JP2015124806A - 油圧アクチュエータ駆動装置および車両用移動体操作装置 - Google Patents

油圧アクチュエータ駆動装置および車両用移動体操作装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ウイングを正確に緩停止させることができるウイング開閉装置を提供する。
【解決手段】ウイングとウイングボデー間に設置された油圧シリンダ装置10、20に油を供給する回転ポンプ32と、該油圧シリンダ装置の油を排出するタンク35と、該油圧シリンダ装置の昇降を切り換える方向制御弁40とを備えたウイング開閉装置30において、回転ポンプ32の回転を検出しパルス信号を発生する回転検出器45とコントローラ50を設け、コントローラ50は回転検出器45のパルス信号間の時間計測結果から回転ポンプ32の回転数を算出し、予め設定の回転数−吐出量特性と該回転数を照合して該パルス信号間の吐出量を求め、かつウイング位置変動に伴う圧力変動による吐出量の補正と温度変化による吐出量の補正を行い、該吐出量を加算して回転ポンプ32の累計吐出量を算出し、該累計吐出量から油圧シリンダ装置10、20の緩停止動作開始点を決定する。
【選択図】図2

Description

本発明は、油圧アクチュエータ駆動装置に関し、例えば、車両用移動体操作装置に利用して有効なものに関する。
一般に、荷の積み下ろし作業を実施し易くした車両として、ボデー(荷台)の天井および左右側壁をウイング形状に形成されてなる移動体としての扉(以下、ウイングという)を開閉(操作)するように構成した所謂ウイング車や、ボデー(荷台)の後壁扉の一部を荷受台(移動体)として構成し該荷受台(テールゲート)を昇降(操作)するように構成した所謂テールゲート車が知られている。
例えば、ウイング車のウイングを開閉する装置(以下、ウイング開閉装置という)として、次のように構成されているものがある。
ウイング開閉装置は、左ウイングとボデーとの間に設置された前後で一対の左側油圧シリンダ装置と、右ウイングとボデーとの間に設置された前後で一対の右側油圧シリンダ装置と、DCモータに駆動される油圧ポンプに接続された供給路と、作動油が貯留されるオイルタンクに接続された排出路と、供給路および排出路が接続された左ウイング用方向制御弁および右ウイング用方向制御弁と、を備えており、これら左ウイング用方向制御弁および右ウイング用方向制御弁は一対のソレノイドを備えた電磁操作切換弁によってそれぞれ構成されている。
従来のこの種のウイング開閉装置として、ウイングの起動時や停止時の衝撃を緩和するための緩起動緩停止機能を備えたものが知られている。
例えば、動作始点から動作終点までの所要時間を計測して緩動作開始までの時間(DCモータの電圧値や電流値を含む測定情報で補正)を設定し、緩動作開始点を超えたらデューティー(duty)比を低下させ緩動作される緩起動緩停止機能付きウイング開閉装置(特許文献1参照)。
また、ポンプまたはDCモータの累積回転数が動作開始から予め設定された値になったら緩動作を開始させ、回転速度が予め設定された許容値よりも低下した場合に動作終点と判断して停止させる緩起動緩停止機能付きウイング開閉装置(特許文献2参照)。
特許第4144484号 特許第4555730号
しかしながら、所要時間や累積回転数によって緩動作開始点を決めて緩動作を開始させる緩起動緩停止機能付きウイング開閉装置においては、次のような問題点がある。
(1)ポンプ吐出量が温度や圧力や電圧の変動によって大きく変化するため、緩停止の開始点のバラツキが大きくなる。
(2)緩停止の開始点のバラツキを低減するために補正を行っているが、全開動作または全閉動作を一回完了しないと補正することができないこと、および、次の操作までの間に温度や圧力や電圧の条件が変動する可能性がある。
(3)途中で停止したり上げ下げを繰り返したりすると、ウイングの現在位置の把握が難しくなって緩動作開始点の把握が難しくなるため、緩停止が不正確になる。
本発明の目的は、アクチュエータを正確に緩動作させることができる油圧アクチュエータ駆動装置を提供することにある。
本発明の他の目的は、扉のような移動体の操作を正確に緩動作させることができる車両用移動体操作装置を提供することにある。
前記した課題を解決するための手段のうち代表的なものは、次の通りである。
(1)油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに油を供給する回転ポンプと、
前記油圧アクチュエータから油を排出されるタンクと、
前記回転ポンプの回転を検出しパルス信号を発生する回転検出器と、
前記回転検出器のパルス信号間の時間計測結果から前記回転ポンプの回転数を算出し、該回転数を予め設定した回転数−吐出量特性と照合して該パルス信号間の吐出量を求め、該吐出量を加算して前記回転ポンプの累計吐出量を算出するコントローラと、
を備える油圧アクチュエータ駆動装置。
(2)油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに油を供給する回転ポンプと、
前記油圧アクチュエータから油を排出されるタンクと、
前記回転ポンプの回転を検出しパルス信号を発生する回転検出器と、
前記回転検出器のパルス信号間の時間計測結果から前記回転ポンプの回転数を算出し、該回転数を予め設定した回転数−吐出量特性と照合して該パルス信号間の吐出量を求めるコントローラを備え、
該コントローラが、現在パルス間時間と以前パルス間時間との差が予め設定された時間以上かを判断する、
ことを特徴とする油圧アクチュエータ駆動装置。
(3)ボデーと移動体との間に設置された油圧アクチュエータと、
前記油圧アクチュエータに油を供給する回転ポンプと、
前記油圧アクチュエータから油を排出されるタンクと、
前記回転ポンプの回転を検出しパルス信号を発生する回転検出器と、
前記回転検出器のパルス信号間の時間計測結果から前記回転ポンプの回転数を算出し、該回転数を予め設定した回転数−吐出量特性と照合して該パルス信号間の吐出量を求め、該吐出量を加算して前記回転ポンプの累計吐出量を算出するコントローラと、
を備える車両用移動体操作装置。
前記した手段によれば、緩動作を正確に開始させることができる。
本発明の第一実施形態であるウイング開閉装置を搭載したウイング車を示す斜視図である。 本発明の第一実施形態であるウイング開閉装置の中立位置を示す回路図である。 本発明の第一実施形態であるウイング開閉装置の開作動時の時間とモータ電圧との関係を示すグラフである。 本発明の第一実施形態であるウイング開閉装置の閉作動時の時間とモータ電圧との関係を示すグラフである。 本発明の第一実施形態であるウイング開閉装置の回転速度−吐出量特性を示すグラフである。 本発明の第一実施形態である車両でのウイング開閉装置の圧力変化を示すグラフである。 本発明の第一実施形態であるウイング開閉装置の開作動の制御を説明するフローチャートである。 本発明の第二実施形態であるウイング開閉装置の開作動を説明するフローチャートである。 その特徴を説明するパルス波形図である。 本発明の第三実施形態であるウイング開閉装置の開作動を説明するフローチャートである。 通常駆動制御開始後の累計吐出量−時間特性を示すグラフである。 本発明の第四実施形態であるウイング開閉装置の開作動を説明するフローチャートである。 通常駆動制御開始後における回転ポンプの累計吐出量と油圧シリンダ装置のストロークとの関係を示すグラフである。 ウイング開閉装置のウイング開作動時におけるウイング開閉装置の圧力と油圧シリンダ装置のストロークとの関係を示すグラフである。 本発明の第五実施形態であるウイング開閉装置の開作動を説明するフローチャートである。 本発明の第五実施形態であるウイング開閉装置の回転ポンプ温度−吐出量特性を示すグラフである。
以下、本発明の一実施形態を図面に即して説明する。
図1〜図7は本発明の第一実施形態を示している。
本実施形態において、本発明に係る油圧アクチュエータ駆動装置は、図1に示されたウイング車のウイングの開閉を制御するウイング開閉装置として構成されている。
図1に示されているように、ウイング車1はトラック2の荷台に搭載されているウイングボデー3を備えており、ウイングボデー3の左右の側壁には移動体としてのウイング5が一対、支軸4によって回動自在に支持されて、ガルウイング形態に斜め上方に開閉するように設備されている。
なお、左右のウイング5、5は同一の構造をもって左右対称形状に配設されているため、以下、左側のウイング5について代表的に説明する。
ウイングボデー3の前後壁には前後で一対の複動形油圧シリンダ装置(以下、油圧シリンダ装置という)10および20がそれぞれ上向きに配設されており、前後の油圧シリンダ装置10および20はそのシリンダ側がウイングボデー3に回転自在にそれぞれ枢着されている。
前側油圧シリンダ装置10におけるピストンロッド11はウイング5の前側端部に回転自在に枢着されており、後側油圧シリンダ装置20におけるピストンロッド21はウイング5の後側端部に回転自在に枢着されている。したがって、ウイング5は前後の油圧シリンダ装置10および20の伸縮作動によって開閉駆動されるようになっている。
前後の油圧シリンダ装置10および20はウイング開閉装置30によって駆動され制御されるように構成されており、ウイング開閉装置30はユニット化されてウイング車のウイングボデーが構築された荷台の横根太に吊り下げられている。
次に、ウイング車のウイング開閉装置の油圧回路の構成を図2について説明する。
なお、ウイング車のウイング開閉装置は左右対称に構成されているので、便宜上、左側ウイングの駆動回路をもって代表的に図示および説明する。
ウイング開閉装置30はDCモータ31によって回転駆動される回転ポンプ(rotary pump)32と、作動油が貯留されたオイルタンク35を備えている。回転ポンプ32の吸入ポート32aはオイルタンク35にフィルタ36を介して接続されており、回転ポンプ32の吐出ポートには供給路33が接続されている。オイルタンク35には排出路34が接続されており、供給路33と排出路34との間にはリリーフ弁37が介設されている。
供給路33および排出路34には方向制御弁40が接続されている。方向制御弁40は4ポート・3位置・ABT接続・スプリングセンタ・電磁切換弁として構成されている。方向制御弁40の第一負荷ポートA(以下、Aポートという)には第一給排路41が接続されており、第二負荷ポートB(以下、Bポートという)には第二給排路42が接続されている。
第一給排路41には第一パイロットチェック弁43が介設されており、第一パイロットチェック弁43はAポートへの逆流を阻止するように構成されている。第一パイロットチェック弁43のパイロット回路43aは第二給排路42における第二パイロットチェック弁44の方向制御弁40側に接続されている。
また、第二給排路42には第二パイロットチェック弁44が介設されており、第二パイロットチェック弁44のパイロット回路44aは第一給排路41における第一パイロットチェック弁43の方向制御弁40側に接続されている。
図2に示されているように、前側油圧シリンダ装置10のシリンダ室はピストン12によって、上昇駆動側シリンダ室13と下降駆動側シリンダ室14とに仕切られている。上昇駆動側シリンダ室13には前側上昇駆動側分岐路15が接続されており、下降駆動側シリンダ室14には前側下降駆動側分岐路16が接続されている。
同様に、後側油圧シリンダ装置20のシリンダ室はピストン22によって、上昇駆動側シリンダ室23と下降駆動側シリンダ室24とに仕切られている。上昇駆動側シリンダ室23には後側上昇駆動側分岐路25が接続されており、下降駆動側シリンダ室24には後側下降駆動側分岐路26が接続されている。
前側上昇駆動側分岐路15と後側上昇駆動側分岐路25とは第一給排路41に第一パイロットチェック弁43の方向制御弁40と反対側においてそれぞれ接続されており、前側上昇駆動側分岐路15と後側上昇駆動側分岐路25とは第一給排路41から実質的にそれぞれ分岐された状態になっている。
同様に、前側下降駆動側分岐路16と後側下降駆動側分岐路26とは第二給排路42に第二パイロットチェック弁44の方向制御弁40と反対側においてそれぞれ接続されており、前側下降駆動側分岐路16と後側下降駆動側分岐路26とは第二給排路42から実質的に分岐された状態になっている。
前側上昇駆動側分岐路15には前側スローリターン弁17が分岐点の前側上昇駆動側シリンダ室13寄り位置に介設されている。前側スローリターン弁17はチェック弁17aおよび絞り弁17bとから構成されており、圧油を前側上昇駆動側シリンダ室13に供給するときは、チェック弁17aが開かれ、前側上昇駆動側シリンダ室13から圧油が排出されるときにはチェック弁17aが閉じられ絞り弁17bを介して徐々にタンクを排出し、ウイング5が急激に閉じられることがないようになっている。
同様に、後側上昇駆動側分岐路25には後側スローリターン弁27が分岐点の後側上昇駆動側シリンダ室23寄り位置に介設されている。後側スローリターン弁27はチェック弁27aおよび絞り弁27bから構成されており、圧油が後側上昇駆動側シリンダ室23へ供給されるときにはチェック弁27aが開かれ、圧油が後側上昇駆動側シリンダ室23から排出されるときにはチェック弁27aが閉じられ、絞り弁27bを介して徐々にタンクへ排出され、ウイング5が急激に閉じられることのないようになっている。
第一給排路41の前側上昇駆動側分岐路15と後側上昇駆動側分岐路25との分岐点よりも第一パイロットチェック弁43寄りの位置には、方向制御弁40を迂回する迂回路38の一端が接続されており、迂回路38の他端は排出路34を経由してオイルタンク35に接続されている。迂回路38には常時閉じで非常時に開かれる止め弁39が介設されており、迂回路38および止め弁39はウイング開閉装置30のマニホールド(図示せず)に形成されている。
回転ポンプ32には回転検出器45が設置されている。回転検出器45は回転ポンプ32の回転を検出してパルスを発生し、発生した各パルスをコントローラ50に随時送信する。
なお、本実施形態においては、回転ポンプ32としては、歯車ポンプを使用しているが、回転羽ポンプやねじポンプ等を使用してもよい。
また、回転検出器45としては、磁気を利用したものを使用しているが、光を使用したものを使用してもよい。
コントローラ50は、中央演算処理部(CPU)51と、DCモータ31を駆動するドライバ52と、タイマ54と、メモリー55とを有している。
ドライバ52はバッテリー56の電力によってDCモータ31を駆動し、スイッチ57によってオン・オフされる。また、ドライバ52はDCモータ31を位相制御(PWM)または周波数制御(FM)で駆動する機能を有している。
タイマ54は回転検出器45から送信されて来る各パルス間毎の時間を逐次計測して、その計測結果をCPU51に随時送信する。例えば、パルス間の時間計測はコントローラ50のクロック信号を計数することによって実行する。
また、タイマ54はウイング5の全閉状態から現在の位置までの所要時間およびウイング5の全開状態から現在の位置までの所要時間を計測する。
メモリー55は予め設定した回転速度−吐出量特性(後述する図5参照)をテーブルとして記憶しており、回転速度−吐出量特性をテーブルとしてCPU51の要求に従ってCPU51に随時提供する。
また、メモリー55はCPU51の制御動作に必要なデータを記憶している。
ここで、前記構成に係るウイング開閉装置30の油圧回路の作用を説明する。
ウイング車1の走行中、ウイング5はウイングボデー3を密閉するように閉じられた状態に維持される。この際、前後の油圧シリンダ装置10および20は短縮状態に維持され、方向制御弁40は中立位置に維持されている。
ウイングボデー3に対する荷の積み下ろし作業に際して、ウイング5が開放される場合、図2において、方向制御弁40はポンプポートP(以下、Pポートという)がAポートに、タンクポートT(以下、Tポートという)がBポートにそれぞれ接続されるウイング上昇作動位置に切り換えられる。
このウイング上昇作動位置において、回転ポンプ32の圧油は前側上昇駆動側シリンダ室13および後側上昇駆動側シリンダ室23に、供給路33→方向制御弁40→第一給排路41→第一パイロットチェック弁43→前側上昇駆動側分岐路15および後側上昇駆動側分岐路25→前側スローリターン弁17のチェック弁17aおよび後側スローリターン弁27のチェック弁27a、を経由してそれぞれ供給される。同時に、第一給排路41からパイロット回路44aを介して圧油が供給され、第二パイロットチェック弁44が開かれ、第二給排路42の逆流が許容される状態になる。
他方、前側油圧シリンダ装置10の下降駆動側シリンダ室14および後側油圧シリンダ装置20の下降駆動側シリンダ室24の圧油はオイルタンク35に、前側下降駆動側分岐路16および後側下降駆動側分岐路26→第二パイロットチェック弁44→第二給排路42→方向制御弁40→排出路34、を経由してそれぞれ排出される。
以上の圧油の供給作動および排出作動により、前後の油圧シリンダ装置10および20が伸長作動されるため、ウイング5は両油圧シリンダ装置10、20のピストンロッド11、21によって前後が同時に上昇され、図1に示されているようにウイングボデー3の側方が開放されて行く。
そして、ウイング5が所定の開度まで上昇されると、方向制御弁40は図2に示されている中立位置に戻される。この中立位置の状態においては、閉鎖時と同じ保持状態が作り出されるため、ウイング5は所定の開度で開いた状態を維持することができる。
その後、開放されたウイング5が閉鎖されるに際して、図2に示されている方向制御弁40はPポートがBポートに、TポートがAポートにそれぞれ接続されるウイング下降作動位置に切り換えられる。
この切換作動位置(ウイングの下降作動位置)において、前側油圧シリンダ装置10の上昇駆動側シリンダ室13および後側油圧シリンダ装置20の上昇駆動側シリンダ室23の圧油はオイルタンク35に、前側上昇駆動側分岐路15および後側上昇駆動側分岐路25→前側スローリターン弁17の絞り弁17bおよび後側スローリターン弁27の絞り弁27b→第一給排路41→方向制御弁40→排出路34、を経由して排出される。
この際、第一給排路41に介設された第一パイロットチェック弁43にはパイロット回路43aによって第二給排路42の圧油が導入されているため、第一パイロットチェック弁43は逆流を許容する状態になる。
他方、回転ポンプ32の圧油は前側油圧シリンダ装置10の下降駆動側シリンダ室14および後側油圧シリンダ装置20の下降駆動側シリンダ室24に、供給路33→方向制御弁40→第二給排路42→第二パイロットチェック弁44→前側下降駆動側分岐路16および後側下降駆動側分岐路26、を経由してそれぞれ供給される。
ウイング5が完全に閉鎖されると、方向制御弁40は中立位置に戻され、元の閉鎖状態が創り出される。
ところで、ウイング車のウイングは重量(質量)が大きいので、起動時および停止時の衝撃が大きくなる。
本実施形態においては、緩起動緩停止機能を実行するためのコントローラ50が設けられている。
さらに、コントローラ50は温度変化等によるポンプ吐出流量変化バラツキの影響および車両の大きさの違い等によるウイング現在位置の誤差の影響を防止するための緩停止開始点補正機能を実行する。
図3(A)、(B)はウイング5の開作動時の緩起動および緩停止を示す。
緩起動区間では、DCモータ31の電圧が緩起動開始点からドライバ52による位相制御によって増加され、緩起動区間の緩起動終点では全電圧(バッテリー電圧)がDCモータ31に印加される。
ウイング5が全開する手前の緩停止区間では、緩停止区間の緩停止開始点(通常区間の終点となるタイミング)からドライバ52による位相制御によって、DCモータ31の電圧が全電圧から減少され、予め設定された電圧がDCモータ31に印加される。
したがって、減少された電圧がDCモータ31に印加された状態で、ウイング5が緩やかに全開される。ウイング5の全開状態が回転検出器45によって検出された後に、DCモータ31は自動停止される。
図4(A)、(B)はウイング5の閉作動時の緩起動および緩停止を示す。
緩起動区間では、DCモータ31の電圧が緩起動開始点からドライバ52による位相制御によって増加され、緩起動区間の緩起動終点では必要に応じて全電圧または予め設定された電圧がDCモータ31に印加される。
ウイング5が全閉する手前の緩停止区間では、緩停止区間の緩停止開始点(通常区間の終点)からドライバ52による位相制御によって、DCモータ31の電圧が予め設定された電圧から減少され、予め設定された電圧がDCモータ31に印加される。
したがって、減少された電圧がDCモータ31に印加された状態で、ウイング5が緩やかに全閉される。ウイング5の全閉状態が回転検出器45によって検出された後、DCモータ31は自動停止される。
以下、ウイング開閉装置の開作動閉作動の制御を図5〜図7について説明する。
図5はウイング開閉装置の回転速度−吐出量特性を示すグラフであり、縦軸に回転ポンプの吐出量(cc)が取られ、横軸にウイング開閉装置の圧力(Pa)が取られている。 ウイング開閉装置の回転速度−吐出量特性は、所定の回転速度における吐出量および圧力変化を示す特性であって、回転速度が一定であれば圧力の増加に追従して吐出量が低下することを示す特性であり、ウイング開閉装置の実機による実験やコンピュータによるシミュレーション(模擬実験)のような経験的手法によって作成され、コントローラ50のメモリー55にテーブルとして予め記憶される。
図5に示されたウイング開閉装置の回転速度(回転数)−吐出量特性グラフにおいては、毎分2000〜4000回転(r.p.m)、毎分1000回転(r.p.m)、毎分500回転(r.p.m)における吐出量−圧力特性線N1、N2、N3が示されている。
図6はウイング開閉装置の圧力変化を示すグラフであり、縦軸にウイング開閉装置の圧力(Pa)が取られ、横軸にウイング位置が取られている。
ウイング開閉装置の圧力変化特性は、ウイング開閉装置のウイング開作動から全開位置およびウイング閉作動から全閉位置における圧力変化であり、例えば、供給路33の方向制御弁40と回転ポンプ32との間に圧力センサを介設した実験によって作成される。
図7はウイング開閉装置の開作動についての制御を説明するフローチャートである。
以下、図3に示されたウイング開閉装置の開作動についての制御を図7のフローチャートに沿って説明する。なお、フローはコントローラ50が実行する。
フローがスタートすると、第一ステップS1において、「開スイッチがオンか」を判断する。
開スイッチがオンでない場合(NO)には第十三ステップS13に進む。
開スイッチがオンの場合(YES)には第二ステップS2に進む。
第二ステップS2において、緩起動駆動制御を実行して、第三ステップS3に進む。
第三ステップS3において、「緩起動終点か」をタイマ54によって判断する。
緩起動終点でない場合(NO)には第二ステップS2に戻る。
緩起動終点である場合(YES)には第四ステップS4に進む。
第四ステップS4において、通常駆動制御を実行する。
ここまで、図3(A)参照。
以降、図3(B)参照。
次いで、第五ステップS5に進む。
第五ステップS5において、回転検出器45からのパルスによりパルス間の時間tを計測し、その計測時間に基づいて回転ポンプ32の回転速度vを算出し、第六ステップS6に進む。ちなみに、回転速度は時間の逆数によって算出する。
第六ステップS6において、算出した回転速度をメモリー55のテーブル(図5の回転速度−吐出量特性)と照合してパルス間の吐出量Qを求め、第七ステップS7に進む。
回転速度vとテーブルとの照合においては、例えば、図5に示されているように、算出した回転速度(毎分1000回転)の吐出量−圧力特性線N2での設定圧力Psに対応する吐出量Q2を求める。設定圧力Psとしては、例えば図6のウイング開閉装置圧力変化特性グラフでの圧力変化の平均値を使用する。
第七ステップS7において、第六ステップS6で求めた吐出量Qを加算して回転ポンプ32の累計吐出量ΣQを算出し、第八ステップS8に進む。
第八ステップS8において、「累計吐出量が緩停止開始累計吐出量以上(ΣQ≧ΣQs)か」を判断する。
累計吐出量ΣQが緩停止開始累計吐出量ΣQs以上でない場合(NO)には第四ステップS4に戻り、累計吐出量ΣQが緩停止開始累計吐出量ΣQs以上になる迄、ルーチンを繰り返す。
累計吐出量ΣQが緩停止開始累計吐出量ΣQs以上である場合(YES)には、第九ステップS9に進む。
第九ステップS9において、緩停止駆動制御を実行し、第十ステップS10に進む。
第十ステップS10において、通常駆動時と同様に、第五ステップS5〜第七ステップS7の動作を行い、累計吐出量ΣQを算出し、第十一ステップS11に進む。
第十一ステップS11において、「ウイング全開か」を判断する。
本実施形態においては、「ウイング全開か」を「ストロークエンドか」によって判断する。「ストロークエンドか」はDCモータ31や回転ポンプ32の運転状況の急変を、次のような方法で検出することによって判断する。
(1)ウイング全開時であるピストンロッドのストロークエンドにおけるDCモータ31の電流の急増を検出する。
(2)供給路33の方向制御弁40と回転ポンプ32との間に介設した圧力センサ(図示せず)によってウイング開閉装置30の油圧回路の圧力の急増を検出する。
(3)回転ポンプ32の回転速度の急減を検出する。
ウイング全開でない場合(NO)には、第九ステップS9に戻る。
ウイング全開である場合(YES)には、第十二ステップS12に進む。
第十二ステップS12において、新規取付時および実車において緩停止開始点に誤差がある場合は、メモリー55に記憶されている緩停止開始点Psにおける累計吐出量ΣQsを全開時の累計吐出量ΣQより算出して更新し、第十三ステップS13に進む。
第十三ステップS13において、DCモータ31の駆動を停止する。
以上、図3に示されたウイング開閉装置の開作動の制御について述べたが、図4に示されたウイング開閉装置の閉作動の制御についても同様に実行する。
本実施形態によれば、次の効果を得ることができる。
(1)吐出量をリアルタイムで補正することができるので、ウイングを正確に緩停止させることができる。
(2)吐出量をリアルタイムで補正することができるので、1回動作した結果より次回の補正を行うのではなく、また、途中停止や上げ下げ繰り返し等によるウイング現在位置の誤差の影響を防止することができる。
図8は本発明の第二実施形態であるウイング開閉装置の開作動を説明するフローチャートである。
図9はその特徴を説明するパルス波形図である。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、第十一ステップS11である。
すなわち、第十一ステップS11において、「現在パルス間時間(tn)と以前パルス間時間(tn−n)の差(Δt)が予め設定された時間(ts)以上(Δt≧ts)か」を判断する(図9参照)。
現在パルス間時間と以前パルス間時間の差Δtが設定時間ts未満である場合(NO)には、第九ステップS9に戻る。
現在パルス間時間と以前パルス間時間の差Δtが設定時間ts以上である場合(YES)には、第十二ステップS12に進む。
本実施形態によれば、前述した効果に加えて次の特有の効果が得ることができる。
「ウイング全開か」を「ウイング全開時のストロークエンドにおけるDCモータ31の電流の急増を検出することによって判断する場合」には、大電流のために発生電圧が小さく、リップル(ノイズ)も大きいので、ストロークエンドの判定が困難であり、その結果、「ウイング全開か」の判断が困難になる。
「ウイング全開か」を「ウイング開閉装置の油圧回路に圧力センサを介設して圧力の急増を検出する場合」には、圧力センサが高価であるので、ウイング開閉装置のイニシャルコストが大きくなってしまう。
本実施形態においては、回転ポンプ32に設けた回転検出器45のパルス間時間を「ウイング全開か」の判断に使用するので、DCモータ31の大電流およびリップルに影響を受けずに「ウイング全開か」を正確に判断することができるとともに、ウイング開閉装置のイニシャルコストおよびランニングコストの増加を低減することができる。
図10は本発明の第三実施形態であるウイング開閉装置の開作動を説明するフローチャートである。
図11は通常駆動制御開始後における累計吐出量−時間特性を示すグラフであり、縦軸に累計吐出量が取られ、横軸に時間が取られている。
図11において、累計吐出量は時間の経過に伴って増加している。
油圧シリンダ装置のストロークは油圧室への作動油の供給量すなわち回転ポンプの吐出量に規定されるので、油圧シリンダ装置のストロークと累計吐出量とは比例する。このため、累計吐出量−時間線の傾き(ΣQ/t)はストロークの伸長速度を表す。
図11において、緩停止動作期間の累計吐出量−時間線Lbの傾きΘbは、通常動作期間の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも小さい。これは、緩停止動作期間の回転ポンプの回転速度が通常動作期間の回転ポンプの回転速度よりも小さいからであり(図3参照)、緩停止動作期間のストローク速度が通常動作期間のストローク速度よりも遅いことを意味する。
図11において、第一線L1および第二線L2は緩停止開始点手前の補正時点における通常動作期間の累計吐出量−時間線をそれぞれ示しており、補正時点での累計吐出量を算出することにより、求められる。
第一線L1の傾きは標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも大きい。これは、ストローク速度が標準ストローク速度よりも速いことを意味する。
第二線L2の傾きは標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも小さい。これは、ストローク速度が標準ストローク速度よりも遅いことを意味する。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、図10に示されているように、緩停止開始点補正ステップが第七ステップS7後に追加される点、である。
すなわち、補正第一ステップA1において、補正時点での累計吐出量−時間線の傾きΘxを算出し、補正第二ステップA2に進む。
補正第二ステップA2において、「補正時点での累計吐出量−時間線の傾きΘxは標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも大きい(Θx>Θa)か」を判断する(図11参照)。
補正時点での累計吐出量−時間線(L1)の傾きΘxが標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも大きい場合(YES)には、補正第三ステップA3に進む。
補正時点での累計吐出量−時間線(L2)の傾きΘxが標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも大きくない場合(NO)には、補正第四ステップA4に進む。
補正第三ステップA3において、標準の累計吐出量−時間線Laの緩停止開始点Psの累計吐出量ΣQsを予め設定された値αの分だけ減少する方向に補正し、第八ステップS8に進む。
補正第四ステップA4において、「補正時点での累計吐出量−時間線の傾きΘxは標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも小さい(Θx<Θa)か」を判断する(図11参照)。
補正時点での累計吐出量−時間線(L2)の傾きΘxが標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも小さい場合(YES)には、補正第五ステップA5に進む。
補正時点での累計吐出量−時間線(L1)の傾きΘxが標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaよりも小さくない場合(NO)には、補正第六ステップA6に進む。
補正第五ステップA5において、標準の累計吐出量−時間線Laの緩停止開始点Psの累計吐出量ΣQsを予め設定された値βの分だけ増加する方向に補正し、第八ステップS8に進む。
補正第六ステップA6において、「補正時点での累計吐出量−時間線の傾きΘxは標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaと等しい(Θx=Θa)か」を判断する。
補正時点での累計吐出量−時間線の傾きΘxが標準の累計吐出量−時間線Laの傾きΘaと等しい場合(YES)には、第八ステップS8に進む。
本実施形態によれば、前述した効果に加えて次の特有の効果を得ることができる。
すなわち、緩停止開始点Psの手前の油圧シリンダ装置のストローク速度に対応して緩停止開始点Psを補正することにより、緩停止動作期間を加減することができるので、通常作動期間のストローク速度が速い場合は、緩停止動作不足を防止し、ストローク速度が遅い場合は、緩停止動作期間のロスを低減することができる。
図12は本発明の第四実施形態であるウイング開閉装置の開作動を説明するフローチャートである。
図13は通常駆動制御開始後における回転ポンプの累計吐出量と油圧シリンダ装置のストロークとの関係(以下、累計吐出量−ストローク特性という)を示すグラフであり、縦軸に累計吐出量が取られ、横軸にストロークが取られている。
累計吐出量−ストローク特性は、油圧シリンダ装置のストロークが油圧室への作動油の供給量すなわち回転ポンプの累計吐出量に依存するので、累計吐出量とストロークとは比例する。
図14はウイング開閉装置のウイング開作動時におけるウイング開閉装置の圧力と油圧シリンダ装置のストロークとの関係(以下、圧力−ストローク特性という)を示すグラフであり、縦軸に圧力が取られ、横軸にストロークが取られている。
圧力−ストローク特性は、ウイング開閉装置の実機による実験やコンピュータによるシミュレーション(模擬実験)のような経験的手法によって作成され、コントローラ50のメモリー55にテーブルとして予め記憶される。
本実施形態が第一実施形態と異なる点は、図12に示されているように、累計吐出量補正ステップB1〜B4が第七ステップS7後に次のように追加される点、である。
補正第一ステップB1において、第七ステップS7で算出された累計吐出量ΣQ’をシリンダの断面積で割り現在ストローク位置Xを算出する。
次いで、補正第二ステップB2に進む。
補正第二ステップB2においては、現在ストローク位置Xをメモリー55のテーブル(図14の圧力−ストローク特性)と照合して現在圧力を求める。例えば、図14に示されているように、現在ストローク位置Xの圧力−ストローク特性曲線での現在圧力Pxを求める。
次いで、補正第三ステップB3に進む。
補正第三ステップB3において、現在圧力Pxをメモリー55のテーブル(図5の回転速度毎の吐出量−圧力特性)と照合して現在吐出量を求める。例えば、図5において、回転速度(毎分1000回転)の吐出量−圧力特性線N2での現在圧力Px(図示せず)に対応する吐出量Qx(図示せず)を求める。
次いで、補正第四ステップB4に進む。
補正第四ステップB4において、補正第三ステップB3で求めた吐出量Qxを前回の累計吐出量ΣQに加算して補正累計吐出量ΣQxを算出し、第八ステップS8に進む。
本実施形態によれば、前述した効果に加えて次の特有の効果を得ることができる。
すなわち、現在圧力によって現在吐出量を算出して累計吐出量を補正することができるので、緩停止開始点Psを適正に設定することができる。
図15は本発明の第五実施形態であるウイング開閉装置の開作動を説明するフローチャートである。
図16はウイング開閉装置の回転ポンプ温度−吐出量特性を示すグラフであり、縦軸に回転ポンプの吐出量(cc)が取られ、横軸にウイング開閉装置の圧力(Pa)が取られている。
ウイング開閉装置の回転ポンプ温度−吐出量特性は、所定の回転ポンプ温度における吐出量および圧力変化を示す特性であって、回転ポンプ温度が一定であれば圧力の増加に追従して吐出量が低下することを示す特性であり、ウイング開閉装置の実機による実験やコンピュータによるシミュレーション(模擬実験)のような経験的手法によって作成され、コントローラ50のメモリー55にテーブルとして予め記憶される。
図16に示されたウイング開閉装置の回転ポンプ温度−吐出量特性グラフにおいては、毎分1000回転(r.p.m)における、80℃の吐出量−圧力特性線O1、常温の吐出量−圧力特性線O2および零下30℃の吐出量−圧力特性線O3が示されている。
例えば、零下30℃においては常温と比べて作動油の粘度が高くなるので、零下30℃の吐出量−圧力特性線O3において、吐出量は全体的に低下する。
80℃においては常温と比べて作動油の粘度が低くなるので、圧力が低いと吐出量は増加するが、圧力が高くなるほど漏洩が多くなるので、80℃の吐出量−圧力特性線O1において、吐出量は減少する。
以下、図3に示されたウイング開閉装置の開作動についての制御を図15のフローチャートに沿って説明する。なお、フローはコントローラ50が実行する。
フローがスタートすると、第一ステップS1において、「開スイッチがオンか」を判断する。
開スイッチがオンでない場合(NO)には第十三ステップS13に進む。
開スイッチがオンの場合(YES)には第二ステップS2に進む。
第二ステップS2において、緩起動駆動制御を実行して、第三ステップS3に進む。
第三ステップS3において、「緩起動終点か」をタイマ54によって判断する。
緩起動終点でない場合(NO)には第二ステップS2に戻る。
緩起動終点である場合(YES)には第四ステップS4に進む。
第四ステップS4において、通常駆動制御を実行する。
ここまで、図3(A)参照。
以降、図3(B)参照。
次いで、第五ステップS5に進む。
第五ステップS5において、温度検出器58(図2参照)により温度を検出し、かつ、回転検出器45からのパルスによりパルス間の時間tを計測し、その計測時間に基づいて回転ポンプ32の回転速度vを算出し、第六ステップS6に進む。ちなみに、回転速度は時間の逆数によって算出する。
第六ステップS6において、算出した回転速度をメモリー55のテーブル(図16の回転ポンプ温度−吐出量特性)と照合してパルス間の吐出量Qを求め、第七ステップS7に進む。
回転速度vとテーブルとの照合においては、例えば、図16に示されているように、算出した回転速度(毎分1000回転)における常温の吐出量−圧力特性線O2での設定圧力Psに対応する吐出量Q2を求める。設定圧力Psとしては、例えば図6のウイング開閉装置圧力変化特性グラフでの圧力変化の平均値を使用する。
第七ステップS7において、第六ステップS6で求めた吐出量Qを加算して回転ポンプ32の累計吐出量ΣQを算出し、第八ステップS8に進む。
第八ステップS8において、「累計吐出量が緩停止開始累計吐出量以上(ΣQ≧ΣQs)か」を判断する。
累計吐出量ΣQが緩停止開始累計吐出量ΣQs以上でない場合(NO)には第四ステップS4に戻り、累計吐出量ΣQが緩停止開始累計吐出量ΣQs以上になる迄、ルーチンを繰り返す。
累計吐出量ΣQが緩停止開始累計吐出量ΣQs以上である場合(YES)には、第九ステップS9に進む。
第九ステップS9において、緩停止駆動制御を実行し、第十ステップS10に進む。
第十ステップS10において、通常駆動時と同様に、第五ステップS5〜第七ステップS7の動作を行い、累計吐出量ΣQを算出し、第十一ステップS11に進む。
第十一ステップS11において、「ウイング全開か」を第一実施形態と同様の方法で判断する。
ウイング全開でない場合(NO)には、第九ステップS9に戻る。
ウイング全開である場合(YES)には、第十二ステップS12に進む。
第十二ステップS12において、新規取付時および実車において緩停止開始点に誤差がある場合は、メモリー55に記憶されている緩停止開始点Psにおける累計吐出量ΣQsを全開時の累計吐出量ΣQより算出して更新し、第十三ステップS13に進む。
第十三ステップS13において、DCモータ31の駆動を停止する。
以上、図3に示されたウイング開閉装置の開作動の制御について述べたが、図4に示されたウイング開閉装置の閉作動の制御についても同様に実行する。
本実施形態によれば、第一実施形態と同様の効果を得ることができる。
なお、本発明は以上の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々に変更が可能であることはいうまでもない。
例えば、第二実施形態は第一実施形態に限らず、第三実施形態および第四実施形態に適用することができる。
また、第二実施形態、第三実施形態および第四実施形態は、第五実施形態に適用することができる。
油圧アクチュエータ駆動装置はウイング開閉装置に使用するに限らず、テールゲート昇降装置、テールゲートの開閉も油圧シリンダ装置によって実行する所謂全自動式テールゲート昇降装置、ダンプカーの荷台(移動体)昇降装置および乗用車のバックドア(移動体)開閉装置等にも使用することができる。
油圧アクチュエータ駆動装置は油圧シリンダ装置に使用するに限らず、前進および後退(正回転および逆回転)する油圧モータ等の油圧アクチュエータ全般に使用することができる。
本発明は、ウイング車、テールゲート車、ダンプカーおよび乗用車等の自動車に限らず、鉄道等の車両全般に適用することができる。
1…ウイング車(車両)、2…トラック、3…ウイングボデー、4…支軸、5…ウイング(移動体)、6…荷台、
10…前側油圧シリンダ装置(油圧アクチュエータ)、11…ピストンロッド、12…ピストン、13…前側上昇駆動側シリンダ室、14…前側下降駆動側シリンダ室、15…前側上昇駆動側分岐路、16…前側下降駆動側分岐路、17…前側スローリターン弁、17a…チェック弁、17b…絞り弁、
20…後側油圧シリンダ装置(油圧アクチュエータ)、21…ピストンロッド、22…ピストン、23…後側上昇駆動側シリンダ室、24…後側下降駆動側シリンダ室、25…後側上昇駆動側分岐路、26…後側下降駆動側分岐路、27…後側スローリターン弁、27a…チェック弁、27b…絞り弁、
30…ウイング開閉装置(油圧アクチュエータ駆動装置)、31…DCモータ、32…回転ポンプ、32a…吸入ポート、33…供給路、34…排出路、35…オイルタンク、36…フィルタ、37…リリーフ弁、38…迂回路、39…止め弁、
40…方向制御弁、41…第一給排路、42…第二給排路、43…第一パイロットチェック弁、43a…パイロット回路、44…第二パイロットチェック弁、44a…パイロット回路、
45…回転検出器、
50…コントローラ、51…中央演算処理部(CPU)、52…ドライバ、54…タイマ、55…メモリー、56…バッテリー、57…スイッチ、58…温度検出器。

Claims (11)

  1. 油圧アクチュエータと、
    前記油圧アクチュエータに油を供給する回転ポンプと、
    前記油圧アクチュエータから油を排出されるタンクと、
    前記回転ポンプの回転を検出しパルス信号を発生する回転検出器と、
    前記回転検出器のパルス信号間の時間計測結果から前記回転ポンプの回転数を算出し、該回転数を予め設定した回転数−吐出量特性と照合して該パルス信号間の吐出量を求め、該吐出量を加算して前記回転ポンプの累計吐出量を算出するコントローラと、
    を備える油圧アクチュエータ駆動装置。
  2. 前記回転数−吐出量特性は、所定の回転速度における吐出量および圧力変化を示す特性である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の油圧アクチュエータ駆動装置。
  3. 前記回転数−吐出量特性は、所定の回転ポンプ温度における吐出量および圧力変化を示す特性である、
    ことを特徴とする請求項1に記載の油圧アクチュエータ駆動装置。
  4. 前記コントローラは、前記累計吐出量から前記油圧アクチュエータの緩停止動作開始点を決定する、
    ことを特徴とする請求項1、2または3に記載の油圧アクチュエータ駆動装置。
  5. 油圧アクチュエータと、
    前記油圧アクチュエータに油を供給する回転ポンプと、
    前記油圧アクチュエータから油を排出されるタンクと、
    前記回転ポンプの回転を検出しパルス信号を発生する回転検出器と、
    前記回転検出器のパルス信号間の時間計測結果から前記回転ポンプの回転数を算出し、該回転数を予め設定した回転数−吐出量特性と照合して該パルス信号間の吐出量を求めるコントローラを備え、
    該コントローラが、現在パルス間時間と以前パルス間時間との差が予め設定された時間以上かを判断する、
    ことを特徴とする油圧アクチュエータ駆動装置。
  6. 前記コントローラが、補正時点での累計吐出量−時間線の傾きは標準の累計吐出量−時間線の傾きよりも大きいかを判断し、大きい場合には前記緩停止開始点を予め設定された値だけ増加する方向に補正し、大きくない場合には前記緩停止開始点を予め設定された値だけ減少する方向に補正する、
    ことを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載の油圧アクチュエータ駆動装置。
  7. 前記コントローラが、前記累計吐出量を累計吐出量−ストローク特性と照合して現在ストローク位置を求め、該現在ストローク位置を圧力−ストローク特性と照合して現在圧力を求め、該現在圧力を回転速度毎の吐出量−圧力特性と照合して現在吐出量を求め、該現在吐出量を加算して補正累計吐出量を算出する、
    ことを特徴とする請求項1、2、3、4または5に記載の油圧アクチュエータ駆動装置。
  8. ボデーと移動体との間に設置された油圧アクチュエータと、
    前記油圧アクチュエータに油を供給する回転ポンプと、
    前記油圧アクチュエータから油を排出されるタンクと、
    前記回転ポンプの回転を検出しパルス信号を発生する回転検出器と、
    前記回転検出器のパルス信号間の時間計測結果から前記回転ポンプの回転数を算出し、該回転数を予め設定した回転数−吐出量特性と照合して該パルス信号間の吐出量を求め、該吐出量を加算して前記回転ポンプの累計吐出量を算出するコントローラと、
    を備える車両用移動体操作装置。
  9. 前記回転数−吐出量特性は、所定の回転速度における吐出量および圧力変化を示す特性である、
    ことを特徴とする請求項8に記載の車両用移動体操作装置。
  10. 前記回転数−吐出量特性は、所定の回転ポンプ温度における吐出量および圧力変化を示す特性である、
    ことを特徴とする請求項8に記載の車両用移動体操作装置。
  11. 前記コントローラは、前記累計吐出量から前記油圧アクチュエータの緩停止動作開始点を決定することを特徴とする請求項8、9または10に記載の車両用移動体操作装置。
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