JPH0346682B2 - - Google Patents
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- JPH0346682B2 JPH0346682B2 JP15879183A JP15879183A JPH0346682B2 JP H0346682 B2 JPH0346682 B2 JP H0346682B2 JP 15879183 A JP15879183 A JP 15879183A JP 15879183 A JP15879183 A JP 15879183A JP H0346682 B2 JPH0346682 B2 JP H0346682B2
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Description
【発明の詳細な説明】
本発明は、電磁比例弁を用いた油圧シリンダ制
御装置に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The present invention relates to a hydraulic cylinder control device using an electromagnetic proportional valve.
従来、電磁比例弁による油圧アクチユエータを
制御するものとして、例えば第1図に示すような
高所作業車の制御装置が本出願人により特願昭55
−1223号として提案されている。 Conventionally, as a device for controlling a hydraulic actuator using an electromagnetic proportional valve, for example, a control device for an aerial work vehicle as shown in FIG.
- Proposed as No. 1223.
すなわち、先端に作業者1用の作業台2が取り
付けられた上塔3と下塔4とを有し、これら両塔
が油圧シリンダ5,6とで適宜に起倒されること
により、作業台2が上下に自在に移動できるよう
になつている。 That is, it has an upper tower 3 and a lower tower 4, each of which has a workbench 2 for the worker 1 attached to its tip, and when these two towers are raised and lowered appropriately using hydraulic cylinders 5 and 6, the workbench 2 can be moved freely up and down.
そして、両油圧シリンダ5あるいは6は、第2
図に示すようなコントローラ部7とこれに応動す
る油圧バルブ8とを介して、コントロールレバー
9によつて自由にその伸縮作動が制御されるよう
になつている。 Then, both hydraulic cylinders 5 or 6
The expansion and contraction operation thereof can be freely controlled by a control lever 9 via a controller section 7 and a hydraulic valve 8 responsive to the controller section 7 as shown in the figure.
今これについて説明すると、油圧バルブ8は、
切換弁21とポジシヨンリミタ39により構成さ
れている。コントローラ部7はコントロールレバ
ー9の傾転角に応じてポジシヨンリミタ39に介
装された電磁比例ソレノイド10,11への電流
を比例的に増減する。 To explain this now, the hydraulic valve 8 is
It is composed of a switching valve 21 and a position limiter 39. The controller section 7 proportionally increases or decreases the current to the electromagnetic proportional solenoids 10 and 11 provided in the position limiter 39 in accordance with the tilt angle of the control lever 9.
例えば、コントロールレバー9を中立位置から
右に傾けると、後述の不感帯域を除いてその傾転
角に応じて電磁比例ソレノイド10への電流がゼ
ロから徐々に増加する。逆に中立位置から左に傾
けると、今度は電磁比例ソレノイド11への電流
がゼロから徐々に増加する。 For example, when the control lever 9 is tilted to the right from the neutral position, the current to the electromagnetic proportional solenoid 10 gradually increases from zero according to the tilt angle, except for a dead zone described below. Conversely, when tilting to the left from the neutral position, the current to the electromagnetic proportional solenoid 11 gradually increases from zero.
一方、ポジシヨンリミタ39は複動シリンダ1
2の内部に複動ピストン13によつて仕切られた
互いに対称的な環状圧力室14,15を有してお
り、両圧力室14,15にはパイロツト油圧供給
通路16、オリフイス17,18などを経てパイ
ロツト油圧が導入される。 On the other hand, the position limiter 39 is
2 has mutually symmetrical annular pressure chambers 14 and 15 partitioned by a double-acting piston 13, and both pressure chambers 14 and 15 are equipped with a pilot oil pressure supply passage 16, orifices 17 and 18, etc. Afterwards, pilot hydraulic pressure was introduced.
そして、各圧力室14,15の出口14a,1
5aの断面積は、前述の電磁比例ソレノイド1
0,11により上下動するソレノイドプランジヤ
10b,11bと連動する各ポペツト10a,1
1aの上下動によつて自在に増減される。 And the outlets 14a, 1 of each pressure chamber 14, 15
The cross-sectional area of 5a is that of the electromagnetic proportional solenoid 1 described above.
Each poppet 10a, 1 is interlocked with a solenoid plunger 10b, 11b which moves up and down by 0, 11.
It can be freely increased or decreased by vertical movement of 1a.
例えば電磁比例ソレノイド10に電流が流れて
ポペツト10aが上動すると、出口14aの断面
積が出口15aに比べて相対的に減少し、両圧力
室14,15に差圧が生じる。 For example, when a current flows through the electromagnetic proportional solenoid 10 and the poppet 10a moves upward, the cross-sectional area of the outlet 14a becomes relatively smaller than that of the outlet 15a, creating a pressure difference between the pressure chambers 14 and 15.
この結果、複動ピストン13は右方向へ移動
し、この移動力とスプリング44の弾性力とがバ
ランスした位置で停止する。 As a result, the double-acting piston 13 moves rightward and stops at a position where this moving force and the elastic force of the spring 44 are balanced.
この時の移動量、すなわち複動ピストン13の
ストローク量は電磁比例ソレノイド10に流れる
電流に応じて比例的に増加する。 The amount of movement at this time, that is, the amount of stroke of the double-acting piston 13 increases in proportion to the current flowing through the electromagnetic proportional solenoid 10.
逆に電磁比例ソレノイド11に電流が流れてポ
ペツト11aが上動すると、複動ピストン13は
逆に左方向へ移動する。 Conversely, when a current flows through the electromagnetic proportional solenoid 11 and the poppet 11a moves upward, the double-acting piston 13 moves to the left.
このようにして、複動ピストン13は電磁比例
ソレノイド10,11に流れる電流、すなわちコ
ントロールレバー9の傾転角に応じたストローク
量でもつて左右に移動する。 In this way, the double-acting piston 13 moves left and right with a stroke amount that corresponds to the current flowing through the electromagnetic proportional solenoids 10 and 11, that is, the tilt angle of the control lever 9.
また、複動ピストン13にはこれと一体的に動
くコネクテイングロツド43を経て切換弁21の
プランジヤ21aが連結しており、この切換弁2
1は複動ピストン13すなわちプランジヤ21a
の変位量に応じて、油圧ポンプ(図示せず)から
油圧シリンダ5,6へ送られる作動油と、油圧シ
リンダ5,6から油タンク(図示せず)へと戻る
作動油と、油圧ポンプから油圧シリンダ5,6を
バイパスして油圧タンクへと戻る作動油との量的
な割合を規制する。 Further, a plunger 21a of a switching valve 21 is connected to the double-acting piston 13 via a connecting rod 43 that moves integrally with the double-acting piston 13.
1 is a double-acting piston 13, that is, a plunger 21a
According to the amount of displacement of The quantitative ratio of the hydraulic oil that bypasses the hydraulic cylinders 5 and 6 and returns to the hydraulic tank is regulated.
このような油圧バルブ8の作動の結果、例えば
電磁比例ソレノイド10に流れる電流に応じて油
圧シリンダ5,6への伸方向への作動油の流量が
増加し、逆に電磁ソレノイド11に流れる電流に
応じて縮方向への作動油の流量が増加する。 As a result of such operation of the hydraulic valve 8, the flow rate of hydraulic oil in the extending direction to the hydraulic cylinders 5 and 6 increases depending on the current flowing through the electromagnetic proportional solenoid 10, and conversely, the flow rate of hydraulic oil in the extending direction increases depending on the current flowing through the electromagnetic proportional solenoid 11. Accordingly, the flow rate of hydraulic oil in the contraction direction increases.
一方、油圧シリンダ5,6のストローク位置、
すなわち上塔3(あるいは下塔4)の仰角は供給
される作動油の量で調節されるようになつている
ので、例えばコントロールレバー9を中立位置か
ら右に傾けて電磁ソレノイド10への電流を増大
すると、作動油の量も増加し、油圧シリンダ5,
6が延びて、上塔3(あるいは下塔4)が起き上
がる。 On the other hand, the stroke positions of the hydraulic cylinders 5 and 6,
That is, since the elevation angle of the upper tower 3 (or lower tower 4) is adjusted by the amount of hydraulic oil supplied, for example, the current to the electromagnetic solenoid 10 can be changed by tilting the control lever 9 from the neutral position to the right. As the amount increases, the amount of hydraulic oil also increases, and the hydraulic cylinder 5,
6 extends, and the upper tower 3 (or lower tower 4) rises.
逆にコントロールレバー9を左に傾けると、上
塔3(あるいは下塔4)が倒れる。 Conversely, if the control lever 9 is tilted to the left, the upper tower 3 (or lower tower 4) will fall.
ところで、前述の切換弁21は例えば第3図に
示すように、プランジヤ21aの中立位置からの
ストロークに対する油圧シリンダ5,6への作動
油の流量変化において、中立不感帯Aを有してい
る。 By the way, as shown in FIG. 3, for example, the aforementioned switching valve 21 has a neutral dead zone A when the flow rate of the hydraulic oil to the hydraulic cylinders 5 and 6 changes with respect to the stroke of the plunger 21a from the neutral position.
すなわち、この場合プランジヤ21aが中立位
置から約2.5mm以上ストロークして初めて切換弁
21が作動油の流量を変化させることができるの
である。 That is, in this case, the switching valve 21 can change the flow rate of the hydraulic oil only after the plunger 21a has stroked approximately 2.5 mm or more from the neutral position.
したがつて、コントロールレバー9を中立位置
から傾転させたとしても、プランジヤ21aが中
立不感帯を越えて変位するまでは、油圧シリンダ
5,6は伸または縮作動を行えない。 Therefore, even if the control lever 9 is tilted from the neutral position, the hydraulic cylinders 5 and 6 cannot be extended or retracted until the plunger 21a is displaced beyond the neutral dead zone.
そこで、このようにして発生する油圧シリンダ
5,6の伸縮動作すなわち油圧シリンダへの作動
油供給量に対してのコントロールレバー9の必要
以上の不感帯幅を狭めるのと、中立位置での安定
性を確保するため、プランジヤ21aと複動ピス
トン13の間には、プランジヤ21aとコネクテ
イングロツド43の結合により形成される段部4
0とコネクテイングロツド43のフランジ部41
によつて形成された小径部の外周にスプリング4
4を備えている。 Therefore, it is necessary to narrow the width of the dead band of the control lever 9 more than necessary for the expansion and contraction of the hydraulic cylinders 5 and 6 that occurs in this way, that is, the amount of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinders, and to improve the stability in the neutral position. In order to ensure this, there is a stepped portion 4 between the plunger 21a and the double-acting piston 13, which is formed by coupling the plunger 21a and the connecting rod 43.
0 and the flange portion 41 of the connecting rod 43
A spring 4 is attached to the outer periphery of the small diameter portion formed by
It is equipped with 4.
そして、このスプリング44は段部40、フラ
ンジ部41に摺動自由に嵌合された段付円筒ホル
ダ45,46の間で挾持されており、プランジヤ
21aが例えば中立位置から左方向に変位する
と、ホルダ45がストツプ面47によつて停止す
るのに対して、ボルダ46がフランジ部41に連
動して変位するので、スプリング44がその変位
力に比例した分だけ縮むのである。 The spring 44 is held between stepped cylindrical holders 45 and 46 that are slidably fitted to the stepped portion 40 and the flange portion 41, and when the plunger 21a is displaced leftward from the neutral position, for example, While the holder 45 is stopped by the stop surface 47, the boulder 46 is displaced in conjunction with the flange portion 41, so the spring 44 is compressed by an amount proportional to the displacement force.
逆にプランジヤ21aが中立位置から右方向に
変位すると、ホルダ46がストツプ面48によつ
て停止するのに対して、今度はホルダ45が変位
するので、同様にしてスプリング44がその変位
力に比例して縮むのである。 Conversely, when the plunger 21a is displaced rightward from the neutral position, the holder 46 is stopped by the stop surface 48, but the holder 45 is now displaced, so the spring 44 is similarly activated in proportion to the displacement force. It shrinks.
その際、中立位置での安定性を得るために、所
定の初期荷重を持たせて、スプリング44をホル
ダ45,46の間に挾持させており、したがつて
複動ピストン13に働くパイロツト油の差圧力が
この初期荷重を越えるまでは、プランジヤ42が
その中立位置を安定して保持する。 At this time, in order to obtain stability in the neutral position, the spring 44 is held between the holders 45 and 46 with a predetermined initial load, so that the pilot oil acting on the double-acting piston 13 is reduced. Plunger 42 stably holds its neutral position until the differential pressure exceeds this initial load.
しかしながら不感帯幅は、初期荷重によるプラ
ンジヤ21aが動きだすまでの不感帯と、動きだ
した後、油が流れだすまでの不感帯の和に相当す
るので必要以上に大きくなりすぎることがあり、
そこでコントロールレバーの不感帯幅を縮小する
ため、第4図のようにコントローラ部7において
コントロールレバー9の傾転に対する電磁比例ソ
レノイド10,11の応動特性を変えるようにし
ている。 However, the dead zone width corresponds to the sum of the dead zone until the plunger 21a starts to move due to the initial load and the dead zone until the oil starts to flow after it starts moving, so it may become too large than necessary.
Therefore, in order to reduce the width of the dead zone of the control lever, the responsive characteristics of the electromagnetic proportional solenoids 10 and 11 to the tilting movement of the control lever 9 are changed in the controller section 7 as shown in FIG.
つまり、第4図において、50,51はコント
ロールレバー9に連結したポテンシヨメータ(摺
動抵抗)、7A,7Bはコントローラ部、10,
11は油圧バルブ8に介装された電磁比例ソレノ
イドである。 That is, in FIG. 4, 50 and 51 are potentiometers (sliding resistance) connected to the control lever 9, 7A and 7B are controller parts, 10,
11 is an electromagnetic proportional solenoid installed in the hydraulic valve 8.
ポテンシヨメータ50,51は互いに独立して
抵抗変化を示すようにコントロールレバー9に連
結しており、例えばコントロールレバー9を中立
位置から右に傾けると、コントローラ部7Aによ
りコントロールレバー9の傾転角に応じて電磁比
例ソレノイド10への電流のみがゼロから徐々に
増加する。 The potentiometers 50 and 51 are connected to the control lever 9 so as to show resistance changes independently of each other. For example, when the control lever 9 is tilted to the right from the neutral position, the controller section 7A controls the tilt angle of the control lever 9. Accordingly, only the current to the electromagnetic proportional solenoid 10 gradually increases from zero.
逆に中立位置から左に傾けると、同様にして今
度は電磁比例ソレノイド11への電流のみがゼロ
から徐々に増加する。 Conversely, when tilting to the left from the neutral position, only the current to the electromagnetic proportional solenoid 11 gradually increases from zero.
コントローラ部7Aと7Bはまつたく同じよう
に構成されているので、コントローラ部7Bのみ
を図面に詳細に示して具体的に説明する。 Since the controller sections 7A and 7B are constructed in exactly the same way, only the controller section 7B will be shown in detail in the drawings and will be specifically explained.
56〜58は比較器で、比較器56はバツフア
回路54を介したポテンシヨメータ51の出力が
0から変化するとオンになり、アナログスイツチ
55を導通する。 Comparators 56 to 58 are turned on when the output of the potentiometer 51 via the buffer circuit 54 changes from 0, making the analog switch 55 conductive.
比較器57はポテンシヨメータ出力が中立不感
帯域を越えたときにオンとなり、アナログスイツ
チ61を導通させ、電流I1設定器59の出力を加
算回路63に入力させる。 The comparator 57 turns on when the potentiometer output exceeds the neutral dead band, turns on the analog switch 61, and inputs the output of the current I 1 setting device 59 to the adder circuit 63.
比較器58は例えば比較器56と同一の設定値
によりオンとなり、アナログスイツチ62を導通
させて発振回路60からのデイザー信号を加算回
路63に合成する。 Comparator 58 is turned on, for example, by the same setting value as comparator 56 , turns on analog switch 62 , and synthesizes the dither signal from oscillation circuit 60 into adder circuit 63 .
加算回路63はバツフア回路54を介したポテ
ンシヨメータ出力に上記した付加的電流I1を加
え、中立不感帯後の立上りが得られるように補正
し、これを増幅器64でパワーアツプし、さらに
パワートランジスタなどで構成される駆動回路6
5に入力する。 The adder circuit 63 adds the above-mentioned additional current I1 to the potentiometer output via the buffer circuit 54, corrects it so that a rise after the neutral dead zone is obtained, powers it up with an amplifier 64, and further adds power transistor etc. A drive circuit 6 consisting of
Enter 5.
したがつて駆動回路65は、コントロールレバ
ー9の操作量に対応したものに補正値を加えた駆
動電流を電磁比例ソレノイド11に出力する。 Therefore, the drive circuit 65 outputs a drive current corresponding to the operation amount of the control lever 9 plus a correction value to the electromagnetic proportional solenoid 11 .
そこで、コントロールレバー9の傾転角に対す
るコントローラ部7の出力電流について示したの
が第5図である。ただし、デイザ信号は省略して
いる。 Therefore, FIG. 5 shows the output current of the controller section 7 with respect to the tilt angle of the control lever 9. However, the dither signal is omitted.
図からも分かるように、コントロールレバー9
に安全のために設けた意図的な不感帯Aを過ぎる
と、出力電流IはI1に急激に立ち上り、これによ
りプランジヤ21aを切換弁21の中立不感帯の
上限までストロークさせると、以後はコントロー
ルレバー9の傾転角に応じて制御電流値を比例的
に増加させ、パルプ流量を増やすのである。 As you can see from the diagram, the control lever 9
After passing the intentional dead zone A provided for safety, the output current I suddenly rises to I1 , and this causes the plunger 21a to be stroked to the upper limit of the neutral dead zone of the switching valve 21. From then on, the control lever 9 The control current value is increased proportionally according to the tilting angle of the valve, thereby increasing the pulp flow rate.
このようにして入力電圧(コントロールレバー
傾転角)に対する出力電流の特性を制御して、そ
の結果コントロールレバー9の中立不感帯Aを減
少させている。 In this way, the characteristics of the output current with respect to the input voltage (control lever tilting angle) are controlled, and as a result, the neutral dead zone A of the control lever 9 is reduced.
ところで油圧バルブ8からの出力量が最大とな
る制御域について着目すると、最大流量の得られ
る制御電流値I3は、バルブ構成部品の加工誤差に
より変化するため、そのばらつきを見込んで予め
大きく設定しなければならず、このようにすると
最大流量域での要求不感帯幅が大きくなる。 By the way, if we focus on the control range where the output amount from the hydraulic valve 8 is maximum, the control current value I 3 that provides the maximum flow rate will change due to machining errors of the valve components, so it should be set large in advance to account for the variation. This increases the required dead zone width in the maximum flow rate range.
つまり、バルブ構成部品の加工誤差により、制
御電流値I3のときでもプランジヤが所定量だけス
トロークせずに最大流量が得られないことがある
ので、こうしたバルブに対して電流値をI3から大
き目のI4(I4>I3)に設定すると、これに伴い、通
常のバルブでは出力電流の増加割合が第5図Aの
ように大きくなる。このため、油圧バルブ8から
の流量の増加割合も第5図Bの実線から破線にな
り、最大流量になるレバー傾転角がθ2より左側に
移動してθ3(θ3<θ2)となる。 In other words, due to machining errors in valve components, even when the control current value is I 3 , the plunger may not stroke the specified amount and the maximum flow rate cannot be obtained. When I 4 (I 4 >I 3 ) is set, the increase rate of the output current becomes large in a normal valve as shown in FIG. 5A. For this reason, the rate of increase in the flow rate from the hydraulic valve 8 also changes from the solid line in FIG . becomes.
これは、レバー量大傾転角θmaxとの間で与え
られる不感帯がBからCに拡大することを意味
し、これにより、コントロールレバーの有効制御
角の範囲を狭ばめ、この結果単位傾転角に対する
バルブ制御精度を低下させていた。 This means that the dead zone given between the lever amount and the large tilting angle θmax expands from B to C, thereby narrowing the range of effective control angle of the control lever, and as a result, the unit tilting angle The accuracy of valve control for angles was reduced.
本発明はこのような問題を解決するために、コ
ントロールレバーの最大傾転角付近で入力電圧を
急激に立ち上らせ、バルブフルストロークに必要
な出力電流が得られるようにして、不感帯域の縮
減とこれに伴う制御精度の向上をはかつた油圧シ
リンダ制御装置を提供することを目的とする。 In order to solve this problem, the present invention suddenly increases the input voltage near the maximum tilt angle of the control lever to obtain the output current necessary for a full valve stroke, thereby reducing the dead band. It is an object of the present invention to provide a hydraulic cylinder control device that achieves reduction and concomitant improvement in control accuracy.
上記目的を達成するために本発明は、複動ピス
トンにより仕切られた2つの圧力室にパイロツト
油を導入するオリフイスを備えた通路、ならびに
前記両圧力室からのパイロツト油の出口断面積を
増減して複動ピストンを変位させる2つの電磁比
例ソレノイドを有し、複動ピストンの変位に応じ
て油圧シリンダへの作動油の流量を調節する不感
帯を有する油圧バルブと、コントロールレバーの
傾転により両電磁比例ソレノイドへの駆動電流を
増減制御するコントローラ部とを備えた制御装置
において、コントロールレバーの中立位置からの
傾転に対して所定の範囲以上で両電磁比例ソレノ
イド駆動電流を油圧バルブの不感帯幅に応じて加
算補正する回路と、最大傾転角域でさらに油圧バ
ルブをフルストロークさせるべく立ち上がる電流
を加算する回路と、コントロールレバーの有効制
御角域の所定傾転角を境に出力電流の増加割合を
変化させる回路をコントローラ部に備えた。 In order to achieve the above object, the present invention provides a passageway equipped with an orifice for introducing pilot oil into two pressure chambers partitioned by a double-acting piston, and increases or decreases the cross-sectional area of the outlet of pilot oil from both pressure chambers. It has two electromagnetic proportional solenoids that displace the double-acting piston, and a hydraulic valve that has a dead band that adjusts the flow rate of hydraulic oil to the hydraulic cylinder according to the displacement of the double-acting piston. In a control device equipped with a controller unit that controls the increase/decrease of the drive current to the proportional solenoid, the drive current for both electromagnetic proportional solenoids is adjusted to the dead band width of the hydraulic valve over a predetermined range with respect to tilting of the control lever from the neutral position. A circuit that adds and corrects the current according to the maximum tilt angle range, a circuit that adds a rising current to further stroke the hydraulic valve to full stroke in the maximum tilt angle range, and an increase rate of output current after a predetermined tilt angle in the effective control angle range of the control lever. The controller section is equipped with a circuit that changes the
したがつてこの発明では、コントロールレバー
の最大傾転角付近では急激に電流が増加して、確
実に油圧バルブ(のプランジヤ)をフルストロー
クさせる。これにより、最大傾転角付近での不感
帯域を減少させる。また、コントロールレバーの
有効制御角域の所定の傾転角を境にして、出力電
流の増加割合を変化させるので、増加割合の小さ
い領域ではコントロールレバーの傾転角に対する
流量の増加割合が小さくなり、精度のよい流量制
御ができる。 Therefore, in the present invention, the current increases rapidly near the maximum tilt angle of the control lever to ensure that the hydraulic valve (its plunger) is fully stroked. This reduces the dead zone near the maximum tilt angle. In addition, since the rate of increase in the output current is changed at a predetermined tilting angle in the effective control angle range of the control lever, the rate of increase in the flow rate relative to the tilting angle of the control lever is small in the region where the rate of increase is small. , accurate flow control is possible.
以下、本発明の実施例を図面にもとづいて説明
する。 Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings.
第6図に示すように、比較器73はポテンシヨ
メータ出力がレバー最大傾転角付近に達したとき
にオンとなり、アナログスイツチ75を導通させ
て電流I2設定器70の出力を加算回路63に入力
させる。 As shown in FIG. 6, the comparator 73 turns on when the potentiometer output reaches around the maximum lever tilt angle, turns on the analog switch 75, and adds the output of the current I 2 setting device 70 to the adding circuit 63. input.
その他の部分は第4図と同一なので同一部分に
は同一符号を付して説明は省略する。 Since the other parts are the same as those in FIG. 4, the same parts are given the same reference numerals and the explanation will be omitted.
なお、この例は、第4図のコントローラ部7
A,7Bが全く同一の構成であることから、この
一方を共用して回路の簡略化を図つている。 Note that this example uses the controller section 7 in FIG.
Since A and 7B have exactly the same configuration, one of them is used in common to simplify the circuit.
すなわち、70はコントロールレバー9に連動
するポテンシヨメータで、レバー中立点ではポテ
ンシヨメータ摺動子が中立原点にあるように設定
され、したがつてレバー9が左右いずれの方向へ
傾転されても、その角度に比例した出力を出す。 That is, 70 is a potentiometer that is linked to the control lever 9, and the potentiometer slider is set to be at the neutral origin when the lever is at its neutral point, so that the lever 9 can be tilted in either direction. also outputs an output proportional to the angle.
71はポテンシヨメータ70の出力を中立点の
基準電圧と比較して、コントロールレバー9の左
右操作方向を判別する方向判別回路で、判別結果
にもとづいて後述するソレノイド選択回路(リレ
ー)76を切換え、電磁比例ソレノイド10また
は11に駆動回路65からの制御電流を供給す
る。 Reference numeral 71 denotes a direction discrimination circuit that compares the output of the potentiometer 70 with a reference voltage at a neutral point to discriminate the left/right operation direction of the control lever 9. Based on the discrimination result, a solenoid selection circuit (relay) 76, which will be described later, is switched. , a control current from the drive circuit 65 is supplied to the electromagnetic proportional solenoid 10 or 11.
72は絶対値回路で、バツフア回路54を介し
て入力されるポテンシヨメータ70の出力が、中
立点からいずれの方向へ切換わつてもその角度
(偏位)のみに応じての絶対出力を発生する。 72 is an absolute value circuit, which generates an absolute output depending only on the angle (deviation) of the output of the potentiometer 70 inputted through the buffer circuit 54 even if the output is switched in any direction from the neutral point. do.
加算回路63は絶対値回路72からのポテンシ
ヨメータ絶対出力に上記した付加的電流I1,I2を
加え、中立不感帯後の立上りや最大傾転角付近で
の立上りが得られるように補正し、これを増幅器
64でパワーアツプし、さらにパワートランジス
タなどで構成される駆動回路65に入力する。 The adder circuit 63 adds the above-mentioned additional currents I 1 and I 2 to the potentiometer absolute output from the absolute value circuit 72 and corrects it so that a rise after the neutral dead zone or a rise near the maximum tilt angle is obtained. , this is powered up by an amplifier 64 and further inputted to a drive circuit 65 composed of power transistors and the like.
したがつて駆動回路65の出力は、結局、コン
トロールレバー9の操作方向のいかんにかかわら
ず、その操作量のみに対応したものに補正値を加
えたものとなる。 Therefore, regardless of the direction in which the control lever 9 is operated, the output of the drive circuit 65 will be the one corresponding only to the amount of operation plus a correction value.
この出力によりいずれの電磁比例ソレノイド1
0または11を駆動するかを、選択回路76で選
ぶ。 This output determines which electromagnetic proportional solenoid 1
The selection circuit 76 selects whether to drive 0 or 11.
選択回路76はコントロールレバー9の傾転方
向を判断する方向判別回路71の出力により切り
換わるのであり、それによつて電磁比例ソレノイ
ド10または11にいずれかに駆動電流が供給さ
れる。 The selection circuit 76 is switched by the output of the direction determination circuit 71 which determines the direction in which the control lever 9 is tilted, and thereby a drive current is supplied to either the electromagnetic proportional solenoid 10 or 11.
したがつて、駆動電流のコントローラ部が一系
統で済み、回路が簡略化している。 Therefore, only one drive current controller is required, and the circuit is simplified.
以上のように構成したので、コントロールレバ
ー9の傾転角が最大傾転角θmaxの手前のθ2に達
するまでは、第4図のものと同じく、ポテンシヨ
メータ出力にはI1設定器59の出力電流値I1のみ
が加算されるが、最大傾転角θmaxの手前のθ2に
達して比較器73がオンに切換わると、上記出力
電流値I1に比べて十分に大きな出力電流値I2も加
算されるので、出力電流Iはその時点で急激に立
ち上り、瞬間的にプランジヤ21aを誤差分を含
めてフルストロークさせるのに必要な電流値I2が
得られる。 With the above configuration, until the tilting angle of the control lever 9 reaches θ 2 before the maximum tilting angle θmax, the potentiometer output is set to the I 1 setting device 59, as in the case of FIG. Only the output current value I 1 is added, but when the comparator 73 is turned on when it reaches θ 2 before the maximum tilt angle θmax, the output current is sufficiently large compared to the above output current value I 1 . Since the value I 2 is also added, the output current I rises rapidly at that point, and the current value I 2 necessary to instantaneously make the plunger 21a fully stroke including the error is obtained.
この結果、第5図Aの破線のように、従来は加
算回路63の入力として、ポテンシヨメータ出力
とI1設定器出力の合成値に比例した傾きをもつ制
御電流Iにより、I3を越えてI4まで出力電流を比
例的に増加させなければならなかつたため、コン
トロールレバー9の角度が所定値θ3以上は不感帯
として存在させなければならなかつたのが、本発
明ではコントロールレバー9の角度をθ3よりもさ
らに大きいθ2までを有効制御角として維持するこ
とができ、換言すると不感帯をそれだけ狭くでき
るのである。 As a result, as shown by the broken line in FIG . Since the output current had to be increased proportionally up to I4 , the angle of the control lever 9 had to exist as a dead zone when the angle was above a predetermined value θ3.However , in the present invention, the angle of the control lever 9 can be maintained as an effective control angle up to θ 2 , which is even larger than θ 3. In other words, the dead zone can be made that much narrower.
このようにして、コントロールレバー9の中立
位置及び最大傾転角付近での不感帯を縮少する
と、その分だけ有効制御角範囲が広がり、これに
より単位レバー傾転角の制御精度を向上させるこ
とも可能となる。 In this way, by reducing the dead zone near the neutral position and maximum tilting angle of the control lever 9, the effective control angle range expands by that amount, thereby improving the control accuracy of the unit lever tilting angle. It becomes possible.
ところで、コントロールレバー9の有効制御角
範囲ではレバー傾転角に対する出力電流Iの増加
割合が一定であるため、レバー傾転角に対する流
量の増加割合も一定である。 By the way, in the effective control angle range of the control lever 9, since the rate of increase in the output current I with respect to the lever tilting angle is constant, the rate of increase in the flow rate with respect to the lever tilting angle is also constant.
この場合、流量の増加割合が作業者1の乗る作
業台2の移動速度を決定しており、不慣れな操作
者により傾転操作が行なわれると、動き始めの移
動速度が早すぎて、作業台の作業者が恐怖感を覚
えることがある。 In this case, the rate of increase in the flow rate determines the moving speed of the work platform 2 on which the worker 1 stands, and if the tilting operation is performed by an inexperienced operator, the initial movement speed will be too fast and the work platform workers may feel a sense of fear.
すなわち、起動時の速度制御には微操作を要求
されるため、操作に習熟する必要がある。 In other words, since speed control at startup requires fine operations, it is necessary to become proficient in the operations.
そこで、操作に習熟しなくとも微操作が容易に
行なわれるように、コントロールレバー9が有効
制御角範囲にある所定傾転角を境に出力電流値の
増加割合を変化させる回路が、第6図で、アナロ
グスイツチ55と加算回路63の間に設けられ
る。 Therefore, in order to easily perform fine operations without having to become familiar with the operation, a circuit is provided in which the increase rate of the output current value is changed after the control lever 9 reaches a predetermined tilt angle within the effective control angle range, as shown in FIG. and is provided between the analog switch 55 and the adder circuit 63.
この回路は可変抵抗80,82とレベルシフタ
81とから構成され、レベルシフタ81と可変抵
抗82を直列接続したものが、可変抵抗80に並
列接続される。 This circuit is composed of variable resistors 80 and 82 and a level shifter 81. The level shifter 81 and the variable resistor 82 are connected in series, and the variable resistor 80 is connected in parallel.
可変抵抗80,82は出力電流Iの増加割合
G1,G2(具体的にはG1,G2は出力電流値Iと入
力電圧Vの比であるが、入力電圧Vがレバー傾転
角に対応するので、ここでは出力電流Iとレバー
傾転角の比として説明する)をそれぞれ所定値に
設定する。 Variable resistors 80 and 82 control the increase rate of output current I
G 1 , G 2 (Specifically, G 1 and G 2 are the ratio of the output current value I and the input voltage V, but since the input voltage V corresponds to the lever tilting angle, here the output current I and the lever (described as a ratio of tilt angles) are each set to a predetermined value.
レベルシフタ81は有効制御角範囲の所定レバ
ー傾転角θ4(θ1<θ4<θ2)に相当するポテンシヨ
メータ出力に達したときに導通する。 The level shifter 81 becomes conductive when a potentiometer output corresponding to a predetermined lever tilt angle θ 4 (θ 1 <θ 4 <θ 2 ) within the effective control angle range is reached.
なお、θ4はコントロールレバー9の最大傾転角
θmaxの50〜70%の範囲内に設定され、この例で
はθmaxを30゜として、その2/3の20゜がθ4として設
定されている。 Note that θ4 is set within a range of 50 to 70% of the maximum tilt angle θmax of the control lever 9, and in this example, θmax is set to 30°, and 20°, which is two-thirds of that, is set as θ4 . .
したがつて、出力電流Iは、第7図Aのよう
に、θ4までは可変抵抗80により増加割合G1で
増加し、θ4以降は可変抵抗82によるG2が加算
されたG1+G2で増加する。 Therefore, as shown in FIG. 7A, the output current I increases at an increasing rate G 1 by the variable resistor 80 up to θ 4 , and after θ 4 , the output current I increases by the increase rate G 1 +G with the addition of G 2 by the variable resistor 82 . Increase by 2 .
このため、流量は、第7図Bのように、流量
Qaを堺にして増加割合が小から大に変化し、Qa
は全流量の25〜55%の範囲内に設定され、この例
では50%に設定されている。 Therefore, the flow rate is as shown in Figure 7B.
With Qa set to Sakai, the increase rate changes from small to large, and Qa
is set within the range of 25-55% of the total flow rate, and in this example is set to 50%.
すなわち、レバー傾転角がθ4以下では流量の増
加割合が従来と比較して小さく設定されることに
なり、この範囲では作業台の移動速度が遅く、起
動時の速度制御が容易に行なわれる。 In other words, when the lever tilt angle is θ 4 or less, the rate of increase in flow rate is set smaller than before, and in this range the movement speed of the workbench is slow, making it easy to control the speed at startup. .
なお、流量の増加速度を小さく設定する範囲
は、この例ではθ1からθ4としているが、設定範囲
はレバー傾転角がθ1からθ2の間であれば、自由に
設定される。 In this example, the range in which the increase rate of the flow rate is set to be small is from θ 1 to θ 4 , but the setting range can be freely set as long as the lever tilt angle is between θ 1 and θ 2 .
以上のように本発明によれば、コントロールレ
バーの最大傾転角付近で確実にプランジヤ(油圧
バルブ)をフルストロークさせつつその付近での
不感帯域を減少させることができ、この結果、コ
ントロールレバーの有効傾転角の拡大に伴う制御
精度の向上もはかれる。さらに、レバーの有効傾
転角の所定範囲で作業台の移動速度を小さく設定
できるので、この範囲での操作性が向上するとい
う効果も得られる。 As described above, according to the present invention, it is possible to reliably fully stroke the plunger (hydraulic valve) near the maximum tilt angle of the control lever while reducing the dead zone in the vicinity, and as a result, the dead zone of the control lever can be reduced. Control accuracy is also improved by expanding the effective tilt angle. Furthermore, since the movement speed of the workbench can be set small within a predetermined range of the effective tilting angle of the lever, it is also possible to obtain the effect of improving operability within this range.
追加の関係
本発明は特願昭56−58021号(特許第1551800
号、特公平01−37603号)の発明、すなわち、そ
の構成要素である「複動ピストンにより仕切られ
た2つの圧力室にパイロツト油を導入するオリフ
イスを備えた通路、ならびに前記両圧力室からの
パイロツト油の出口断面積を増減して複動ピスト
ンを変位させる2つの電磁比例ソレノイドを有
し、複動ピストンの変位に応じて油圧シリンダへ
の作動油の流量を調節する不感帯を有する油圧バ
ルブと、コントロールレバーの傾転により両電磁
比例ソレノイドへの駆動電流を増減制御するコン
トローラ部とを備えた制御装置において、コント
ロールレバーの中立位置からの傾転に対して所定
の範囲以上で両電磁比例ソレノイド駆動電流を油
圧バルブの不感帯幅に応じて加算補正する回路
と、最大傾転角域でさらに油圧バルブをフルスト
ロークさせるべく立ち上がる電流を加算する回路
をコントローラ部に備えたこと」を発明の主要部
とすると共に、これと同一の目的を達成する発明
であり、特許法第31条第1号に規定する追加の特
許の要件を満足するものである。Additional Relationship The present invention is disclosed in Japanese Patent Application No. 56-58021 (Patent No. 1551800).
(Japanese Patent Publication No. 01-37603), its components are ``a passage provided with an orifice for introducing pilot oil into two pressure chambers partitioned by a double-acting piston, and a A hydraulic valve has two electromagnetic proportional solenoids that displace a double-acting piston by increasing or decreasing the exit cross-sectional area of pilot oil, and has a dead zone that adjusts the flow rate of hydraulic oil to a hydraulic cylinder according to the displacement of the double-acting piston. In a control device equipped with a controller unit that increases or decreases the drive current to both electromagnetic proportional solenoids by tilting the control lever, the electromagnetic proportional solenoids increase or decrease over a predetermined range with respect to the tilting of the control lever from the neutral position. The main part of the invention is that the controller section is equipped with a circuit that adds and corrects the drive current according to the width of the dead zone of the hydraulic valve, and a circuit that adds a current that rises to further stroke the hydraulic valve in the maximum tilt angle region. In addition, it is an invention that achieves the same purpose as this, and satisfies the requirements for an additional patent as stipulated in Article 31, Item 1 of the Patent Law.
第1図は高所作業車の概略図、第2図は第1図
における油圧シリンダを制御する油圧バルブの要
部断面図、第3図は第2図における油圧バルブの
作動を示す特性図、第4図はこの油圧バルブを制
御するコントローラ部の回路図、第5図A,Bは
その出力電流、油圧シリンダへの作動油の流量を
それぞれ示す特性図である。第6図は本発明のコ
ントローラ部の回路図、第7図A,Bはコントロ
ールレバーの傾転角に対する出力電流、油圧シリ
ンダへの作動油の流量をそれぞれ示す特性図であ
る。
3……上塔、4……下塔、5,6……油圧シリ
ンダ、7,7A,7B……コントローラ部、8…
…油圧バルブ、9……コントロールレバー、1
0,11……電磁比例ソレノイド、10a,11
a……ポペツト、12……複動シリンダ、13…
…複動ピストン、14,15……圧力室、14
a,15a……圧力室の出口、16……パイロツ
ト油圧供給通路、17,18……オリフイス、2
1……切換弁、21a……プランジヤ、39……
ポジシヨンリミタ、50,51,70……ポテン
シヨメータ、55,61,75……アナログスイ
ツチ、56,57,73……比較器、59……I1
設定器、63……加算回路、64……増幅回路、
65……駆動回路、80,82……可変抵抗、8
1……レベルシフタ。
FIG. 1 is a schematic diagram of the aerial work vehicle, FIG. 2 is a sectional view of the main part of the hydraulic valve that controls the hydraulic cylinder in FIG. 1, and FIG. 3 is a characteristic diagram showing the operation of the hydraulic valve in FIG. 2. FIG. 4 is a circuit diagram of a controller section that controls this hydraulic valve, and FIGS. 5A and 5B are characteristic diagrams showing its output current and the flow rate of hydraulic oil to the hydraulic cylinder, respectively. FIG. 6 is a circuit diagram of the controller section of the present invention, and FIGS. 7A and 7B are characteristic diagrams showing the output current and the flow rate of hydraulic oil to the hydraulic cylinder with respect to the tilting angle of the control lever, respectively. 3... Upper tower, 4... Lower tower, 5, 6... Hydraulic cylinder, 7, 7A, 7B... Controller section, 8...
...Hydraulic valve, 9...Control lever, 1
0, 11...Electromagnetic proportional solenoid, 10a, 11
a...Poppet, 12...Double acting cylinder, 13...
...Double acting piston, 14, 15...Pressure chamber, 14
a, 15a... Pressure chamber outlet, 16... Pilot hydraulic pressure supply passage, 17, 18... Orifice, 2
1...Switching valve, 21a...Plunger, 39...
Position limiter, 50, 51, 70... Potentiometer, 55, 61, 75... Analog switch, 56, 57, 73... Comparator, 59... I 1
Setting device, 63...Addition circuit, 64...Amplification circuit,
65...Drive circuit, 80, 82...Variable resistor, 8
1...Level shifter.
Claims (1)
にパイロツト油を導入するオリフイスを備えた通
路、ならびに前記両圧力室からのパイロツト油の
出口断面積を増減して複動ピストンを変位させる
2つの電磁比例ソレノイドを有し、複動ピストン
の変位に応じて油圧シリンダへの作動油の流量を
調節する不感帯を有する油圧バルブと、コントロ
ールレバーの傾転により両電磁比例ソレノイドへ
の駆動電流を増減制御するコントローラ部とを備
えた制御装置において、コントロールレバーの中
立位置からの傾転に対して所定の範囲以上で両電
磁比例ソレノイド駆動電流を油圧バルブの不感帯
幅に応じて加算補正する回路と、最大傾転角域で
さらに油圧バルブをフルストロークさせるべく立
ち上がる電流を加算する回路と、コントロールレ
バーの有効制御角域の所定傾転角を境に出力電流
の増加割合を変化させる回路をコントローラ部に
備えたことを特徴とする油圧シリンダ制御装置。1. A passage equipped with an orifice that introduces pilot oil into two pressure chambers partitioned by a double-acting piston, and two electromagnets that displace the double-acting piston by increasing or decreasing the exit cross-sectional area of the pilot oil from both pressure chambers. A hydraulic valve with a proportional solenoid and a dead band that adjusts the flow of hydraulic oil to the hydraulic cylinder according to the displacement of the double-acting piston, and a control lever that increases or decreases the drive current to both electromagnetic proportional solenoids by tilting the control lever. A control device equipped with a controller unit includes a circuit that adds and corrects both electromagnetic proportional solenoid drive currents according to a dead band width of a hydraulic valve over a predetermined range with respect to tilting of a control lever from a neutral position, and The controller is equipped with a circuit that adds a rising current to further stroke the hydraulic valve to full stroke in the angle rotation range, and a circuit that changes the increase rate of the output current at a predetermined tilt angle in the control lever's effective control angle range. A hydraulic cylinder control device characterized by:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15879183A JPS6053204A (en) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Hydraulic cylinder controller |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15879183A JPS6053204A (en) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Hydraulic cylinder controller |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6053204A JPS6053204A (en) | 1985-03-26 |
| JPH0346682B2 true JPH0346682B2 (en) | 1991-07-17 |
Family
ID=15679418
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15879183A Granted JPS6053204A (en) | 1983-08-30 | 1983-08-30 | Hydraulic cylinder controller |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6053204A (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62233505A (en) * | 1986-03-31 | 1987-10-13 | Tech Res Assoc Openair Coal Min Mach | Electro-hydraulic control device |
| JP5054478B2 (en) * | 2007-09-26 | 2012-10-24 | 株式会社クボタ | Work vehicle turning control device |
-
1983
- 1983-08-30 JP JP15879183A patent/JPS6053204A/en active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS6053204A (en) | 1985-03-26 |
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