JPH0658307A

JPH0658307A - 方向制御弁の切換制御装置

Info

Publication number: JPH0658307A
Application number: JP21039092A
Authority: JP
Inventors: Tadakazu Nishikino; 宰一錦野; Hideo Arimitsu; 秀雄有光
Original assignee: Kobe Steel Ltd
Current assignee: Kobe Steel Ltd
Priority date: 1992-08-06
Filing date: 1992-08-06
Publication date: 1994-03-01
Anticipated expiration: 2015-10-16
Also published as: JP3099538B2

Abstract

(57)【要約】【目的】小型かつ低コストの構造で、操作装置の操作
量とスプールストロークとの関係を良好にする。【構成】戻りポート開口面積演算手段４２は、ポンプ
流量センサ３２及びモータ圧力センサ３４，３６の検出
結果に基づいて、実際に方向制御弁二次側流量が発生し
始めるときのＲポート開口面積Ａｒを演算し、ストロー
ク初期値演算手段４４は上記開口面積Ａｒに対応するス
プールストローク（すなわちストローク初期値Ｓｏ）を
設定する。指令信号検出手段４６は、上記ストローク初
期値Ｓｏを考慮した補正済作動指令信号Ｓｃを作成し、
スプール作動制御用の電磁比例減圧弁５１，５２に出力
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、油圧源とアクチュエー
タとの間に配された方向制御弁の切換を操作装置の操作
量に基づいて制御するための装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図１１は、操作装置の操作量に応じて方
向制御弁の切換制御が行われる油圧回路の従来例を示し
たものである。

【０００３】同図において、８０はメイン油圧ポンプ、
８２はウインチ等の負荷８４に接続された油圧モータ
（アクチュエータ）であり、この油圧モータ８２と上記
メイン油圧ポンプ８０との間に方向制御弁８６が設けら
れるとともに、これを操縦するための操作装置９０が設
置されている。

【０００４】上記方向制御弁８６は、移動可能なスプー
ルをもつ６ポート３位置の油圧パイロット切換弁で構成
され、その一次側ポートである２つのＰポートが上記油
圧ポンプ８０に接続され、Ｔポートがタンク８８に接続
されている。また、二次側ポートであるＡポート及びＢ
ポートが油圧モータ８２に接続され、Ｒポートが上記タ
ンクに接続されている。上記スプールは、上記操作装置
９０の操作に伴ってパイロット圧が与えられることによ
り、一方のＰポートとＲポートとを連通しかつＴポート
とＡポート及びＢポートとを連通する位置（図の中央位
置）から、他方のＰポートとＡポートとを連通しかつＢ
ポートとＲポートとを連通する位置（図の左位置）、も
しくはＰポートとＢポートとを連通しかつＡポートとＲ
ポートとを連通する位置（図の右位置）へ連続的に移動
するように構成されている。

【０００５】操作装置９０は、操作レバー９０ａと、パ
イロット用ポンプ９４に接続され、上記操作レバー９０
ａの操作により作動する一対の制御弁９１，９２とを備
え、上記操作レバー９０ａの操作量及び操作方向に応じ
たパイロット圧を上記方向制御弁８６に供給するように
構成されている。

【０００６】図１２は、上記図９における中央位置から
左位置へ向かう方向制御弁８６のスプールストロークと
開口面積との関係を示したものである。図示のように、
各ポートを連通するスプールの開口面積は、スプールス
トロークと一定の関係にあり、上記操作装置９０の操作
で方向制御弁８６のスプールストロークを変えることに
より、油圧モータ８２の駆動速度及び駆動方向を調節で
きることがわかる。

【０００７】しかしながら、上記スプールストローク及
び開口面積が一定であっても、油圧モータ８２側に流れ
る作動油の流量は、方向制御弁８６の一次側流量（ポン
プ側流量）及び二次側の負荷圧（油圧モータ８２の負荷
圧）によって異なり、また、これら一次側流量及び二次
側負荷圧によって、方向制御弁８６二次側に流量が発生
し始めるスプールストロークが異なることが知られてい
る。このように、運転状況に応じて始動時のスプールス
トロークが異なると、操作性を大きく損なうことにな
る。また始動までのスプールストロークが長いと、残り
のストローク、すなわち最大操作量に達するまでのスト
ロークに余裕がなくなり、操作装置９０の微操作が困難
になる。

【０００８】そこで従来は、上記方向制御弁８６に図１
３に示すような流量制御弁９６を付設することにより、
スプールストロークと二次側流量との関係を一定化する
ことが図られている。図示の流量制御弁９６は、方向制
御弁８６をバイパスするバイパス通路９８の途中に設け
られており、方向制御弁８６の一次側圧力及び二次側圧
力を取込み、前者が後者よりも設定圧以上高くなった場
合にその圧力差に応じた量の作動油をバイパス通路９８
を通じてタンク側に逃がすように構成されている。

【０００９】このような装置によれば、方向制御弁８６
のスプールが例えば図の中央位置から左位置へ漸次的に
移動する際、メイン油圧ポンプ８０（図１１）からの作
動油流量（一次側流量）が小さい場合には、方向制御弁
８６における圧損も小さいため、方向制御弁８６の一次
側圧力と二次側圧力との差が小さく、よって作動油がバ
イパスされないのに対し、メイン油圧ポンプ８０からの
上記一次側流量が大きい場合には、方向制御弁８６にお
ける圧損が大きく、その一次側圧力と二次側圧力との差
が大きくなるため、これによって流量制御弁９６が作動
することにより、余剰の作動油がバイパス通路９８を通
じてタンク側に逃がされることになる。従って、方向制
御弁８６の一次側流量にかかわらずスプールストローク
と二次側流量との関係を略一定に保つことができる。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】上記流量調節弁９６を
設置するためには、それ専用のブロックを設ける必要が
あり、弁全体の大型化及び装置のコスト高は免れ得な
い。また、複数個の油圧モータ等のアクチュエータにそ
れぞれ独立して方向制御弁８６及び流量制御弁９６を設
け、これらの弁を用いて各アクチュエータを同期させよ
うとする場合、流量制御弁９６の性能のバラツキのため
に正確に同期させることが困難となる。また、機械的な
構造のため、その調整が容易でないという不都合があ
る。

【００１１】本発明は、このような事情に鑑み、弁の大
型化及びコスト高を伴うことなく、アクチュエータ操縦
に際しての操作性を高めることができ、また、複数のア
クチュエータを良好に同期させることも可能な方向制御
弁の切換制御装置を提供することを目的とする。

【００１２】

【課題を解決するための手段】本発明は、油圧源に接続
される油圧源側ポートと、戻り通路側に接続される戻り
側ポートと、アクチュエータの入口側に接続されるアク
チュエータ入口側ポートと、アクチュエータの出口側に
接続されるアクチュエータ出口側ポートと、スプールと
を有し、このスプールの移動により、上記ポンプ側ポー
トが上記戻りポートに連結される中立状態から上記ポン
プ側ポートがアクチュエータ入口側ポートに接続されか
つアクチュエータ出口側ポートが戻りポートに接続され
る駆動状態へ連続的に切換えられる方向制御弁を、操作
装置の操作量に基づいて切換制御するための方向制御弁
の切換制御装置であって、上記方向制御弁のポンプ側流
量を検出する流量検出手段と、上記アクチュエータの入
口圧力を検出する入口圧力検出手段と、上記アクチュエ
ータの出口圧力を検出する出口圧力検出手段と、上記流
量及び圧力の検出値に基づいて上記アクチュエータ側に
流量が発生し始める時のスプールストロークであるスト
ローク初期値またはこれに関する値を演算し、上記操作
装置の操作量が予め設定された量に達した時のスプール
ストロークが上記ストローク初期値になるように上記操
作装置の操作量に基づくスプールの作動指令信号を補正
する補正演算手段と、この補正済作動指令信号に基づい
て上記スプールの作動制御を行う作動制御手段とを備え
たものである（請求項１）。

【００１３】また本発明では、上記出口圧力検出手段の
代わりに、上記戻り通路側の圧力を検出する戻り圧力検
出手段を備えるようにしてもよい（請求項３）。

【００１４】さらに、上記各装置において、実際のスプ
ールストロークを検出するストローク検出手段を備える
とともに、上記作動制御手段に、上記ストローク検出手
段によるストローク検出値と上記補正済作動指令信号と
の比較に基づいて実際のスプールの作動制御を行うため
のフィードバック制御信号を演算するフィードバック演
算制御手段を設けることにより、後述のようなより優れ
た効果が得られる（請求項２，４）。

【００１５】

【作用】上記構成によれば、方向制御弁の一次側流量と
アクチュエータの出入口圧力（請求項１）、もしくは方
向制御弁の一次側流量とアクチュエータの入口圧力及び
戻り通路側の圧力（請求項３）に基づき、上記方向制御
弁の二次側すなわちアクチュエータ側に流量が発生し始
める時のスプールストロークすなわちストローク初期値
が演算される。そして、上記操作装置の操作量が予め設
定された量に達した時のスプールストロークが上記スト
ローク初期値になるような補正済指令信号が演算され、
この信号に基づいて上記スプールの駆動制御が行われる
ことにより、方向制御弁の一次側流量やアクチュエータ
の負荷圧にかかわらず、アクチュエータ側に流量が発生
し始める時の操作装置操作量が一定に保たれる。

【００１６】より具体的に、請求項２，４記載の装置に
よれば、上記補正済指令信号と、ストローク検出手段に
よる実際のスプールストローク検出値との比較に基づい
て、フィードバック制御信号が演算され、この信号によ
り実際のスプール作動制御が実行される。

【００１７】

【実施例】本発明の第１実施例を図１〜図６に基づいて
説明する。

【００１８】図２に示す油圧回路は、油圧源である油圧
ポンプ１０と、アクチュエータである油圧モータ１２と
を備え、油圧モータ１２は油圧ウインチや旋回ブームと
いった負荷１４に接続されている。そして、この油圧モ
ータ１２と上記油圧ポンプ１０との間に方向切換弁１６
が設けられている。

【００１９】この方向制御弁１６は、移動可能なスプー
ルをもつ６ポート３位置の油圧パイロット切換弁で構成
され、２つのＰポート（油圧源側ポート）がライン１
８，１９を介して上記油圧ポンプ１０に接続され、Ｔポ
ートがライン２４を介してタンク２６に接続されてい
る。また、Ａポート及びＢポート（アクチュエータ入口
側ポート及びアクチュエータ出口側ポート）がそれぞれ
ライン２１，２２を介して油圧モータ１２に接続され、
Ｒポートがライン２８及び上記ライン２４を介して上記
タンク２６に接続されている。この方向制御弁１６のス
プールは、後述のようにしてパイロット圧が与えられる
ことにより、一方のＰポートとＲポートとを連通しかつ
ＴポートとＡポート及びＢポートとを連通する位置（図
の中央位置）から、他方のＰポートとＡポートとを連通
しかつＢポートとＲポートとを連通する位置（図の左位
置）、もしくは他方のＰポートとＢポートとを連通しか
つＡポートとＲポートとを連通する位置（図の右位置）
へ連続的に移動するように構成されている。

【００２０】なお、図において３０はライン１８とライ
ン２４との間に設けられたメインリリーフ弁である。

【００２１】上記ライン１８には、上記方向制御弁１６
の一次側流量すなわちポンプ側流量Ｑｐを検出するポン
プ流量センサ３２が設けられ、ライン２１，２２には、
アクチュエータである油圧モータ１２の入口圧力及び出
口圧力である圧力Ｐａ，Ｐｂを検出するアクチュエータ
圧力センサ３４，３６が設けられている。これらのセン
サ３２，３４，３６の検出信号は、コントローラ４０に
入力されるようになっている。

【００２２】このコントローラ４０には、操作装置３８
が接続されている。この操作装置３８は、操作レバー３
９を備え、この操作レバー３９の操作方向及び操作量Ｓ
ａに応じた作動指令信号をコントローラ（補正演算手
段）４０に入力するように構成されている。

【００２３】コントローラ４０は、図１に示すように、
戻りポート開口面積演算手段４２、ストローク初期値演
算手段４４、及び指令信号補正手段４６を備えている。

【００２４】戻りポート開口面積演算手段４２は、ポン
プ流量センサ３２で検出されたポンプ側流量Ｑｐと、モ
ータ圧力センサ３４，３６で検出された油圧モータ出入
口圧力Ｐａ，Ｐｂとに基づき、これらの流量及び圧力で
の運転条件下において方向制御弁１６の二次側（油圧モ
ータ１２側）に初めて流量が発生するときのＲポートの
開口面積を演算するものである。

【００２５】その原理を以下に説明する。なお、以下の
説明では、モータ圧力センサ３４が油圧モータ１２の入
口側となる場合（すなわち方向制御弁１６が図の左位置
に切換えられる場合）について説明する。

【００２６】まず、上記方向制御弁１６において流量が
発生しているときの状態をモデル化すると図３（ａ）に
示すようになるが、さらにこれを展開すると同図（ｂ）
のようになる。なお、同図においてＰｐ，ＰｒはＰポー
ト及びＲポートにおける圧力、Ｑａ，Ｑｂ，ＱｒはＡポ
ート、Ｂポート、Ｒポートにおける流量、Ａａ，Ａｂ，
ＡｒはＡポート、Ｂポート、Ｒポートの開口面積を示
す。このモデルにおいて、Ａポート、Ｂポート、及びＲ
ポートでの各絞り部を通過する流体の状態方程式は次の
(1)式の通りである。

【００２７】

【数１】

【００２８】一方、図３（ｂ）のモデルでは次の関係式
が成立する。

【００２９】

【数２】

【００３０】ここで、(3)，(4)の関係式に(1)の方程式
とＱａ＝Ｑｂの条件式を適用すると、次の(5)式が得ら
れる。

【００３１】

【数３】

【００３２】この(5)式に上記(2)式を代入してＱｒを消
去すると次の(6)式が得られる。

【００３３】

【数４】

【００３４】この関係式に基づいて流量Ｑａを解析した
結果を図４，５に示す。図４は、ポンプ側流量Ｑｐを一
定とし、モータ出入口圧力差Ｐｅ（＝Ｐａ−Ｐｂ）を変
化させたときの解析結果を示し、図５は、モータ出入口
圧力差Ｐｅを一定とし、ポンプ側流量Ｑｐを変化させた
ときの解析結果を示している。これらの図から、モータ
側に流量が発生し始める時のスプールストロークはポン
プ側流量Ｑｐやモータ出入口圧力差Ｐｅによって大きく
変化することがわかる。

【００３５】上記(6)式に話を戻す。この式において、
実際にモータ側の流量が発生する瞬間の状態ではＱａ＝
０であるので、この条件を(6)式に代入し、変形すると
次の(7)式が得られる。

【００３６】

【数５】

【００３７】従って、この(7)式と上記各検出値Ｑｐ，
Ｐａ，Ｐｂに基づき、油圧モータ１２側への流量すなわ
ち方向制御弁１６の二次側流量が初めて発生する時のＲ
ポートの開口面積Ａｒを演算することができる。

【００３８】ストローク初期値演算手段４４は、上記開
口面積Ａｒと実際のスプールストロークＳとの関係をＡ
ｒ−Ｓテーブル４８として記憶し、上記戻りポート開口
面積演算手段４２で演算された開口面積Ａｒに対応する
スプールストローク、すなわちモータ側流量が発生し始
める時のスプールストロークであるストローク初期値Ｓ
ｏを演算するものである。

【００３９】指令信号補正手段４６は、操作装置３８に
おけるレバー操作量Ｓａに基づくスプール作動指令信号
を、上記ストローク初期値Ｓｏと、予め設定された操作
装置不感帯最大値Ｓaoとに基づいて補正し、新たな補正
済作動指令信号Ｓｃを作成するとともに、これを電磁比
例減圧弁５１，５２に出力するものである。この補正済
作動指令信号Ｓｃは、レバー操作量Ｓａの最大値をＳma
xとすると、次式に基づいて演算される。

【００４０】

【数６】

【００４１】すなわち、この指令信号補正手段４６にお
いて補正済作動指令信号Ｓｃは、図６に実線６１で示さ
れるように、実際の操作装置操作量Ｓａが上記不感帯最
大値Ｓao未満での領域では０に、実際の操作装置操作量
Ｓａが上記不感帯最大値Ｓaoに達した時点ではストロー
ク初期値Ｓｏに、実際の操作装置操作量Ｓａが上記不感
帯最大値Ｓaoを上回る領域では上記ストローク初期値Ｓ
ｏから操作量最大値Ｓmaxまで線形的に増加する値に設
定される。

【００４２】上記電磁比例減圧弁(作動制御手段)５１，
５２は、図略のパイロット用油圧源に接続されており、
上記補正済作動指令信号Ｓｃのスプールストロークが得
られるパイロット圧を上記方向制御弁１６に供給するも
のである。

【００４３】次に、この装置の作用を説明する。

【００４４】まず、操作装置３８の操作レバー３９が中
立位置にある状態、すなわち操作レバー３９の操作量Ｓ
ａが０の状態では、コントローラ４０から出力される補
正済作動指令信号Ｓｃも０であるため、方向制御弁１６
にはパイロット圧が与えられず、方向制御弁１６は中立
位置を保つ。

【００４５】この状態から操作レバー３９の操作を開始
すると、その操作量Ｓａが予め定められた不感帯領域内
すなわち不感帯最大値Ｓao未満の領域にある間は、補正
済作動指令信号Ｓｃは０のままであり、従って方向制御
弁１６は作動しないが、操作量Ｓａが上記不感帯最大値
Ｓaoに達すると、ストローク初期値Ｓｏに等しい補正済
作動指令信号Ｓｃが出力される。そして、この信号に応
じたパイロット圧が電磁比例減圧弁５１（または５２）
から方向制御弁１６に与えられることにより、方向制御
弁１６のスプールが作動する。

【００４６】このスプールのストロークは、上記戻りポ
ート開口面積演算手段４２及びストローク初期値演算手
段４４により演算されたストローク初期値Ｓｏと等しい
ので、ポンプ側流量やモータ圧力差にかかわらず、この
時点から直ちに方向制御弁１６の二次側（すなわちモー
タ側）に流量が発生し、油圧モータ１２が作動を始め
る。その後は、実際の操作量Ｓａに比例してパイロット
圧も高められ、これに伴って方向制御弁１６の二次側流
量も増加する。

【００４７】以上のように、この装置では、モータ圧力
差（Ｐａ−Ｐｂ）及びポンプ側流量Ｑｐに基づいて、方
向制御弁１６の二次側流量が初めて発生する時のスプー
ルストローク（ストローク初期値Ｓｏ）を演算してお
き、上記モータ圧力差（Ｐａ−Ｐｂ）及びポンプ側流量
Ｑｐにかかわらず、実際の操作量Ｓａが不感帯最大値Ｓ
aoに達した時点でスプールストロークが上記ストローク
初期値Ｓｃになるように作動指令信号の補正を行うよう
にしたものであるので、運転条件に関係なく、方向制御
弁１６の二次側流量が発生し始める操作装置３８の操作
量Ｓａを常に一定値Ｓaoにすることができ、これにより
操作装置３８の操作性を大幅に向上させることができ
る。

【００４８】すなわち、上記補正を行わず、実際の操作
装置操作量Ｓａと等しい値に作動指令信号Ｓｃを設定し
た場合、この関係は図６の実線６２に示されるようにな
り、従って、操作レバー３９を実際に図示の操作量Ｓ
ａ′まで操作しなければ方向制御弁二次側流量は発生し
ないことになるが、この実施例装置では、一次側流量、
モータ圧力に関係なく、操作量Ｓａが予め設定した不感
帯最大値Ｓaoに対応した時点で確実に二次側流量を発生
させることができる。

【００４９】しかも、前記図１３に示した流量制御弁９
６を設ける場合のように、弁の大型化を招くことがな
く、また、油圧モータ制御用のコントローラ４０等を利
用して低コストの構造で上記効果を得ることが可能であ
る。さらに、複数の油圧モータ１２にそれぞれ別個の方
向制御弁１６及び油圧モータを接続しても、各油圧モー
タ１２を良好に同期して作動させることが可能である。

【００５０】次に、第２実施例を図７，８に基づいて説
明する。この実施例では、前記第１実施例における各セ
ンサ３２，３４，３６に加え、戻り通路であるライン２
４に戻り圧力センサ（戻り圧力検出手段）５３が設けら
れている。そして、この戻り圧力センサ５３で検出され
る戻り圧力Ｐｒと、ポンプ流量センサ３２で検出される
ポンプ側流量Ｑｐと、モータ圧力センサ３４，３６のう
ち油圧モータ１２の入口側に該当するセンサ（例えば方
向制御弁１６が図の左側に切換えられる場合にはモータ
圧力センサ３４）により検出されるモータ入口圧力Ｐａ
とに基づいて、前記第１実施例で示した戻りポート開口
面積演算手段４２により、方向制御弁１６の二次側流量
が発生し始めるＲポートの開口面積Ａｒが演算され、以
下、前記第１実施例と同様の制御動作が行われるように
なっている。

【００５１】その演算の原理を以下に説明する。なお、
以下の説明では、モータ圧力センサ３４が油圧モータ１
２の入口側となる場合（すなわち方向制御弁１６が図の
左位置に切換えられる場合）について説明する。

【００５２】まず、上記方向制御弁１６において流量が
発生しているときの状態は、図８のようにもモデル化す
ることができる。このモデルにおいても、前記(2),(3)
式のような関係式が成立するので、(3)式に前記(1)式の
基礎方程式を適用すると、次の(10)式が得られる。

【００５３】

【数７】

【００５４】この(10)式に上記(2)式を代入してＱｒを
消去すると次の(11)式が得られる。

【００５５】

【数８】

【００５６】この式において、実際にモータ側の流量が
発生する瞬間の状態ではＱａ＝０であるので、この条件
を(11)式に代入し、変形すると次の(12)式が得られる。

【００５７】

【数９】

【００５８】従って、この(12)式と上記各検出値Ｑｐ，
Ｐａ，Ｐｒに基づき、油圧モータ１２側への流量すなわ
ち方向制御弁１６の二次側流量が初めて発生する時のＲ
ポートの開口面積Ａｒを演算することができる。

【００５９】なお、この実施例では油圧モータ１２の正
転、逆転のいずれの時においても油圧モータ１２の入口
圧力を検出できるように２つのモータ圧力センサ３４，
３６が設けられているが、例えば方向制御弁１６に２位
置切換弁が用いられ、アクチュエータが一方向しか駆動
されないような場合には、その入口側にのみ単一の圧力
センサを設ければ足りる。

【００６０】次に、第３実施例を図９，１０に基づいて
説明する。

【００６１】この実施例では、前記第１実施例における
装置において、方向制御弁１６における実際のスプール
ストロークを検出するスプールストロークセンサ（スト
ローク検出手段）５４を備え、その検出値に基づいてス
プールをフィードバック制御するようにしている。

【００６２】具体的に、この実施例におけるコントロー
ラ４０は、図１０に示すようなフィードバック演算制御
手段４９を備えている。このフィードバック演算制御手
段４９は、上記指令信号補正手段４６から出力される補
正済作動指令信号Ｓｃとスプールストロークセンサ５４
によるストローク検出値Ｓｓとのストローク偏差ΔＳに
基づき、フィードバック制御信号Ｓfbを演算し、上記電
磁比例弁５１，５２に出力してその実際の制御を行うよ
うにしている。

【００６３】このような装置によれば、上記フィードバ
ック制御の実行により、電磁比例減圧弁５１，５２のヒ
ステリシス、不感帯、出力の非線形性等の影響をなくす
ことができ、これによりさらに高精度の制御を行うこと
ができ、これによってさらに良好な操作性を得ることが
できる。なお、この第３実施例に示すフィードバック制
御は、前記第２実施例に示す装置にも同様に適用するこ
とが可能である。

【００６４】また、本発明は以上の実施例に限定される
ものでなく、例として次のような態様をとることも可能
である。

【００６５】(1) 本発明ではアクチュエータの種類を問
わず、上記油圧モータの他、油圧シリンダ等の各種アク
チュエータに接続される方向制御弁について本発明を適
用することができる。

【００６６】(2) 本発明が適用される方向制御弁は、上
記のような６ポート３位置の切換弁に限らず、そのスプ
ールの移動により、ＰポートがＲポートに連通される中
立状態からＰポートがアクチュエータ入口側ポートに接
続される駆動状態へ連続的に切換えられるものであれば
よい。また、その操作方式も上記のような油圧パイロッ
ト式に限らず、例えば電磁切換式や電磁油圧切換式のも
のに適用することも可能である。

【００６７】(3) 上記不感帯最大値Ｓaoは適当な値に設
定すればよく、ほぼ０に近い値に設定してもよい。この
場合には不感帯がほとんど存在せず、操作レバーを微小
量動かすだけで確実に方向制御弁１６の二次側流量が発
生することになる。また、この不感帯最大値Ｓaoを上回
る領域での実際の操作量Ｓａと補正済作動指令信号Ｓｃ
との関係は上記のような比例関係に限らず、負荷１４の
種類等に応じて適宜設定すればよい。

【００６８】

【発明の効果】以上のように本発明は、方向制御弁の一
次側流量とアクチュエータの出入口圧力（請求項１）、
もしくは方向制御弁の一次側流量とアクチュエータの入
口圧力及び戻り通路側の圧力（請求項３）に基づき、上
記方向制御弁の二次側すなわちアクチュエータ側に流量
が発生し始める時のスプールストロークすなわちストロ
ーク初期値を演算し、操作装置の操作量が予め設定され
た量に達した時のスプールストロークが上記ストローク
初期値になるようにスプール作動指令信号を補正するよ
うにしたものであるので、従来のような流量制御弁を用
いることなく、小型でかつ低コストの構造で、方向制御
弁の二次側流量が発生し始める時の操作装置操作量を常
に一定に保つことができ、これにより操作装置の操作性
を大幅に向上させることができる効果がある。また、複
数のアクチュエータに個別に方向制御弁を接続する場合
に、各アクチュエータを良好に同期させて作動させるこ
ともできる。

【００６９】さらに、請求項２，４記載の装置では、実
際のスプールストロークを検出してその検出値に基づき
スプールの作動をフィードバック制御するようにしてい
るので、電磁比例弁等のヒステリシス、不感帯、出力の
非線形性等の影響を受けなくなり、その分、より精度の
高い制御を行うことができ、操作性を高めることができ
る効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例におけるコントローラの機
能構成を示すブロック図である。

【図２】上記コントローラが接続される油圧回路の回路
図である。

【図３】（ａ）（ｂ）は上記油圧回路における方向制御
弁の流れ状態を示すモデル図である。

【図４】ポンプ側流量を一定にしてモータ圧力差を変化
させた時のスプールストロークとアクチュエータ側流量
との関係の解析結果を示すグラフである。

【図５】モータ圧力差を一定にしてポンプ側流量を変化
させた時のスプールストロークとアクチュエータ側流量
との関係の解析結果を示すグラフである。

【図６】上記コントローラにおいて作成される補正済作
動指令信号を示すグラフである。

【図７】第２実施例における油圧回路の回路図である。

【図８】上記油圧回路における方向制御弁の流れ状態を
示すモデル図である。

【図９】第３実施例における油圧回路の回路図である。

【図１０】上記油圧回路に接続されるコントローラの機
能構成を示すブロック図である。

【図１１】従来の油圧回路の一例を示す回路図である。

【図１２】上記油圧回路に設けられる方向制御弁のスプ
ールストロークと開口面積との関係を示すグラフであ
る。

【図１３】流量制御弁が付設された方向制御弁を示す油
圧回路図である。

【符号の説明】

１０油圧ポンプ（油圧源）１２油圧モータ（アクチュエータ）１６方向制御弁３２ポンプ流量センサ（流量検出手段）３４,３６モータ圧力センサ（モータ入口圧力検出手
段及びモータ出口圧力検出手段）３８操作装置４０コントローラ（補正演算手段）４９フィードバック演算制御手段５１，５２電磁比例減圧弁（作動制御手段）５３戻り圧力センサ（戻り圧力検出手段）５４スプールストロークセンサ（ストローク検出手
段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】油圧源に接続される油圧源側ポートと、
戻り通路側に接続される戻り側ポートと、アクチュエー
タの入口側に接続されるアクチュエータ入口側ポート
と、アクチュエータの出口側に接続されるアクチュエー
タ出口側ポートと、スプールとを有し、このスプールの
移動により、上記ポンプ側ポートが上記戻りポートに連
結される中立状態から上記ポンプ側ポートがアクチュエ
ータ入口側ポートに接続されかつアクチュエータ出口側
ポートが戻りポートに接続される駆動状態へ連続的に切
換えられる方向制御弁を、操作装置の操作量に基づいて
切換制御するための方向制御弁の切換制御装置であっ
て、上記方向制御弁のポンプ側流量を検出する流量検出
手段と、上記アクチュエータの入口圧力を検出する入口
圧力検出手段と、上記アクチュエータの出口圧力を検出
する出口圧力検出手段と、上記流量及び圧力の検出値に
基づいて上記アクチュエータ側に流量が発生し始める時
のスプールストロークであるストローク初期値またはこ
れに関する値を演算し、上記操作装置の操作量が予め設
定された量に達した時のスプールストロークが上記スト
ローク初期値になるように上記操作装置の操作量に基づ
くスプールの作動指令信号を補正する補正演算手段と、
この補正済作動指令信号に基づいて上記スプールの作動
制御を行う作動制御手段とを備えたことを特徴とする方
向制御弁の切換制御装置。
【請求項２】請求項１記載の方向制御弁の切換制御装
置において、実際のスプールストロークを検出するスト
ローク検出手段を備えるとともに、上記作動制御手段
に、上記ストローク検出手段によるストローク検出値と
上記補正済作動指令信号との比較に基づいて実際のスプ
ールの作動制御を行うためのフィードバック制御信号を
演算するフィードバック演算制御手段を設けたことを特
徴とする方向制御弁の切換制御装置。
【請求項３】油圧源に接続される油圧源側ポートと、
戻り通路側に接続され側ポートと、アクチュエータの出
口側に接続されるアクチュエータ出口側ポートと、スプ
ールとを有し、このスプールの移動により、上記ポンプ
側ポートが上記戻りポートに連結される中立状態から上
記ポンプ側ポートがアクチュエータ入口側ポートに接続
されかつアクチュエータ出口側ポートが戻りポートに接
続される駆動状態へ連続的に切換えられる方向制御弁
を、操作装置の操作量に基づいて切換制御するための方
向制御弁の切換制御装置であって、上記方向制御弁のポ
ンプ側流量を検出する流量検出手段と、上記アクチュエ
ータの入口圧力を検出する入口圧力検出手段と、上記戻
り通路側の圧力を検出する戻り圧力検出手段と、上記流
量及び圧力の検出値に基づいて上記アクチュエータ側に
流量が発生し始める時のスプールストロークであるスト
ローク初期値またはこれに関する値を演算し、上記操作
装置の操作量が予め設定された量に達した時のスプール
ストロークが上記ストローク初期値になるように上記操
作装置の操作量に基づくスプールの作動指令信号を補正
する補正演算手段と、この補正済作動指令信号に基づい
て上記スプールの作動制御を行う作動制御手段とを備え
たことを特徴とする方向制御弁の切換制御装置。
【請求項４】請求項３記載の方向制御弁の切換制御装
置において、実際のスプールストロークを検出するスト
ローク検出手段を備えるとともに、上記作動制御手段
に、上記ストローク検出手段によるストローク検出値と
上記補正済作動指令信号との比較に基づいて実際のスプ
ールの作動制御を行うためのフィードバック制御信号を
演算するフィードバック演算制御手段を設けたことを特
徴とする方向制御弁の切換制御装置。