例、及び、他の用例と適用例とは、本発明に包含される
とみなされる。本発明の他の態様、対象、及び、利点
は、図面、開示、及び、別記請求範囲を参照することに
より得ることができる。
８’、及び、６４などの本システムで利用される様々な
センサは、当業者に公知であり、広範な異なった型のス
プール変位センサ、流量センサ、及び、圧力センサを本
発明の精神と範囲とから逸脱することなく本制御システ
ムにおいて利用することができる。前述の説明から明ら
かなように、本発明の幾つかの様態は、ここで示された
実施例の特定の詳細には限定されない。従って、制御バ
ルブ３２または３２’の実出力流量を測定するために他
のセンサや方法を使うような、また同じく、そのような
バルブの目標出力流量を求めるために他のセンサや方法
を使うような他の修正例および適用例は、当業者により
実施が可能であると考えられる。従って、本発明の精神
と範囲とから逸脱しない全てのそのような修正例、変形
例、及び、他の用例と適用例とは、本発明に包含される
とみなされる。本発明の他の態様、対象、及び、利点
は、図面、開示、及び、別記請求範囲を参照することに
より得ることができる。
【図１】前面ショベル作業機械の全体図である。
【図２】図１に示す作業機械に付随する器具、つまりシ
ョベルを本発明の制御システムと共同して制御するため
に使用される一般的な制御バルブの断面図である。
ョベルを本発明の制御システムと共同して制御するため
に使用される一般的な制御バルブの断面図である。
【図３】本発明の制御システムの１つの実施形態を表す
ブロック図である。
ブロック図である。
【図４】本発明の制御システムの別の実施形態を表すブ
ロック図である。
ロック図である。
１０ 作業機械 １２ 本体部分 １４ 器具／前面ショベル １６ ブーム １８ アーム ２０ 器具シリンダ ２２ ブーム・シリンダ ２４ アーム・シリンダ ２６ オペレータ運転台
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ユー リーフェイ アメリカ合衆国 イリノイ州 61525 ダ ンラップ ウェスト モニカ ドライヴ 2411
Claims (16)
- 【請求項１】 使用時にオペレータ入力信号を発生する
オペレータ入力制御機構の使用を通じて作業部材の作動
を制御するために使われるような、前記作業部材にその
作動を制御するために連結された駆動手段を含む油圧回
路を介して前記作業部材に接続される、電気油圧式バル
ブのための制御システムであって、 前記バルブと通信するように置かれ、且つ、そこを通っ
て流れる油圧流体の実バルブ出力流量を測定し、前記実
バルブ出力流量を示す信号を出力する流量センサと、 前記駆動手段と通信するように置かれ、前記駆動手段に
加えられる負荷圧力を検知し、前記負荷圧力を示す信号
を出力する圧力センサと、 前記負荷圧力信号および前記オペレータ入力信号を受信
し、それに基づいて前記バルブの目標バルブ出力流量を
求めるために前記圧力センサおよび前記オペレータ入力
制御機構と通信し、前記目標バルブ出力流量を示す信号
を出力する目標バルブ出力流量決定手段と、 前記流量センサおよび前記目標バルブ出力流量決定手段
と通信し、そこからの信号を受信し、前記実バルブ出力
流量を前記目標バルブ出力流量と比較し、その差を表す
比較器出力信号を作り出すように作動可能である比較器
と、 前記比較器および前記バルブと通信し、前記比較器出力
信号を受信して、前記バルブからの前記目標バルブ出力
流量が達成されるように前記比較器出力信号に基づいて
前記バルブに対する入力流量信号を修正する制御装置
と、を含むことを特徴とする制御システム。 - 【請求項２】 前記流量センサは、前記制御装置および
前記バルブに閉ループ・フィードバック的に連結され、
且つ、前記目標バルブ出力流量決定手段は、前記制御装
置、前記バルブ、及び、前記圧力センサに閉ループ・フ
ィードバック的に連結されることを特徴とする請求項１
に記載の制御システム。 - 【請求項３】 前記目標バルブ出力流量決定手段は、前
記負荷圧力と前記オペレータ入力信号に基づく前記目標
バルブ出力流量との関係を表す複数の圧力−流量曲線を
含むことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。 - 【請求項４】 前記比較器は加算接合点であることを特
徴とする請求項１に記載の制御システム。 - 【請求項５】 前記駆動手段は油圧シリンダであること
を特徴とする請求項１に記載の制御システム。 - 【請求項６】 前記作業部材は前面ショベルであること
を特徴とする請求項１に記載の制御システム。 - 【請求項７】 使用時にオペレータ入力信号を発生する
オペレータ入力制御機構の使用を通じて作業部材の作動
を制御するために使われ、通過する流体流量を制御する
ためのスプールを持ち、流体流量を前記作業部材に与え
るための油圧ポンプと前記作業部材にその作動を制御す
るために連結された駆動手段とを含む油圧回路を介して
前記作業部材に接続される、電気油圧式バルブのための
制御システムであって、 前記駆動手段と通信するように置かれ、前記駆動手段に
加えられる負荷圧力を検知し、前記負荷圧力を示す信号
を出力する圧力センサと、 前記バルブを横切る圧力降下を測定するための、前記圧
力降下を示す信号を出力する圧力降下測定手段と、 前記スプールと通信するように置かれ、所定の位置に関
して前記スプールの変位を測定し、前記スプール変位を
示す信号を出力するスプール変位センサと、 前記スプール変位信号および前記圧力降下信号を受信
し、前記バルブから流れ出る前記油圧流体の実バルブ出
力流量を計算し、前記実バルブ出力流量を示す信号を出
力する実バルブ出力流量計算器と、 前記負荷圧力信号および前記オペレータ入力信号を受信
し、それに基づいて前記バルブの目標バルブ出力流量を
求めるために、前記圧力センサおよび前記オペレータ入
力制御機構と通信し、目標バルブ出力流量を示す信号を
出力する目標バルブ出力流量決定手段と、 前記実バルブ出力流量計算器および前記目標流量決定手
段と通信し、そこから信号を受信し、前記実バルブ出力
流量を前記目標バルブ出力流量と比較して、その差を表
す比較器出力信号を作り出すように作動可能である比較
器と、 前記比較器および前記バルブと通信し、前記比較器出力
信号を受信して、前記バルブからの前記目標バルブ出力
流量が達成されるように前記比較器出力信号に基づいて
前記バルブに対する入力流量信号を修正する制御装置
と、を含むことを特徴とする制御システム。 - 【請求項８】 前記目標バルブ出力流量決定手段は、前
記負荷圧力と前記オペレータ入力信号に基づく目標バル
ブ出力流量との関係を表す複数の圧力−流量曲線を含む
ことを特徴とする請求項７に記載の制御システム。 - 【請求項９】 前記比較器は加算接合点であることを特
徴とする請求項７に記載の制御システム。 - 【請求項１０】 前記圧力降下測定手段は、 前記ポンプ圧力を検知するために前記油圧ポンプと通信
するように置かれ、前記ポンプ圧力を示す信号を出力す
るポンプ圧力センサと、 前記圧力センサおよび前記ポンプ圧力センサと通信し、
且つ、そこから信号を受信するような、前記負荷圧力を
前記ポンプ圧力と比較して前記バルブを横切る前記圧力
降下を表す圧力比較器出力信号を作り出すために作動可
能である圧力比較器とを含むことを特徴とする請求項７
に記載の制御システム。 - 【請求項１１】 前記圧力比較器は加算接合点であるこ
とを特徴とする請求項１０に記載の制御システム。 - 【請求項１２】 前記駆動手段は油圧シリンダであるこ
とを特徴とする請求項７に記載の制御システム。 - 【請求項１３】 使用時にオペレータ入力信号を発生す
るオペレータ入力制御機構の使用を通じて、作業機械に
接続された作業部材の作動を制御するために使われ、前
記作業部材にその作動を制御するために連結された駆動
手段と前記駆動手段に流体流量を与えるための油圧ポン
プとを含む油圧回路を介して前記作業部材に接続され
る、電気油圧式バルブを制御するための方法であって、 前記バルブから流れ出る前記油圧流体の実バルブ出力流
量を求める段階と、 前記作業部材に作用する負荷圧力を検知する段階と、 前記負荷圧力および前記オペレータ入力信号に基づいて
前記バルブの目標バルブ出力流量を求める段階と、 前記実バルブ出力流量を前記目標バルブ出力流量と比較
する段階と、 前記目標バルブ出力流量を達成するために、前記実バル
ブ出力流量と前記目標バルブ出力流量との差に基づいて
前記バルブに対する入力流量信号を修正する段階と、を
含むことを特徴とする方法。 - 【請求項１４】 前記実バルブ出力流量を求める前記段
階は、流量センサを用いて前記バルブから流れ出る前記
油圧流体の前記流量を検知する段階を含むことを特徴と
する請求項１３に記載の方法。 - 【請求項１５】 前記バルブは、該バルブを通る流体流
量を制御するためのスプールを含み、前記実バルブ出力
流量を求める前記段階は、 所定の位置に関して前記スプールの前記変位を検知する
段階と、 前記作業部材に作用する前記負荷圧力を検知する段階
と、 前記ポンプ圧力を検知する段階と、 圧力差を求めるために前記負荷圧力と前記ポンプ圧力と
を比較する段階と、 前記スプール変位および前記圧力差に基づいて実バルブ
出力流量を計算する段階とを含むことを特徴とする請求
項１３に記載の方法。 - 【請求項１６】 前記駆動手段は油圧シリンダであるこ
とを特徴とする請求項１３に記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US09/444624 | 1999-11-22 | ||
| US09/444,624 US6286412B1 (en) | 1999-11-22 | 1999-11-22 | Method and system for electrohydraulic valve control |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2001193707A true JP2001193707A (ja) | 2001-07-17 |
Family
ID=23765664
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2000355391A Pending JP2001193707A (ja) | 1999-11-22 | 2000-11-22 | 電気油圧式バルブ制御のための方法とシステム |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6286412B1 (ja) |
| JP (1) | JP2001193707A (ja) |
| DE (1) | DE10056157A1 (ja) |
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