JP7364175B2 - 静摩擦の軽減のための油圧弁のディザリング - Google Patents

Description

＜関連出願の相互参照＞
本出願は、２０１９年９月２７日に出願された米国出願第１６／５８５７８４号に基づく優先権を主張するものであり、その開示内容全体をここに参照により援用する。

本開示は全般的に油圧弁に関し、より具体的には静摩擦によって引き起こされる、ユーザ入力と油圧シリンダの動きとの間の遅延を軽減する技術に関する。

掘削機のような建設機械は、表面を改修するための器具を有する。一般的な掘削機の器具は、油圧駆動ブーム、スティックおよびバケット部材を含んでおり、これら部材は各々が油圧シリンダを有しており、これらシリンダに油圧流体圧力を印加することにより可動する。ユーザからの入力に基づいて、シリンダに油圧流体圧力を印加するために様々な弁が用いられる。

これらの弁には、ユーザ入力と器具の動作との間に遅延が生じるという問題が付随する。この遅延の原因は、少なくとも部分的に静摩擦にあり、油圧流体圧力による弁構成要素の即時の作動を妨げる。静摩擦は、二つの表面間で発生する摩擦であって、表面の互いに対する動きに対抗する摩擦である。構成要素を動かす油圧流体圧力が増加するにつれて、静摩擦が解消されて、動摩擦のみが残る。この動摩擦を解消する力は、静摩擦の解消に求められる力より少ない。例えば、パイロット弁がユーザ入力を受けて作動するパイロット式システムでは、パイロット弁によって油圧流体圧力が増加し、油圧構成要素を作動させ、静摩擦が解消されて、運動摩擦のみが残る。これらの静摩擦による遅延は、ユーザによる器具の部材の動きの制御をより複雑かつ煩雑にし得る。

一実施形態において、静摩擦（「スティクション」）を軽減する方法は、第一の油圧弁をディザリングすること（即ち、弁の連続的な前後運動）と、第二の油圧弁をディザリングすることとを含む。前記第一の油圧弁および前記第二の油圧弁それぞれの出力は、主油圧弁の入力に接続されている。前記主油圧弁は、その入力に、前記第一の油圧弁および前記第二の油圧弁のディザリングによって生じる油圧流体圧力が印加されると、ディザリングを行う。前記主弁に関連付けられた油圧シリンダを作動させるユーザ入力が受信される。制御部は、前記ユーザ入力を受けて前記主弁の入力のうちの一つに油圧流体圧力を印加する第一の油圧弁に信号を送信する。前記主弁に関連付けられた前記油圧シリンダは、前記主弁の対応する入力に油圧流体圧力が印加されると、前記主弁の前記出力から油圧流体圧力が印加されて作動する。

油圧弁をディザリングして静摩擦を軽減する装置および掘削機も開示される。

図１Ａは、簡略化された主油圧弁を示す図である。 図１Ｂは、建設現場を改修するための建設機械、具体的には掘削機を示す図である。 図２は、掘削機に関連する電子制御システムを示す図である。 図３は、掘削機の油圧システムの一部の概略を示す図である。 図４は、制御部から制御部ブームアップ弁に印加される信号のグラフである。 図５は、制御部からユーザ・ブームアップ弁に印加される信号のグラフである。 図６は、ブームアップ弁から出力される油圧流体圧力のグラフである。 図７は、主弁の第一の入力における油圧流体圧力のグラフである。 図８は、主弁の第二の入力における油圧流体圧力のグラフである。 図９は、主弁の第一および第二の出力における油圧流体圧力のグラフである。 図１０は、主弁の第一の入力における油圧流体圧力のグラフである。 図１１は、主弁の第二の入力における油圧流体圧力のグラフである。 図１２は、主弁の第一の出力および第二の出力における油圧流体圧力のグラフである。 図１３は、本発明の実施形態による方法を示すフローチャートである。

本明細書に記載する方法および装置は、ここで「スティクション」と称する静摩擦を軽減する。スティクションとは、一般的に、油圧弁またはシリンダが現在動いていない場合に、当該油圧弁またはシリンダに送信された指示（例えば、電気信号または油圧流体圧力）に対して即座に且つ充分に応答できない状態のことである。例えば、指示を受信していない電気機械油圧弁は、特定の位置で休止したままである。休止中の弁は、動摩擦よりも高い静摩擦を受ける。静摩擦が動摩擦よりもはるかに大きいため、油圧弁が静止している状態で油圧弁の作動を開始するには、弁が動いているときよりも大きな力が必要である。スティクションは、入力を受けてから各油圧シリンダが油圧弁に駆動されて作動するまでに遅延を生じさせる。この遅延によって、建設機械などの様々な機械で使用される油圧シリンダに駆動される構成要素の動作制御が困難になることがある。

図１Ａは、油圧流体圧力を受ける二つの入力１４、１６と、油圧流体圧力を印加する一つの出力１８とを有する油圧弁１０を示している。油圧弁１０は、弁体２０内に配置されたスライダ１２を有している。図１Ａに示されるように、スライダ１２は、弁体２０の対応する円筒状空洞に嵌合する大きさの円筒状の物体である。

油圧弁１０は以下のように動作する。入力１４に加えられた油圧流体圧力は、スライダが入力１４から離れて入力１６に向かうように付勢し、バネ２６を圧縮する。入力１６に加えられた油圧流体圧力は、スライダ１２を入力１６から離れて入力１４に向かうように付勢し、バネ２８を圧縮する。入力１４および入力１６に印加される油圧流体圧力が略同じである場合、スライダ１２は静止したままである。一方の入力に印加された油圧流体圧力が、もう一方の入力に印加された油圧流体圧力より高い場合、スライダ１２は高い油圧流体圧力が印加される入力から離れる方向に移動する。スライダ１２が充分に移動すると、出力１８が露出し、入力１４または１６いずれかからの油圧流体圧力が、どちらの入力に対してより高い油圧流体圧力が印加されたかに応じて、印加される。

スライダ１２は、スライダ１２と弁体２０の内面との間の静摩擦により、油圧流体圧力が増加しても移動しない。入力１４に印加される油圧流体圧力が静摩擦の解消に充分な高さになると、スライダ１２が移動を開始し、スライダ１２と弁体２０の内面との間に静摩擦よりも低い動摩擦が発生する。静摩擦は、油圧弁１０の作動がリクエストされたときと、油圧弁１０が作動するときとの間に遅延を生じさせる。一実施形態において、スライダ１２は、スライダ１２と弁体２０との間を油圧流体が流れないようにするために、弁体２０の内面に嵌合するサイズに形成されている。別の実施形態では、Ｏリングが使用されるが、依然としてスライダ１２と弁体２０との間に静摩擦が生じ、多くの場合、Ｏリングを使用しない場合よりも、高いスティクションが生じる。

図１Ｂは、建設機械、具体的には掘削機１００を示している。掘削機１００は、ブーム１０２と、スティック１０４と、バケット１０６とを有し、これらの各々は、掘削機１００のキャビン１０８内に位置するユーザによって制御可能である。ブーム１０２、スティック１０４およびバケット１０６は共に、掘削機１００の器具（例えば、表面改修器具）と称す。キャビン１０８は、掘削機１００の本体と称されるものの一部であり、トレッドまたは他の運搬手段を含んでいてもよい。一実施形態において、ユーザは、キャビン１０８内に位置する制御装置（例えば、ジョイスティック）を作動させて、油圧シリンダ１１０に印加される油圧流体圧力を介して、最終的にブーム１０２を動かす。ユーザは、別の制御装置を作動させて、油圧シリンダ１１２に印加される油圧流体圧力を介して、スティック１０４を動かす。ユーザは、別の制御装置を作動させて、油圧シリンダ１１６に印加される油圧流体圧力を介して、バケット１０６を動かす。

図２は、一実施形態による、ブーム１０２の制御に関する掘削機１００の構成要素を概略的に示している。制御部２０２は、プログラム可能なロジック制御部、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ）、等の電気制御装置であってもよい。一実施形態において、制御部２０２はコンピュータを使って実装される。制御部２０２は、このような動作を規定するコンピュータプログラム指示を実行することによって、制御部２０２の全体動作を制御するプロセッサ２１８を含む。コンピュータプログラム指示は、記憶装置２２２または他のコンピュータ読み取り可能媒体（例えば、磁気ディスク、ＣＤ－ＲＯＭなど）に記憶され、コンピュータプログラム指示を実行したいときにメモリ２２０に取り込まれてもよい。したがって、図１３における方法ステップ（以下に記載）は、メモリ２２０および／または記憶装置２２２に記憶されたコンピュータプログラム指示によって規定でき、コンピュータプログラム指示を実行するプロセッサ２１８により制御できる。例えば、コンピュータプログラム指示は、図１３の方法ステップに規定されるアルゴリズムを実行するように当業者によってプログラムされたコンピュータ実行可能コードとして実現できる。したがって、コンピュータプログラム指示を実行することにより、プロセッサ２１８は、図１３の方法ステップに規定されるアルゴリズムを実行する。当業者とって当然のことながら、制御部の実装形態は、他の構成要素も同様に含んでもよく、制御部２０２は例示を目的としてそのような制御部の構成要素のうち、いくつかの構成要素を上位表示したものである。

センサ２０４は、器具の向き、流体圧力や温度等の動作パラメータのような掘削機１００の状態を検出する一以上のセンサを表している。一実施形態において、器具の向きは、器具のブーム１０２、スティック１０４およびバケット１０６の位置を判定する線形または回転センサおよび／または慣性測定ユニットを使用して判定される。

入力２０８、２１２および２１６は、掘削機１００を操作するための各種入力装置を表している。一実施形態において、入力２０８は、ブーム１０２、スティック１０４およびバケット１０６を動かす一以上の制御装置（例えば、ジョイスティック）を含んでもよい。例えば、ブーム・ジョイスティックは、ユーザによって動かされ、ブーム１０２の上昇または下降を指示できる。同様に、スティック・ジョイスティック（即ち、スティック１０４の動きを制御するジョイスティック）は、ユーザによって動かされて、スティック１０４を掘削機１００の本体へ向けて、または掘削機１００の本体から離れるように指示できる。バケット・ジョイスティックは、ユーザによって動かされ、バケット１０６を掘削機１００の本体へ向けて、または掘削機１００の本体から離れるように指示できる。一実施形態において、ジョイスティックに関連する入力は、ジョイスティックそれぞれに関連するセンサからの信号である。入力２０８はまた、タッチ・スクリーン、ボタンおよびその他の入力等の入力装置を介したユーザからの入力を含んでいてもよい。

一実施形態において、表示部２０６は、掘削機１００のキャビンに配置されておりユーザに情報を表示する。表示部２０６は、タッチ・スクリーン、発光ダイオード・ディスプレイ、液晶ディスプレイ等、任意の表示部であってもよい。表示部２０６は、関連する機械、現在の現場プラン、所望の現場プラン等に関する様々な情報をユーザに提示する。

制御部２０２は、掘削機１００のブーム１０２の動きにそれぞれ関連付けられた複数の電気機械制御弁（例えば、２１０、２１４、および図示されない他のもの）に接続されている。電気機械制御弁２１０は、制御部２０２から電気信号を受信し、当該電気信号に応答して、その出力に油圧流体圧力を印加する。一実施形態において、制御部ブームアップ弁２１０は油圧流体圧力を、ブーム１０２に関するシリンダ１１０を制御する油圧主弁１０の第一の入力に向けることにより、掘削機１００のブーム１０２の上方向の動きを制御する。制御部ブームダウン弁２１４は油圧流体圧力を、ブーム１０２に関する油圧シリンダ１１０に接続された油圧主弁１０の第二の入力に向けることにより、掘削機１００のブーム１０２の下方向の動きを制御する電気機械制御弁である。制御部２０２は、一般的に入力２０８を介して、スティック１０４およびバケット１０６、または掘削機１００に関連付けられたその他の機器を制御する電気ジョイスティック制御弁に接続されている（図示せず）。スティック１０４およびバケット１０６を制御する電気機械制御弁は、ブームを制御する電気機械制御弁と同様に動作するため、図示を省略する。

一実施形態において、制御部２０２は入力２０８およびセンサ２０４からデータを受信する。制御部２０２は、受信したデータを解析して掘削機動作情報を判定し、表示部２０６を介してユーザに表示し、出力を制御部ブームアップ弁２１０、および／または制御部ブームダウン弁２１４に送信してブーム１０２を制御するか否かを判定する。一実施形態において、制御部２０２は、以下に記載されるように、スティクションを緩和するために、ユーザからの制御入力がない場合に、制御部ブームアップ弁２１０および／または制御部ブームダウン弁２１４に信号を出力する。

図３は、ブーム（図１の１０２）の動きを制御する、掘削機１００の油圧システム３００の一部を概略的に示す図である。スティック（図１の１０４）およびバケット（図１の１０６）の動きを制御する、掘削機１００の油圧システムも同様であり、図示を省略する。油圧シリンダ１１０は、主弁３０４から油圧流体圧力が印加されると作動するブーム１０２に接続されている。主弁３０４は、主弁３０４の入力３２８または入力３３０に油圧流体圧力が印加されると、油圧流体圧力を、出力３３２または出力３３４を介して、油圧シリンダ１１０に印加する油圧弁である。例えば、入力３２８に油圧流体圧力が印加され、入力３３０に油圧流体圧力が印加されない場合、主弁３０４は出力３３２に油圧流体圧力を出力することによって、当該油圧流体圧力を油圧シリンダ１１０に印加して作動させ、ブーム（図１Ｂの１０２）を上方向に作動させる。入力３３０に油圧流体圧力が印加され、入力３２８に油圧流体圧力が印加されない場合、主弁３０４は出力３３４に油圧流体圧力を出力することによって、当該油圧流体圧力を油圧シリンダ１１０に印加して作動させ、ブーム（図１Ｂの１０２）を下方向に作動させる。

入力３２８は、ユーザ・ブームアップ入力２１２を受けて、または内部で生成された信号を受けて、制御部２０２からの信号を受信する制御部ブームアップ弁２１０からの油圧流体圧力を受ける。

入力３３０は、ユーザ・ブームダウン入力２１６介して受信されるユーザ入力に基づいて制御部２０２から信号を受信する、または内部で生成された信号を受信する、制御部ブームダウン弁２１４からの油圧流体圧力を受ける。

主弁３０４には、弁が制御部２０２によって作動される時点と、油圧シリンダ１１０が動作を開始する時点との間に遅延を生じさせるスティクションが発生する。一実施形態において、主弁３０４のスティクションは、その入力３２８および３３０を介して主弁３０４をディザリングすることによって軽減される。

図４～図１２は、様々な振幅でディザリングされる弁の様々な例を示す。図４～図６には、制御部ブームアップ弁２１０および制御部ブームダウン弁２１４の両方がディザリングされているが、これら弁に対するディザリングが不充分であり出力がディザリングされないグラフが示されている。図７～図９には、制御部ブームアップ弁２１０および制御部ブームダウン弁２１４の両方が、図４～図６の場合よりも高い信号レベルでディザリングされており、主弁３０４のディザリングには不充分ではあるものの、出力圧力に変動があるグラフが示されている。図１０～図１２には、制御部ブームアップ弁２１０および制御部ブームダウン弁２１４が、主弁の入力３２８および３３０で、ディザリングされた圧力制御信号を生成するのに充分な振幅でディザリングされているグラフが示されている。

図４～図６には、制御部２０２によって制御部ブームアップ弁２１０および制御部ブームダウン弁２１４に印加されるディザリング電気信号、およびこれにより発生し、入力３２８および３３０を介して主弁３０４に印加される油圧流体圧力６０２のグラフが示されている。図４～図６のグラフは、同一の時間尺度を有しており、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等に関する信号イベントが示されている。図６は、ディザリング振幅が不充分である場合、２１０または２１４のいずれからの出力もディザリングされないことを示している。

図４は、ディザリング電気信号４０２の経時的な電圧を示すグラフ４００を示している。本実施形態では、ディザリング電気信号４０２は、制御部２０２によって制御部ブームアップ弁２１０に加えられる矩形波である。制御部ブームアップ弁２１０に印加されたディザリング電気信号４０２によって、制御部ブームアップ弁２１０から出力され主弁３０４に印加される油圧流体圧力が生じる。図５は、信号５０２の経時的な電圧を示すグラフ５００を示している。信号５０２は、制御部２０２によって制御部ブームダウン２１４に印加される。信号４０２および５０２は、２１０および２１４の出力での油圧流体圧力が変調されるように選択されたデューティ・サイクルを有するパルス幅変調信号である。一実施形態において、信号４０２および５０２はまた、弁２１０および２１４から出力される所望の油圧流体圧力によって、変化する別の信号を有する。

図４および図５に示すように、ディザリング電気信号４０２および５０２は位相が１８０度ずれている。図４および図５に示すように、時間Ｔ０において、信号４０２はハイであり、信号５０２はローである。時間Ｔ１において、信号４０２はローであり、信号５０２はハイである。信号４０２および５０２の振幅と位相のずれとの組合せにより、周期的に変動する油圧流体圧力がブームの主弁３０４の入力３２８および３３０に印加される。信号４０２および５０２は位相がずれているため、入力３２８および３３０に加えられる油圧流体圧力の位相もずれる。主弁３０４は、ブームアップ弁２１０からの主弁３０４の入力３２８における油圧流体圧力を受けて、油圧シリンダ１１０に油圧流体圧力を印加する。

図６は、主弁３０４の入力３２８における、経時的な油圧流体圧力のグラフ６００を示している。図６には、出力圧力６０２が示されており、一実施形態において、ゼロから、主弁３０４を作動させる油圧流体圧力の前の値までの範囲内の一定値を有している。図４に示される制御部ブームアップ弁２１０の動作は、主弁３０４の入力３２８に印加される油圧流体圧力の変動が図６の出力圧力６０２で示されるように最小の場合、主弁３０４に動きを生じさせず、スティクションも低減されない。

ブームダウン弁２１４は、上述したブームアップ弁２１０の動作と同様に動作し得る。

図７および図８は、例えば図４および図５に示すようにブームアップ弁２１０およびブームダウン弁２１４がディザリングされ、ユーザ入力が受信されてない場合に、主弁３０４の入力３２８および３３０に印加される油圧流体圧力のグラフを示している。図７～図９のグラフは、同一の時間尺度を有しており、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等に関するイベントが示されている。

図７は、主弁３０４の入力３２８における、経時的な油圧流体圧力のグラフ７００を示している。図示される油圧流体圧力７０２は、ディザリング信号に対する弁の反応である正弦波形状を形成する経時的な値を有している。

図８は、主弁３０４の入力３３０における、経時的な油圧流体圧力のグラフ８００を示している。図示される油圧流体圧力８０２は、ブームダウン弁３２０のディザリングに対応する正弦波形状を形成する経時的な値を有している。

図７および図８に示される正弦波形７０２および８０２は、位相が１８０度ずれている。図７および図８に示されるように、時間Ｔ０において、波形７０２によって示される油圧流体圧力はより高く上昇している一方で、波形８０２によって示される油圧流体圧力はより低く下降している。時間Ｔ１において、波形７０２は下降している一方、波形８０２は上昇している。一実施形態において、波形７０２および８０２のこの交互のハイとローは、ブーム１０２の動作を指示するユーザ入力が受信されない限り継続する。図７および図８に示す波形７０２および８０２の振幅は、主弁３０４をディザリングさせるには不充分である。

図９のグラフ９００は、主弁３０４の入力３２８および３３０のそれぞれに、図７および図８で示される油圧流体圧力を印加した場合の、主弁３０４の出力３３２および出力３３４における経時的な油圧流体圧力を示している。図９には、出力３３２における油圧流体圧力９０２が示されており、一実施形態において、ゼロから、油圧シリンダ１１０を作動させ得る油圧流体圧力の前の値までの範囲内の一定値を有している。図９には、出力３３４における油圧流体圧力９０４が示されており、一実施形態において、ゼロから、油圧シリンダ１１０を作動させ得る油圧流体圧力の前の値までの範囲内の一定値を有している。

図１０および図１１は、ユーザ入力が受信されてない場合に、主弁３０４の入力３２８および３３０に印加される油圧流体圧力のグラフを示している。グラフは、増加したディザ振幅を示し、正弦波形１００２および１１０２が依然として１８０度位相がずれていることも示す。図１０～図１２のグラフは、同一の時間尺度を有しており、Ｔ０、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３等に関するイベントが示されている。

図１０は、主弁３０４の入力３２８における、経時的な油圧流体圧力のグラフ１０００を示している。図示される油圧流体圧力１００２は、ブームアップ弁２１０のディザリングに対応する正弦波形状を形成する経時的な値を有している。

図１１は、主弁３０４の入力３３０における、経時的な油圧流体圧力のグラフ１１００を示している。図示される油圧流体圧力１１０２は、ブームダウン弁２１４のディザリングに対応する正弦波形状を形成する経時的な値を有している。

尚、波形１００２および１１０２は、波形７００および８００と類似している。波形７０２、８０２、１００２および１１０２の各々は、特定の点における周期的に変動する油圧流体圧力を示す。波形１００２および１１０２の振幅は、波形７０２および８０２の振幅よりも大きい。波形１００２および１１０２のより高い振幅は、主弁３０４をディザリングし、主弁３０４のスティクションを軽減する。

図１２は、入力３２８に印加される経時的な油圧流体圧力、および入力３３０に印加される経時的な油圧流体圧力のグラフ１２００を示している。図１２に示されるように、波形１２０２は波形１２０４と位相が１８０度ずれている。入力３２８および３３０を介して印加される交番圧力は、スティクション低減に必要な量を超えるディザリング量を有する弁２１０および２１４のディザリングに対応する。尚、主弁３０４に対するディザリングによって、主弁３０４のスティクションが解消される。しかし、入力３２８および３３０に印加される油圧流体圧力は、出力３３２および３３４に変動を生じさせるのに充分な正弦波の変動が含まれていないため、油圧シリンダ１１０はディザリングを受けても作動しない。したがって、主弁３０４のスティクションは、油圧シリンダ１１０の作動を引き起こすことなく軽減される。

図１０における信号１００２のグラフは、形状をそのままに、平均圧力レベルを高くし、主弁３０４がシフトして３３２において圧力を生じさせ、シリンダ１１０を伸長させてブーム１０２を持ち上げるように、制御信号を加えたものに変更することができる。

図１１における信号１１０２のグラフは、形状をそのままに、平均圧力レベルを高くし、主弁３０４がシフトして３３４において圧力を生じさせ、シリンダ１１０を収縮させてブーム１０２を降ろすように、制御信号を加えたものに変更することができる。

主弁３０４に対するディザリングの正味量は、ディザ信号４０２および５０２の振幅を変化させることによって調整することができる。この正味量もまた、グラフ１０００または１１００において加算された制御信号の値に基づいて変化させることができ、主値３０４に対する正味の差はそのままで、非アクティブな反対側がゼロに達し、それに対応するディザリングが消失し、アクティブ側のみのディザリングに置き換えられる。この残ったアクティブ・ディザリング＋制御信号が、出力３３２または３３４の制御と、主弁および対応するアクティブな制御弁におけるスティクションの低減と、の両方に必要な量と等しくなる。

図１３は、一実施形態による油圧システムの弁（即ち、二つのパイロット制御弁および主弁）のスティクションを軽減する方法１３００のフローチャートを示す。ステップ１３０２において、第一の油圧弁が、その固有のディザの除去に必要とされるものを超える信号でディザリングされる。一実施形態において、図３に示すブームアップ制御弁２１０が、ディザリングされる。ステップ１３０４において、第二の油圧弁２１４も、その固有のディザの除去に必要とされるものを超える信号でディザリングされる。ブームアップ弁２１０およびブームダウン弁２１４のディザリングによって、主弁３０４の入力３２８および３３０に、図１０および図１１に示されるような油圧流体圧力が印加される。ステップ１３０６において、主弁３０４が、入力３２８および３３０に加えられた油圧流体圧力でディザリングされる。主弁３０４のディザリングによって、主弁３０４のスプール１２におけるスティクションが低減または除去される。一実施形態において、３２８および３３０における圧力の変動は、主弁３０４のスプール１２におけるスティクションを軽減するには充分であるが、出力３３２および３３４における油圧流体圧力を変動させ、これによって油圧シリンダ１１０を作動させるには不充分である。

ステップ１３０８において、図２に示される制御部２０２によって、油圧シリンダ１１０を作動させる入力が受信される。一実施形態において、入力は、図２に示される入力２０８のジョイスティックから受信される。ステップ１３１０において、制御部２０２は、ジョイスティックに対する入力を受けて、図３に示す制御部ブームアップ２１０または制御部ブームダウン２１４の一方に信号を出力する。この信号によって、油圧流体圧力がディザ信号に追加され、弁２１０によって入力３２８に、または弁２１４によって主弁３０４の入力３３０に印加される。弁３０４は、入力３２８および３３０における正味の圧力差に反応し、ステップ１３１２において、主弁３０４の出力３３２または３３４を介して印加される油圧流体圧力によって油圧シリンダ１１０が作動する。

尚、様々な用途の他種の油圧弁のスティクションは、同様にディザリングしてスティクション軽減を図ることができる。したがって、掘削機１００のスティック１０４およびバケット１０６を作動させる油圧弁に関するスティクションは、ブーム１０２に関して上述したものと同様の方法で軽減することができる。

以上の「発明を実施するための形態」は、あらゆる点において例示的であって限定的ではないものとして理解されるべきであり、本明細書に開示される本発明概念の範囲は、「発明を実施するための形態」から判断されるのではなく、各特許法において認められる全容に渡って解釈される特許請求の範囲から判断されるべきものである。当然のことながら、本明細書に図示、説明された実施形態は、本発明概念の原理を例示したにすぎず、本発明概念の範囲および趣旨から逸脱することなく、当業者によって様々な修正が行われてもよい。当業者は、本発明の概念の範囲および趣旨から逸脱することなく、他の様々な特徴の組合せを実現できるであろう。

Claims (18)

1. 第一の油圧弁をディザリングして、第二の油圧弁の第一の入力に印加される、第一の周期的に変動する油圧流体圧力を生成することと、
   第三の油圧弁をディザリングして、前記第一の周期的に変動する油圧流体圧力と位相が１８０度ずれており、前記第二の油圧弁の第二の入力に印加される第二の周期的に変動する油圧流体圧力を生成することと、を含む方法であって、
   前記第二の油圧弁の前記第一の入力および前記第二の入力に印加される前記第一の周期的に変動する油圧流体圧力および前記第二の周期的に変動する油圧流体圧力が前記第二の油圧弁のディザリングを生じさせる、
   前記第二の油圧弁の前記ディザリングは、油圧シリンダの第一の入力および前記油圧シリンダの第二の入力に油圧流体圧力を印加させ、
   印加された前記油圧流体圧力は前記油圧シリンダを作動させるために必要となる値より低い値である、
   ことを特徴とする方法。
2. 前記第一の油圧弁の前記ディザリングは、前記第一の油圧弁の第一の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力および前記第一の油圧弁の第二の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力に対応する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
3. 前記第三の油圧弁の前記ディザリングは、前記第三の油圧弁の第一の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力および前記第三の油圧弁の第二の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力に対応する、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
4. 前記第一の油圧弁の前記ディザリングおよび前記第三の油圧弁の前記ディザリングは、前記第一の油圧弁および前記第三の油圧弁のスティクションを軽減する、
   ことを特徴とする、請求項２に記載の方法。
5. 前記第二の油圧弁の前記第一の入力および前記第二の入力に印加される前記周期的に変動する油圧流体圧力の振幅は、前記第二の油圧弁に結合する油圧シリンダの作動を生じさせない、
   ことを特徴とする、請求項４に記載の方法。
6. 前記第二の油圧弁の前記第一の入力および前記第二の入力に印加される前記周期的に変動する油圧流体圧力の振幅は、前記第一の油圧弁の前記ディザリングおよび前記第三の油圧弁の前記ディザリングに対応する、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の方法。
7. 第一の出力を有する第一の油圧弁と、
   第二の出力を有する第二の油圧弁と、
   前記第一の出力に接続される第一の入力および前記第二の出力に接続される第二の入力を有する第三の油圧弁と、
   前記第一の油圧弁および前記第二の油圧弁と通信する制御部と、を備え、
   前記制御部は、
   前記第一の油圧弁をディザリングして、前記第三の油圧弁の前記第一の入力に印加される、第一の周期的に変動する油圧流体圧力を生成することと、
   前記第二の油圧弁をディザリングして、前記第三の油圧弁の前記第二の入力に印加される、第二の周期的に変動する油圧流体圧力を生成することと、を含む動作を行い、
   前記第三の油圧弁の前記第一の入力および前記第二の入力に印加される前記第一の周期的に変動する油圧流体圧力および前記第二の周期的に変動する油圧流体圧力は位相が１８０度ずれており、第三の油圧弁にディザリングを生じさせる、
   前記第二の油圧弁の前記ディザリングは、油圧シリンダの第一の入力および前記油圧シリンダの第二の入力に油圧流体圧力を印加させ、
   印加された前記油圧流体圧力は前記油圧シリンダを作動させるために必要となる値より低い値である、
   ことを特徴とする装置。
8. 前記第一の油圧弁の前記ディザリングは、前記第一の油圧弁の第一の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力および前記第一の油圧弁の第二の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力に対応する、
   ことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
9. 前記第二の油圧弁の前記ディザリングは、前記第二の油圧弁の第一の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力および前記第二の油圧弁の第二の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力に対応する、
   ことを特徴とする、請求項８に記載の装置。
10. 前記第一の油圧弁の前記ディザリングおよび前記第二の油圧弁の前記ディザリングは、前記第一の油圧弁および前記第二の油圧弁のスティクションを軽減する、
    ことを特徴とする、請求項８に記載の装置。
11. 前記第三の油圧弁の前記第一の入力および前記第二の入力に印加される前記周期的に変動する油圧流体圧力の振幅は、前記第三の油圧弁に結合する油圧シリンダの作動を生じさせない、
    ことを特徴とする、請求項１０に記載の装置。
12. 前記第三の油圧弁の前記第一の入力および前記第二の入力に印加される前記周期的に変動する油圧流体圧力の振幅は、前記第一の油圧弁の前記ディザリングおよび前記第二の油圧弁の前記ディザリングに対応する、
    ことを特徴とする、請求項７に記載の装置。
13. 掘削機の器具部材に関連付けられた油圧シリンダと、
    第一の出力を有する第一の油圧弁と、
    第二の出力を有する第二の油圧弁と、
    前記第一の出力に接続される第一の入力と、前記第二の出力に接続される第二の入力と、前記油圧シリンダの第一の側に接続された第三の出力と、前記油圧シリンダの第二の側に接続された第四の出力と、を有する第三の油圧弁と、
    前記第一の油圧弁および前記第二の油圧弁と通信する制御部と、を備え、
    前記制御部は、
    前記第一の油圧弁をディザリングして、前記第三の油圧弁の前記第一の入力に印加される、第一の周期的に変動する油圧流体圧力を生成することと、
    前記第二の油圧弁をディザリングして、前記第三の油圧弁の前記第二の入力に印加される、第二の周期的に変動する油圧流体圧力を生成することと、を含む動作を行い、
    前記第三の油圧弁の前記第一の入力および前記第二の入力に印加される前記第一の周期的に変動する油圧流体圧力および前記第二の周期的に変動する油圧流体圧力は位相が１８０度ずれており、第三の油圧弁にディザリングを生じさせる、
    ことを特徴とする掘削機。
14. 前記器具部材は、前記掘削機のブームである、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の掘削機。
15. 前記器具部材は、前記掘削機のスティックである、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の掘削機。
16. 前記器具部材は、前記掘削機のバケットである、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の掘削機。
17. 前記第三の油圧弁の前記ディザリングは、前記油圧シリンダの第一の入力および前記油圧シリンダの第二の入力に油圧流体圧力を印加させ、
    印加された前記油圧流体圧力は前記油圧シリンダを作動させるために必要となる値より低い値である、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の掘削機。
18. 前記第一の油圧弁の前記ディザリングは、前記第一の油圧弁の第一の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力および前記第一の油圧弁の第二の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力に対応し、前記第二の油圧弁の前記ディザリングは、前記第二の油圧弁の第一の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力および前記第二の油圧弁の第二の入力に印加される周期的に変動する油圧流体圧力に対応する、
    ことを特徴とする、請求項１３に記載の掘削機。