JPH0814207A

JPH0814207A - 油圧制御装置

Info

Publication number: JPH0814207A
Application number: JP6144808A
Authority: JP
Inventors: Yoichi Oinuma; 洋一生沼; Haruki Ubukata; 春樹生形
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1994-06-27
Filing date: 1994-06-27
Publication date: 1996-01-16
Anticipated expiration: 2020-05-25
Also published as: JP3653289B2

Abstract

(57)【要約】【目的】入力信号の比較的小さい範囲では圧力制御
を、それ以上の範囲では流量制御を行えるようにする。【構成】ポンプＰとアクチュエータＡとを結ぶ回路に
挿入した弁手段５１と、弁手段５１の開度を検出する手
段５２と、弁手段５１の上流と下流の圧力を検出する手
段５３、５４と、弁手段５１とアクチュエータＡとの間
に介装したオペレートチェック弁５５と、コントローラ
５６からの信号と前記各検出手段からの信号に基づいて
弁手段５１の開度を制御する手段５７と、前記検出した
弁開度と同じく圧力差とから流量を算出する手段５８
と、この算出流量を所定値と比較する手段５９と、所定
値以下のときは圧力指令値と負荷側圧力が一致するよう
に弁開度を制御する圧力制御手段６０と、所定値以上の
ときは流量指令値と算出流量が一致するように弁開度を
制御する流量制御手段６１とを備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は油圧アクチュエータへの
供給流量、圧力を制御する装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば建設機械等の油圧アクチュ
エータの駆動制御としての、ロードセンシング制御方式
では、負荷圧力と自己圧力に基づいてポンプレギュレー
タを制御し、ジョイスティックのストロークに応じて負
荷圧力に関係なく、流量を制御できるようになってい
る。

【０００３】また、ネガコン制御方式では、ポンプ吐出
流量の一部をブリードすることにより、負荷圧力に応じ
てポンプ吐出流量を制御し、単一のジョイスティックの
ストロークに対応して流量制御と圧力制御とを同時に制
御可能としている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
うち前者は、ジョイスティックストロークに対して所定
の特性で流量制御はできるが、負荷に対応しての圧力制
御ができないため、建設機械等の操作性に劣るという問
題があり、また後者では、流量制御と圧力制御ができる
ので、この問題は解決しうるものの、負荷圧力によりポ
ンプ吐出流量が変動するので、とくに負荷圧力が大きい
ときの流量特性の勾配が急になり、わずかなジョイステ
ィックの操作量に対して流量が大きく変動し、油圧アク
チュエータの微妙な速度制御等ができなくなるという問
題があった。

【０００５】建設機械等にあっては、使用目的によって
油圧アクチュエータへの供給流量に基づいて作動速度を
制御したり、あるいは供給圧力を制御して負荷を保持し
たりすることが要求されるが、一般に、圧力制御時は供
給流量の絶対量を多く要求されることは少ない。つまり
流量と圧力制御が要求されるものの、圧力制御について
は供給流量の少ない範囲でのみ、微妙な圧力制御ができ
ればよく、また、流量制御時には圧力と関係なく、ジョ
イスティックストロークに対して所定の特性で流量制御
できることが望ましい。

【０００６】そこでこの発明は、入力信号の比較的小さ
い範囲では圧力制御を、それ以上の範囲では流量制御を
行える油圧制御装置を提供することを目的とする。

【０００７】

【課題を解決するための手段】第１の発明は、図１１に
示すように、ポンプＰとアクチュエータＡとを結ぶ回路
に挿入した弁手段５１と、弁手段５１の開度を検出する
手段５２と、弁手段５１の上流と下流の圧力を検出する
手段５３、５４と、弁手段５１とアクチュエータＡとの
間に介装したオペレートチェック弁５５と、コントロー
ラ５６からの入力信号と前記各検出手段からの信号に基
づいて弁手段５１の開度を制御する手段５７とを備えた
油圧制御装置において、前記検出した弁開度と同じく圧
力差とから流量を算出する手段５８と、この算出流量を
所定値と比較する手段５９と、比較結果が所定値以下の
ときは前記入力信号にもとづく圧力指令値と負荷側の検
出圧力が一致するように弁開度を制御する圧力制御手段
６０と、前記比較結果が所定値以上のときは前記入力信
号にもとづく流量指令値と算出流量が一致するように弁
開度を制御する流量制御手段６１とを備える。

【０００８】第２の発明は、第１の発明において、制御
開始時に圧力指令値が負荷側圧力よりも低いときはオペ
レートチェック弁５５をオフに保持する。

【０００９】第３の発明は、第１の発明において、制御
開始時に圧力指令値が負荷側圧力よりも高いときにオペ
レートチェック弁５５をオンにする。

【００１０】第４の発明は、第１〜第３の発明におい
て、コントローラ５６からの入力信号は入力値に応じて
変化する圧力指令値と、入力値に応じて変化する流量指
令値となり、かつ圧力制御から流量制御に切換られるま
では圧力指令値、切換後は切換点の入力値から立ち上が
る流量指令値となる。

【００１１】第５の発明は、図１２に示すように、ポン
プＰとアクチュエータＡとを結ぶ回路に挿入した弁手段
５１と、弁手段５１の開度を検出する手段５２と、弁手
段５１の上流と下流の圧力を検出する手段５３、５４
と、弁手段５１とアクチュエータＡとの間に介装したオ
ペレートチェック弁５５と、コントローラ５６からの入
力信号と前記各検出手段からの信号に基づいて弁手段５
１の開度を制御する手段５７とを備えた油圧制御装置に
おいて、前記入力信号にもとづく圧力指令値を負荷側圧
力と比較する手段６３と、圧力指令値が負荷側圧力より
も高いときは前記入力信号にもとづく流量指令値と前記
検出弁開度と圧力差から算出した流量が一致するように
弁開度を制御する流量制御手段６４と、圧力指令値が負
荷側圧力よりも低いときは圧力指令値を実際の負荷圧力
値に変更してオペレートチェック弁５５をオンにすると
共に負荷側圧力が圧力指令値と一致するように弁開度を
制御する圧力制御手段６５とを備える。

【００１２】第６の発明は、第５の発明において、負荷
圧力と圧力指令値とが一致したときに流量指令値がゼロ
となるように設定される。

【００１３】第７の発明は、図１３に示すように、ポン
プＰとアクチュエータＡとを結ぶ回路に挿入した弁手段
５１と、弁手段５１の開度を検出する手段５２と、弁手
段５１の上流の圧力を検出する手段５３と、弁手段５１
とアクチュエータＡとの間に介装したオペレートチェッ
ク弁５５と、オペレートチェック弁５５と弁手段５１と
の間の圧力を検出する手段５４と、コントローラ５６か
らの入力信号と前記各検出手段からの信号に基づいて弁
手段５１の開度を制御する手段５７とを備えた油圧制御
装置において、前記入力信号にもとづく圧力指令値を負
荷側圧力と比較する手段６３と、圧力指令値が負荷側圧
力よりも高いときは前記入力信号にもとづく流量指令値
と前記検出弁開度と圧力差とから算出した流量が一致す
るように弁開度を制御する流量制御手段６６と、圧力指
令値が下流側圧力よりも低いときはオペレートチェック
弁５５をオンにすると共に負荷側圧力が圧力指令値と一
致するまで弁開度を閉じるように制御する圧力制御手段
６７とを備える。

【００１４】

【作用】したがって第１の発明では、制御時の流量が所
定値以下のときは、入力値に基づいて負荷に対する圧力
制御が行われ、所定値以上のときは、圧力制御から流量
制御に切り換えられ、負荷圧力のいかんにかかわらず入
力値に基づいて流量制御が行われる。

【００１５】第２の発明では、制御開始時の負荷側圧力
が圧力指令値よりも高いときは、オペレートチェック弁
がオフとなり、単なるチェック弁として機能するので、
負荷側からの逆流を阻止し、制御を開始した瞬間におけ
る不意な負荷の変位を防止できる。

【００１６】第３の発明では、制御開始時の負荷側圧力
が圧力指令値よりも低いときは、オペレートチェック弁
がオンとなり、減圧制御を含む圧力制御が可能となる。

【００１７】第４の発明では、コントローラからの入力
値は、圧力指令値と流量指令値となり、かつ圧力制御を
優先させるので、一つのコントローラからの信号によ
り、混乱を起こすことなく、圧力、流量制御が行える。

【００１８】第５の発明では、圧力指令値が負荷側圧力
よりも高いときは流量制御に移行し、圧力指令値が負荷
側圧力よりも低いときは入力される圧力指令値が負荷圧
力よりも高くなるまでは、そのまま負荷を保持するよう
に圧力制御する。

【００１９】第６の発明では、圧力指令値と負荷側圧力
が一致したときに流量指令値がゼロとなるので、一致し
た時点で流量制御に切換わっても負荷側への供給流量が
変動することがない。

【００２０】第７の発明では、圧力指令値が負荷側圧力
よりも高いときは流量制御となり、圧力指令値が負荷側
圧力よりも低いときはオペレートチェック弁のドレーン
により負荷側圧力を圧力指令値と一致するまで減圧制御
する。

【００２１】

【実施例】図１において、１０は油圧アクチュエータと
しての油圧シリンダ、１１は例えばエンジンで駆動され
るポンプ、１２はタンクで、油圧シリンダ１０の左右の
油室１０ａ、１０ｂと、油圧ポンプ１１並びにタンク１
２とを結ぶ並列な駆動回路２１ａ，２１ｂには、それぞ
れに三方向弁４ａ，４ｂと、オペレートチェック弁３
ａ，３ｂが設けられる。

【００２２】三方向弁４ａ，４ｂはパイロット圧に応じ
て油圧シリンダ１０の供給または排出圧力・流量を制御
（メータインあるいはメータアウト制御）するもので、
バルブハウジング内を摺動するスプール２３と、このス
プール２３にパイロット圧を及ぼす大小受圧面積の異な
るパイロット室２４，２５と、スプール２３をパイロッ
ト室２５の圧力に対抗するように付勢するスプリング２
６とが設けられる。受圧面積の小さいパイロット室２５
にはポンプ１１の吐出圧が導かれるが、受圧面積の大き
いパイロット室２４には、電磁比例弁５ａ，５ｂを介し
て制御されたパイロット圧が導入され、これらのバラン
スに応じてスプール２３の位置が変位し、スプール２３
の周囲に開口するシリンダポートに対するポンプポート
およびタンクポートとの連通度合（開度）を調整する。

【００２３】パイロット圧力を制御する電磁比例弁５
ａ，５ｂは、ポンプ１１の吐出圧をパイロット室２４に
導く供給ポジションＡと、同じくタンク側に開放する排
出ポジションＣと、回路を遮断する中立ポジションＢを
備え、コントローラ８の出力に応じてパイロット圧力を
制御する。

【００２４】オペレートチェック弁３ａ，３ｂは、図２
にも示すように、バルブハウジング２９にポペット２７
がスプリング２８と共に収装され、２つの油室ＸとＹを
形成している。このうち、油室Ｙには油圧シリンダ１０
に接続する通路Ｃ₂が連通し、また、先端のシート面に
三方向弁４ａまたは４ｂと接続する通路Ｃ₁が開口し、
ポペット２７がシートに着座すると互いの連通が遮断さ
れる。ポペット２７には油室ＸとＹを常時連通するオリ
フィス３０が形成され、また、油室Ｘにはドレーン側の
通路Ｃ₃が開口され、この通路Ｃ₃をドレーンバルブ１３
が開閉することにより、オペレートチェック弁３ａ，３
ｂがオンオフする。

【００２５】このドレーンバルブ１３はコントローラ８
により制御され、ドレーバルブ１３を開くと、オペレー
トチェック弁３ａ，３ｂがオンとなり、作動油の可逆的
な流通を許容すると共に、一部をドレーンさせることで
負荷圧力の減圧制御を可能とし、またドレーバルブ１３
を閉じると、オペレートチェック弁３ａ，３ｂはオフと
なり、負荷側からの逆流を阻止するチェック弁として機
能する。

【００２６】図１において、１４ａ，１４ｂは油圧シリ
ンダ１０の最大負荷圧を規制するリリーフ弁を示す。

【００２７】次に油圧シリンダ１０の負荷圧力を検出す
るためオペレートチェック弁３ａ，３ｂと油圧シリンダ
１０との間に圧力センサ３１が、また、三方向弁４ａ，
４ｂとポンプ１１並びにタンク２２との間の圧力を検出
するために圧力センサ３２がそれぞれの回路２１ａ，２
１ｂに介装される。

【００２８】また、三方向弁４ａ，４ｂの開度を検出す
るためのストロークセンサ３３がそれぞれ設けられる。

【００２９】そして、ジョイスティックなどのメインコ
ントローラ９からの圧力指令値または流量指令値に基づ
いて、メータインあるいはメータアウト制御時の圧力ま
たは流量を制御するためのコントローラ８が備えられ、
このコントローラ８からの信号により駆動回路７ａ，７
ｂを介して三方向弁４ａ，４ｂの電磁比例弁５ａ，５
ｂ、また駆動回路６ａ，６ｂを介してオペレートチェッ
ク弁３ａ，３ｂのドレーンバルブ１３がそれぞれ制御さ
れる。

【００３０】この場合、コントローラ８には、前記圧力
センサ３１，３２と、ストロークセンサ３３から信号が
フィードバックされ、油圧シリンダ１０のメータイン制
御（流入制御）とメータアウト制御（流出制御）におい
て、実際の圧力や流量が指令値と一致するように三方向
弁４ａ，４ｂの開度を電磁比例弁５ａ，５ｂを介して制
御し、また、オペレートチェック弁３ａ，３ｂのドレー
ンバルブ１３を制御する。

【００３１】ここで、油圧シリンダ１０の油室１０ａに
対してポンプ１１からの作動油を供給し、いわゆるメー
タイン制御する場合のコントローラ８の動作を、図３の
フローチャートを参照しながら説明する。

【００３２】まず、メインコントローラ９から入力され
る指令値は、この指令値によって図４にも示すように、
圧力と流量の制御を行えるように、圧力指令値（I）と
流量指令値（II）が独立した特性に設定されていて、ス
テップ１では指令値が入力されると、図４にしたがって
圧力指令値Ｐｘを読み込み、ステップ２で圧力センサ３
１の検出値からそのときに油圧シリンダ１０にかかって
いる実際の負荷圧力Ｐａを読み込む。

【００３３】ステップ３でこれらＰｘとＰａとの差（Ｐ
ｘ−Ｐａ）を算出し、実際の負荷圧力Ｐａが指令値Ｐｘ
よりも大きいときは、そのまま油圧シリンダ１０が負荷
を支持するできるように、ステップ１に戻り、オペレー
トチェック弁３ａをオフに保持し、その負荷圧力Ｐａを
保持し、油圧シリンダ１０からの逆流を阻止する。

【００３４】圧力指令値Ｐｘが実際の負荷圧力Ｐａより
も低いときに、指令値Ｐｘとなるようにに圧力制御する
と、負荷により油圧シリンダ１０が収縮し、操作上の思
わぬ混乱を招かないようにするためである。

【００３５】これに対して、負荷が不意に変位する恐れ
の無いとき、つまりＰｘ≧Ｐａのときはステップ４に移
り、オペレートチェック弁３ａをオンにする。この状態
では、負荷側の圧力が制御可能となり、ステップ５では
負荷圧力Ｐａが指令値Ｐｘと一致するように圧力のフィ
ードバック制御を行う。この圧力制御は、圧力センサ３
１の出力をみながら三方向弁４ａの開度を制御すること
により行う。この場合、電磁弁５ａを介してパイロット
圧力を制御し、三方向弁４ａのポンプポート開度を増加
させると、制御圧力は上昇する。また、三方向弁４ａの
開度を減少させると、オペレートチェック弁３ａからド
レーンされる作動油に応じて、制御圧力は低下する。こ
のようにして三方向弁４ａは圧力指令値Ｐｘと検出した
圧力Ｐａが一致する開度に制御される。

【００３６】さらに、ステップ６で指令値＝０かどうか
が判断され、もし、０のときはステップ７でオペレート
チェック弁３ａをオフにして、圧力制御を中止し、ステ
ップ１に戻るが、０で無いときはステップ８に移行し、
そのときの三方向弁４ａを通過する作動油の流量Ｑｘを
算出する。

【００３７】この流量Ｑｘの算出は、ストロークセンサ
３３により検出した三方向弁４ａの開度と、その前後の
圧力差、つまり、上流と下流の圧力センサ３１と３２の
検出値に基づいて演算される。

【００３８】そして、ステップ９において、この算出流
量Ｑｘを設定値Ｑａと比較し、Ｑｘ≦Ｑａのときは、ス
テップ５に戻り、そのまま圧力制御を継続する。

【００３９】しかし流量Ｑｘが設定値Ｑａよりも大きく
なると、ステップ１０に移行し、圧力制御から流量制御
に切り替える。

【００４０】圧力制御は油圧シリンダ１０への供給流量
が所定値以下の領域でのみ行い、要求流量が大きいとき
は、圧力制御よりも流量を制御を優先させる。建設機械
等にあっては、操作目的によって油圧シリンダ１０への
供給流量に基づいて作動速度を制御したり、あるいは供
給圧力を制御して負荷を保持したりすることが要求され
るが、一般に、圧力制御時は供給流量の絶対量を多く要
求されることが少なく、つまり圧力制御については供給
流量の少ない範囲でのみ微妙な制御ができればよく、ま
た、流量制御時には圧力と関係なく、ジョイスティック
ストロークに対して所定の特性で流量制御できることが
望ましいからである。

【００４１】メインコントローラ９から入力される指令
値は、図４のように、圧力指令値（I）と流量指令値（I
I）が独立した特性に設定されていて、流量制御に切換
られると、この切換点を起点として入力値に対応して立
ち上がる、流量指令値（II）を平行移動した値に相当す
る流量指令値Ｑｙが読み出される。

【００４２】ステップ１０ではこの指令値Ｑｙと算出さ
れた流量Ｑｘが一致するように、三方向弁４ａの開度を
フィードバック制御する。なお、流量の増加は原則的に
三方向弁４ａの開度を拡大することで、また流量の減少
は開度を縮小することにより行われる。このようにし
て、ジョイスティックの操作量から決まる目標とする流
量、換言すると油圧シリンダ１０の作動速度が目標どお
りに制御される。

【００４３】このようにして、油圧シリンダ１０に対す
る供給流量が所定値以下のときは負荷側の圧力制御を行
い、所定値を越えると、圧力制御から流量制御に切換え
て油圧シリンダ１０の作動速度を制御することができ、
ジョイスティックの操作量の比較的小さな領域では圧力
制御、大きな領域では流量制御とすることにより、さら
には制御状態において負荷圧力と負荷流量をモニタする
ことも可能で、建設機械の制御等において良好な操作性
を確保できる。また、制御開始時に負荷側圧力が圧力指
令値よりも高いときは負荷圧力を保持し、負荷の落下な
ど、不意な負荷変位を確実に防止できる。

【００４４】なお、圧力、流量の指令値はコントローラ
内のテーブル化されたデータであって、制御切換時の設
定流量値を含めて、その特性等を必要に応じて自由に変
更することができる。

【００４５】また、この実施例では三方向弁４ａの開度
を制御し、油圧シリンダ１０の油室１０ａに流入させる
作動油のメータイン制御を説明したが（なお、このとき
三方向弁４ｂは油室１０ｂをタンク側に解放）、油圧シ
リンダ１０の油室１０ｂから排出される作動油を制御す
るメータアウトの制御は、他方の三方向弁４ｂを制御す
ることにより、同様に行うことができる。ただし、この
場合圧力制御は、油圧シリンダ１０と三方向弁４ｂとの
間の圧力センサ３１の出力に基づいて行う。

【００４６】次に図５、図６の実施例を説明すると、こ
れは、制御開始時の圧力指令値が負荷圧力よりも高いと
きは流量制御に入り、負荷圧力よりも低いときはこの負
荷圧力を圧力指令値として、これを保持するようにした
のものである。

【００４７】図５のフローチャートにしたがって制御動
作を説明すると、まず、ステップ２１おいて、コントロ
ーラからの入力指令値を読み込み、ステップ２２でに入
力指令値＝０かどうかを判断し、もしゼロならばステッ
プ３０に進みオペレートチェック弁をオフにするが、ゼ
ロで無いときは、ステップ２３に移り、圧力指令値Ｐｘ
を図６の特性にしたがって算出し、さらにステップ２４
で負荷圧力Ｐａを検出する。

【００４８】そして、ステップ２５で圧力指令値Ｐｘと
負荷圧力Ｐａの大小を比較し、圧力指令値Ｐｘが大きい
ときは、ステップ２６、２７に移行して、負荷圧力Ｐａ
に相当する入力指令値を流量値＝０として立ち上がる流
量指令値Ｑｙを、図６の流量特性にしたがって算出し、
実際の流量がこの流量指令値Ｑｙと一致するように、三
方向弁４ａの開度を調整し、かつ上流と下流の検出圧力
に基づいてフィードバック制御を行う。

【００４９】一方、圧力指令値Ｐｘが負荷圧力Ｐａより
も低いときは、ステップ２８、２９に移行し、負荷圧力
を圧力指令値として、この負荷圧力を維持するように圧
力制御を行う。

【００５０】つまり、オペレートチェック弁３ａをオン
とし、圧力制御を可能な状態にし、検出した負荷圧力Ｐ
ａを圧力指令値Ｐｘに切換えて、この圧力指令値Ｐｘを
維持するように実際の圧力を検出しながらフィードバッ
ク制御を行う。

【００５１】なお、圧力指令値Ｐｘが負荷圧力Ｐａより
も高い値に切換えられれば、ステップ２６、２７に移行
して流量のフィードバック制御に入る。

【００５２】したがって圧力指令値が負荷圧力よりも高
いときは流量制御に移行し、逆に低くなると、流量制御
から圧力制御に切換えて負荷を変位させることなく保持
することができる。

【００５３】次に図７〜図１０に示す第３の実施例を説
明すると、この実施例も第２の実施例と同じように、圧
力指令値が負荷圧力よりも低いときは、負荷を急激に落
下させることなく、圧力指令値と一致するまで減圧制御
できるようにし、また圧力指令値が負荷圧力よりも高い
ときは流量制御を行うようにしてある。

【００５４】ただし、この実施例では、図７にも示すよ
うに、圧力センサ３１はオペレートチェック弁３ａ，３
ｂと、三方向弁４ａ，４ｂとの間に介装され、オペレー
トチェック弁３ａ，３ｂをオンしたときにのみ負荷圧力
が検出されオフのときは負荷圧力の検出が不能となるよ
うになっている。なお、その他の構成については、図１
と同一である。

【００５５】図８のフローチャートにしたがって制御動
作を説明すると（ただし、油圧シリンダ１０の油室１０
ａへのメータイン制御を例にする）、ステップ３１でコ
ントローラからの指令値を読み取り、ステップ３２で指
令値＝０ならば、ステップ３３に移り、オペレートチェ
ック弁３ａをオフのまま保持する。

【００５６】指令値がゼロでないときは、ステップ３４
でオペレートチェック弁３ａをオンにして、図９のよう
なテーブル特性図に基づいて、指令値から圧力指令値Ｐ
ｃｏｎを換算する。同時に、オペレートチェック弁３ａ
を開くことにより圧力センサ３１が検出する油圧シリン
ダ１０の負荷圧力Ｐｌｏａｄを検出する（ステップ３
５，３６）。

【００５７】そして、ステップ３７でこれら圧力指令値
Ｐｃｏｎと負荷圧力値Ｐｌｏａｄの大小を比較し、Ｐｃ
ｏｎがＰｌｏａｄよりも高いときは、ステップ３８〜３
９に進んで直ちに流量制御を開始する。この場合、コン
トローラの指令値（入力電圧値）Ｖｉｎを流量指令値Ｑ
ｃｏｎに換算するため、Ｐｌｏａｄから入力電圧値Ｖｉ
ｎ’を逆算し、Ｖｉｎ−Ｖｉｎ’＝Ｖｔｅｎｐとして、
このＶｔｅｎｐにより、図１０のテーブル特性図に基づ
いて、流量指令値Ｑｃｏｎを算出する（ステップ４
１）。

【００５８】このようにして流量指令値Ｑｃｏｎを算出
することにより、指令値Ｑｃｏｎはそのときの負荷圧力
により相対的に変化し、圧力指令値Ｐｃｏｎが負荷圧力
値Ｐｌｏａｄと等しいときの指令値を、流量＝０とし、
そこから図１０の特性にしたがって立ち上がるようにな
る。このようにすることにより、制御を開始するときの
負荷圧力によって、ジョイスティックの操作量に対する
流量制御の特性が相違し、負荷の大きさをオペレータに
感覚的に認識させることができる。もし、負荷圧力が高
ければ、同一のジョイスティック操作量（入力電圧）に
対する制御流量は小さくなり、負荷圧力が低ければ、制
御流量が大きく、油圧シリンダ１０の作動速度を相対的
に大きくできる。

【００５９】この流量指令値Ｑｃｏｎに基づいて三方向
弁４ａの開度が調整され、かつその上流と下流の実際の
圧力に基づいてフィードバック制御がかけられ、供給流
量が目標とする指令値Ｑｃｏｎと一致するように制御さ
れる（ステップ４２）。ただし、この場合には、圧力セ
ンサ３１がオペレートチェック弁３ａの上流にあり、下
流のオペレートチェック弁３ａからのドレーン流量を測
定することができないため、微量ではあるが、ドレーン
流量分だけ相対的に実際の供給流量は減少することにな
る。

【００６０】他方、ステップ３７において、圧力指令値
Ｐｃｏｎが負荷圧力値Ｐｌｏａｄよりも低いときは、ス
テップ４０から４１に移行し、流量指令値Ｑｃｏｎ＝０
に設定され、三方向弁４ａが閉じる。しかしこの状態で
はオペレートチェック弁３ａは開いているため一部がド
レーンされ、負荷圧力は徐々に低下していく。

【００６１】そして以上のルーチンが繰り返されること
により、ステップ３７で負荷圧力が圧力指令値と一致す
るまで、減圧制御が継続される。

【００６２】このようにして負荷圧力が圧力指令値と一
致するまで減圧制御され、一致した時点ではステップ３
８に移行して流量制御に切換わるが、その時点での流量
指令値Ｑｃｏｎは、前記したとおり、Ｑｃｏｎ−Ｑｌｏ
ａｄ＝０で、流量＝０となるから、油圧シリンダ１０は
圧力指令値を維持しつつ、その位置に保持されることに
なる。

【００６３】したがって、負荷圧力が圧力指令値よりも
高圧のときは、油圧シリンダ１０を保持したまま減圧制
御を行い、圧力指令値よりも低圧のときは、そのときの
圧力に応じた特性により流量制御を行うことができる。

【００６４】なお、以上の実施例では三方向弁４ａ，４
ｂを備えた場合を説明したが、二方向弁によっても、制
御の方向性は限られるが、同じような制御を行うことが
できる。

【００６５】

【発明の効果】以上のように第１の発明によれば、制御
流量が所定値以下の小流量域では、入力値に基づいて精
度のよい圧力制御が行われ、所定値以上の大流量域では
圧力制御から流量制御に切り換えられ、負荷圧力のいか
んにかかわらず入力値に基づいて精度よく流量制御を行
うことができる。

【００６６】第２の発明によれば、制御開始時の負荷側
圧力が圧力指令値よりも高いときは、オペレートチェッ
ク弁がオフとなり、単なるチェック弁として機能するの
で、負荷側からの逆流を阻止し、制御を開始した瞬間に
おける不意な負荷の変位を防止できる。

【００６７】第３の発明によれば、制御開始時の負荷側
圧力が圧力指令値よりも低いときは、オペレートチェッ
ク弁がオンとなり、直ちに減圧制御を含む圧力制御が可
能となる。

【００６８】第４の発明によれば、コントローラからの
入力値は、圧力指令値と流量指令値となり、かつ圧力制
御を優先させるので、一つのコントローラからの入力信
号により、混乱を起こすことなく、圧力と流量の両方の
制御が行える。

【００６９】第５の発明によれば、圧力指令値が負荷側
圧力よりも高いときは流量制御に移行し、圧力指令値が
負荷側圧力よりも低いときは負荷を保持する圧力制御を
行うので、入力信号の比較的小さい領域で負荷の落下を
防ぐ圧力保持制御、大きい領域で流量制御を行うことが
でき、良好な操作性を確保できる。

【００７０】第６の発明によれば、圧力指令値と負荷側
圧力が一致したときに流量指令値がゼロとなるので、一
致した時点で流量制御に切換わっても負荷側への供給流
量が変動することがなく、制御が安定する。

【００７１】第７の発明によれば、圧力指令値が負荷側
圧力よりも高いときは流量制御に移行し、圧力指令値が
負荷側圧力よりも低いときはオペレートチェック弁のド
レーンにより負荷側圧力を圧力指令値と一致するまで減
圧するので、入力信号の比較的小さな領域で減圧制御、
大きな領域で流量制御を行うことができ、良好な操作性
を発揮できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の実施例を示す回路構成図である。

【図２】同じくオペレートチェック弁の構成図である。

【図３】同じく制御内容を示すフローチャートである。

【図４】同じく流量と圧力の制御特性を示す特性図であ
る。

【図５】他の実施例の制御内容を示すフローチャートで
ある。

【図６】同じく流量と圧力の制御特性を示す特性図であ
る。

【図７】他の実施例を示す回路構成図である。

【図８】同じく制御内容を示すフローチャートである。

【図９】同じく圧力の制御特性を示す特性図である。

【図１０】同じく流量の制御特性を示す特性図である。

【図１１】第１の発明を示す構成図である。

【図１２】第５の発明を示す構成図である。

【図１３】第７の発明を示す構成図である。

【符号の説明】

３ａオペレートチェック弁３ｂオペレートチェック弁４ａ三方向弁４ｂ三方向弁８コントローラ９メインコントローラ１０油圧シリンダ１１ポンプ３１圧力センサ３２圧力センサ３３ストロークセンサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】ポンプとアクチュエータとを結ぶ回路に挿
入した弁手段と、弁手段の開度を検出する手段と、弁手段の上流と下流の圧力を検出する手段と、弁手段とアクチュエータとの間に介装したオペレートチ
ェック弁と、コントローラからの入力信号と前記各検出手段からの信
号に基づいて弁手段の開度を制御する手段とを備えた油
圧制御装置において、前記検出した弁開度と同じく圧力差とから流量を算出す
る手段と、この算出流量を所定値と比較する手段と、比較結果が所定値以下のときは前記入力信号にもとづく
圧力指令値と負荷側の検出圧力が一致するように弁開度
を制御する圧力制御手段と、前記比較結果が所定値以上のときは前記入力信号にもと
づく流量指令値と算出流量が一致するように弁開度を制
御する流量制御手段とを備えることを特徴とする油圧制
御装置。
【請求項２】制御開始時に圧力指令値が負荷側圧力より
も低いときはオペレートチェック弁をオフに保持するこ
とを特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
【請求項３】制御開始時に圧力指令値が負荷側圧力より
も高いときにオペレートチェック弁をオンにすることを
特徴とする請求項１に記載の油圧制御装置。
【請求項４】コントローラからの入力信号は入力値に応
じて変化する圧力指令値と、入力値に応じて変化する流
量指令値とからなり、かつ圧力制御から流量制御に切換
られるまでは圧力指令値、切換後は切換点の入力値から
立ち上がる流量指令値となることを特徴とする請求項１
〜３のいずれか一つに記載の油圧制御装置。
【請求項５】ポンプとアクチュエータとを結ぶ回路に挿
入した弁手段と、弁手段の開度を検出する手段と、弁手段の上流と下流の圧力を検出する手段と、弁手段とアクチュエータとの間に介装したオペレートチ
ェック弁と、コントローラからの入力信号と前記各検出手段からの信
号に基づいて弁手段の開度を制御する手段とを備えた油
圧制御装置において、前記入力信号にもとづく圧力指令値を負荷側圧力と比較
する手段と、圧力指令値が負荷側圧力よりも高いときは前記入力信号
にもとづく流量指令値と前記検出弁開度と圧力差から算
出した流量が一致するように弁開度を制御する流量制御
手段と、圧力指令値が負荷側圧力よりも低いときは圧力指令値を
実際の負荷圧力値に変更してオペレートチェック弁をオ
ンにすると共に負荷側圧力が圧力指令値と一致するよう
に弁開度を制御する圧力制御手段とを備えることを特徴
とする油圧制御装置。
【請求項６】負荷圧力と圧力指令値とが一致したときに
流量指令値がゼロとなるように設定されることを特徴と
する請求項５に記載の油圧制御装置。
【請求項７】ポンプとアクチュエータとを結ぶ回路に挿
入した弁手段と、弁手段の開度を検出する手段と、弁手段の上流の圧力を検出する手段と、弁手段とアクチュエータとの間に介装したオペレートチ
ェック弁と、オペレートチェック弁と弁手段との間の圧力を検出する
手段と、コントローラからの入力信号と前記各検出手段からの信
号に基づいて弁手段の開度を制御する手段とを備えた油
圧制御装置において、前記入力信号にもとづく圧力指令値を負荷側圧力と比較
する手段と、圧力指令値が負荷側圧力よりも高いときは前記入力信号
にもとづく流量指令値と前記検出弁開度と圧力差とから
算出した流量が一致するように弁開度を制御する流量制
御手段と、圧力指令値が下流側圧力よりも低いときはオペレートチ
ェック弁をオンにすると共に負荷側圧力が圧力指令値と
一致するまで弁開度を閉じるように制御する圧力制御手
段とを備えることを特徴とする油圧制御装置。