JPH0356702A - 油圧アクチュエータの制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧アクチュエータの制御装置に関し、詳しく
は油圧アクチュエータに対して！磁比例制御弁を介して
作動油を供給する油圧系を有して成る制御装置に関する
ものである。

〔従来の技術］ 従来、電磁比例制御弁からの作動を油圧アクチュエータ
に供給するよう構戊された装置としては、特開昭６３−
３０８２２５号公報に示されるものが存在し、この引例
では、電磁比例制御弁で作動油の圧力を制御して、油圧
クランチが入り操作される際のショックを軟らげるよう
に構威されている。

〔発明が解決しようとする課題〕

又、このｉ！磁比例制御弁は、この弁のソレノイドに供
給する電流の電流値に比例して、その間度が設定される
ため、油圧アクチュエータの作動速度を制御することも
可能である。

ここで、この電磁比例制御弁を用いた制御装置について
考えるに、この電磁比例制御弁では、前述の如くソレノ
イドに供給される電流値に比例して、その間度が設定さ
れるため、従来からの装置には定電流電源を必要として
いる。

しかし、この定電流電源は部品数が多く、精密な調節を
必要とすることから、装置全体の複雑化を招くばかりで
無く、装置のコストを上昇させ、又、装置の組立てにも
手間を要することとなっており改善の余地がある。

本発明の目的は、この電磁比例制御弁を用いて油圧アク
チュエータの作動を制御する際に、その作動量が大きい
場合でも、この作動時には、できるだけショックを発生
させずに、しかも、迅速に油圧アクチュエータの作動を
行う装置を、できるだけ少い部品数で低コストに構或す
る点にある。

〔課題を解決するための手段〕

本発明の特徴は、電磁比例制御弁のソレノイドに対して
パルス電流を供給する駆動手段と、電磁比例制御弁から
の圧油が供給される油圧アクチュエータの必要作動量を
偏差として求める偏差判定手段と、この偏差判定手段で
得られる偏差の値が大きいほど、パルス電流の周期に対
するパルス幅をより大きい値に設定する最大流量設定手
段と、油圧アクチュエータの作動開始時に最大流量設定
手段で設定された値まで徐々に、パルス電流の周期に対
するパルス幅の増大を図る緩速始動手段とを有して成る
点にあり、その作用、及び、効果は次の通りである．〔
作　用〕 上記特徴を例えば第１図乃至第５図に示すように構戒す
ると、゛油圧アクチュエＴタ（６）を駆動する際には、
第１、第２ポテンションメータ（１７）　．　（１８）
からの信号値に基いて偏差（Δｐ）が求められると共に
、この偏差（Δｐ）から油圧アクチュエータ（６）に｛
Ｊｊ給される作動油の最大流量（Ｑｓ＋ａｘ）に対流す
るデューティサイクル（Ｄｍａｘ）が設定され、油圧ア
クチュエータ（６）の駆動開始時には、前記デューティ
サイクル（Ｏｎ＋ａｘ）より小さい値のデューティサイ
クル（Ｄｍｉｘ）に初期値を設定して、パルス電流のデ
ューティサイクルの増大を図ることになる。

つまり、この装置では必要とされる油圧アクチュエータ
（６〉の作動量が大きいほど、デューティサイクルの値
（単位は％）がより大きく設定されるので、電磁比例制
御弁（Ｖ）のソレノイド（１２ａ）　，　（１４ａ）に
は、より大きい電流値の電流が供給されることとなって
、この弁の開度を大きく設定でき、しかも、油圧アクチ
ュエータ（６）の作動開始時にはソレノイド（１２ａ）
　．　（１４ａ）に供給される電流値が徐々に増大する
ので、必要とされる油圧アクチュエータ（６）の作動量
が大きい場合でも円滑な始動が可能となるのである。

尚、以上の構威では偏差判定手段（＾）、最大流量設定
手段（Ｂ）、緩速始動手段（Ｃ）夫々がフローチャート
の＃３ステップ、同ステップ、露７〜＃９ステップに対
応したソフトウェアのみで戒り、駆動手段（ｔｉ）がパ
ルス信号を出力するためのソフトウエアとパワートラン
ジスタ（２０）　．　（２０）　　とで戒っている． 〔発明の効果〕 従って、電磁比例減圧弁で油圧アクチュエータの作動を
制御するものであり乍ら、その作動量が大きい場合でも
、この作動時にはあまりショックを発生させず、しかも
、迅速に作動を行い得る装置が、論理ゲート等、比較的
低コストで、かつ、少い部品を用いて構或できたのであ
る． 特に本発明では制御系にマイクロプロセッサを用いるも
のにあっては、偏差判定手段、最大流量設定手段、緩速
始動手段の全てをソフトウェア（プログラム）で構或す
ることも可能となり、このように構威することによって
、作動には何ら支承を生ずること無く、一層の低兼化、
構造の簡素化も可能となるという効果を奏する。

〔実施例〕

以下、本発明の実施例を図面に基いて説明する． 第４図には農用トラクタに備えられる油圧系を表してお
り、この油圧系では、エンジン（１）で駆動される油圧
ポンプ（２）、流量制御用のフロープライオリティ弁（
３）、ローリング制御用の電磁弁（４）、ローリング用
の油圧シリンダ（５）で成るローリング系を有すると共
に、フロープライオリティ弁（３）からの余剰流を電磁
比例制御弁（Ｖ）を介してリフト用の油圧シリンダ（６
）に供給する系を有し、このリフト用の油圧シリンダ（
６）（油圧アクチュエータの一例）は左右一対のリフト
アーム（７）を駆動し、このリフトアーム（７）には、
耕耘機装置（８）を連結支持する左右一対のリンク（９
）が左右一対のリフトロンド（１０）を介して吊下げ状
態に支持され、この一対のリフトロンド（１０）のうち
の一方に前記ローノング用の柚圧シリンダ（５）が介装
されている．又、前記電磁比例制御弁（Ｖ）は上昇制御
用の第ｌ弁（１１）と、この第１弁（１１）に対するパ
イロット圧を制御する第２弁（１２）と、下降制御用の
第３弁（１３）と、この第３弁（１３）に対するバイロ
ント圧を制御する第４弁（ｌ４〉とリリーフ弁（１５）
とで構戒され、リフトアーム（７）を上昇側に制御する
場合には、第２弁（１２）のソレノイド（１２ａ）に対
して電流を供給すると共に、このｔｉＪｔの電流値を調
節することで、第２弁（１２）はこの電流値に対応して
パイロット圧を変化させる結果、第ｌ弁（１１）の開度
がパイロット圧と比例して変化して、油圧ボンブ（２）
からの圧油の流量の制御が可能となるのであり、又、リ
フトアーム（７）を下降側に制御する場合には、第４弁
（１４）のソレノイド（１４ａ）に対して電流を供給す
ると共に、前述と同様にこの電流の電流値を調節するこ
とで第４弁（１４）からのパイロット圧変化に対応して
第３弁（１３）の開度が変化することとなって、油圧シ
リンダ（６）から流出する作動油の流量の制御が可能と
なるのである。

又、この農用トラクタでは前記ソレノイド（１２ａ）　
．　（１４ａ）に供給する電流の制御系が第３図の如く
構威され、この構戒ではコストを上昇させる原因となる
定電流電源を用いずに、ソレノイド（１２ａ）　，　（
１４ａ）対してパルス電流を供給すると共に、このパル
ス電流のデューティサイクルの調節によってソレノイド
（１２ａ）　，　（１４ａ）に供給される電流値の調節
を行うように構成されている。

つまり、この電流制御系では、マイクロプロセッサ（図
示せず）が備えられた制御装置（ｌ６）を有すると共に
、ポジション制御時において、耕耘装置（８）の対車体
レベルを設定する第１ボテンショメータ（１７）と、耕
耘装置（８）の対車体レヘルをフィードパンクするため
リフトアームの１ａ動角を検出する第２ポテンショメー
タ（１８）と、これらからの信号をデジタル化して制御
装置（１６）に入力する１八変喚器（１９）とで入力系
が構威され、又、制御装置く１６）には、前記ソレノイ
ド（１２ａ）　．　（１４ａ）に対する一対の出力系を
有している。

又、この制御装置は第２図のフローチャートに従って動
作し、ポジション制御を行う場合には、まず初期設定を
行い（ＩＩステップ）、第１、第２ボテンショメータ（
１７）　，　（１８）からの信７ノ（Ｐｘ）　．　（Ｐ
Ｙ）を入力し、この信号に基いて偏差（Δｐ〉を求める
（＃２、＃３ステップ）。

次に、この偏差（Δｐ）の絶対値が不感帯として設定さ
れた｛ｌｆｆ（Ｍ）より大きい場合にのみ、昇降方向の
判定を行うと共に、（Δｐ）の値に対応して、この値が
大きいほど油圧シリンダ（６）に供給する作動油の量を
、より大きい値に設定するよう、最大流量（Ｑｍａｘ）
を決め、この最大流量（Ｑｍａｘ）を得るデューティサ
イクル（Ｄｍａｘ）を求める０４、Ｉ５、１１６ステッ
プ）。

尚、このように偏差（Δｐ）の値に基いてデューティサ
イクル（Ｄｍａｘ）を求めるため手段としてはマップデ
ータを用いる、あるいは、演算を行うこと等を採用でき
る。

次に前記デューティサイクル（１）ｍａｙ）より小さい
値のデューティサイクル（Ｄｍｉｎ）に初期値を設定し
て、ＤｉａｘからＤｍｉｎまで増大を図りケらパルス信
号を出力して油圧シリンダ（６）の始動時のショックの
発生を抑制する（＋１７、１１８、＃９ステップ）。

このようにＩ９ステップまでの制御が終了した時点にお
いては、電磁比例制御弁（Ｖ）から油圧シリンダ（６）
に供給される作動油の単位時間あたりの油量がロｗａｘ
に達しており、この状態に達した後には、第ｌ、第２ボ
テンショメータ（１７）　．（ｌ８）からの信号（Ｐ’
　ｘ）　，　（Ｐ’　ｖ）を入力し、この信号（Ｐ’　
ｘ）　．　（Ｐ’　ｙ）に基いて偏差（Δｐ’）を求め
る（＄１１０Ｓ１１１１ステップ）。

次に、この（Δｐ’）の絶対値が前記偏差（Δｐ）に基
いて設定された値（Ｎ）より小さい場合には偏差が収束
しつつあると判定して、このデューティサイクル（Ｄｍ
ａｘ）での制御を、（Δｐ”）の値が不感帯として設定
された値（Ｍ゜）に達するまで行う（＃ｌ２、１１１３
ステップ）。

又、＃ｌ２ステップで偏差（Δｐ“）の値が値（Ｎ）よ
り大きい場合には、第１ボテンショメータ（ｌ７〉が新
たに操作されたことを意味するので、（Δｐ”）を所定
のパラメータに従って（Δｐ）に変換した後Ｉｌ５ステ
ップからの制御を再度行うようになっている（１１１４
ステップ）。

そして、１１３ステップで、（Δｐ’）の値が値（Ｍ′
）に達した後には、パルス信号のデエーテイサイクルを
Ｄｓｅａｘから減衰操作して油圧シリンダ（６）の作動
速度を減じた後にパルス信号の出力を停止するようにな
っている（ｌ１５、＃１６ステップ）。

因みに、この制御はリセットされるまで繰返される（＃
ｌ７ステップ）． 尚、この実施例では偏差判定手段（Ａ）がフローチャー
トの纒３ステップで或り、最大流量設定手段（Ｂ）がフ
ローチャートの闘ステップで戒り、緩速始動手段（Ｃ）
がフローチャートのｌ７、闘、１１９ステップで戒り、
駆動手段（Ｅ）がパルス信号を出力するための動作（フ
ローチャートには記せず）を行うプログラムと前記パワ
ートランジスタ（２０）　，　（２０）　とで或り、前
述の制御時における作動油の流量の変化は第５図のグラ
フのようになる． 又、このグラフでは油圧シリンダ（６）の作動完了まで
第１ボテンショメータ（ｌ７）を操作を行わない状況で
は実線に示す如く流量が変化し、作動の途中で第１ポテ
ンショメータ（ｌ７）を、偏差が増大する方向に大きく
操作した状況下では破線に示す如く流量が変化すること
になる．〔別実施例〕 ４ 本発明は上記実施例以外に、建設用作業車の油圧アクチ
ェエー夕を制御するために用いて良く、又、偏差判定手
段、最大流量設定、緩速始動手段等をコンパレータ、論
理ゲート等を組合せてハードウエアで構戒する、あるい
は、更に、ソフトウェアと組合せて構或する等様々に実
施可能である． 又、パルス電流のパルス幅を調節するために、ＰＷＭ方
式、ＰＰＭ方式のいずれを用いても良い。

尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を便利にする為
に符号を記すが、該記入により本発明は添付図面の構造
に限定されるものではない．

【図面の簡単な説明】

図面は本発明に係る油圧アクチュエータの制御装置の実
施例を示し、第１図は該装置の構或を表すブロック図、
第２図は該装置の動作を表すフローチャート、第３図は
該装置の電気回路図、第４図は油圧回路図、第５図は制
御時の油量の変化を表すグラフである． （６）・・・・・・油圧アクチュエータ、（１２ａ）　
，　（１４ａ）・・・・・・ソレノイド、（Ａ）・・・
・・・偏差判定手段、（Ｉｓ）・・・・・・最大流量設
定手段、（Ｃ）・・・・・・緩速始動手段、（Ｅ）・・
・・・・駆動手段、（Ｖ）・・・・・・電磁比例制御弁
。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 電磁比例制御弁（Ｖ）のソレノイド（１２ａ）、（１４
   ａ）に対してパルス電流を供給する駆動手段（Ｅ）と、
   電磁比例制御弁（Ｖ）からの圧油が供給される油圧アク
   チュエータ（６）の必要作動量を偏差として求める偏差
   判定手段（Ａ）と、この偏差判定手段（Ａ）で得られる
   偏差の値が大きいほど、パルス電流の周期に対するパル
   ス幅をより大きい値に設定する最大流量設定手段（Ｂ）
   と、油圧アクチュエータ（６）の作動開始時に最大流量
   設定手段（Ｂ）で設定された値まで徐々に、パルス電流
   の周期に対するパルス幅の増大を図る緩速始動手段（Ｃ
   ）とを有して成る油圧アクチュエータの制御装置。