JP2003172314A - 再生機能を備えた油圧制御システム - Google Patents

再生機能を備えた油圧制御システム

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pump
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Kazunori Yoshino
和憲 吉野
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
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Caterpillar Mitsubishi Ltd
Shin Caterpillar Mitsubishi Ltd
Caterpillar Inc
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 再生機能を備えた油圧制御システムを提供す
る。 【解決手段】 流体制御システムは、ポンプ、タンクお
よびロッド端部チャンバとヘッド端部チャンバとを有す
る作動シリンダを含む。流体制御システムは又、独立計
量弁とヘッド端部チャンバの流体の圧力を感知するよう
に構成された圧力センサとを含む。制御装置は、弁アセ
ンブリと圧力センサとに通じている。制御装置は、ヘッ
ド端部チャンバでの感知圧力とその制御システムの操作
モードに基づいて独立計量弁の少なくとも一つの弁を選
択的に作動する。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、一般に流体制御シ
ステムに関し、より詳しくは、独立計量弁装置を有し、
再生能力を備えた油圧制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】伝統的な流体制御システムは再生能力を
含むことがあるが、これは複動油圧シリンダの縮小室か
ら排出されるエネルギ付加された流体の一部を対応する
膨張室へ再導入する能力を含んでいる。この流体再導入
は、ポンプ流体のみによって得られる速度を超えて操作
速度を増大する。
【０００３】再生機能を備えた一般型の流体制御システ
ムは、主方向制御弁と油圧シリンダとの間に配置され、
重力負荷によって一方向に駆動されるアクチュエータの
ために迅速降下特性をもたらす個別再生弁を含んでい
る。かかるシステムに関連する問題は、縮小室から膨張
室へ再循環される再生流体量を操作者がほとんど又は全
く制御しないことである。さらに、そのような再生弁は
しばしばシステム状態に基づいて自動的に始動するの
で、再生はある条件下でのみ生ずる。加えて、個別の再
生弁を設けることは、一般的に、費用がかかり且つ複雑
な選択である。
【０００４】個別計量弁装置の周囲において、計量弁を
はさんで測定される圧力差に基づいて負荷を延出する間
に再生能力を有する個別計量弁装置を備えた油圧制御シ
ステムが開示されている（特許文献１参照）。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５、９６０、６９５号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】負荷の引き込み中に、
簡単に且つ安価に再生能力を備えるシステムが望まれて
いる。本発明は、一つ又は複数の上述の問題を解決する
ことに関している。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明の一つの形態によ
れば、流体制御システムはポンプと、タンクと、ロッド
端部チャンバおよびヘッド端部チャンバを有する作動シ
リンダと、弁アセンブリと、を含んでいる。この弁アセ
ンブリは、ロッド端部チャンバとタンクとの間の流体連
通を制御するように構成された第１弁、ロッド端部チャ
ンバとポンプとの間の流体連通を制御するように構成さ
れた第２弁、ヘッド端部チャンバとポンプとの間の流体
連通を制御するように構成された第３弁、ヘッド端部チ
ャンバとタンクとの間の流体連通を制御するように構成
された第４弁およびポンプと作動シリンダとの間の流体
連通を制御するように構成された負荷保持チェック弁を
含む。流体制御システムは又、ヘッド端部チャンバにお
ける流体の圧力を感知するように構成された圧力センサ
および弁アセンブリと圧力センサとに通じた制御装置を
含む。この制御装置は、ヘッド端部チャンバでの感知圧
力と制御システムの操作モードに基づいて弁を選択的に
作動するように構成されている。
【０００８】本発明の別の形態によれば、ポンプと、タ
ンクと、ロッド端部チャンバおよびヘッド端部チャンバ
とを有する作動シリンダと、弁アセンブリとを含む油圧
システムにおいて、その油圧システムを制御する方法
は、ヘッド端部チャンバにおいて流体の圧力を感知する
ことと、感知圧力および流体システムの操作モードに基
づいて弁アセンブリを選択的に作動することを含んでい
る。
【０００９】前述の一般的な説明と以下の詳細な説明は
典型的なもので、説明のためだけのものであり、請求さ
れている発明を制限するものではないことを理解すべき
である。
【００１０】本明細書に組み入れられ、本明細書の一部
を構成する添付の図面は、本発明の実施形態を図示し、
この記載と共に本発明の原理を説明するように機能す
る。
【００１１】
【発明の実施の形態】次に図面について詳しく述べる
が、可能な限り同一の参照番号が同一又は類似の部分に
言及するために全図面に亘って使用される。
【００１２】本発明により、流体制御システムが提供さ
れる。図１を参照するに、流体制御システム、例えば、
油圧回路１００は、弁アセンブリ、例えば、独立計量弁
装置１１０と、ポンプ１１２と、タンク１１４と、作動
シリンダ、例えば、ロッド端部チャンバ１１８およびヘ
ッド端部チャンバ１２０を有する油圧シリンダ１１６と
を含んでいる。ポンプ１１２は、例えば、高圧ポンプか
らなる。独立計量弁装置１１０は、独立して操作され且
つ電気的に制御される複数の計量弁１２２、１２４、１
２６、１２８を含む。計量弁１２２、１２４、１２６、
１２８は、ポンプ１１２、タンク１１４および油圧シリ
ンダ１１６の間の流体流れを制御する。計量弁は、スプ
ール弁、ポペット弁、又は適当な任意の他の従来の型式
の計量弁でよい。計量弁は個別に、シリンダ／タンクヘ
ッド端部（ＣＴＨＥ）計量弁１２２、ポンプ／シリンダ
ヘッド端部（ＰＣＨＥ）計量弁１２４、ポンプ／シリン
ダロッド端部（ＰＣＲＥ）計量弁１２６、およびシリン
ダ／タンクロッド端部（ＣＴＲＥ）計量弁１２８と呼ば
れる。
【００１３】独立計量弁装置１１０は又、ポンプ入口ポ
ート１３０、供給ポート１３２、タンクポート１３４、
ヘッド端部シリンダポート１３６およびロッド端部シリ
ンダポート１３８を含んでいる。さらに独立計量弁装置
１１０は又、ソレノイド弁１４２を備えた負荷保持チェ
ック弁１４０を含んでいる。ばね１４６が、負荷保持チ
ェック弁１４０を閉位置に付勢している。ソレノイド弁
１４２は、負荷保持チェック弁１４０のばね室１４４
が、ポンプ入口ポート１３０又は供給ポート１３２のど
ちらかに選択的に連通されるように制御することができ
る。
【００１４】油圧制御システム１００は又、圧力センサ
１５０、制御装置１６０、および操作者入力装置１７０
を含んでいる。圧力センサ１５０はヘッド端部シリンダ
ポート１３６に配置され、制御装置１６０に通じてい
る。入力装置１７０は又、制御装置に連絡して操作者が
油圧回路１００を制御できるようにしている。例えば、
入力装置１７０は、操作者が負荷１８０に連結された油
圧シリンダ１１６の位置を伸ばしたり、縮めたり又は維
持できるようにしている。これに代えて、入力装置１７
０は、操作者無しで油圧シリンダ１１６を自動的に制御
するのに使用される、例えば、コンピュータからの入力
指示源を表しても良い。
【００１５】図１に示されるように、制御装置１６０は
入力装置１７０、計量弁１２２、１２４、１２６、１２
８、圧力センサ１５０、および負荷保持チェック弁１４
０に関連づけられたソレノイド弁１４２に電気的に連絡
している。制御装置１６０は、圧力センサ１５０からの
ものと同様に、入力装置１７０から情報、例えば方向指
令および速度指令、を受ける。入力装置１７０と圧力セ
ンサ１５０からの指令に基づいて、制御装置は油圧回路
１００の操作モードを決定し、計量弁１２２、１２４、
１２６、１２８への適当な出力セット１６５を決定す
る。一実施形態において、出力１６５は、計量弁１２
２、１２４、１２６、１２８の各々への電流を表すこと
もある。
【００１６】任意に、油圧回路は、制御装置によって制
御され且つポンプ１１２から加圧流体を受ける１つ以上
の付加的な作動シリンダ１９０を含んでいる。これらの
付加的な作動シリンダ１９０は、油圧シリンダ１１６よ
りも軽い負荷を受ける。例えば、負荷を降ろすためにバ
ケットを傾けるように構成された作動シリンダは、負荷
を昇降するように構成された作動シリンダよりも軽い負
荷を受けることとなろう。付加的な作動シリンダ１９０
とその対応する入力装置１９５は、本発明の任意の構成
要素である。
【００１７】図２は、油圧回路１００の第１の例証的実
施形態による制御装置１６０の典型的な操作２００であ
る。制御は、油圧シリンダ１１６に取り付けられた負荷
１８０の引き込みを始めるとの指令を制御装置１６０が
受けるステップ２１０で開始する。ステップ２２０にお
いて、制御装置１６０は油圧回路１００が任意の付加的
な作動シリンダ１９０を操作するように使用されている
か否かを判定する。もし、ステップ２２０において、回
路１００が付加的な作動シリンダ１９０を操作するよう
に使用されていると制御装置１６０が判定すれば、制御
はステップ２３０へ続く。もし回路１００が付加的な作
動シリンダ１９０を操作するために使用されないと制御
装置１６０が判定すれば、制御はステップ２６０へ飛
ぶ。
【００１８】ステップ２３０において、制御装置１６０
は圧力センサ１５０が所定の値より大きい値を感知して
いるかを判定する。現在検討されている実施形態におい
て、所定圧力は、ゼロ即ち大気圧に略等しい。閉じられ
た加圧タンクを有しているシステムは、所定の別の圧力
レベルを有しているとわかる。もし制御装置１６０が、
感知圧力が所定圧力より大きいと判定すれば、制御はス
テップ２４０へ続く。そうでなく、もし感知圧力が所定
圧力以下であれば、制御はステップ２５０へ続く。
【００１９】しかしながら、もしその圧力が所定圧力値
より大きければ、制御論理はステップ２４０に従って進
む。ステップ２４０において、制御装置はソレノイド弁
１４２、ＰＣＨＥ計量弁１２４、およびＰＣＲＥ計量弁
１２６を作動する。又、ステップ２４０において、制御
装置はＣＴＨＥ計量弁１２２又はＣＴＲＥ計量弁１２８
を作動しない。制御はそれから、ステップ２９０へ続
き、これは制御をステップ２１０へ戻す。
【００２０】他方、ステップ２５０においては、制御装
置はＣＴＨＥ計量弁１２２とＰＣＲＥ計量弁１２６とを
作動する。一方では、ソレノイド弁１４２、ＣＴＲＥ計
量弁１２８およびＰＣＨＥ計量弁１２４は作動されな
い。その後、制御は、ステップ２９０に続き、制御をス
テップ２１０に戻す。
【００２１】ステップ２６０において、制御装置１６０
は、圧力センサ１５０が所定圧力よりも大きい圧力を感
知しているかを判定する。以上に説明したように、記載
された実施形態の所定の値は実質的に零である。もし感
知圧力が所定圧力よりも大きいと制御装置１６０が判定
したときは、制御はステップ２８０へ続く。そうでな
く、もし感知圧力が所定圧力以下であれば、制御はステ
ップ２５０へ続き、操作は上述のように進行する。
【００２２】他方、ステップ２８０において、制御装置
はＰＣＨＥ計量弁１２４、ＣＴＨＥ計量弁１２２および
ＰＣＲＥ計量弁１２６を作動する。一方では、ソレノイ
ド弁１４２とＣＴＲＥ計量弁１２８は作動されない。そ
の後、制御はステップ２９０へ続き、制御をステップ２
１０に戻す。
【００２３】（産業上の利用可能性）使用時において、
計量弁１２２、１２８はシリンダ／タンク間流体流れを
制御し、一方計量弁１２４、１２６はポンプ／シリンダ
間流体流れを制御する。油圧シリンダ１１６の従来通り
の伸長および引き込みは、例えば、同時に行われる操作
者によって制御された計量弁１２４、１２６の作動（伸
長）と計量弁１２２、１２８（引き込み）によってそれ
ぞれ実現される。
【００２４】多くの従来的でない操作モードが、単一の
計量弁の作動又は２つ以上の計量弁の種々の組合せの作
動によって実現することができる。しかしながら、任意
の付加的な作動シリンダ１９０を有しない、図１に示さ
れた油圧回路１００の一般的な操作を説明することによ
って、本発明の主たる特徴を理解することができる。計
量弁の状態、即ち作動されているかいないか、が、回路
運転の間で特別に記載されていないときは、計量弁は作
動されていない。
【００２５】図１を参照するに、制御装置１６０が油圧
シリンダ１１６の負荷１８０を伸ばすとの指令を受ける
と、ＰＣＨＥ計量弁１２４とＣＴＲＥ計量弁１２８とが
作動されるが、ソレノイド弁１４２は作動されない。そ
の結果、ばね室１４４は供給ポート１３２に通じ、負荷
保持チェック弁１４０が開く。このようにして、加圧流
体がポンプ１１２からＰＣＨＥ計量弁１２４を介してヘ
ッド端部チャンバ１２０へ供給され、ロッド端部チャン
バ１１８からの加圧流体は、負荷１８０が伸長されるの
に従いＣＴＲＥ計量弁１２８を介してタンク１１４へ排
出される。
【００２６】油圧シリンダ１１６の負荷１８０が作業面
１８２から離れ、そして制御装置１６０が負荷１８０を
引き込み／下降させる指令を受けると、圧力センサ１５
０は所定圧力より大きい圧力を感知する。このようにす
ると、ＰＣＨＥ計量弁１２４、ＣＴＨＥ計量弁１２２お
よびＰＣＲＥ計量弁１２６が作動されるが、ソレノイド
弁１４２は作動されない。結果として、加圧流体は、ポ
ンプ１１２からロッド端部チャンバ１１８へＰＣＲＥ計
量弁１２６を介して供給される。負荷が下降されると、
ヘッド端部チャンバ１２０からの加圧流体の一部が、Ｐ
ＣＨＥ計量弁１２４およびＰＣＲＥ計量弁１２６を介し
てロッド端部チャンバ１１８へ再生される。ヘッド端部
チャンバ１２０からの加圧流体の残部が、ＣＴＨＥ１２
２を介してタンク１１４へ排出される。
【００２７】油圧シリンダ１１６の負荷１８０が表面１
８２（即ち負荷が下降されている）、例えば、地表面、
に接すると、負荷１８０の重量は実質的に地面によって
支持される。従って、圧力センサ１５０は所定圧力に等
しい圧力を感知する。もし、表面１８２を越えて負荷１
８０を下降せよとの指令を制御装置１６０が受けると、
ＰＣＲＥ計量弁１２６とＣＴＨＥ計量弁１２２は作動し
たままとなり、一方ＰＣＨＥ計量弁１２４とソレノイド
弁１４２は作動されない。その結果、加圧流体はポンプ
１１２からロッド端部チャンバ１１８へＰＣＲＥ計量弁
１２６を介して供給され、加圧流体は、ヘッド端部チャ
ンバ１２０からタンク１１４へＣＴＨＥ計量弁１２２を
介して排出される。制御装置１６０が負荷１８０を下降
せよとの指令をもはや受け取らなくなるまで、回路１０
０はこのように作動し続ける。
【００２８】さて、図１、より詳細には任意の付加的な
作動シリンダ１９０を含む油圧回路１００を参照する
に、回路１００は、オプションの付加的な作動シリンダ
を有さない油圧回路のそれと同様の負荷１８０を延ばし
ている。制御装置が、油圧シリンダの負荷を伸ばすとの
指令を受けると、ＰＣＨＥ計量弁１２４とＣＴＲＥ計量
弁１２８とが作動されるが、ソレノイド弁１４２は作動
されない。その結果、ばね室１４４は供給ポート１３２
に通じ、負荷保持チェック弁１４０が開く。このように
して、加圧流体はポンプ１１２からヘッド端部チャンバ
１２０へＰＣＨＥ計量弁１２４を介して供給され、ロッ
ド端部チャンバ１１８からの加圧流体は、負荷１８０が
延びるに従い、ＣＴＲＥ計量弁１２８を介してタンク１
１４へ排出される。
【００２９】油圧シリンダ１１６の負荷１８０が作業面
１８２から離され（即ち負荷が上昇している）、制御装
置１６０が負荷１８０を下降せよとの指令を受けると、
圧力センサ１５０は所定圧力より大きい圧力を感知す
る。このようにして、ＰＣＨＥ計量弁１２４、ＰＣＲＥ
計量弁１２６およびソレノイド弁１４２が作動される。
従って、加圧流体がポンプ１１２からロッド端部チャン
バ１１８へＰＣＲＥ計量弁１２６を介して供給される。
負荷が下降されると、ヘッド端部チャンバ１２０からの
加圧流体は、ＰＣＨＥ計量弁１２４とＰＣＲＥ計量弁１
２６とを介してロッド端部チャンバ１１８並びにＰＣＨ
Ｅ計量弁１２４とポンプ入口ポート１３０とを介して付
加的な作動シリンダ１９０の双方へ再生される。任意の
付加的な作動シリンダを持たない回路とは反対に、この
条件ではＣＴＨＥ計量弁は作動されず、従ってヘッド端
部チャンバ１２０からの加圧流体はタンク１１４へは排
出されない。
【００３０】ソレノイド弁１４２が作動されると同時
に、ばね室１４４はポンプ入口ポート１３０に接続され
る。一方、供給ポート１３２内の流体の圧力は、負荷保
持チェック弁１４０の環状面１４８に作用する。ポンプ
１１２からの流体流の一部が、低圧アクチュエータ１９
０へ向かうので、ポンプ入口ポート１３０内の圧力は供
給ポート１３２内の圧力より低い。その結果、負荷保持
チェック弁１４０は、ばね１４６の力に抗して開位置へ
動く。
【００３１】油圧シリンダ１１６の負荷１８０が表面１
８２に接触すると、負荷１８０の重量は実質的に表面に
よって支持される。従って、圧力センサ１５０は所定圧
力に等しい圧力を感知する。もし制御装置１６０が表面
１８２を越えて負荷１８０を下降せよとの指令を受ける
と、ＰＣＲＥ計量弁１２６は作動されたままでＣＴＨＥ
計量弁１２２が作動され、一方ＰＣＨＥ計量弁１２４と
ソレノイド弁１４２とは作動されない。その結果、加圧
流体はポンプ１１２からロッド端部チャンバ１１８へＰ
ＣＲＥ計量弁１２６を介して供給され、加圧流体はヘッ
ド端部チャンバ１２０からタンク１１４へＣＴＨＥ計量
弁１２２を介して排出される。加えて、ポンプ１１２は
任意の付加的な作動シリンダ１９０へ加圧流体を供給す
る。回路１００は、制御装置１６０が負荷１８０を下降
せよとの指令をもはや受けなくなるまでこのように作動
する。
【００３２】制御装置１６０は、汎用目的又は特別目的
のコンピュータ、プログラムされたマイクロプロセッサ
又はマイクロコントローラおよび周辺集積回路要素、特
定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）又は他の集積回路、離
散的要素回路のようなハードウェア電子部品又は論理回
路、ＰＬＤ、ＰＬＡ、ＦＰＧＡ又はＰＡＬのようなプロ
グラム可能な論理装置、等を含んでいる。一般に、図２
に示された流れ図を実施することのできる有限状態機械
についての任意の装置が、本発明の制御装置機能を遂行
するために使用することができる。
【００３３】このようにして、本発明は、負荷の引き込
み中に再生能力を発揮する。このシステムは、比較的複
雑でない態様で且つ高価な構成要素を付加する必要もな
く再生を行う。
【００３４】本発明の範囲又は精神から逸脱することな
く油圧制御システムにおいて、種々の修正や変形がなさ
れうることは当業者にとって明らかになるであろう。本
発明の一実施形態は、明細書およびここに開示された発
明の実施を検討することによって当業者に明らかになろ
う。発明の真の範囲および精神は以下に続く特許請求の
範囲およびその均等物によって示され、明細書および実
施例は単に例示としてのみ考えるべきであることが意図
されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施形態による油圧回路の線図とダ
イヤグラムの合体図である。
【図２】本発明の一実施形態によるブロックダイヤグラ
ムである。
【符号の説明】
１００ 油圧回路 １１０ 独立計量弁装置 １１２ ポンプ １１４ タンク １１６ 油圧シリンダ １１８ ロッド端部チャンバ １２０ ヘッド端部チャンバ １２２、１２４、１２６、１２８ 計量弁 １３０ ポンプ入口ポート １３２ 供給ポート １３４ タンクポート １３６ ヘッド端部シリンダポート １３８ ロッド端部シリンダポート １４０ 負荷保持チェック弁 １４２ ソレノイド弁 １４４ ばね室 １４６ ばね １４８ 環状面 １５０ 圧力センサ １６０ 制御装置 １６５ 出力 １７０ 操作者入力装置 １８０ 負荷 １８２ 作業面 １９０ 付加的な作動シリンダ １９５ 入力装置
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 吉野 和憲 兵庫県神戸市須磨区桜木町２−２−12− 105 Ｆターム(参考） 3H089 AA12 BB04 CC01 DA03 DB43 EE36 FF07 FF12 GG02

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 ポンプと、 タンクと、 ロッド端部チャンバとヘッド端部チャンバとを含む作動
    シリンダと、 ロッド端部チャンバとタンクとの間の流体連通を制御す
    るように構成された第１弁、ロッド端部チャンバとポン
    プとの間の流体連通を制御するように構成された第２
    弁、ヘッド端部チャンバとポンプとの間の流体連通を制
    御するように構成された第３弁、ヘッド端部チャンバと
    タンクとの間の流体連通を制御するように構成された第
    ４弁、およびポンプと作動シリンダとの間の流体連通を
    制御するように構成された負荷保持チェック弁を含む弁
    アセンブリと、 ヘッド端部チャンバにおいて流体の圧力を感知するよう
    に構成された圧力センサと、 弁アセンブリと圧力センサとに通じており、ヘッド端部
    チャンバにおける感知圧力および制御システムの操作モ
    ードに対応する入力指令に基づいて第１弁、第２弁、第
    ３弁、第４弁、および負荷保持チェック弁の少なくとも
    一つを選択的に作動するように構成された制御装置と、
    からなる流体制御システム。
  2. 【請求項２】 ポンプに流体連通しており、作動シリン
    ダの負荷よりも小さい負荷を受けるように構成されてい
    る少なくとも一つの付加的な作動シリンダであって、制
    御装置によって制御するように構成さている少なくとも
    一つの付加的な作動シリンダと、 ばね室を有する負荷保持チェック弁に関連づけられてい
    るソレノイド弁と、 ポンプと負荷保持チェック弁との間を連通させるポンプ
    入口ポートと、 負荷保持チェック弁と第２弁との間を連通させるロッド
    端部供給ポートと、をさらに含み、 ソレノイド弁は、ばね室とポンプ入口ポートおよびロッ
    ド端部供給ポートの一方との間を選択的に連通させるよ
    うに構成されている、請求項１に記載のシステム。
  3. 【請求項３】 ポンプと、タンクと、ロッド端部チャン
    バおよびヘッド端部チャンバを有する作動シリンダと、
    ロッド端部チャンバとタンクとの間の流体連通を制御す
    るように構成された第１弁、ロッド端部チャンバとポン
    プとの間の流体連通を制御するように構成された第２
    弁、ヘッド端部チャンバとポンプとの間の流体連通を制
    御するように構成された第３弁、ヘッド端部チャンバと
    タンクとの間の流体連通を制御するように構成された第
    ４弁、およびポンプと作動シリンダとの間の流体連通を
    制御するように構成された負荷保持チェック弁を含んで
    いる弁アセンブリとを含む油圧システムを制御する方法
    であって、 ヘッド端部チャンバにおいて流体の圧力を感知し、 感知圧力と油圧システムの操作モードに基づいて弁アセ
    ンブリを選択的に作動することからなる方法。
  4. 【請求項４】 作動シリンダの負荷よりも軽い負荷を受
    け、ポンプに流体連通している付加的な作動シリンダを
    設け、 ばね室を有する負荷保持チェック弁に関連づけられたソ
    レノイド弁を設け、 ポンプと負荷保持チェック弁との間を連通するポンプ入
    口ポートを設け、 負荷保持チェック弁と第２弁との間を連通するロッド端
    部供給ポートを設け、 ばね室とポンプ入口ポートおよびロッド端部供給ポート
    の一方との間を選択的に連通することをさらに含む請求
    項３に記載の方法。
  5. 【請求項５】 ヘッド端部チャンバにおける感知圧力が
    所定圧力よりも大きいとき、選択的作動がばね室とポン
    プ入口ポートとの間の連通を行う位置へのソレノイド弁
    の作動と、ヘッド端部チャンバから排出される流体をロ
    ッド端部チャンバおよび少なくとも一つの付加的な作動
    シリンダへ再生するための、第１弁、第２弁、第３弁、
    および第４弁の少なくとも一つの選択的作動とを含み、 ヘッド端部チャンバにおける感知圧力が所定圧力に等し
    いとき、選択的作動がばね室とロッド端供給ポートとの
    間の連通を行う位置へのソレノイド弁の非作動と、ポン
    プからロッド端部チャンバへ流体を供給し、ヘッド端部
    チャンバからタンクへ流体を排出し、およびポンプから
    少なくとも一つの付加的な作動シリンダへ流体を供給す
    るための、第１弁、第２弁、第３弁、および第４弁の少
    なくとも一つの選択的作動とを含む請求項３に記載の方
    法。
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010531420A (ja) * 2007-06-26 2010-09-24 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 少なくとも１つのハイドロリック式の消費器への圧力媒体供給のための方法およびハイドロリック式の制御装置

Families Citing this family (29)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AUPQ439299A0 (en) * 1999-12-01 1999-12-23 Silverbrook Research Pty Ltd Interface system
WO2006012509A2 (en) * 2004-07-23 2006-02-02 Afa Controls, Llc Methods of operating microvalve assemblies and related structures and related devices
US7121189B2 (en) * 2004-09-29 2006-10-17 Caterpillar Inc. Electronically and hydraulically-actuated drain value
US7204084B2 (en) * 2004-10-29 2007-04-17 Caterpillar Inc Hydraulic system having a pressure compensator
US7146808B2 (en) * 2004-10-29 2006-12-12 Caterpillar Inc Hydraulic system having priority based flow control
US7441404B2 (en) * 2004-11-30 2008-10-28 Caterpillar Inc. Configurable hydraulic control system
US7243493B2 (en) * 2005-04-29 2007-07-17 Caterpillar Inc Valve gradually communicating a pressure signal
US7204185B2 (en) * 2005-04-29 2007-04-17 Caterpillar Inc Hydraulic system having a pressure compensator
US7302797B2 (en) * 2005-05-31 2007-12-04 Caterpillar Inc. Hydraulic system having a post-pressure compensator
US7194856B2 (en) * 2005-05-31 2007-03-27 Caterpillar Inc Hydraulic system having IMV ride control configuration
US7210396B2 (en) * 2005-08-31 2007-05-01 Caterpillar Inc Valve having a hysteretic filtered actuation command
US7251935B2 (en) * 2005-08-31 2007-08-07 Caterpillar Inc Independent metering valve control system and method
US7331175B2 (en) * 2005-08-31 2008-02-19 Caterpillar Inc. Hydraulic system having area controlled bypass
US7614336B2 (en) * 2005-09-30 2009-11-10 Caterpillar Inc. Hydraulic system having augmented pressure compensation
US7320216B2 (en) * 2005-10-31 2008-01-22 Caterpillar Inc. Hydraulic system having pressure compensated bypass
DE102006012030A1 (de) * 2006-03-14 2007-09-20 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Ventilanordnung
DE102006018706A1 (de) * 2006-04-21 2007-10-25 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Steueranordnung
US20080295681A1 (en) * 2007-05-31 2008-12-04 Caterpillar Inc. Hydraulic system having an external pressure compensator
US8479504B2 (en) * 2007-05-31 2013-07-09 Caterpillar Inc. Hydraulic system having an external pressure compensator
US7621211B2 (en) * 2007-05-31 2009-11-24 Caterpillar Inc. Force feedback poppet valve having an integrated pressure compensator
DE102007029355A1 (de) * 2007-06-26 2009-01-02 Robert Bosch Gmbh Hydraulische Steueranordnung
DE102008018936A1 (de) * 2008-04-15 2009-10-22 Robert Bosch Gmbh Steueranordnung zur Ansteuerung eines Wegeventils
GB2472005A (en) * 2009-07-20 2011-01-26 Ultronics Ltd Control arrangement for monitoring a hydraulic system and altering opening of spool valve in response to operating parameters
GB2472004A (en) * 2009-07-20 2011-01-26 Ultronics Ltd Control arrangement for controlling movement of a differential piston in a hydraulic circuit
US8631650B2 (en) 2009-09-25 2014-01-21 Caterpillar Inc. Hydraulic system and method for control
US9222241B2 (en) * 2011-06-23 2015-12-29 Deere & Company Independent supply and exhaust metering within a valve casting
US10633829B2 (en) * 2015-10-08 2020-04-28 Volvo Construction Equipment Ab Spool valve
CN107503995A (zh) * 2017-07-18 2017-12-22 中国航空工业集团公司西安飞行自动控制研究所 一种闭环控制转向流量分配多路阀结构
US10428845B1 (en) 2018-03-29 2019-10-01 Sun Hydraulics, Llc Hydraulic system with a counterbalance valve configured as a meter-out valve and controlled by an independent pilot signal

Family Cites Families (20)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US3974742A (en) 1974-10-31 1976-08-17 Caterpillar Tractor Co. Lock valve assembly
US4250794A (en) * 1978-03-31 1981-02-17 Caterpillar Tractor Co. High pressure hydraulic system
US4416187A (en) 1981-02-10 1983-11-22 Nystroem Per H G On-off valve fluid governed servosystem
IT1138425B (it) 1981-06-16 1986-09-17 Stigler Otis S P A Complesso elettro-fluidodinamico per l'azionamento di una cabina di un impianto ascensore
US4437385A (en) 1982-04-01 1984-03-20 Deere & Company Electrohydraulic valve system
US4579042A (en) 1984-04-20 1986-04-01 Mac Valves, Inc. Selective air pressure control system for welding and like apparatus
JP2839625B2 (ja) 1990-03-05 1998-12-16 日立建機株式会社 油圧駆動装置
US5115720A (en) 1990-04-02 1992-05-26 Baker Material Handling Corporation Hydraulic valve bank
US5214997A (en) 1990-04-27 1993-06-01 Bendix Europe Services Techniques Control circuit for a double-acting hydraulic jack and slide distributor for such a circuit
FR2662753B1 (fr) 1990-05-31 1994-07-22 Bendix Europ Services Tech Dispositif de commande d'un verin hydraulique a double effet.
US5138838A (en) 1991-02-15 1992-08-18 Caterpillar Inc. Hydraulic circuit and control system therefor
US5351601A (en) 1992-05-04 1994-10-04 Control Concepts, Inc. Hydraulic control system
US5226348A (en) 1992-12-14 1993-07-13 Caterpillar Inc. Electro-hydraulic quick drop circuit
US5370038A (en) 1992-12-21 1994-12-06 Caterpillar Inc. Regeneration circuit for a hydraulic system
SE510508C2 (sv) 1993-06-11 1999-05-31 Voac Hydraulics Boraas Ab Anordning för styrning av en hydraulisk motor
US5575150A (en) 1995-04-12 1996-11-19 Northrop Grumman Corporation Stiffness enhanced electrohydrostatic actuator
US5682955A (en) 1996-09-06 1997-11-04 Caterpillar Inc. Blade control system for an earthmoving blade
US5960695A (en) 1997-04-25 1999-10-05 Caterpillar Inc. System and method for controlling an independent metering valve
US6161467A (en) 1999-03-24 2000-12-19 Caterpillar Inc. Fluid control system with regeneration
US6467264B1 (en) * 2001-05-02 2002-10-22 Husco International, Inc. Hydraulic circuit with a return line metering valve and method of operation

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2010531420A (ja) * 2007-06-26 2010-09-24 ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツング 少なくとも１つのハイドロリック式の消費器への圧力媒体供給のための方法およびハイドロリック式の制御装置

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US20030106420A1 (en) 2003-06-12
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DE10250159A1 (de) 2003-06-18

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