JP2009228794A - Hydraulic system of working machine - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、バックホー等の作業機の油圧システムに関する。 The present invention relates to a hydraulic system for a work machine such as a backhoe.
従来より、油圧アクチュエータを作動させることでアームやブーム等のアタッチメントを作動させる作業機の油圧システムが開示されている(例えば、特許文献1)。
特許文献1の作業機の油圧システムでは、運転席に設けられた操作部材を操作すると、操作部材の操作量が制御部に入力され、当該制御部は、操作量に応じた電圧を比例電磁弁に出力して、当該比例電磁弁の電流を変化させることで比例電磁弁を作動させている。比例電磁弁の作動により制御弁のスプールにパイロット油を供給して当該スプールを動かして、制御弁を介してアクチュエータに所定の作動油を供給することで、アタッチメントは動作するようになっている。
In the hydraulic system for a working machine disclosed in
特許文献1の作業機の油圧システムにおいて、アクチュエータを作動させた際に、アクチュエータ(アタッチメント)が操作部材の操作に関係なく微動作してしまうという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑み、油圧式の油圧アクチュエータ(アタッチメント)を快適に作動させることができる作業機の油圧システムを提供するようにしたものである。
In the hydraulic system of the working machine of
In view of the above-described problems, the present invention provides a hydraulic system for a work machine that can comfortably operate a hydraulic actuator (attachment).
この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、作業を行うための油圧アクチュエータと、パイロット圧に応じて前記油圧アクチュエータに作動油を供給する制御弁と、この制御弁のパイロット圧を制御する比例電磁弁と、この比例電磁弁の電流を制御する制御部とを備えた作業機の油圧システムにおいて、前記制御部は、電圧変調により生成されたパルス制御信号により前記比例電磁弁の電流を制御する電流制御手段を備え、前記電流制御手段は、前記パルス制御信号での周期及びデューティ比を一定にしてパルス制御信号の振幅を制御することで前記比例電磁弁での電流のディザ振幅を制御するように構成されている点にある。 The technical means of the present invention for solving this technical problem includes a hydraulic actuator for performing work, a control valve for supplying hydraulic oil to the hydraulic actuator in accordance with a pilot pressure, and a pilot pressure of the control valve. In a hydraulic system for a work machine including a proportional solenoid valve for controlling the proportional solenoid valve and a control unit for controlling the current of the proportional solenoid valve, the control unit is configured to control the proportional solenoid valve based on a pulse control signal generated by voltage modulation. Current control means for controlling the current, and the current control means controls the amplitude of the pulse control signal with a constant period and duty ratio in the pulse control signal, thereby controlling the dither amplitude of the current in the proportional solenoid valve It is in the point comprised so that it may control.
発明者は、油圧アクチュエータが操作部材の操作に関係なく微動作してしまう原因について様々な観点から検証を行った。
油圧アクチュエータを作動させるために、比例電磁弁に電流を流すことになるが、当該比例電磁弁の電流にはディザ振幅(以降、電流ディザ振幅ということがある)が存在する。この電流ディザ振幅によってパイロット油のパイロット圧が変動(パイロット油の脈動)することとなり、このパイロット圧の変動により、制御弁から油圧アクチュエータに供給する作動油の流量変動や圧力変動が生じて作動油が脈動する。この作動油の脈動により油圧アクチュエータが操作部材の操作に関係なく微動作してしまうことになる。
The inventor has verified from various viewpoints the cause of the fine movement of the hydraulic actuator regardless of the operation of the operation member.
In order to operate the hydraulic actuator, a current is passed through the proportional solenoid valve, and the current of the proportional solenoid valve has a dither amplitude (hereinafter sometimes referred to as a current dither amplitude). This current dither amplitude causes the pilot pressure of the pilot oil to fluctuate (pilot oil pulsation). This fluctuation in the pilot pressure causes fluctuations in the flow rate and pressure fluctuations of the hydraulic oil supplied from the control valve to the hydraulic actuator. Pulsates. The pulsation of the hydraulic oil causes the hydraulic actuator to finely operate regardless of the operation of the operation member.
そこで、発明者は、作動油の脈動の原因の1つである比例制御弁のパイロット油に着目し、比例電磁弁の電流ディザ振幅を可及的に抑制してパイロット油の脈動を抑えることによって、油圧アクチュエータの微動作をなくそうと試みた。
発明者は、さらに、比例電磁弁の電流ディザ振幅を可及的に抑制する方法について、様々な角度から検証を行った。
その結果、比例電磁弁に入力するパルス制御信号での周期及びデューティ比を一定にし、且つ、そのパルス制御信号の振幅を制御すれば、パルス制御信号での周波数やデューティ比の変更を行った場合に比べて、簡単でしかも油圧システムの全体の応答速度を低下させることなく、比例電磁弁の電流ディザ振幅を抑制できることを見出した。
Therefore, the inventor pays attention to the pilot oil of the proportional control valve, which is one of the causes of hydraulic oil pulsation, and suppresses the pulsation of the pilot oil by suppressing the current dither amplitude of the proportional electromagnetic valve as much as possible. An attempt was made to eliminate the slight movement of the hydraulic actuator.
The inventor further verified the method of suppressing the current dither amplitude of the proportional solenoid valve as much as possible from various angles.
As a result, if the frequency and duty ratio of the pulse control signal are changed by making the period and duty ratio of the pulse control signal input to the proportional solenoid valve constant and controlling the amplitude of the pulse control signal In comparison with the above, the present inventors have found that the current dither amplitude of the proportional solenoid valve can be suppressed without reducing the overall response speed of the hydraulic system.
前記電流制御手段は、パルス制御信号での電圧変動に関わらず電流のディザ振幅を一定にするように構成されていることが好ましい。
これによれば、例えば、油圧アクチュエータ(アタッチメント)の動作速度を速くするためにパルス制御信号での電圧を上昇させたり、アタッチメントの動作速度を遅くするためにパルス制御信号での電圧を下降させた場合であっても、電流ディザ振幅を抑制することができる。
前記電流制御手段は、前記パルス制御信号での低電位側の電位を上昇させることで当該パルス制御信号の振幅を小さくすることが好ましい。
The current control means is preferably configured to make the dither amplitude of the current constant regardless of the voltage fluctuation in the pulse control signal.
According to this, for example, the voltage in the pulse control signal is increased to increase the operation speed of the hydraulic actuator (attachment), or the voltage in the pulse control signal is decreased to decrease the operation speed of the attachment. Even in this case, the current dither amplitude can be suppressed.
Preferably, the current control means decreases the amplitude of the pulse control signal by increasing the potential on the low potential side in the pulse control signal.
これによれば、比例電磁弁の動作速度を低下することなく、簡単に電流ディザ振幅を抑制することができる。
また、前記電流制御手段は、前記パルス制御信号での高電位側の電位を下降させることで当該パルス制御信号の振幅を小さくしてもよいし、前記パルス制御信号での低電位側の電位を上昇させると共に、高電位側の電位を下降させることで当該パルス制御信号の振幅を小さくしてもよい。前記油圧アクチュエータは、アームの先端側に別途設けられるSP用のアクチュエータであることが好ましい。
According to this, the current dither amplitude can be easily suppressed without reducing the operating speed of the proportional solenoid valve.
Further, the current control means may reduce the amplitude of the pulse control signal by lowering the potential on the high potential side in the pulse control signal, or the potential on the low potential side in the pulse control signal. The amplitude of the pulse control signal may be reduced by increasing the potential and decreasing the potential on the high potential side. The hydraulic actuator is preferably an SP actuator that is separately provided on the distal end side of the arm.
本発明によれば、油圧システムの性能の応答速度を維持したまま、比例電磁弁の電流ディザ振幅を抑制することができ、油圧アクチュエータ(アタッチメント)を快適に作動させることができる。 According to the present invention, the current dither amplitude of the proportional solenoid valve can be suppressed while maintaining the response speed of the performance of the hydraulic system, and the hydraulic actuator (attachment) can be operated comfortably.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1〜図6は、バックホー等の作業機を示している。
図6に示すように、作業機(バックホー)1は、下部の走行装置2と、上部の旋回体3とから構成されている。
走行装置2は、ゴム製覆帯を有する左右一対の走行体4を備え、両走行体4を走行モータMで駆動するようにしたクローラ式走行装置が採用されている。また、該走行装置2の前部にはドーザ5が設けられている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 6 show a working machine such as a backhoe.
As shown in FIG. 6, the work machine (backhoe) 1 includes a
The traveling
旋回体3は、走行装置2上に旋回ベアリング11を介して上下方向の旋回軸回りに左右旋回自在に支持された旋回台12と、該旋回台12の前部に備えられた作業装置13(掘削装置)とを有している。旋回台12上には、エンジン7,ラジエータ8,運転席9,燃料タンク,作動油タンク等が設けられている。また、旋回台12上には運転席9を囲むキャビン14が設けられ、前記エンジン7は左右方向右側に配置されて開閉ボンネット等で覆われている。
作業装置13は、旋回台12の前部に左右方向の中央部よりやや右寄りにオフセットして設けられた支持ブラケット16に上下方向の軸心回りに左右揺動自在に支持されたスイングブラケット17と、該スイングブラケット17に基部側を左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて上下揺動自在に支持されたブーム18と、該ブーム18の先端側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて前後揺動自在に支持されたアーム19と、該アーム19の先端側にスクイ・ダンプ動作可能に設けられたバケット20とを備えている。
The
The
スイングブラケット17は、旋回台12内に備えられたスイングシリンダの伸縮によって揺動され、ブーム18は、該ブーム18とスイングブラケット17との間に介装されたブームシリンダ22の伸縮によって揺動され、アーム19は、該アーム19とブーム18との間に介装されたアームシリンダ23の伸縮によって揺動され、バケット20は、該バケット20とアーム19との間に介装されたバケットシリンダ21の伸縮によってスクイ・ダンプ動作される。
アーム19の先端部には、バケット20の代わりにグラップル,サム,ブレーカ,ブラッシュカッタ,チルトバケット,ロータリーグラーブル等のSP用アタッチメントが装着できるようになっている。
The
Instead of the
また、アーム19の先端部には、SP用アタッチメントを作動させるためのSP用アクチューエータに対し、作動油を供給する作動油供給部(図示省略)が設けられている。運転席9の近傍又はキャビン14内には、ブームシリンダ22、アームシリンダ23、バケットシリンダ21等のアクチュエータ及びSP用アクチュエータの各種アクチューエータ(各種アタッチメント)を操作する操作部材25が左右方向又は前後方向に揺動自在に支持されている。操作部材25の操作量は、ポジションメータやセンサ等で検出されるようになっている。
In addition, a hydraulic oil supply unit (not shown) that supplies hydraulic oil to an SP actuator for operating the SP attachment is provided at the tip of the
図1〜図2は、各種アクチュエータを作動させる油圧システムを示している。
上述したように、作業機1は複数のアクチュエータを有するものとなっているが、説明の便宜上、油圧システムの説明においては、複数のアクチュエータをまとめたものを油圧アクチュエータAとして説明する。
図1及び図2に示すように、油圧システム26は、パイロット圧に応じて油圧アクチュエータAに作動油を供給する制御弁27と、この制御弁27のパイロット圧を制御する一対の比例電磁弁28,28と、比例電磁弁28,28にパイロット油を供給する第1ポンプ29と、制御弁27に作動油を供給する第2ポンプ30と、比例電磁弁28,28を制御する制御部(コントローラ)31とを備えている。
1 to 2 show a hydraulic system for operating various actuators.
As described above, the
As shown in FIGS. 1 and 2, the
制御部31には、操作部材25の操作量(例えば、操作角度θ)に対応した電圧等の操作信号S1が入力され、この操作信号S1に基づいて求められた制御信号S2が比例電磁弁28,28に入力されるものとなっている。
一方の比例電磁弁28Lは、1つの制御弁27に対してそのスプールの一方に所定のパイロット圧のパイロット油を供給し、他方の比例電磁弁28Rは、制御弁27のスプールの他方に所定のパイロット圧のパイロット油を供給するものとなっている。
詳しくは、操作部材25を中立位置より左側に揺動させると、制御部31は操作部材25の操作量に応じた電圧(制御信号S2)を左側用の比例電磁弁28Lのソレノイド32Lに出力し、ソレノイド32Lの電流を制御するものとなっている。ソレノイド32Lの電流に応じてブランジャが移動し、制御弁27へ供給されるパイロット油のパイロット圧が変化する。
An operation signal S1 such as a voltage corresponding to an operation amount (for example, an operation angle θ) of the
One
Specifically, when the
一方で、操作部材25を中立位置側より右側に揺動させると、制御部31は操作部材25の操作量に応じた電圧(制御信号S2)を右側用の比例電磁弁28Rのソレノイド32Rに出力し、ソレノイド32Rの電流を制御するものとなっている。ソレノイド32Rの電流に応じてブランジャが移動し、制御弁27へ供給されるパイロット油のパイロット圧が変化する。
このように、操作部材25の操作量に応じて比例電磁弁28L,28Rを操作することで、制御弁27のスプールに対して2方向からパイロット油を供給し、2方向に油圧アクチュエータAが動作してアタッチメントが作動するものとなっている。
On the other hand, when the
Thus, by operating the
制御部31は、各比例電磁弁28,28の電流を制御する電流制御手段33を備えている。この電流制御手段33は、操作部材25の操作量に応じた電圧を比例電磁弁28に入力することによって比例電磁弁28の電流を制御するもので、例えば、操作部材25の操作量が徐々に大きくなるにしたがって比例電磁弁28の電流が徐々に大きくなるように制御信号S2の出力波形を調整し、操作部材25の操作量が徐々に小さくなるにしたがって比例電磁弁28の電流が徐々に小さくなるように制御信号S2の出力波形を調整する。
次に、制御部(電流制御手段)による比例電磁弁の電流の制御について、図3を用いて説明する。
The
Next, control of the current of the proportional solenoid valve by the control unit (current control means) will be described with reference to FIG.
図3(a)〜図3(b)は、電流制御手段33から比例電磁弁28に出力した制御信号S2(基本制御信号)の出力電圧の波形を示したものである。図3(c)は、比例電磁弁28の電流の変化を示したもので、同図の実線は、電流制御手段33によって電流ディザ振幅IAを抑制した場合の比例電磁弁28の電流波形を示し、同図の破線は、電流ディザ振幅IAを抑制しなかった場合の比例電磁弁28の電流波形を示している。図3(d)は、従来のように、電流ディザ振幅IAを抑制しなかった場合での比例電磁弁28への出力電圧である。なお、図3(a)〜図3(d)を用いて電流ディザ振幅IAを抑制する説明においては、説明の便宜上、操作部材25の操作量は一定とする。
3A to 3B show waveforms of the output voltage of the control signal S2 (basic control signal) output from the current control means 33 to the proportional
図3(a)に示すように、電流制御手段33から比例電磁弁28に出力する制御信号S2の波形は、電圧変調により生成されたものであって、一定区間内での周波数やデューティー比によって、図3(b)に示すように、見かけ上、周期T(周波数)が一定のパルスであるパルス制御信号S3の高電位側を形成するための高電位形成区間K1と、パルス制御信号S3の低電位側を形成する低電位形成区間K2とを備えたものである。
詳しくは、電流制御手段33は、高電位形成区間K1における信号の周波数やデューティー比をPWM制御によって変化させることによって、図3(b)のパルス制御信号S3における所望の電圧V1Hを発生させ、低電位形成区間K2における信号の周波数やデューティー比をPWM制御によって変化させることで、パルス制御信号S3における所望の電圧V1Lを発生させるものとなっている。
As shown in FIG. 3A, the waveform of the control signal S2 output from the current control means 33 to the
Specifically, the current control means 33 generates the desired voltage V1H in the pulse control signal S3 in FIG. 3B by changing the frequency and duty ratio of the signal in the high potential formation section K1 by PWM control, and reduces the low voltage. A desired voltage V1L in the pulse control signal S3 is generated by changing the frequency and duty ratio of the signal in the potential forming section K2 by PWM control.
図3(b)に示すように、制御信号S2の波形を全体的に見ると、高電位形成区間K1と低電位形成区間K2とを一定の間隔で繰り返すものとなっており、見かけ上、周期T(周波数)が一定のパルスであるパルス制御信号S3となる。(説明の便宜上、見かけ上の制御信号をパルス制御信号S3とする)。
よって、比例電磁弁28の電流は、電圧変調により生成されたパルス制御信号S3によって制御される。
図3(c)に示すように、比例電磁弁28の電流は、パルス制御信号S3に応じて電流値が変化する、即ち、ディザ振幅(電流ディザ振幅IA)が存在するものとなっている。電流制御手段33の制御により電流ディザ振幅IAは可及的に抑制したものとされている。
As shown in FIG. 3B, when the waveform of the control signal S2 is viewed as a whole, the high potential forming section K1 and the low potential forming section K2 are repeated at regular intervals, and apparently the period The pulse control signal S3 is a pulse having a constant T (frequency). (For convenience of explanation, the apparent control signal is referred to as a pulse control signal S3).
Therefore, the current of the
As shown in FIG. 3C, the current of the
ここで、電流ディザ振幅IAを可及的に抑制することを考えると、比例電磁弁28に出力するパルス制御信号S3の周期Tを小さくしてパルス制御信号S3の周波数を上げたり、デューティ比(τ /T)を変更する方法もあるが、本発明の電流制御手段33は、パルス制御信号S3での周期T及びデューティ比(τ /T)を一定にして、パルス制御信号S3の振幅VAを変更することによって、電流ディザ振幅IAを抑制している。即ち、電流制御手段33は、パルス制御信号S3の周期Tは変えず、且つ、パルス制御信号S3のデューティ比を変えずに、パルス制御信号S3の電圧振幅VAのみを小さくすることによって電流ディザ振幅IAを抑制している。
Here, considering that the current dither amplitude IA is suppressed as much as possible, the period T of the pulse control signal S3 output to the
図3(b)及び図3(d)に示すように、操作部材25の操作量に対応してパルス制御信号S3の高電位側の電圧をV1Hする場合、従来の技術では、図3(d)に示すように、低電位は零に固定して当該パルス制御信号S3の電圧振幅は、V1H=VAとていたが、本発明の電流制御手段33では、同じ電圧V1Hを印可する場合であってもその電圧振幅は小さくなるように制御している(V1H≠VA)。
具体的には、電流制御手段33は、比例電磁弁28に出力する電圧が同じ(操作部材25の操作量が同じ、制御量が同じ)とすると、パルス制御信号S3における高電位はそのままで、低電位の電位を上昇させることで、パルス制御信号S3の電圧振幅VAを小さくしている。例えば、電流制御手段33は、高電位形成区間K1における高電位側の電圧を一定にし、低電位形成区間K2においてその区間内における周期やデューティ比を大きくして、高電位形成区間K1での時間(PWM制御における高電位の開始から高電位終了までの時間)及び低電位形成区間K2での時間は変更せずに一定とすることで、電流ディザ振幅IAを小さくする。なお、電流制御手段33は、パルス制御信号S3での高電位側の電位を下降させることで、パルス制御信号S3の振幅を小さくしてもよいし、上述した方法を組み合わせて、電流制御手段33は、パルス制御信号S3での低電位側の電位を上昇させると共に、高電位側の電位を下降させることで、パルス制御信号S3の振幅を小さくしてもよい。
As shown in FIGS. 3B and 3D, when the voltage on the high potential side of the pulse control signal S3 is V1H corresponding to the operation amount of the
Specifically, if the voltage output to the
図4(a)は、操作量を変化させた際の電流制御手段33から比例電磁弁28に出力する基本制御信号S2の波形を示したもので、図4(b)は、操作量を変化させた際の電流制御手段33から比例電磁弁28に出力するパルス制御信号S3の波形を示したものである。図4(c)は、電流制御手段33で制御した際の比例電磁弁28の電流の変化を示したものである。図4(a)〜図4(c)の説明では、説明の便宜上、操作量を増加したり減少させる前の信号(同図左側)の信号を基準に説明する。
図4(a)の増加期間T1に示すように、操作部材25の操作量を増加させると、制御部31から比例電磁弁28に出力する基本制御信号S2において、高電位形成区間K1における信号のデューティ比等が操作量に応じて大きくなる。電流制御手段33は、操作量に応じて増加期間T1における高電位形成区間K1での信号のデューティ比等が大きくなっても、低電位形成区間K2の信号の調整によって、図4(b)に示すように、増加期間T1に対応するパルス制御信号S3の電圧振幅VAが、増加区間T1前の振幅と同じ(一定)となるようにしている。
4A shows the waveform of the basic control signal S2 output from the current control means 33 to the
As shown in the increase period T1 in FIG. 4A, when the operation amount of the
即ち、電流制御手段33は、操作部材25の操作量が増加した際、増加期間T1において、その高電位形成区間K1の信号のデューティ比等を大きくする一方で、低電位形成区間K2の信号のデューティ比や周期を調整することによって、パルス制御信号S3の電圧振幅VAの電圧振幅の割合(高電位と低電位との差)が一定になるようにしている。
また、図4(b)の減少期間T2に示すように、操作部材25の操作量を減少させると、制御部31から比例電磁弁28に出力する基本制御信号S2において、高電位形成区間K1でのデューティ比等が操作量に応じて小さくなる。電流制御手段33は、操作量に応じて減少期間T2における高電位形成区間K1での信号のデューティ比等が小さくなっても、低電位形成区間K2の信号の調整によって、図4(b)に示すように、減少期間T2に対応するパルス制御信号S3の電圧振幅VAが、減少区間T2前の振幅と同じとなるようにしている。
That is, when the operation amount of the
4B, when the operation amount of the
即ち、電流制御手段33は、操作部材25の操作量が減少した際、減少期間T2において、その高電位形成区間K1の信号のデューティ比等を小さくする一方で、低電位形成区間K2の信号のデューティ比や周期を調整することによって、パルス制御信号S3の電圧振幅VAの電圧振幅の割合(高電位と低電位との差)が一定になるようにしている。
なお、増加期間T1や減少期間T2のぞれぞれにおいて、操作量に応じてデューティ比等が増減するものの、同じ区間内でのPWM制御による信号のデューティ比は、それぞれ一定となっている。
That is, when the operation amount of the
Note that, in each of the increase period T1 and the decrease period T2, the duty ratio and the like increase or decrease in accordance with the operation amount, but the duty ratio of the signal by the PWM control in the same section is constant.
このように、電流制御手段33は、操作量が変化することによってパルス制御信号S3の電圧変動しても当該パルス制御信号S3の電圧振幅VAは一定なるようにしており、図4(c)に示すように、電圧変動に関わらず電流ディザ振幅IAは一定になるようにしている。これによって、操作部材25の操作によって比例電磁弁28に対する制御部31の制御量の変更があっても、比例電磁弁28の電流ディザ振幅IAは略一定に保たれるようになる。
制御部31(電流制御手段33)においては、比例電磁弁28に電圧を供給することで比例電磁弁28の電流を制御するが、電圧と電流との変換は式(1)〜式(2)を用いて行われる。なお、式(1)〜式(2)は、電圧と電流との変換の関係を数式として示したもので、本発明は、これに限定されない。
In this way, the current control means 33 keeps the voltage amplitude VA of the pulse control signal S3 constant even if the voltage of the pulse control signal S3 fluctuates due to the change of the manipulated variable, as shown in FIG. As shown, the current dither amplitude IA is made constant regardless of the voltage fluctuation. Thereby, even if the control amount of the
In the control unit 31 (current control means 33), the current of the
式(1)及び式(2)のパルス制御信号S3の変数は、図5に示すもので、I1は操作部材25の操作に対応した比例電磁弁28の電流値(制御部31からの指示電流)であり、I2は比例電磁弁28の電流ディザ振幅IAの目標値である。また、p1及びp2は電流を電圧に変換するための変換係数であって、過去の実績から電流と電圧とを測定してデータ化しておき、変換の際はそのデータ化した値を用いる。
式(1)及び式(2)のα1は、比例電磁弁28の電流の実績値と比例電磁弁28の電流の目標値I2との偏差によって比例電磁弁28に入力する電流(電圧)を補正するもので、α2は、電流ディザ振幅IAの実績値と電流ディザ振幅IAの目標値との偏差によって比例電磁弁28の電流ディザ振幅IA(振幅電圧)を補正する。このような補正は、一般的な、PID制御によって行い、当然の如く、比例電磁弁28の電流の実績値は、制御部31にフィードバックされる。
The variables of the pulse control signal S3 in the equations (1) and (2) are shown in FIG. 5, and I 1 is the current value of the
Α 1 in the expressions (1) and (2) is a current (voltage) input to the
比例電磁弁28を制御するにあたって、電圧及び電流の変換は制御部31(電流制御手段33)によって、次のように行われる。
操作部材25の操作量と電流値との変換式又は変換データ等を用いて、操作量に応じて比例電磁弁28の電流値、即ち、指示電流値I1を電流制御手段33により決定する。そして、指示電流値I1及び電圧-電流変換係数p1と、補正係数α1とを用いて電流を電圧に変換する式(1)の右辺の値を電流制御手段33により求める。
また、予め設定された電流ディザ振幅IAの目標値I2及び電圧-電流変換係数p2と、補正係数α2とを用いて電流を電圧に変換する式(2)の右辺の値を電流制御手段33により求める。なお、電流ディザ振幅IAの目標値I2は、制御部31に予め設定された値又は外部から制御部31へ入力された値を用いる。
In controlling the
The current control means 33 determines the current value of the
Further, the current control is performed on the value on the right side of Expression (2) for converting the current into the voltage using the preset target value I 2 of the current dither amplitude IA, the voltage-current conversion coefficient p 2, and the correction coefficient α 2. Obtained by
電流ディザ振幅IAの目標値I2は、パイロット油のパイロット圧が変動を極力抑えられる値に設定されている。例えば、電流ディザ振幅IAによって、パイロット圧が変動しても作動油の圧力や流量が殆ど変動しなかったり、パイロット圧の変動により作動油の圧力や流量が変動しても、その作動油の圧力や流量の変動が非常に小さく、油圧アクチュエータAを大きく作動させるものではない程度に、前記電流ディザ振幅IAの目標値は定められている。この実施形態では、電流ディザ振幅IAの目標値は800mA±200mA(600mA〜1000mA)に設定されるもので、電流ディザ振幅IAを制御する際は、目標値の範囲内から1の値(例えば、800mA)を選択して、比例電磁弁28の電流ディザ振幅IAを常に一定にする。
The target value I 2 of the current dither amplitude IA is set to a value that can suppress the fluctuation of the pilot pressure of the pilot oil as much as possible. For example, even if the pilot pressure changes due to the current dither amplitude IA, the hydraulic oil pressure and flow rate hardly change, or even if the hydraulic oil pressure and flow rate change due to the pilot pressure change, the hydraulic oil pressure Further, the target value of the current dither amplitude IA is determined to such an extent that the fluctuation of the flow rate is very small and the hydraulic actuator A is not operated largely. In this embodiment, the target value of the current dither amplitude IA is set to 800 mA ± 200 mA (600 mA to 1000 mA), and when controlling the current dither amplitude IA, a value of 1 (for example, from within the range of the target value) 800 mA) is selected to keep the current dither amplitude IA of the
式(1)の右辺の値と式(2)の右辺の値とから、パルス制御信号S3の高電位及び低電位を求める。なお、制御部31において、出力するパルス制御信号S3のデューティー比は予め一定に設定することが好ましい。
本発明の油圧システム26によれば、操作部材25を操作すると、その操作量が制御部31に入力され、制御部31(電流制御手段33)で操作量に基づいて比例電磁弁28の電流が決定され、この電流を流すべく求められたパルス制御信号S3によって比例電磁弁28が制御されることになる。このとき、比例電磁弁28の電流ディザ振幅IAは、電流ディザ振幅IAの目標値によって定められているので、操作部材25の操作量によってパルス制御信号S3の電圧が変化しても、電流ディザ振幅IAが変化されることなく一定に保たれるものとなっている。
From the value on the right side of Equation (1) and the value on the right side of Equation (2), the high potential and low potential of the pulse control signal S3 are obtained. In the
According to the
1 作業機
25 操作部材
26 油圧システム
27 制御弁
28 比例電磁弁
31 制御部
33 電流制御手段
35 高電位形成区間
36 低電位形成区間
IA 電流ディザ振幅
S1 操作信号
S2 制御信号
S3 パルス制御信号
T 周期
VA 電圧振幅
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記制御部は、電圧変調により生成されたパルス制御信号により前記比例電磁弁の電流を制御する電流制御手段を備え、前記電流制御手段は、前記パルス制御信号での周期及びデューティ比を一定にしてパルス制御信号の振幅を制御することで前記比例電磁弁での電流のディザ振幅を制御するように構成されていることを特徴とする作業機の油圧システム。 A hydraulic actuator for performing work, a control valve for supplying hydraulic oil to the hydraulic actuator according to a pilot pressure, a proportional solenoid valve for controlling the pilot pressure of the control valve, and a current of the proportional solenoid valve In a hydraulic system of a work machine provided with a control unit,
The control unit includes a current control unit that controls a current of the proportional solenoid valve by a pulse control signal generated by voltage modulation, and the current control unit makes a period and a duty ratio in the pulse control signal constant. A hydraulic system for a working machine configured to control a dither amplitude of a current in the proportional solenoid valve by controlling an amplitude of a pulse control signal.
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