JPH0610906A - 流体圧制御装置 - Google Patents
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- JPH0610906A JPH0610906A JP5000697A JP69793A JPH0610906A JP H0610906 A JPH0610906 A JP H0610906A JP 5000697 A JP5000697 A JP 5000697A JP 69793 A JP69793 A JP 69793A JP H0610906 A JPH0610906 A JP H0610906A
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Abstract
御可能に作動させるための装置を提供することである。 【構成】 本装置は、加圧された流体圧用流体の源と流
体圧アクチュエータとの間に接続される。本装置は、加
圧された流体圧用流体を流体圧アクチュエータに制御可
能に供給する。本装置は、動作信号及び負荷圧信号を受
け、それらに応答して流体圧アクチュエータを作動させ
るコントローラを含む。
Description
チュエータを制御する装置に関し、具体的には負荷圧フ
ィードバックを使用して流体圧アクチュエータを制御す
る装置に関する。
バックホーローダ、及びエンドローダのような建設機械
に使用されている。公知のシステムは、典型的には複数
のオープンセンタ(または中心解放)制御弁を使用して
車両上の種々の流体圧アクチュエータを制御可能に作動
させている。通常は、これらの駆動システムは操作員が
作動させる一連の操縦レバーを通して制御される。これ
らのレバーは機械的に、または流体圧的に制御弁に結合
されている。オープンセンタ制御弁は、アクチュエータ
に加わる負荷に依存する可変応答をシステムに与える。
可変応答は操作員にアクチュエータに加わる負荷の指示
を与えるので手動作動システムにおいてはこれは望まし
いかも知れない。操作員は車両の動作をより良く感じ、
そして所望の結果を達成するために操縦レバーの操作を
より良く調整することができる。
の機能を自動化または半自動化するために多くの努力が
払われてきた。これらの自動化または半自動化システム
においては、オープンセンタ弁の応答特性は、殆ど常に
望ましくない。一定のそして予測可能な動作を保証する
ために、これらのシステムは一貫した応答を要求するの
である。一定のそして予測可能な結果を達成する1つの
方法は、圧力補償型クローズドセンタ(または中心閉
塞)弁を使用することである。圧力補償型弁は、一貫し
た応答を達成するために圧力フィードバックを使用す
る。しかしながら、操作員が負荷を検知する、即ち“感
じる”ことはなくなる。
ムが両応答特性を呈することができることが望ましいこ
とも分かっている。例えば、手動及び自動モードを遂行
するようになっているシステムの場合には、手動モード
においてはオープンセンタ応答特性で動作し、自動モー
ドにおいては圧力補償型クローズドセンタ応答特性で動
作するる若干の流体圧回路を有していることが望ましい
かも知れない。
以上を解消することを目的としている。
ュエータを制御可能に作動させる装置が提供される。本
装置は加圧された流体圧用流体の源と、流体圧アクチュ
エータとの間に結合される。本装置は加圧された流体圧
用流体を流体圧アクチュエータへ制御可能に供給する。
本装置は、動作信号及び負荷圧信号を受けそれらに応答
して流体圧アクチュエータを作動させるためのコントロ
ーラを含む。
ュエータを制御可能に作動させる装置が提供される。本
装置は加圧された流体圧用流体の源と、流体圧アクチュ
エータとの間に結合される。本装置は加圧された流体圧
用流体を流体圧アクチュエータへ制御可能に供給する。
本装置は、動作信号、モード指示信号及び負荷圧信号を
受けそれらに応答して流体圧アクチュエータを作動させ
るためのコントローラを含む。
を使用した流体圧回路を簡易化して示す。弁102は流
体圧アクチュエータ104を作動させるために使用さ
れ、アクチュエータ104とポンプ/タンク配列106
/108との間に接続されている。弁102は操作員が
操縦するレバー(図示してない)によって作動される。
典型的にはレバーは機械的に、または流体圧的に弁10
2に結合されている。操作員が操作する操縦レバーによ
って弁内のスプールが移動し、スプールは弁内の複数の
オリフィスまたはスロットを開閉して流体圧アクチュエ
ータ104への流体の流れを制御する。図1に示す簡略
化した弁102においては、第1のオリフィス110は
ポンプ(P)106と流体圧アクチュエータ104との
間に通路を形成している。第2のオリフィス112は流
体圧アクチュエータ104とタンク(T)108との間
に通路を形成している。第3のオリフィス114はポン
プ(P)106とタンク(T)108との間に通路を形
成している。
アクチュエータ104の負荷の関数として変化する様を
示す。図2に示す曲線は、スプール位置の関数としての
弁の応答、またはアクチュエータ104への流体の流れ
を示す。例えば、回路は定格負荷のために設計されてい
る。定格負荷または設計負荷の下での回路の応答を設計
負荷曲線202で示す。回路は不感帯、即ちアクチュエ
ータ104へ流体が流れないスプール位置の範囲を呈す
る。定格負荷に対するこの不感帯をDB1 によって示し
てある。定格負荷の場合、残余のスプール位置の範囲で
はアクチュエータ104への流体の流れはスプール位置
に比例し、計量用スロット面積の関数である。簡略化の
ために、流れを直線で示してあるが、本発明はこのよう
に限定されるものではない。
わる負荷が設計負荷よりも小さければ、応答は変化す
る。軽負荷の下での回路の応答を軽負荷曲線204で示
す。図示のように、軽負荷の下ではアクチュエータ10
4への流体の流れは、同一スプール位置における設計負
荷の場合よりも大きい。同様に、アクチュエータ104
に加わる負荷が設計負荷よりも大きくても、応答は変化
する。重負荷の下での回路の応答を重負荷曲線206で
示す。図示のように、重負荷の下では操作員はレバーの
作動を増大させてスプール位置を増加させ、設計負荷の
下での応答と同一応答を得るようにしなければならな
い。更に、不感帯範囲が増加する。重負荷の下での不感
帯をDB2 で示してある。
2を使用した流体圧回路を簡略化して示す。弁302は
流体圧アクチュエータ304を作動させるために使用さ
れ、アクチュエータ304と可変ポンプ/タンク配列3
06/308との間に接続されている。弁302は、操
作員が操縦レバー(図示してない)を操作することによ
って作動させられる。典型的にはレバーは機械的に、ま
たは流体圧的に弁302に結合されている。操作員が操
縦レバーを操作して弁内のスプールを移動させると、ス
プールは弁内の複数のオリフィスまたはスロットを開閉
して流体圧アクチュエータ304への流体の流れを制御
する。図3に示す簡略化した弁302では、第1のオリ
フィス310はポンプ(P)と流体圧アクチュエータ3
04との間に通路を形成している。第2のオリフィス3
12はタンク(T)と流体圧アクチュエータ304との
間に通路を形成している。手段316が弁への圧力フィ
ードバックを提供する。フィードバック手段316は、
第1及び第2の補償器318、320、及び第3のオリ
フィス314を含む。第1及び第2の補償器318、3
20は第3の可変オリフィス314の計量用スロット面
積、及び可変ポンプ306の出力を流体圧アクチュエー
タ304内の圧力の関数としてを制御するようになって
いる。フィードバック手段316は、弁302の全ての
負荷に対する応答を一定にするようになっている。弁3
02の応答を図4に示す。弁はDB3で示す一定の不感
帯範囲を呈する。更に残余のスプール位置範囲において
は、アクチュエータへの流体の流れは曲線402によっ
て示されているように、スプール位置に対して線形であ
る。
置は、クローズドセンタ圧力補償型弁にオープンセンタ
弁の動作特性または応答を制御可能に与えるようになっ
ている。手段502は加圧された流体圧用流体を流体圧
アクチュエータへ制御可能に供給する。手段502は圧
力補償型クローズドセンタ弁502を含む。
い実施例では、動作信号生成手段516は電子的操縦レ
バー518を含む。手段512はモード信号を生成す
る。一実施例では、モード信号生成手段512はスイッ
チ514を含む。このスイッチは、それぞれに信号を生
成する少なくとも2つの位置を有する。このスイッチは
操作員によって制御され、弁の所望の応答特性を圧力非
補償型か圧力補償型で指示する。別の実施例のモード信
号生成手段512は、動作を手動モードまたは自動モー
ドで指示するスイッチ514を含む。これらのスイッチ
はそれらの機能から以下にモード指示手段と称すること
もある。
を受け、それらに応答して命令信号を生成する。好まし
い実施例では、制御手段510はマイクロプロセッサを
ベースとするコントローラ511を含む。命令信号は弁
502を作動させ、弁のスプールを移動させることによ
って流体圧アクチュエータ504への流体の流れを制御
する。弁は、流体圧用流体を命令信号に線形に比例させ
るようになっている。
の負荷圧を検知し、それに応答して負荷圧信号を生成す
る。好ましい実施例では、圧力検知手段506は圧力セ
ンサ508を含む。もし弁が圧力非補償型弁の応答特性
で作動していることをモード指示手段514が指示して
いれば、コントローラ510は負荷圧信号を受け、それ
に応答して利得信号を決定する。次いで利得信号と動作
信号との関数として命令信号が決定される。
ていることをモード指示手段514が指示していれば、
命令信号は動作信号に線形に比例し、負荷圧信号には無
関係になる。図6に示す装置500は、圧力補償型弁及
びパイロット弁配列503/520を使用して流体圧ア
クチュエータ504を作動させるようになっている。装
置500は上述したものと同じように動作する。
では、コントローラ511は複数の利得曲線を記憶して
いる。簡易化のために3本の利得曲線を示してあるが、
本発明は如何なる数にも限定されるものではない。各利
得曲線は所定の負荷に対応付けられている。コントロー
ラ511は負荷圧検知手段506によって検知された負
荷の関数として曲線を選択するようになっている。選択
した曲線を使用してコントローラ511は動作信号の関
数として利得を決定する。次いで利得及び動作信号を使
用して命令信号を決定する。より精密な利得を得るため
に、コントローラ511が曲線間を補間または補外する
ようにしてもよい。
る負荷が変化するにつれて異なる利得曲線が選択される
ように構成されている。一実施例では、利得曲線は線形
である。例えば図7に示されている3本の利得曲線60
2、604、606は線形であり、同一の勾配を有して
いる。別の実施例では、図8の3本の利得曲線608、
610、612のように、利得曲線は線形であるが異な
る勾配を有している。この場合、全ての負荷に対する利
得曲線は、所与の動作信号またはレバー位置に対して利
得が最大値に到達するようにすることが好ましい。図7
及び8において各曲線はそれぞれPL1 、PL2 、PL
3 なる所与の負荷に対応している。これら3つの負荷
は、 PL1 ≦PL2 ≦PL3 なる関係を有している。所与の操縦レバー位置及び動作
信号に対しては、利得信号は負荷に逆比例する。即ち、 G1 ≧G2 ≧G3 である。ここに、G1 、G2 及びG3 はそれぞれ利得信
号である。
補償型クローズドセンタ制御弁を介して流体圧アクチュ
エータ504を制御可能に作動させるようになってい
る。操作員は、モード指示手段514を介して所望の動
作モードを識別する。制御手段510はモード指示手段
514に応答し、それに相応して弁の動作を制御する。
ンタ弁の応答特性を望んでいることをモード指示手段5
14を介して指示することができる。このシナリオで
は、命令信号は動作信号に線形に比例する。もし操作員
が、圧力非補償型クローズドセンタ弁の応答特性を望ん
でいることをコントローラに信号すれば、コントローラ
は上述のように利得曲線からの利得信号を使用して命令
信号を生成する。このようにして、アクチュエータに加
わる負荷が変化すると、弁504の出力も変化する。
開示及び特許請求の範囲を検討することによって明白に
なるであろう。
有する流体圧回路を様式化して示す図である。
フである。
力補償型弁を有する流体圧回路を様式化して示す図であ
る。
クローズドセンタ圧力補償型弁及び制御手段を有する流
体圧回路を様式化して示す図である。
タ、パイロット弁、クローズドセンタ圧力補償型弁、及
び制御手段を有する流体圧回路を様式化して示す図であ
る。
明の実施例による負荷依存利得曲線のグラフである。
明の別の実施例による負荷依存利得曲線のグラフであ
る。
リフィス 302、502 圧力補償型クローズドセンタ弁 316 フィードバック手段 318、320 補償器 500 流体圧制御装置 503 圧力補償型弁 506 圧力検知手段 508 圧力センサ 510 制御手段 511 コントローラ 512 モード信号生成手段 514 モード指示手段 516 動作信号生成手段 518 操縦レバー 520 パイロット弁
Claims (10)
- 【請求項1】 加圧された流体圧用流体の源と流体圧ア
クチュエータとの間に接続され流体圧アクチュエータを
制御可能に作動させる装置であって、 加圧された流体圧用流体を上記流体圧アクチュエータに
制御可能に供給する手段と、 動作信号を生成する手段と、 少なくとも第1の値を有する値の集合の1つを有するモ
ード信号を生成する手段と、 上記動作信号と上記モード信号とを受け、それらに応答
して命令信号を生成する制御手段とを具備し、 上記供給手段は上記命令信号を受けそれに応答して上記
流体圧アクチュエータへの流体圧用流体の流れを制御
し、上記供給手段は上記流体圧用流体の流れを上記命令
信号に比例させるようになっており、 上記流体圧アクチュエータの負荷圧を検知し、それに応
答して負荷圧信号を生成する手段をも具備し、 上記制御手段は上記負荷圧信号を受けそれに応答して利
得信号を決定し、上記モード信号が上記第1の値を有し
ていれば上記命令信号は上記利得信号及び上記動作信号
の関数であることを特徴とする装置。 - 【請求項2】 上記供給手段はクローズドセンタ圧力補
償型弁を含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項3】 上記供給手段はクローズドセンタ圧力補
償型弁及びパイロット弁を含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項4】 上記動作信号生成手段は操作員が操縦す
るレバーを含む請求項1に記載の装置。 - 【請求項5】 上記制御手段は上記負荷圧力信号の関数
として利得信号を決定し、上記命令信号は上記動作信号
及び上記利得信号の関数である請求項1に記載の装置。 - 【請求項6】 上記制御手段は複数の選択可能な利得曲
線を含む請求項5に記載の装置。 - 【請求項7】 上記制御手段は曲線間を補間または補外
する手段を含む請求項6に記載の装置。 - 【請求項8】 上記利得曲線は線形である請求項6に記
載の装置。 - 【請求項9】 上記線形利得曲線は同一の勾配を有して
いる請求項8に記載の装置。 - 【請求項10】 上記利得曲線は異なる勾配を有し、所
定の動作信号値において最大値に達する請求項8に記載
の装置。
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