JP2987306B2 - 作動油の流量制御装置 - Google Patents

作動油の流量制御装置

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JP2987306B2
JP2987306B2 JP7090538A JP9053895A JP2987306B2 JP 2987306 B2 JP2987306 B2 JP 2987306B2 JP 7090538 A JP7090538 A JP 7090538A JP 9053895 A JP9053895 A JP 9053895A JP 2987306 B2 JP2987306 B2 JP 2987306B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、作動油の給排を許す開
位置及び作動油の給排を遮断する閉位置に交互に連続し
て操作自在な電磁操作式の流量制御弁を使用した作動油
の流量制御装置に関する。
【0002】
【従来の技術】前述のような流量制御弁を使用した作動
油の流量制御装置においては、流量制御弁にデューティ
信号(開位置に対応する操作信号と閉位置に対応する操
作信号を交互に出力する信号)を出力することにより、
流量制御弁を開位置と閉位置とに交互に連続して操作す
るのであり、単位時間当たりの流量制御弁の開位置での
時間が長くなるほど、流量制御弁を通過する作動油の流
量が大きくなる。
【0003】デューティ信号を流量制御弁に出力する操
作手段、この操作手段に入力される指示電流の値に対応
して、操作手段から出力されるデューティ信号における
開操作時間と閉操作時間とのデューティ比を変更する変
更手段を備えており、指示電流の値を自動的又は人為的
に変更することによって、デューティ比が変更され流量
制御弁を通過する作動油の流量が変更される。この場
合、入力される指示電流の値とデューティ比との関係を
事前に関係式として把握しておくと、指示電流の値を認
識することによってデューティ比を把握することができ
るのであり、逆に所望のデューティ比を得るための指示
電流の値を認識することができる。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】前述のように、入力さ
れる指示電流の値とデューティ比との関係式を事前に設
定した場合、気温や作動油の温度、流量制御弁の経年変
化等により、前述の関係式は実際には次第に変化してい
く。これにより、前述のような関係式の変化に対応せず
に、最初に設定した関係式をそのまま使用していると、
指示電流の値を認識することによるデューティ比の把
握、及び所望のデューティ比を得るための指示電流の値
の認識が、次第に正確に行えなくなっていく。本発明は
作動油の流量制御装置において、デューティ比の把握及
び指示電流の値の認識が常に正確に行えるように構成す
ることを目的としている。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は以上のよ
うな作動油の流量制御装置において、次のように構成す
ることにある。作動油の給排を許す開位置及び作動油の
給排を遮断する閉位置に交互に連続して操作自在な電磁
操作式の流量制御弁と、指示電流が入力されると開位置
及び閉位置に交互に操作するデューティ信号を流量制御
弁に出力する操作手段と、操作手段に入力される指示電
流の値に対応して、操作手段から出力されるデューティ
信号における開操作時間と閉操作時間とのデューティ比
を変更する変更手段とを備えると共に、指示電流の値の
変化率が設定値以下の状態において、操作手段から出力
されるデューティ信号を取り込み、この取り込んだデュ
ーティ信号に基づいて、入力される指示電流の値と出力
されるデューティ信号のデューティ比との関係式を修正
していく修正手段を備えてある。
【0006】
【作用】入力される指示電流の値とデューティ比に対し
て、最初にある関係式を設定していたとする。本発明の
ように構成すると、この状態で指示電流の値の変更に伴
いデューティ比が変更されていくと、操作手段から出力
される実際のデューティ信号(デューティ比)が、修正
手段に取り込まれていく。これにより、操作手段に入力
される指示電流の値に対応して実際に出力されるデュー
ティ信号(デューティ比)と、最初に設定した関係式か
ら求められるデューティ信号(デューティ比)とを、修
正手段において比較することができる。
【0007】これにより、実際に出力されるデューティ
信号(デューティ比)と、最初に設定した関係式から求
められるデューティ信号(デューティ比)とが一致して
いれば、最初に設定した関係式は正確なものであると判
断できる。逆に、実際に出力されるデューティ信号(デ
ューティ比)と、最初に設定した関係式から求められる
デューティ信号(デューティ比)とが異なっていれば、
気温や作動油の温度、流量制御弁の経年変化等により、
最初に設定した関係式が実際の状態に合致しなくなって
きたと判断されるので、このような場合には前述の実際
に出力されるデューティ信号(デューティ比)に基づい
て、修正手段により関係式が修正される。
【0008】この場合、本発明では操作手段に入力され
る指示電流の値の変化率が設定値以下の状態、つまり、
指示電流があまり変化せずに安定している状態におい
て、操作手段から出力される実際のデューティ信号(デ
ューティ比)が、修正手段に取り込まれるように構成し
ている。このように指示電流が安定している場合には、
指示電流に対応する実際のデューティ信号(デューティ
比)も変化が少なく安定しているので、指示電流に対応
する実際のデューティ信号(デューティ比)を正確に検
出することができる。これにより、実際に出力されるデ
ューティ信号(デューティ比)に基づく関係式の修正
が、実際の状態に合致するように精度良く行われる。
【0009】
【発明の効果】以上のように作動油の流量制御装置にお
いて、入力される指示電流の値とデューティ比との関係
式を、実際の状態に合致するように随時修正していくよ
うに構成することにより、気温や作動油の温度、流量制
御弁の経年変化等に関係なく、指示電流の値を認識する
ことによるデューティ比の把握、及び所望のデューティ
比を得るための指示電流の値の認識が常に正確に行える
ようになるので、流量制御弁による作動油の流量の制御
精度を向上させることができる。そして、変化の少ない
安定した実際のデューティ信号(デューティ比)に基づ
いて、関係式の修正が行われるので、流量制御弁による
作動油の流量の制御精度をさらに向上させることができ
る。
【0010】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1は土木建設用のバックホウにおいて、旋回台
に備えられるバックホウ装置のブームを昇降駆動する油
圧シリンダ1を示しており、ポンプ(図示せず)からの
作動油が、油路2及び制御弁3を介して油圧シリンダ1
に給排操作される。制御弁3は電磁操作式で、油圧シリ
ンダ1の伸長位置3U(ブームの上昇)、収縮位置3D
(ブームの下降)及び中立位置3Nの3位置に操作可能
に構成され、バネで中立位置3N側に付勢されている。
【0011】油路2に流量制御弁4が備えられている。
流量制御弁4は電磁操作式であり、作動油の供給を許す
開位置4a及び作動油を遮断する閉位置4bの2位置に
操作可能で、バネで閉位置4b側に付勢されている。旋
回台の操縦部に作業者が操作する操作レバー5が備えら
れて、操作レバー5の操作位置がポテンショメータ6に
よって検出されており、操作レバー5の操作位置が指示
電流Iとして操作ユニット7(操作手段に相当)に入力
されている。
【0012】次に、操作レバー5による油圧シリンダ1
の操作について説明する。図1に示すように操作レバー
5を中立位置Nに操作していると、制御弁3が中立位置
3Nに保持され、流量制御弁4が閉位置4bに保持され
て、油圧シリンダ1は停止している。以上の状態から操
作レバー5を中立位置Nから上昇位置U側に操作し始め
ると、指示電流Iに基づいて操作ユニット7により制御
弁3が中立位置Nから伸長位置3Uに操作される。これ
と同時に、操作ユニット7から流量制御弁4にデューテ
ィ信号Dが出力され、流量制御弁4が開位置4a及び閉
位置4bに交互に連続して操作されて、ポンプからの作
動油が制御弁3を介して油圧シリンダ1に供給され、油
圧シリンダ1が伸長作動してブームが上昇操作されてい
く。
【0013】図2に示すようにデューティ信号Dは、流
量制御弁4の短い単位時間T毎に、操作信号(流量制御
弁4を開位置4aに操作する信号)が繰り返して出力さ
れているものであり、操作信号の出力時間T1(開操作
時間に相当)と、操作信号の停止時間T2(閉操作時間
に相当)との比を、デューティ比D1としている。この
デューティ比D1を変更することによって、流量制御弁
4を通過する作動油の流量を変更することができるので
あり、デューティ比D1を大きくすると流量も大きくな
る。これによって、操作レバー5を中立位置Nから上昇
位置U側に操作した際、指示電流Iの値に対応して操作
レバー5の中立位置Nからの操作量が大きくなるほど、
デューティ比D1が大きくなり油圧シリンダ1が高速で
伸長作動するように構成している(変更手段に相当)。
【0014】この場合、図2に示すように制御弁3を中
立位置3Nから伸長位置3Uに操作する操作信号が出力
されると、デューティ信号Dにおいてもこれと同時に操
作信号が最初に出力されるようにして、流量制御弁4の
操作の遅れを防止している。逆に、操作レバー5を中立
位置Nに戻し操作して制御弁3を中立位置3Nから伸長
位置3Uに操作する操作信号が停止した場合、この操作
信号の停止とデューティ信号Dの単位時間Tの終了とが
合致するように設定している。
【0015】以上の状態は操作レバー5を中立位置Nか
ら下降位置D側に操作した場合も同様に行われるのであ
り、この場合には制御弁3が中立位置3Nから収縮位置
3Dに操作されて、流量制御弁4が開位置4a及び閉位
置4bに交互に連続して操作される。これにより、油圧
シリンダ1が収縮作動してブームが下降操作されてい
く。
【0016】図3に示すように、操作ユニット7に入力
される指示電流Iの値と、出力されるデューティ信号D
のデューティ比D1との関係式Aが事前に求められてお
り、どのような値の指示電流Iが操作ユニット7に入力
されると、どのようなデューティ比D1のデューティ信
号Dが流量制御弁4に出力されるのかが、関係式Aによ
り把握することができる。この場合、気温や作動油の温
度、流量制御弁4の経年変化等により、入力される指示
電流Iの値と、出力されるデューティ信号Dのデューテ
ィ比D1との関係が変化してくると、操作レバー5をあ
る位置に操作した場合(ある値の指示電流I)、関係式
Aから求められるデューティ比D1と実際のデューティ
比D1とが異なるものになってくるので、関係式Aを修
正する必要が生じてくる。次に、この関係式Aの修正に
ついて説明する。
【0017】操作ユニット7に入力される指示電流Iの
値と、実際に出力されるデューティ信号Dのデューティ
比D1とが複数組記憶されており、この記憶に基づいて
図3に示すように、入力される指示電流Iの値と出力さ
れるデューティ信号Dのデューティ比D1との関係式A
が、一次関数(I=a・D1+b)(a,b:定数)と
して設定されている。以上の状態で図4に示すように、
操作レバー5をある位置に操作している状態から作業者
が操作レバー5を別の位置に操作して、指示電流Iの値
が変化すると(ステップS1)、指示電流Iの変化率C
が検出される(ステップS2)。
【0018】次に指示電流Iの変化率Cが設定値C1以
下になると(ステップS3)(作業者が操作レバー5の
操作を止めたか、非常にゆっくりとしか操作レバー5を
操作していない状態)、このときに入力される指示電流
Iの値と、実際に出力されるデューティ信号Dのデュー
ティ比D1とが新たに記憶され(ステップS4)、この
指示電流Iの値とデューティ比D1との記憶のうち最も
古いものが消去される(ステップS5)。
【0019】これにより、新たに記憶された指示電流I
の値とデューティ比D1との記憶と残りの記憶とによ
り、図3に示すように、入力される指示電流Iの値と出
力されるデューティ信号Dのデューティ比D1との関係
式Aが、一次関数(I=a・D1+b)(a,b:定
数)として再設定される(ステップS6)(修正手段に
相当)。以上のように、操作レバー5を一度操作する毎
に入力される指示電流Iの値と、実際に出力されるデュ
ーティ信号Dのデューティ比D1とが更新されて、関係
式Aが再設定されていく。
【0020】〔別実施例〕前述の実施例では、油圧シリ
ンダ1への作動油の流量を流量制御弁4により変更する
ように構成しているが、油圧パイロット操作式の制御弁
に対して、この制御弁へのパイロット圧を本発明の流量
制御弁によって変更するように構成してもよい。
【0021】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
便利にする為に符号を記すが、該記入により本発明は添
付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御弁及び流量制御弁等の回路図
【図2】流量制御弁へのデューティ信号を示す図
【図3】指示電流とデューティ信号のデューティ比との
関係式を示す図
【図4】関係式の修正の流れを示す図
【符号の説明】
4 流量制御弁 4a 流量制御弁の開位置 4b 流量制御弁の閉位置 7 操作手段 I 指示電流 D デューティ信号 D1 デューティ比 T1 開操作時間 T2 閉操作時間 C 指示電流の変化率 C1 設定値 A 関係式
フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) F16K 31/00 - 31/11 F15B 11/04 G05D 7/06

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作動油の給排を許す開位置(4a)及び
    作動油の給排を遮断する閉位置(4b)に交互に連続し
    て操作自在な電磁操作式の流量制御弁(4)と、 指示電流(I)が入力されると開位置(4a)及び閉位
    置(4b)に交互に操作するデューティ信号(D)を前
    記流量制御弁(4)に出力する操作手段(7)と、 前記操作手段(7)に入力される指示電流(I)の値に
    対応して、前記操作手段(7)から出力される前記デュ
    ーティ信号(D)における開操作時間(T1)と閉操作
    時間(T2)とのデューティ比(D1)を変更する変更
    手段とを備えると共に、 前記指示電流(I)の値の変化率(C)が設定値(C
    1)以下の状態において、前記操作手段(7)から出力
    されるデューティ信号(D)を取り込み、この取り込ん
    だデューティ信号(D)に基づいて、入力される指示電
    流(I)の値と出力されるデューティ信号(D)のデュ
    ーティ比(D1)との関係式(A)を修正していく修正
    手段を備えてある作動油の流量制御装置。
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