JPH0470481B2

JPH0470481B2 -

Info

Publication number: JPH0470481B2
Application number: JP3153385A
Authority: JP
Inventors: Kyohiro Sato
Original assignee: Zexel Corp
Current assignee: Bosch Corp
Priority date: 1985-02-21
Filing date: 1985-02-21
Publication date: 1992-11-11
Also published as: JPS61192902A

Description

【発明の詳細な説明】産業上の利用分野本発明は油圧機器用制御装置に関する。

従来の技術例えば、油圧制御クレーン等の油圧機器を搭載
する車輛においては、油圧機器を車輛から離れた
所でも操作することができるように、リモートコ
ントロール装置が装備されている。この種のリモ
ートコントロール装置は、母機の作動部へ導入さ
れる作動油を制御する方向切換弁に、該方向切換
弁を駆動するパイロツトピストンが配置されてい
る。そして、このパイロツトピストンへの油路に
設けられた複数の電磁弁を、リモートコントロー
ルボツクス内に設けられたスイツチにより選択的
に開閉操作し、これにより、車輛から離れた所で
クレーン等の油圧機器の制御を操作することがで
きるようにし、方向切換弁を手動で操作する場合
には、上記電磁弁を全て消勢状態としてパイロツ
トピストンを中立位置とする操作をリモートコン
トロールボツクス内のスイツチにより行ない、こ
れによりパイロツトピストンの動きを自由とする
構成となつている（例えば、特開昭57−9306号公
報参照）。

発明が解決しようとする問題点しかし、上述した従来の油圧機器用制御装置で
は、リモートコントロール状態から手動制御状態
に切換える際に、リモートコントロールボツクス
のスイツチ操作によりパイロツトピストンを中立
位置に位置決めする操作が行なわれ、リモートコ
ントロールボツクスからパイロツトピストンを中
立位置に位置決めする信号が出力された時に全て
の電磁弁が消勢され、パイロツトピストンが所定
のばねの力を受けて中立位置に位置決めされる構
成となつている。従つて、外気温が低く、作動油
及び各部の潤滑油の粘度が高い場合には、ばねの
力のみによつては、パイロツトピストンの作動が
緩慢であり、方向切換弁が操作側に追従し中立位
置まで迅速に移動することができないという不具
合いが生じる。このため、母機が操作者の意図し
ない動作を行なつてしまう等の危険が生じ、安全
性にも問題があつた。

本発明の目的は、従つて、パイロツトシリンダ
と切換弁とによりリモートコントロールを可能と
した油圧機器用制御装置において、手動操作を可
能とするためにパイロツトシリンダを中立位置に
位置せしめるための信号が出力された場合、パイ
ロツトシリンダを迅速に中立位置へ位置せしめ、
リモートコントロールから手動制御への切換を迅
速且つ安全に行なうことができるようにした油圧
機器用制御装置を提供することにある。

問題点を解決するための手段本発明の構成は、油圧機器の油圧回路に供給さ
れる油圧の方向を切換えるための方向切換弁と、
該方向切換弁を制御するため該方向切換弁に連結
されたパイロツトピストンと、該パイロツトピス
トンの位置を検出しその位置を示す位置信号を出
力する検出手段と、リモートコントロール用の設
定部材に連動し上記パイロツトピストンの設定位
置を指示するための指示信号を出力する位置設定
手段と、上記位置信号と上記指示信号との偏差に
応じて上記パイロツトピストンの位置決めを行な
う制御手段と、上記位置信号と上記指示信号とに
応答し、上記指示信号により上記パイロツトピス
トンを中立位置に位置決めすることが指令され、
これにより上記位置信号と上記指示信号との偏差
が所定の範囲内に入つたときに、上記制御手段に
よる制御動作を停止させ以後パイロツトピストン
の動きを自由にする第１手段と、上記指示信号に
より上記パイロツトピストンを上記中立位置以外
の位置に位置決めすることが指令されたことに応
答し上記第１手段による上記制御手段の制御動作
の停止を解除する第２手段とを備えた点に特徴を
有する。

作用この油圧機器用制御装置では、パイロツトピス
トンの動作を自由にし、方向切換弁を手動で操作
できるようにするため、位置設定手段によりパイ
ロツトピストンを中立位置に位置決めする操作が
行なわれると、先ず、制御手段がこれに応答して
パイロツトピストンを油圧力により中立位置に迅
速に移動せしめ、これにより、位置信号と指示信
号との偏差が所定範囲内に入つたときに、第１手
段が作動し、制御手段によつてパイロツトピスト
ンに与えられている拘束力がここで除去され、方
向切換弁を手動で操作することが可能となる。こ
のようにして、遠隔制御から手動制御への切換が
一旦行なわれた後は、手動操作によりパイロツト
ピストンが移動し、位置信号と指示信号との偏差
が再び大きくなつても、第１手段の働きにより制
御手段はパイロツトピストンの位置制御を行なわ
ない。第１手段による制御手段の動作停止の状態
は、位置設定手段の操作により、パイロツトピス
トンの設定位置が中立位置以外のところに設定さ
れたことに応答して、第２手段により解除され
る。

実施例以下、図示の実施例により本発明を詳細に説明
する。

第１図は本発明による油圧機器用制御装置２０
により制御される油圧機器の系統図が示されてい
る。圧力制御弁１は、送油ポンプ２によりタンク
３から吸い上げられた作動油の油路４内の圧力を
一定に保持するためのもので、この圧力制御弁１
により圧力調整された作動油は油路４を通り手動
操作レバー５に連結された方向切換弁６を介し
て、例えばクレーンの如き母機１９の油圧装置
（図示せず）に供給される。戻り油路７は、母機
１９とタンク３とを方向切換弁６を介して連通し
ている。作動油路４はチエツクバルブ８、減圧弁
９を介しパイロツト油路１０と連通し、該パイロ
ツト油路１０の圧力は圧力制御弁１１により制御
される。この圧力制御弁１１により圧力の設定さ
れたパイロツト油路１０には直列配置の３つの電
磁弁１２，１３，１４が接続されている。方向切
換弁６にはパイロツトピストン１５が連結されて
おり、手動レバー５により方向切換弁６とパイロ
ツトピストン１５とが一体に変位するようになつ
ている。このパイロツトピストン１５の一方の室
１６は常閉型電磁弁１２と常開型電磁弁１３との
間の油路に接続され、他方の室１７は常開型電磁
弁１３，１４間の油路と接続されている。また、
室１７の受圧面積は室１６の受圧面積よりも大き
く、例えば２倍程度に形成されている。常閉型電
磁弁１２はソレノイド１２Ｓが付勢されると開位
置に切換えられ、常開型電磁弁１３，１４は夫々
ソレノイド１３Ｓ，１４Ｓが付勢されると閉位置
に切換えられる。電磁弁１２がオンで電磁弁１
３，１４が夫々オフの状態においては、室１６，
１７は電磁弁１３を介して互いに連通され、ピス
トン１５の移行が自由となり、従つて、手動操作
レバー５により方向切換弁６を自由に切換制御す
ることができる。電磁弁１２がオフ、電磁弁１
３，１４が共にオンとなつた場合にはこれらの各
電磁弁１２，１３，１４がパイロツト油路１０を
閉じるため、パイロツトピストン１５はその位置
で固定される。また、この状態においては手動操
作レバー５による方向切換弁６の切換操作はでき
ない。電磁弁１２，１３がオン、電磁弁１４がオ
フのときには、パイロツト油路１０の作動油がパ
イロツトピストン１５の室１６に流入し、一方室
１７の作動油はタンク３に戻り、従つて、パイロ
ツトピストン１５は左方向（矢印Ａ方向）へ移行
し、方向切換弁６を左方へ移動させ位置６Ａ側に
切換える。また、電磁弁１２，１４がオン、１３
がオフの場合にはパイロツト油路１０の作動油が
共に室１６，１７内に流入する。しかしながら、
前述したように室１７の受圧面積の方が室１６の
受圧面積よりも大きく形成されているため、ピス
トン１５は右方向（矢印A′方向）へ移行し、方
向切換弁６を右方向へ移動させ位置６Ｂ側に切換
える。更に、パイロツトピストン１５の一方端側
１５ａには位置検出器１８が取付けられており、
パイロツトピストン１５の変位を検出するように
なつている。この位置検出器１８は、例えばポテ
ンシヨメータを用いて構成されており、パイロツ
トピストン１５の変位に応じてレベルの変化する
位置信号V_Fを出力する。この位置信号V_Fのレベ
ルは、パイロツトピストン１５の移行に応じて例
えばパイロツトピストン１５が中央位置にあると
きに12Vで、左方向に移行するほど高く、右方向
に移行するほど低く、パイロツトピストン１５の
位置に応じた電圧が発生するように設定されてい
る。

油圧機器制御装置２０は、パイロツトピストン
１５の設定位置を示す指示信号V_INを出力する目
的で、操作レバー２１を含んで成る位置設定器２
２と、位置信号V_F及び指示信号V_INに応答して作
動し、指示信号V_INによつて示される位置にパイ
ロツトピストン１５を位置せしめるために電磁弁
１２乃至１４の開閉制御を行なう制御ユニツト３
０と、位置信号V_F及び指示信号V_INに応答し指示
信号V_INに従つて制御ユニツト３０によるリモー
ト制御モードと手動操作レバー５による手動制御
モードとの間の切換の制御を行なうための切換制
御ユニツト４０とから成つている。

位置設定器２２は例えばポテンシヨメータから
成り、操作レバー２１の位置に応じた指示信号
V_INを出力する。この操作レバー２１の時計方向
（矢印Ｃ方向）、反時計方向（矢印CC方向）の動
きと方向切換弁６の左方向，右方向との動きが対
応するように設定されている。そして、位置設定
器２２指示信号V_INは操作レバー２１を時計方向
に最大位置まで回動したとき、例えば、4V、中
立位置のときに12V、反時計方向に最大位置まで
回動したときに20Vとなり、その間においては回
動位置に応じて変化するように設定されている。

第２図には、油圧機器制御装置２０の回路図が
示されている。ここで、制御ユニツト３０は、パ
イロツトピストン１５の位置が指示信号V_INによ
つて示される位置に位置決めされるよう、位置信
号V_Fを用いてフイードバツク制御を行なうため
の回路ユニツトであり、制御ユニツト３０内にお
いて行なわれる制御演算結果に基づいた制御信号
V_a，V_b，V_dが出力される。制御信号V_a，V_b，
V_dは、夫々、ソレノイド１４Ｓ，１３Ｓ及び１
２Ｓに印加され、これによりパイロツトピストン
１５の位置制御が行なわれ、方向切換弁６を所望
の状態に制御することができる。位置信号V_Fと
指示信号V_INとに応答してパイロツトピストン１
５、すなわち方向切換弁６を所望の位置に位置決
めするようにフイードバツク制御を行なう回路構
成は公知であるから、本明細書においては、制御
ユニツト３０の回路構成の詳細を図示するのを省
略する。

次に、切換制御ユニツト４０について説明する
と、R₁乃至R₂₄は抵抗器、Q₁乃至Q₆はトランジス
タ、D₁乃至D₄はダイオード、C₁乃至C₄は出力が
オープンコレクタ型の電圧比較器である。端子４
１には、図示しないバツテリの正極が接続され、
その端子電圧U_Bが与えられている。端子４２に
は、バツテリの電圧を電圧安定化回路（図示せ
ず）により安定化させることにより得られた回路
用の電圧V_ccが印加されており、端子４３，４４
には、位置信号V_F及び指示信号V_INが夫々印加さ
れている。電圧比較器C₁，C₂は、指示信号V_INの
レベルがV₁＞V_IN＞V₂の範囲内にあるか否かを検
出するためのウインドコンパレータ回路４５を構
成している。電圧V₁，V₂の値は、抵抗器R₁，
R₂，R₃の値の調節により、指示信号V_INのレベル
がパイロツトピストン１５を中立位置へ位置決め
するように指示するための所定のレベルL₀にな
つたか否かをウインドコンパレータ回路４５によ
つて所要の精度で検出することができるような値
に設定されている。従つて、V₁＞V_IN＞V₂となつ
たときにのみ、電圧比較器C₁，C₂の各出力の接
続点の電圧V₃のレベルが「Ｈ」となる。

電圧比較器C₃，C₄もまたウインドコンパレー
タ回路４６を構成しており、このウインドコンパ
レータ回路４６は、位置信号V_Fのレベル弁別を
行なうようになつている。ウインドコンパレータ
回路４６におけるレベル弁別の基準電圧は、電圧
比較器C₃の非反転入力端子の電圧V₄及び電圧比
較器C₄の反転入力端子の電圧V₅であり、V₄＞V_F
＞V₅の場合にのみ、電圧比較器C₃，C₄の各出力
の接続点の電位が「Ｈ」レベルとなる。

電圧比較器C₄の反転入力端子には、抵抗器
R₁₁，R₁₂から成る分圧回路４７が接続されると
共に、エミツタがアースされているトランジスタ
Q₃のコレクタが抵抗器R₁₃を介して接続されてお
り、電圧V₅のレベルは、トランジスタQ₃がオフ
の場合には分圧回路４７の出力レベルL₅と一致
し、トランジスタQ₃がオンの場合には略アース
レベルとなる。

一方、電圧比較器C₃の非反転入力端子には、
抵抗器R₉，R₁₀から成る分圧回路４８が接続され
ると共に、エミツタが端子４２に接続されている
トランジスタQ₄のコレクタが抵抗器R₁₄を介して
接続され、更に、エミツタがアースされているト
ランジスタQ₂のコレクタが接続されている。従
つて、電圧V₄のレベルは、トランジスタQ₂，Q₄
が共にオフの場合には、分圧回路４８の出力レベ
ルL₄と一致し、トランジスタQ₂のみがオンの場
合には略アースレベルとなり、一方、トランジス
タQ₄のみがオンの場合には略V_ccのレベルに等し
くなる。

トランジスタQ₂は、電圧V₃のレベルが「Ｌ」
となつてトランジスタQ₁がオフとなつたときに
オンとなる。トランジスタQ₃は、ウインドコン
パレータ回路４６の出力電圧V₆が「Ｈ」レベル
となつたときにオンし、トランジスタQ₄も、ま
た出力電圧V₆が「Ｈ」レベルとなつてトランジ
スタQ₅がオンしたときにオンとなる。

次に、第２図に示した切換制御ユニツト４０の
動作について説明する。

リモートコントロール操作をレバー２１によつ
て実行するため、指示信号V_INのレベルが、V_IN
＞V_I又はV_IN＜V₂となつていると、ウインドコン
パレータ回路４５の出力電圧V₃のレベルは「Ｌ」
となり、従つて、トランジスタQ₁はオフ、トラ
ンジスタQ₂はオンとなつている。この結果、電
圧V₄のレベルはほぼアースレベルに等しくなる。
ところで、位置信号V_Fのレベルは、パイロツト
ピストン１５の通常の作動範囲においてアース電
位よりも１〜2V程度高い値から、電源電圧V_ccよ
り１〜2V程度低い値の間において変化するよう、
位置検出器１８が設計されている。従つて、トラ
ンジスタQ₂がオンとなつている状態にあつては
必ずV_F＞V₄となるので、電圧比較器C₃の出力レ
ベルは「Ｌ」となり、出力電圧V₆のレベルも
「Ｌ」となる。従つて、トランジスタQ₅はオフと
なるので、トランジスタQ₆もまたオフであり、
トランジスタQ₆のコレクタに接続されているダ
イオードD₃及びD₄のアノードはアースレベルと
なる。これらのダイオードD₃，D₄のカソードは、
各ソレノイド１４Ｓ，１３Ｓに対応して制御ユニ
ツト３０内に設けられている出力トランジスタ
Q₇，Q₈のベースに接続されており、従つて、ト
ランジスタQ₆がオフの場合には各出力トランジ
スタQ₇，Q₈の動作を妨げることがない。しかる
に、各電磁弁１２乃至１４のソレノイド１２Ｓ乃
至１４Ｓは、制御ユニツト３０の演算結果に従つ
て作動し、レバー２１の操作に従つたパイロツト
ピストン１５の位置決め操作が、既述のようにし
てフイードバツク制御されることになる。

パイロツトピストン１５の位置を中立位置と
し、これにより、手動操作レバー５による手動操
作に切換えるため、V_INのレベルがL₀となるよう
にレバー１２の操作が行なわれると、先ず、ウイ
ンドコンパレータ回路４５がこれに応答してトラ
ンジスタQ₂をオフとする。この状態においては、
出力電圧V₆のレベルは「Ｌ」であり、トランジ
スタQ₃，Q₄，Q₆はいずれもオフとなつており、
従つて、電圧V₄，V₅のレベルは、各分圧回路４
８，４７により定められるレベルL₄，L₅となつ
ている。ところで、レベルL₄，L₅は、電圧V₁，
V₂のレベルに夫々等しくなるように設定されて
おり、従つて、指示信号V_INのレベルがL₀となつ
ても、V₄＞V_F＞V₅とならない限り、出力電圧V₆
のレベルは「Ｌ」となつたままである。

従つて、指示信号V_INのレベルがL₀となつて
も、位置検出器１８によつてパイロツトピストン
１５の位置が中立位置となつたことが検出されな
いうちは、パイロツトピストン１５の位置は制御
ユニツト３０によつてV_IN＝V_Fとなるようにフイ
ードバツク制御される。このようにして、V₄＞
V_F＞V₅となると、出力電圧V₆のレベルが「Ｈ」
となり、トランジスタQ₆がオンとなり、出力ト
ランジスタQ₇，Q₈をオフ状態にロツクする。こ
の結果、電磁弁１２は制御ユニツト３０によりオ
ン，オフ制御され、電磁弁１３，１４は夫々オフ
状態となり、パイロツトピストン１５の動作がフ
リーとなり、手動操作レバー５による方向切換弁
６の手動操作が可能な状態となる。

出力電圧V₆のレベルが「Ｈ」となると、トラ
ンジスタQ₃及びQ₄もまたオンとなり、電圧V₄は
ほぼ電源電圧V_ccと等しくなり、一方、電圧V₅は
アース電位に等しくなる。この結果、方向切換弁
６を手動操作することにより位置検出器１８から
の位置信号V_Fのレベルが変化しても、位置信号
V_Fのレベルは、この時の電圧V₄，V₅で定められ
るレベル範囲外となることはなく、ウインドコン
パレータ回路４６の出力電圧V₆のレベルは、上
述の手動制御モード中、「Ｈ」レベルに保持され
ている。

即ち、指示信号V_INのレベルがL₀となることに
応答し、V_IN＝V_Fとなるまで制御ユニツト３０に
よりパイロツトピストン１５の位置を中立位置へ
戻し、V_IN＝V_Fとなつたことが判別された場合
に、制御ユニツト３０によるパイロツトピストン
１５の位置決め作動を停止させ、以後、方向切換
弁６を手動で自由に位置決めできる状態に保持す
る。従つて、指示信号V_INのレベルがL₀となつた
ことにより、直ちに制御ユニツトの作動を停止さ
せ、パイロツトピストン１５を例えばばね力のみ
によつてその中立位置に位置せしめる従来の装置
に比べ、パイロツトピストン１５をより迅速に中
立位置へ移行させることができる。この結果、リ
モートコントロールモードから手動制御モードへ
の切換が、迅速に行なわれる。これは、特に、外
気温が低く、油の粘度が高くなつていて油圧機構
の動作が緩慢な場合に、その切換を迅速に行なう
のに効果的である。このように、制御モードの切
換が外気温の高低に拘らず迅速に行なわれると、
その切換の間に母機が所望しない動作を行なつて
しまう等の不具合を起すことがなく、安全性も著
しく改善されるものである。

手動制御モードにおいて、レバー２１を作動さ
せ、指示信号V_INのレベルL₀が変化し、V_IN＞V₁
又はV_IN＜V₂となると、ウインドコンパレータ回
路４５の出力電圧V₃のレベルが「Ｌ」となり、
トランジスタQ₂がオンとなるので、出力電圧V₆
のレベルが再び「Ｌ」となり、トランジスタQ₃，
Q₄，Q₆は全てオフとなる。この結果、制御モー
ドは、レバー２１の操作によるリモートコントロ
ールモードに切換えられ、ソレノイド１２Ｓ乃至
１４Ｓは制御ユニツト３０からの信号に基づいて
駆動される。

尚、本発明は、クレーンを始めとする各種の油
圧機器の制御装置に広く適用することができるも
のであることは、上記実施例に基づく説明から容
易に理解されるところである。

効果本発明によれば、上述の如く、油圧機器の制御
モードを、リモートコントロールモードから手動
コントロールモードに切換える場合に、外気温が
低くても極めて迅速な切換を実現することがで
き、従つて切換の過渡期間において油圧機器に生
じ易い油圧機器の暴走を有効に防止することがで
きる優れた効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明による油圧機器用制御装置を備
えた油圧装置の構成を示すブロツク図、第２図は
第１図に示した油圧機器用制御装置の回路図であ
る。５…手動操作レバー、６…方向切換弁、１２，
１３，１４…電磁弁、１２Ｓ，１３Ｓ，１４Ｓ…
ソレノイド、１５…パイロツトピストン、１８…
位置検出器、１９…母機、２０…油圧機器制御装
置、２１…操作レバー、２２…位置設定器、３０
…制御ユニツト、４０…切換制御ユニツト。

Claims

【特許請求の範囲】

１油圧機器の油圧回路に供給される油圧の方向
を切換えるための方向切換弁と、該方向切換弁を
制御するため該方向切換弁に連結されたパイロツ
トピストンと、該パイロツトピストンの位置を検
出しその位置を示す位置信号を出力する検出手段
と、リモートコントロール用の設定部材に連動し
前記パイロツトピストンの設定位置を指示するた
めの指示信号を出力する位置設定手段と、前記位
置信号と前記指示信号との偏差に応じて前記パイ
ロツトピストンの位置決めを行なう制御手段と、
前記位置信号と前記指示信号とに応答し前記指示
信号により前記パイロツトピストンを中立位置に
位置決めすることが指令されこれにより前記位置
信号と前記指示信号との偏差が所定の範囲内に入
つたときに前記制御手段による制御動作を停止さ
せ以後前記パイロツトピストンの動きを自由にす
る第１手段と、前記指示信号により前記パイロツ
トピストンを前記中立位置以外の位置に位置決め
することが指令されことに応答し前記第１手段に
よる前記制御手段の制御動作の停止を解除する第
２手段とを備えて成ることを特徴とする油圧機器
制御装置。