JPH0623563B2 - 電気式比例制御弁制御装置 - Google Patents

電気式比例制御弁制御装置

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JPH0623563B2
JPH0623563B2 JP60077863A JP7786385A JPH0623563B2 JP H0623563 B2 JPH0623563 B2 JP H0623563B2 JP 60077863 A JP60077863 A JP 60077863A JP 7786385 A JP7786385 A JP 7786385A JP H0623563 B2 JPH0623563 B2 JP H0623563B2
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control
control valve
electric proportional
signal
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宏行 大羽
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Toyota Industries Corp
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Toyoda Jidoshokki Seisakusho KK
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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、電気式比例制御弁の応答性を改良した制御装
置に関する。
〔従来の技術〕
従来、電気式比例制御弁は、第9図,第10図に示すよ
うに中立位置において、作動油がポート間をリークする
のを防止するため、スプールとハウジングとが一定長オ
ーバーラップしている。このため、スプールをパイロッ
ト油圧で移動させて、流体の通路を切換える場合、その
オーバーラップ部をスプールが通過する間は、切換弁本
来の作用をしない。即ち、不感帯が存在する。
〔発明が解決しようとする問題点〕
スプールを移動させるパイロット油圧は、ポペット弁等
の2位置開閉弁のソレノイドを駆動する例えば、デュー
ティ制御信号により制御され、この制御信号は、操作レ
バーの操作量に応じて出力される。このため、フォーク
リフト等に使用されている各種のアクチュエータを電気
式比例制御弁によって制御する場合、その不感帯の存在
のために、操作レバーに対するアクチュエータの応答性
が低く、従って、使用性が悪かった。
本発明は、このような欠点を改良するためになされたも
のであり、電気式比例制御弁の不感帯通過時間を極力短
くすることにより、それによって制御されるアクチュエ
ータの応答性を向上させることを目的とする。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、スプールの移動によりアクチュエータに供給
される流体の通路の切換え及び流量の調節を行う電気式
比例制御弁と、前記アクチュエータを作動させる操作レ
バーと、該操作レバーの位置に対応した制御信号を出力
して前記電気式比例制御弁のスプールを移動させる制御
手段とを備えた制御装置に於いて、 前記制御手段は、スプールの移動によっても流体の通路
の切替わらない前記制御弁の不感帯を前記スプールが全
速移動する時間を記憶し、前記操作レバーが中立位置か
ら操作されたときタイマー動作を開始する時計手段と、
同操作に同期して前記制御信号を前記操作レバーの位置
に拘わらず前記スプールが全速移動するように変調し、
前記時計手段のタイムアップ出力で前記制御信号を操作
レバーの位置に対応した信号に戻す変調部とを具備した
ことを特徴とする電気式比例制御弁制御装置である。
〔作用〕
通常の制御状態では、スプールの移動速度及び移動量
は、操作レバーの操作量、操作時間によって決定され
る。本発明は操作レバーの操作が開始されたとき、変調
部の作用によりスプールが不感帯を通過する間、高速度
でスプールを移動させる制御信号を出力し、不感帯を通
過した後操作レバーに応じてスプールの移動を操作させ
る。このため、不感帯を短時間で通過するので、作動油
通路の切換えが速く行なわれ、アクチュエータの応答性
が向上する。
〔実施例〕
以下、本発明を具体的な一実施例に基づいて説明する。
図1において、油圧シリンダ30は、シリンダ室31、
32を有した複動形である。電気式比例制御弁40は、
スプールの移動により前記油圧シリンダ30への油の方
向を切換える主弁43と、該主弁43に対するパイロッ
ト油圧を電磁操作により制御する例えばポペット弁式の
2位置開閉弁41,42とからなり、主弁43はクロー
ズド中立位置を有する6ポート3位置形である。
そして、油圧シリンダ30のシリンダ室31に接続され
た配管401は、主弁43のXポートに、シリンダ室3
2に接続された配管402は、主弁43のYポートに接
続されている。主弁43のPポートには、タンク91か
らポンプ90によって汲み上げられた油が圧送される高
圧管路92が接続され、主弁43のQポートには、タン
ク91に油を帰還する低圧管路93が接続されている。
又、主弁43が中立位置にある時の高圧管路92の油
は、主弁43のR,Zポートよりバイパス配管97を通
じてタンク91に帰還されるようになっている。
2位置開閉弁41,42は、主弁43へのパイロット油
圧を導入するパイロット管路94と低圧管路93との間
に設けられ、それらのソレノイド410,420に制御
手段50から送出されるデューティ制御信号V2,V3
により開閉動されて連続的にパイロット油圧を変化させ
るように制御される。制御手段50は、操作ボックス6
1の操作レバー62の位置を検出し、その位置に応じた
デューティの制御信号を出力している。 なお、高圧管
路92と低圧管路93との間には、メインリリーフ弁9
5が設けられ、パイロット管路94と低圧管路93との
間には、パイロットリリーフ弁96が設けられている。
第2図は、制御手段50の詳細な構成を示したブロック
ダイヤグラムである。制御手段50は主にコンピュータ
システムにて実現されている。即ち、操作レバー62の
位置を検出する位置検出器510と、該位置検出器51
0から操作信号V1を入力しA/D変換するA/D変換
器501と、入力インターフェース502と、信号の処
理を行うCPU503と、各種のデータ及び制御プログ
ラムを記憶したROM504と、データを記憶するため
のRAM505と、出力インターフェース506と、2
位置開閉弁41,42のソレノイド410,420を駆
動するソレノイド駆動装置507とからなる。
第3図は、上記CPU503の処理を示したフローチャ
ートである。CPU503は、ステップ100から実行
を開始する。ステップ100では各種のパラメータの初
期値を設定する。ステップ102では、操作レバー62
の位置に応じた操作信号V1を入力する。次に、ステッ
プ104で操作信号V1から操作レバー62が中立位置
にあるか否かを判定し、中立位置の場合には、ステップ
118でデューティ比0%の指令信号S1をソレノイド
駆動装置507に送出する。このためソレノイド駆動装
置507からは、制御信号V2,V3は、出力されない
ので、主弁43は、中立位置を保持する。次にCPU5
03はステップ120でパラメータFを1に設定する。
Fは、操作レバー62が中立位置から変化したことを検
出するためのパラメータであり、1の時はその操作前に
中立位置であったことを示している。
次に操作レバー62が中立位置から操作されると、CP
U503はステップ104で中立位置でないと判定し、
ステップ106へ移行してFの値を判定し、1の場合即
ち操作レバー62が中立位置から変化したと判定した時
は、ステップ108はタイマをセットする。そしてCP
U503はステップ110でデューティ比が例えば10
0%の指令信号S1をソレノイド駆動装置507に出力
する。ここで、指令信号S1は、操作レバー62の操作
方向に応じていずれのソレノイド410,420を駆動
するかの信号も含んでおり、例えば操作レバー62の操
作方向が油圧シリンダ30を退動させるものである場
合、ソレノイド駆動装置507は、デューティ100%
の制御信号V2をソレノイド410に送出する。その結
果、二位置開閉弁410が開状態となり、主弁43のス
プールは、左側の動作位置に変位するように全速で移動
することになる。なお、この場合、制御信号V3はデュ
ーティ0%に固定されている。
次にCPU503は本発明の時計手段を構成するステッ
プ112で、一定時間t1の経過を判定し、t1時間経
過したと判定した場合にはステップ114でFを0にセ
ットしてステップ102に戻る。このステップ102で
CPU503は、t1時間経過後の操作レバー62の位
置に応じた操作信号V1を入力する。続くステップ10
4でCPU503は、ステップ102で入力した操作信
号V1により操作レバー62が中立位置でないと判定し
てステップ106に進む。この時、Fは0にセットされ
ているので、CPU503は、操作レバー62が操作中
であると判定してステップ116に進み、現操作信号V
1に応じたデューティ比の指令信号S1をソレノイド駆
動装置507に出力して、該ソレノイド駆動装置507
は、その指令信号S1の指示するデューティの制御信号
V2をソレノイド410に送出する。これによって2位
置開閉弁41は制御信号V2のデューティによって決ま
る流量の油をパイロット管路94から低圧管路93に逃
し、スプールに作用するパイロット油圧を制御する。上
記パイロット油圧の制御を行う処理が繰り返されること
によって、スプールは、操作レバー位置に対応した位置
を確保し、油圧シリンダ30のピストン300の速度が
調節される。
操作レバー62が中立位置に復帰すると、ステップ10
2,104,118,120のループにより、スプール
430も中立位置に復帰し、ピストンロッド300が停
止する。
なお、本発明を適用した場合のスプールの位置と操作レ
バー62の位置との関係は、本発明を適用しない場合の
両者の位置関係よりずれるが、本発明によるデューティ
100%の状態より、操作レバー62の位置に応じたデ
ューティに切換える時の操作レバー62の位置は、中立
位置から僅かな操作量異なるだけであるため、操作フィ
ーリングに違和感はない。
第4図〜第8図は、装置の動作特性を示したものであ
る。操作信号V1は、操作レバー62の位置Pによって
変化する(第4図、第5図)。定常状態では、ステップ
116を通るループ処理に相当するが、このときの制御
信号V2又はV3のデューティ比は、操作信号V1に比
例している(第7図)。操作レバー62が中立点から移
動し始める過渡状態では、ステップ106〜ステップ1
14の処理に対応するが、時間t1の間は、制御信号V
2又はV3のデューティ比は、100%に設定されるの
で(第6図)、スプールの移動は、時間t1までは、高
速となる(第8図)。即ちスプールは変位がx1になる
まで高速移動されるので、x1を主弁3の不感帯脱出点
となるように、t1を設定すれば、不感帯を高速で脱出
することができるので、応答性が高くなる。
操作レバー62の同じ操作量に於いて、本発明の制御
は、第8図曲線Aのようになり、従来の制御特性曲線B
と比べて、スプールの同じ位置x2に達するのに、本発
明制御では、時間t2で、従来制御方法では、時間t3
で達することとなり、結局Δtだけ応答性が改善され
る。尚、本制御装置の制御信号V2,V3を変調する変
調部は、ソフトウエアにおいては、ステップ106〜1
14の処理に対応する。
〔発明の効果〕
以上述べたように本発明は、操作レバーの位置を示す制
御信号によりスプールの移動量を制御する電気式比例制
御弁制御装置において、制御弁の不感帯をスプールが通
過する間は、操作レバーの位置に拘わらず、高速度でス
プールを通過させるように制御信号を変調する変調部を
具備したことを特徴とする電気式比例制御弁制御装置で
ある。
従って、操作レバーの動作量,動作速度に無関係に、制
御弁の切換速度を向上させることができるので、フォー
クリフト等に使用されている各種のアクチュエータの操
作レバーに対する応答性、使用性を向上させることがで
きる。
【図面の簡単な説明】
第1図は、本発明の実施例装置の油圧及び電気的接続関
係を示す接続図、第2図は、本実施例装置の構成を示し
た構成図、第3図は、同装置のCPUの処理を説明した
フローチャート、第4図、第5図、第6図、第7図、第
8図は、それぞれ制御装置の作動を説明する特性図、第
9図、第10図は、電気式比例制御弁の機構図及び機能
図である。 30……油圧シリンダ 40……電気式比例制御弁 41,42……2位置開閉弁 43……主弁 410,420……ソレノイド

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】スプールの移動によりアクチュエータに供
    給される流体の通路の切換え及び流量の調節を行う電気
    式比例制御弁と、前記アクチュエータを作動させる操作
    レバーと、該操作レバーの位置に対応した制御信号を出
    力して前記電気式比例制御弁のスプールを移動させる制
    御手段とを備えた制御装置に於いて、 前記制御手段は、スプールの移動によっても流体の通路
    の切替わらない前記制御弁の不感帯を前記スプールが全
    速移動する時間を記憶し、前記操作レバーが中立位置か
    ら操作されたときタイマー動作を開始する時計手段と、
    同操作に同期して前記制御信号を前記操作レバーの位置
    に拘わらず前記スプールが全速移動するように変調し、
    前記時計手段のタイムアップ出力で前記制御信号を操作
    レバーの位置に対応した信号に戻す変調部とを具備した
    ことを特徴とする電気式比例制御弁制御装置。
JP60077863A 1985-04-12 1985-04-12 電気式比例制御弁制御装置 Expired - Lifetime JPH0623563B2 (ja)

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JPS61236902A JPS61236902A (ja) 1986-10-22
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