JPH0514803B2 - - Google Patents

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JPH0514803B2
JPH0514803B2 JP60191934A JP19193485A JPH0514803B2 JP H0514803 B2 JPH0514803 B2 JP H0514803B2 JP 60191934 A JP60191934 A JP 60191934A JP 19193485 A JP19193485 A JP 19193485A JP H0514803 B2 JPH0514803 B2 JP H0514803B2
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Japan
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control valve
pressure
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directional
control
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JP60191934A
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Yoshio Nakajima
Kazuo Pponma
Hiroaki Shoji
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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Priority to EP86101369A priority patent/EP0190703B1/en
Priority to US06/825,603 priority patent/US4718329A/en
Priority to DE8686101369T priority patent/DE3660226D1/de
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Publication of JPH0514803B2 publication Critical patent/JPH0514803B2/ja
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2221Control of flow rate; Load sensing arrangements
    • E02F9/2225Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves
    • E02F9/2228Control of flow rate; Load sensing arrangements using pressure-compensating valves including an electronic controller
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • EFIXED CONSTRUCTIONS
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  • Fluid-Pressure Circuits (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は制御弁とアクチユエータとの間にパイ
ロツト操作式方向切換弁を有し、この方向切換弁
および制御弁を制御して制御弁を通る流量に応じ
てアクチユエータの速度を制御する油圧回路の制
御装置に関するものである。
〔従来の技術〕
従来、アクチユエータの速度を制御する油圧回
路として、例えば、特開昭57−154505号公報に示
されるように、制御弁とアクチユエータとの間に
パイイロツト操作式方向切換弁を設けたものがあ
る。
この種の油圧回路におけるパイロツト操作式方
向切換弁は管路の破損等による駆動物の落下を防
ぐために装備されている。そして、この種の油圧
回路の一使用例としては、前述したパイロツト操
作式方向切換弁を開状態に切換えたのち、制御弁
を操作して油圧源からの圧油をアクチユエータに
供給してアクチユエータを加速制御することが可
能である。
〔発明が解決しようとする問題点〕
上記従来例では、パイロツト操作式方向切換弁
の前後に圧力差が生じている状態において、パイ
ロツト操作式方向切換弁の入口ポートと出口ポー
トとを接続した場合、その途端に圧力の高圧側か
ら低圧側に油が流れシヨツクが生じる。すなわ
ち、アクチユエータによつて負荷を静かに加速さ
せるために、制御弁をゆつくりと操作しても、前
述したパイロツト操作式方向切換弁の制御時のシ
ヨツクにより、負荷の慣性と配管内の油の圧縮性
によるばね効果のため、負荷が振動するという問
題点があつた。
また、前述した方向切換弁はパイロツト操作式
であるため、切換え指令が入力されてから、方向
切換弁が完全に切換わるまでに、むだ時間があ
る。
このため、操作レバーが操作され、制御弁とパ
イロツト操作式方向切換弁に同時に動作指令が与
えられた場合、パイロツト操作式方向切換弁が完
全に切換わらないうちに、制御弁から圧油が供給
されるので、制御弁とパイロツト操作式方向切換
弁の間の配管の圧力が急激に上昇する。そして、
そのあとでパイロツト操作式方向切換弁が完全に
切換わると圧力の高圧側から低圧側に油が流れ、
シヨツクが生じるという問題点があつた。
本発明は前述の事柄にもとづいてなされたもの
で、パイロツト操作式方向切換弁の切換えむだ時
間も考慮することによつて、パイロツト操作式方
向切換弁の切換えによるシヨツクを小さくし、負
荷をスムーズに加速できる油圧回路の制御装置を
提供することを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明の上記目的は、アクチユエータが動作す
るための圧油を供給するポンプと、圧油の流れを
制御する制御弁と、アクチユエータから排出され
た油が前記制御弁によつて導かれるタンクと、前
記制御弁と前記アクチユエータとの間に介設さ
れ、前記制御弁から前記アクチユエータに供給さ
れる圧油の流れを断接する方向切換弁とを備えた
油圧回路にあつて、前記方向切換弁および前記制
御弁を操作レバーの信号に基づいて切換え制御す
る油圧回路の制御装置において、前記方向切換弁
の上流側管路および下流側管路のそれぞれに設け
られた圧力検出器と、これらの圧力検出器によつ
て検出された前記方向切換弁前後の圧力値を用い
前記方向切換弁前後のアクチユエータ保持力の差
を小さくするための前記制御弁への指令値を算出
し、この指令値を前記制御弁に出力する圧力マツ
チング制御手段と、この圧力マツチング制御手段
の出力値を前記方向切換弁、および、前記制御弁
の切換りに要するむだ時間以上保持する出力保持
手段とを備えることにより達成される。
〔作用〕
方向切換弁前後の圧力によつて、アクチユエー
タ推力の差を小さくするように制御弁を制御する
圧力マツチング制御手段の出力値を、方向切換弁
が完全に切換つてから、制御弁に出力するので、
負荷の急激な加速を抑えることができる。
〔実施例〕
以下本発明の実施例を図面を参照して説明す
る。
第1図は本発明の装置の一実施例を示すもの
で、この図において、1は油圧ポンプ、2はリリ
ーフ弁、3は例えば電気油圧サーボ弁等の制御
弁、4は例えばシリンダ等のアクチユエータ、5
a,5bは制御弁3とアクチユエータ4との間の
管路に設けた外部パイロツト操作式方向切換弁
で、例えばパイロツト操作式逆止弁で構成され
る。6は方向切換弁5a,5bのパイロツト油圧
を切換えるオンオフ切換弁、7,8は方向切換弁
5aの入口ポート側管路および出口ポート側管路
にそれぞれ設けた圧力検出器、9,10は方向切
換弁5aの入口ポート側管路および出口ポート側
管路にそれぞれ設けた圧力検出器、11は操作レ
バー、11Aはレバー作動検出器、12は制御装
置で、この制御装置12は操作レバー11の操作
量と圧力検出器7〜10の圧力値とによりオンオ
フ切換弁6にオン信号あるいはオフ信号を出力す
ると共に、制御弁3に電流Iを出力する。13は
油タンクである。
前述した制御装置12は第2図に示すように、
例えば、デイジタル演算器とアナログ回路で構成
されており、アナログ信号をデイジタル信号に変
換するA/D変換器12Aと、各種の制御や演算
処理を行う中央処理部12Bと、制御手段のプロ
グラムや所定の関数関係が設定されるメモリ12
Cと、制御内容をオンオフ切換弁6に出力するド
ライバ回路12Dと、制御内容の出力であるデイ
ジタル信号をアナログ信号に変換するD/A変換
器12Eと、電圧信号を電流信号に変換して制御
弁13に出力するサーボ増幅器12Fとを備えて
いる。
次に上述した本発明の装置の一実施例の動作を
第3図に示すフローチヤートを用いて説明する。
まず手順40で示すように第2図に示す制御装
置12のA/D変換器12Aを介して中央処理部
12Bに、レバー作動検出器11Aからの操作レ
バー11の操作量XL、圧力検出器7によつて検
出された方向切換弁5aの入口ポート側の圧力
PA、圧力検出器8によつて検出された方向切換
弁5aの出口ポート側の圧力PH、圧力検出器9
によつて検出された方向切換弁5bの入口ポート
側の圧力PB及び圧力検出器10によつて検出さ
れた方向切換弁5bの出口ポート側の圧力PR
読込まれる。次いで手順41で示すように、この
中央処理部12Bで操作レバー11が操作されて
いるかどうか、すなわち操作量XLがサーボ弁電
流指令値X=0の範囲を越えているかどうかを判
断する。このとき、操作レバー11が操作されて
いないと判断された場合には手順42に移り、中
央処理部12Bからドライバ回路12Dを経て切
換弁6にオフ信号が出力される。これによつて方
向切換弁5a,5bが第6図に示す閉状態に保た
れる。次いで手順43に移り、カウンタを0にす
る。次に手順44に移り、方向切換弁5a,5b
の前後の圧力差を小さくする圧力マツチング制御
を行う。この圧力マツチング制御の内容は後で詳
述する。
次に、手順45で手順44の圧力マツチング制
御の出力であるX3を記憶しておく。
次に、手順46に移り、中央処理部12Bから
D/A変換器12Eにサーボ弁電流指令値Xが出
力される。次いで手順47に示すように、D/A
変換器12Eによりデイジタル信号であるサーボ
弁電流指令値Xをアナログ電圧信号Vに変換した
後、サーボ増幅器12Fにより電圧信号Vを電流
信号Iに変換して、制御弁3にサーボ電流Iが出
力される。制御弁3はこのサーボ電流Iに応じ
て、通過する流量を制御する。
操作レバーが操作されてない状態は以上説明し
た手順40〜47を繰り返えし行つている。
そして、上記した手順41で、操作レバー11
が操作されていると判断された場合は手順48に
移る。手順48では中央処理部12Bからドライ
バ回路12Dを経て切換弁6にオン信号が出力さ
れる。これによつて切換弁6は第1図に示した状
態から左へ切換えられるが、切換のむだ時間(切
換弁6+方向切換弁)の間は第1図の状態にあ
る。
次いで、手順49に移る。手順49では、前記
カウンタの値が最大値になつたかどうか判定す
る。カウンタ値は手順43で0に設定しており、
当然初めは最大値になつてないので、手順は50
に移り、ここでカウンタに1を加える。そして、
手順51でサーボ弁電流指令値Xを手順45で記
憶した圧力マツチング制御の出力値X3に設定す
る。次に手順46,47を行う。
上述したように、カウンタが最大値になるまで
は手順40,41,48〜51,46,47を繰
り返えし行つている。この繰り返しの間に切換弁
6は第1図の状態から左へ切換わり、方向切換弁
5a,5bが開状態になる。すなわち、カウンタ
の最大値NnaxはNnax*ΔT(ΔT:プログラムのサ
ンプリング時間)が切換弁6と方向切換弁5a,
5bの切換時のむだ時間より大きくなるように設
定する。
以上説明した手順43,45,49〜51を出
力保持制御という。
そして、カウンタ値が最大値になると、手順5
2に移り、操作レバー11の操作量XLとサーボ
弁電流指令値Xとの関数関係から、当該操作量
XLに相応する特定値X0を選定する処理を行い、
このX=X0がメモリ12Cに設定される。そし
て、手順46,47を行う。
以上説明した手順40〜52を行うことによ
り、方向切換弁5a,5bが完全に切換つてか
ら、制御弁3へレバー11に対応した値が出力さ
れるので、負荷が急激に加速されることがない。
第4図は本発明の装置による圧力マツチング制
御の制御手順の例を示すフローチヤートである。
この実施例は第1図の状態におけるシリンダ4に
加わつている推力、すなわちシリンダ4のヘツド
側有効面積AH、ロツド側有効面積をARとすると、
シリンダ推力fは、 f=AH・PH−AR・PR ……(1) となる。この推力fに相当する圧力になるように
方向切換弁5a,5bの入口ポート圧力PA,PB
を制御する。この制御を行うことにより、方向切
換弁5a,5bが切換わつた時、シリンダ4に急
激な推力の変化が生じないので、当然シヨツクも
小さくなるという理由による。
まず、手順80により、A/D変換器12Aを
介して圧力PH,PR,PA,PBを読み込む。次いで
手順81で、方向切換弁5aの出口ポート圧力
PHとシリンダ4のヘツド側面積AHを乗算するこ
とにより、シリンダ4のヘツド側に加わつている
力を演算し、その値FHをメモリ12Cに記憶す
る。そして、次に手順82に移り、FR=AH*PR
の演算を行うことにより、シリンダ4のロツド側
に加わつている力を演算し、その値FRをメモリ
12Cを記憶する。次いで、手順83で、FA
AH*PAの演算を行い、その値をメモリ12Cに
記憶する。手順84でも同様にFB=AR*PBの演
算を行い、その値をメモリ12Cに記憶する。そ
して、次に手順85で、シリンダ4に加わつてい
る推力と方向切換弁5a,5bの入口ポート圧力
PA,PBから演算した推力の差をとり、その差ΔF
をメモリ12Cに記憶する。次いで、手順86に
移り、中央処理部12Bによつてメモリ12Cに
記憶してある推力の差ΔFにあらかじめ設定して
ある係数K3を掛ける処理を行い、その演算結果
X3をサーボ弁電流指令値Xにする。
この手順80〜86を繰り返すことにより、方
向切換弁5a,5bの入口ポート圧力PA,PB
シリンダ4に加わつている推力fに相当する圧力
に近くなる。
なお上記の実施例では、制御装置12としてデ
イジタル演算器とアナログ回路を挙げたが、この
制御装置12は全てアナログ回路によつて構成す
ることも可能である。
〔発明の効果〕
以上述べたように、本発明によれば方向切換弁
を開くときの切換えのために生ずるシヨツクを小
さくすることができるので、負荷をスムーズに加
速することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の装置の一実施例を示す回路
図、第2図は本発明の装置を構成する制御装置の
一例を示す回路図、第3図は本発明の制御手順を
示すフローチヤート図、第4図は本発明に用いら
れる圧力マツチング制御の制御手順を示すフロー
チヤート図である。 3……制御弁、4……シリンダ、5a,5b…
…方向切換弁、6……オンオフ切換弁、7〜10
……圧力検出器、11……操作レバー、11A…
…レバー作動検出器、12……制御装置。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 アクチユエータが動作するための圧油を供給
    するポンプと、圧油の流れを制御する制御弁と、
    アクチユエータから排出された油が前記制御弁に
    よつて導かれるタンクと、前記制御弁と前記アク
    チユエータとの間に介設され、前記制御弁から前
    記アクチユエータに供給される圧油の流れを断接
    する方向切換弁とを備えた油圧回路にあつて、前
    記方向切換弁および前記制御弁を操作レバーの信
    号に基づいて切換え制御する油圧回路の制御装置
    において、前記方向切換弁の上流側管路および下
    流側管路のそれぞれに設けられた圧力検出器と、
    これらの圧力検出器によつて検出された前記方向
    切換弁前後の圧力値を用い前記方向切換弁前後の
    アクチユエータ保持力の差を小さくするための前
    記制御弁への指令値を算出し、この指令値を前記
    制御弁に出力する圧力マツチング制御手段と、こ
    の圧力マツチング制御手段の出力値を前記方向切
    換弁の切換わりに要するむだ時間以上保持する出
    力保持手段とを設けたことを特徴とする油圧回路
    の制御装置。
JP19193485A 1985-02-04 1985-09-02 油圧回路の制御装置 Granted JPS6252202A (ja)

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JP19193485A JPS6252202A (ja) 1985-09-02 1985-09-02 油圧回路の制御装置
EP86101369A EP0190703B1 (en) 1985-02-04 1986-02-03 Control system for hydraulic circuit
US06/825,603 US4718329A (en) 1985-02-04 1986-02-03 Control system for hydraulic circuit
DE8686101369T DE3660226D1 (en) 1985-02-04 1986-02-03 Control system for hydraulic circuit

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