JPS58142006A

JPS58142006A - 電磁比例弁の制御装置

Info

Publication number: JPS58142006A
Application number: JP2559482A
Authority: JP
Inventors: Hiroyuki Kuramoto; 蔵本　浩之
Original assignee: Kayaba Industry Co Ltd
Current assignee: KYB Corp
Priority date: 1982-02-19
Filing date: 1982-02-19
Publication date: 1983-08-23
Also published as: JPH0341689B2

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】本発明は、電磁比例弁を用いた油圧駆動回路における制
御装置に関する。

従来、電磁比例弁による油圧アクチュエータの制御の例
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
が本出願人によシ特願昭５６−５８０２１号として提案
されている。

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シ、作業台２が上
下に自在に移動できるようになっている。

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によって自由にその
伸縮作動が制御されるようになっている。

今これについて説明すると、油圧バルブ８は、切換弁２
１とＩジションリミタ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
４ジシヨンリミタ３９の電磁比例弁のンレノイド１０，
１１への電流を比例的に増減する。

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１ｏ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、今変は電磁比例弁ソ
レノイド１１への電流がゼロから徐々に増加する。

一方、ポジションリｉり３９は複動シリンダ１２の内部
に複動ピストン１３によって仕切られた互いに対称的な
環状圧力室１４．１５を有しておシ、両圧力室１４．１
５にはノ４イロット油圧供給通路１６、オリアイス１７
．１８などを経て／４イロット油圧が導入される。

そして、各圧力室１４．１５の出口１４ｍ。

１５１の断面積は、前述の電磁比例弁ソレノイド１０．
１１と連動する各ポペット１０ａ、ｌ１ｍの上下動によ
って自由に増減される。

例えば電磁比例弁ソレノイドＩＯＫ電流が流れて−（ッ
ト１０１が上動すると、出口１４ｍの断１１゜面積が出口１５ｍに比べて□相対的に減少し、両圧力室
１４．１５に差圧が生じる。

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の弾性カドがバランスした位置で
停止する。

この時の移動量、すなわち複動ピストン１３のストロー
ク量は電磁比例弁ソレノイドｌＯに流れる電流に応じて
比例的に増加する。

逆に電磁比例弁ソレノイド１１に電流が流れてポペット
ｌｌａが上動すると、複動ピストン１３は逆に左方向へ
移動する。

このようにして、複動ピストン１３社電磁比例弁ソレノ
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１１Ｃ応したストローク量でもって左右
に移動する。

また、複動ピストン１３にはこれと一体的に動くコネク
ティングロッド４３を経て切換弁２１のプランジャ２１
ｍが連結しており、この切換弁２１は、複動ピストン１
３す表わちプランジャ２１＆の変位置に応じて、油圧ｆ
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−／プから油圧シリンダ５
（６）をパイノ譬スして油圧夕／りへと戻る作動油との
量的な割合を規制する。

このような油圧パルプ８の作動の結果、例えば電磁比弁
ンレノイド１０４Ｃ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
比例弁ンレノイドＩＩＫ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。

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っているので、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比例弁ソ
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（あゐいは
下塔４）が起き上がる。

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。

ところで、前述の切換弁２１は例えば第３図に示すよう
に、グランジャ２１ｍ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。

すなわち、この場合グランジャ２１ｍが中立位置から約
２．５　ｍ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。

したがって、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、グランジャ２１ｍ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。

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、すなわちそこ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、プランジャ２
１ａと複動ピストン１３の間には、プランジャ２１ｍと
コネクティングロッド４３の結合によｐ形成される段部
４ｏとコネクティングロッド４３のフランツ部４１によ
って形成された小径部の外ＷＪＫスプリング４４を備え
ている。

そして、このスプリング４４は段部４０．フランジ部４
１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９、プランジャ２１亀が例えば中立位
置から左方向に変位すると、ホル〆４５がストップ面４
７によって停止するのに対して、ホルダ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。

逆にプランジャ２１ｍが中立位置から右方向に変位する
と、ホルダ４６がストップ面４８によって停止するのに
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。

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、スプリン乙４４をホルダ４５．４６の
間に挾持させており、したがって複動ピストン１３に働
くパイロット油の差圧力がこの初期荷重金越えるまでは
、紅プランジャ２１ｍがその中立位置を安定して保持す
る。

しかしながら不感帯幅は、初期荷重によるプランジャ２
１＆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の傾転に対する電龜
比例弁ソレノイド１０．１１の応動特性を変えるように
している。

つまり、第４図において、３１．３２はコントＯｋ　Ｌ
／　バー　９に連結した摺動抵抗（ポテンショメータ）
、３３．３４は増幅回路、１０．１１は油圧バルブ８に
介装された電磁比例弁ソレノイドである。

摺動抵抗３１．３２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、増幅回
路３３にょシコントロールレバー９の傾転角に応じて電
磁比例弁ソレノイド１０への電流のみがゼロから徐々に
増加する。

逆に中立位置から左に傾けると、同様にして今度は電磁
比例弁ソレノイド１１への電流のみがゼロから徐々に増
加する。

増幅回路３３と３４はまったく同じように構成されてい
るので、増幅回路３４のみを図面に詳細に示して具体的
に説明する。

コントロールレバー９の傾転角に応じて比例的に変化す
る摺動抵抗３２の摺動端子電圧信号ｊｌａ、増幅器３５
、トランジスタ３６．３７で増幅された後、電流信号と
して電磁比例弁ソレノイド１１へ供給される。

その際、前述したようなコントロールレバー９の不感帯
幅を狭める目的で、油圧バルブ８０ノランジヤ２１＆を
切換弁２１の中立不感帯上限まですみやかにストローク
させるために、コントロールレバー９の傾転角が所定の
大きさになった以降は、すなわち安全のための意図的な
不感帯を越えると、摺動端子電圧信号人と所定の基準電
圧信号Ｂとの大小関係に基づいて、コントロ−ラ３８が
摺動抵抗３２からの分に加えて所定の加算電圧を増幅器
３５へ供給し、電磁比例弁ソレノイド１１への電流に対
して所定電流を強制的に加算補正する。

そして、中立不感帯を越えてからはコントロールレノ４
−９の傾転に対して適尚な割合でもってプランシャ２１
１がストロークするように、電磁比例弁ソレノイＦｉｌ
への供給電流の変化率を増幅率調節用の可変抵抗ＶＲ−
１により所定の値に設定する。

なお、不用意な接触等によるバルブ作動を防ぐ意味での
コントロールレバー９の不感帯幅については、可変抵抗
ＶＲ−２を介して基準電圧信号Ｂの値を増減することに
よって、自由にその幅を調節することが可能である。

また、プランジャ２１＆のストロークに対する切換弁２
１の中立不感帯が大きい場合には、可変番抵抗ＶＲ−３によって加算電圧をこれに対応して大きく
して、電磁比例弁ソレノイド１１への加算電流をさらに
大きくすればよい。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。

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を過ぎると、出力電流Ｉは
急激に電流１１まで立ち上シ、これによりシランジャ２
１ｍ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（財）電流値を比例的に増加させ、バルブ流量を増や
すのである。

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の中立不感帯を減少させている。また油圧
バルブ８からの流出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■、は、パルプ構
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すると、最大流量域での要求不
感帯幅が大きくなる。

このような問題を防ぐために、パルプ最大流量域で・増
幅器３５に入力さ′！ソ摺動抵抗３２の出力値に、コン
・ぐレータ５０あ・らの出力Ｅを合成、して、コントロ
ールレバー９の最本領転角域で、ソレノイド励磁電流Ｉ
を工、から工、へと急激に立上らせるようにする。

コン・４１ｊ−夕５０は摺動抵抗３２の出力Ａを可変抵
抗ＶＲ−４を介して設定される基準電圧信号りと比較し
、設定値を越えると／１イレペルの電圧を出力する。

この電圧値は可変抵抗ＶＲ−５で所定の値Ｅに調整する
のであり、第５図に示すように、すくなくとも誤差分を
含めてプランジャ２１ｍがフルストロークするのに必要
な制御電流工３が得られるように入力電圧Ａに上乗せす
る。

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Ｓこれによシ単位レバー傾転角の制御
精度を向上させるこそも可能となる。

しかしながら、この場合、全く同一構成の２つの増幅回
路３３と３４を備えているため、回路が複雑化するとと
も・に調整に手間がかかり、コスト的にも高くつくとい
う間艙があった。

本発明はこのような問題を解決するために提案されたも
ので、ポテンショメータ（摺動抵抗）の中立点を原点と
して、コントロールレバーの傾転方向はポテンショメー
タの出力の大小を基準値と比べることで判別し、増幅作
用は共通の回路を用いて行い、この増幅出力を前記判別
結果にもとづいて選択的に電磁比例弁に供給することに
より、回路の簡略化をはかるようにした制御装置を提供
する。

以下、本発明の実施例を第６図にもとづいて説明する。

６０はコントロールレバー９に連動ｆｂｙｌｌｆンショ
メータで、レバー中立点ではポテンショメータ摺動子が
中央原点にあるように設定され、したがってレバー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。

６１はバッファ回路、６２はポテンショメータ６０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）７
８を切換え、電磁比例弁ソレノイド１０または】ｌに駆
動回路７７からの制御電流を供給する。

６３は絶対値回路で、バッファ回路６１を介して入力さ
れる４テンシヨメータ６０の出力が、中立点からいずれ
の方向へ切換わってもその角度（偏位）のみに応じての
絶対出力を発生する。

６５〜６８は比較器で、比較器６５は絶椹値回路６３の
出力が０から変化するとオンになり、アナログスイッチ
６４を導通する。

比較器６６は４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、アナログスイッチ７２を導通さ
せ、電流１１設定器６９の出力を加算回路７５に入力さ
せる。

比較器６７はｆテンシ曹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、アナログスイッチ７３
を導通させて電流ム設定器７０の出力を加算回路７５に
同じく入力させる。

比較器６８は例えば比較器６５と同一の設定値によｐオ
ンとなシ、アナログスイッチ７４を導通させて発振回路
７１からのディデー信号を加算回路７５に合成する。

加算回路７５は絶対値回路６３からの４テンシヨメータ
絶対出力に上記した付加的電流を加え、中立不感帯後の
立よ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７６でノぐワーアツｌし、さらにノ
臂ワートランジスタなどで構成される駆動回路７７に入
力する。

したがって駆動回路７７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次ものとなる。

この出力によりいずれの電磁比例弁ソレノイドｌＯまた
は１１を駆動するかを、選択回路フ８で選ぶ。

選択回路７８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６２の出力により切シ換わるのであり
、それによって電磁比例弁ソレノイド１０または１１の
いずれかに駆動電流が供給される。

以上の結果、本発明では駆動電流の増幅回路は一系統で
済み、回路が著しく簡略化する。

１＋各比較器６５〜６８の電圧設定や、飛び込し電流１
ｌ−Ｉｓのレベル設定も、増幅回路が１つのために調整
が容易となる。

なお、コントロールレバー９とポテンシ１メー・り６０のずれ（初期誤差）Ｋついては、パンファ回路６
１のバイアス量を変化させることで、容易に−１にさせ
られる。

以上のように本発明によれば、制御回路の簡略化と調整
の容易化とが達成でき、同時にコストダウンがはかれる
という効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来の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１１２図における油圧バルブの作動を示す特
性図、第４図は油圧バルブを制御するコントローラ部の
回路図、第５図はその作動特性図である。第６図は本発
明のコントローラ部のブロック回路図である。３−上塔、４・・・下塔、５．６・・・油圧シリンダ、
７・・・コントローラ部、８・・・油圧ノ量ルプ、９・
・・コントロールレバー、１０．１１・・・電磁比例弁
ソレノイド、］Ｏａ、ｌｌａ・　ｊｔ’ペット、１２’
−複動シリンダ、１３−・・複動ピストン、１４．１り
・・・圧力室、１４ｍ、１５ｍ・・・圧力室の出口、１
６一ノ母イロツト油圧供給通路、１７　、１８　・・・
オリフィス、２１・・・切換弁％２１＆−・・プランジ
ャ、６０−・ポテンショメータ、６２・・・判別回路、
６３・・・絶対値回路、６５〜６８・・・比較器、７５
−・加算回路、７７・・・駆動回路、７８−・・選択回
路。特許出願人　萱場工業株式会社第３図

Claims

【特許請求の範囲】

コントロールレバーの中立点から左右への偏位置に応じ
て、２個の電磁比例弁のうち対応する電磁比例弁の制御
電流を増減するようにした制御装置において、コントロ
ールレバーに連動させたポテンショメータと、ポテンシ
ョメータの出力を中立点の基準電圧と比較してレバー傾
転方向を判断する回路と、４テンシヨメータのレバー角
度に応じた絶対出力のみを取シ出す回路と、この絶対出
力を増幅する回路と、増幅出力を前記判別回路の出力に
もとづいて前記電磁比例弁の一方へ選択的に供給する選
択回路とからなる電磁比例弁の制御装置。