(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体供給側のメータインバルブと流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体排出側のメータアウトバルブとをそれぞれ制御して流体圧アクチュエータを作動し、
流体圧アクチュエータの作動停止操作時は、停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して山の高さを低くする
ことを特徴とする流体圧アクチュエータ制御方法。
【請求項２】
ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体供給側のメータインバルブと流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体排出側のメータアウトバルブとをそれぞれ制御するとともに、メータインバルブに作動流体を供給するポンプ吐出ラインからタンクに連通するバイパスライン中のバイパス弁を制御して流体圧アクチュエータを作動し、
流体圧アクチュエータの作動停止操作時は、停止操作時に生ずる圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口し、かつバイパス弁を絞り込むことによりポンプ吐出ラインの圧力を高めて谷の深さを浅くする
ことを特徴とする流体圧アクチュエータ制御方法。
【請求項３】
ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体供給側のメータインバルブと流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体排出側のメータアウトバルブとをそれぞれ制御するとともに、メータインバルブに作動流体を供給するポンプ吐出ラインからタンクに連通するバイパスライン中のバイパス弁を制御して流体圧アクチュエータを作動し、
流体圧アクチュエータの作動停止操作時は、停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して山の高さを低くするとともに、停止操作時に生ずる圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口し、かつバイパス弁を絞り込むことによりポンプ吐出ラインの圧力を高めて谷の深さを浅くする
ことを特徴とする流体圧アクチュエータ制御方法。
【請求項４】
バイパス弁の絞り込みは、ポンプ吐出ラインの圧力が２つのメータインバルブのアクチュエータ接続側に生ずる圧力の高圧側よりも所定のマージン圧力分だけ高い圧力となるようにフィードバック制御する
ことを特徴とする請求項２または３記載の流体圧アクチュエータ制御方法。
【請求項５】
ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体の供給を制御するメータインバルブと、
流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体の排出を制御するメータアウトバルブと、
流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して山の高さを低くする制御手段と
を具備したことを特徴とする流体圧アクチュエータ制御装置。
【請求項６】
ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体の供給を制御するメータインバルブと、
流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体の排出を制御するメータアウトバルブと、
メータインバルブに作動流体を供給するポンプ吐出ラインからタンクに連通するバイパスライン中に設けられたバイパス弁と、
流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口し、かつバイパス弁を絞り込むことによりポンプ吐出ラインの圧力を高めて谷の深さを浅くする制御手段と
を具備したことを特徴とする流体圧アクチュエータ制御装置。
【請求項７】
ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体の供給を制御するメータインバルブと、
流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体の排出を制御するメータアウトバルブと、
メータインバルブに作動流体を供給するポンプ吐出ラインからタンクに連通するバイパスライン中に設けられたバイパス弁と、
流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して山の高さを低くするとともに、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口し、かつバイパス弁を絞り込むことによりポンプ吐出ラインの圧力を高めて谷の深さを浅くする制御手段と
を具備したことを特徴とする流体圧アクチュエータ制御装置。
【請求項８】
制御手段は、
流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の固有振動数およびその前後の周波数の振動成分のみ通過させるバンドパスフィルタと、
バンドパスフィルタを経た振動波形から正の振動波形を拾い出してメータアウトバルブを制御するハイパスフィルタと、
バンドパスフィルタを経た振動波形から負の振動波形を拾い出してメータインバルブを制御するローパスフィルタと、
ローパスフィルタからの信号出力時にポンプ吐出ラインの圧力が２つのメータインバルブのアクチュエータ接続側に生ずる圧力の高圧側よりも所定のマージン圧力分だけ高い圧力となるようにバイパス弁を絞り込み制御するフィードバック制御系と
を具備したことを特徴とする請求項７記載の流体圧アクチュエータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、メータイン・メータアウト分離型回路における流体圧アクチュエータ制御方法および流体圧アクチュエータ制御装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図２は、油圧ショベルなどの建設機械に適用される、いわゆるメータイン・メータアウト分離型のブリッジ回路により流体圧アクチュエータ11を制御する制御回路を示す。
【０００３】
この制御回路は、斜板により吐出流量を可変制御できる可変容量型のポンプ12の吐出口から引出されたポンプ吐出ライン13が、バイパス弁14を経てタンク15に接続されているとともに、ロードホールドチェック弁16を介してブリッジ回路17に接続されている。
【０００４】
このブリッジ回路17は、ポンプ吐出ライン13にそれぞれ接続された２つのメータインバルブ21，22と、これらのメータインバルブ21，22にそれぞれ接続された２つのメータアウトバルブ23，24とにより形成されている。
【０００５】
これらのメータアウトバルブ23，24は、タンクライン25に接続され、また、各メータアウトバルブ23，24には、タンクライン25から回路内の負圧発生部に作動液としての作動油を補充するメークアップ用のチェック弁26，27が並列に接続されている。
【０００６】
このブリッジ回路17の上側に図示されたメータインバルブ21とメータアウトバルブ23との間から引出された管路（固定絞り31で示す）は、流体圧アクチュエータ11のピストン32よりロッド33が位置する側の室（以下、「ロッド側室」という）34に接続され、また、下側に図示されたメータインバルブ22とメータアウトバルブ24との間から引出された管路（固定絞り35で示す）は、流体圧アクチュエータ11のピストン32よりヘッド側に位置する室（以下、「ヘッド側室」という）36に接続されている。
【０００７】
前記バイパス弁14、メータインバルブ21，22およびメータアウトバルブ23，24には、電磁手段またはパイロット油圧手段により開口面積を可変制御できるスプール弁またはポペット弁などの可変絞り手段が設けられ、これらの可変絞り手段は、コントローラで演算されコントローラより出力された電気信号により、電磁手段の場合は直接的に、またパイロット油圧手段の場合は電油変換手段などを介してパイロット圧力信号で制御される。
【０００８】
そして、ポンプ12から流体圧アクチュエータ11のロッド側室34およびヘッド側室36の一方に供給されるとともに他方からタンク15に排出される作動油を、この２つのメータインバルブ21，22および２つのメータアウトバルブ23，24で形成されたブリッジ回路17により制御する。
【０００９】
例えば、流体圧アクチュエータ11を負荷Ｗに抗して伸張操作するときは、メータインバルブ22を図示されない操作レバーよりのコマンド信号で徐々に開弁し、メータアウトバルブ23も同時に開弁してゆく。なお、その際、メータインバルブ21とメータアウトバルブ24は閉止したままである。このとき、同時に操作レバーからのコマンド信号でバイパス弁14を閉止してゆくとともに、ポンプ12の吐出流量も徐々に増加させてゆき、所定の流体圧アクチュエータ伸張スピードに至る。
【００１０】
また、逆に流体圧アクチュエータ11を収縮操作するときは、メータインバルブ21とメータアウトバルブ24を同様に徐々に開弁し、バイパス弁14を閉止し、ポンプ吐出流量も徐々に増加させてゆき、所定の流体圧アクチュエータ収縮スピードに到る。なお、このとき、メータインバルブ22とメータアウトバルブ23は閉止したままである。
【００１１】
これらの流体圧アクチュエータ作動状態から操作レバーを中立位置へ復帰させ、流体圧アクチュエータ11の動きを停止させようとすると、流体圧アクチュエータ11により駆動する慣性負荷と、流体圧アクチュエータ11のロッド側室34、ヘッド側室36および接続管路（これらは圧力変化により容積変化可能）中に存在する油の圧縮性および管路壁面弾性のためにバネ・マス系を構成し、流体圧アクチュエータ11の残存運動エネルギが暫時ロッド側室34およびヘッド側室36内の圧力を、図３に示すように振動させ、慣性負荷の変位が微小な振幅をもった振動現象として、整定するまでの間しばらく残留する。
【００１２】
図５は、シリンダ伸び操作位置（フルストローク位置）にある操作レバーを急激に中立位置へ復帰させたときのヘッド側室圧の変化を示すコンピュータシミュレーション結果である。
【００１３】
なお、図３は、制御弁により油圧シリンダを作動停止させるときの実測データをプロットしたもので、シリンダヘッド側の整定圧は慣性負荷に作用する重力のため、ロッド側の整定圧より高めとなっている。また、ロッド側の整定圧は、制御弁の油密性のため、閉込み圧が発生しているが、長時間放置しておくと、徐々にタンク圧まで制御弁の内部リークのため低下してゆく。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
このように、油圧ショベルなどの建設機械を操作し、停止させた際の流体圧アクチュエータと管路内に残る残留振動は、建設機械のキャブ内で作業するオペレータにとって不快なものであり、この振動を感じたオペレータが時に船酔と似た症状を発生させる程の不快感を持つことも度々あるという問題がある。
【００１５】
本発明は、このような点に鑑みなされたもので、メータイン・メータアウト分離型の流体圧アクチュエータ制御において、流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を早期に収束させる流体圧アクチュエータ制御方法および流体圧アクチュエータ制御装置を提供することを目的とするものである。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
請求項１に記載された発明は、ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体供給側のメータインバルブと流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体排出側のメータアウトバルブとをそれぞれ制御して流体圧アクチュエータを作動し、流体圧アクチュエータの作動停止操作時は、停止操作時に生ずる圧力振動を検出して圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して山の高さを低くするように作動流体を排出する流体圧アクチュエータ制御方法である。
【００１７】
そして、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留した場合は、その圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して、圧力ピーク時の作動流体をブリードさせ、山の高さを低くする。
【００１８】
請求項２に記載された発明は、ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体供給側のメータインバルブと流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体排出側のメータアウトバルブとをそれぞれ制御するとともに、メータインバルブに作動流体を供給するポンプ吐出ラインからタンクに連通するバイパスライン中のバイパス弁を制御して流体圧アクチュエータを作動し、流体圧アクチュエータの作動停止操作時は、停止操作時に生ずる圧力振動を検出して圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口し、かつバイパス弁を絞り込むことによりポンプ吐出ラインの圧力を高めて谷の深さを浅くするように作動流体を供給する流体圧アクチュエータ制御方法である。
【００１９】
そして、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留した場合は、ポンプ吐出ラインの圧力が高くなるようにバイパス弁を絞り込み、かつ圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口して、この谷が発生する側へ作動流体を補給することにより、谷の落ち込みを緩和する。
【００２０】
請求項３に記載された発明は、ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体供給側のメータインバルブと流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体排出側のメータアウトバルブとをそれぞれ制御するとともに、メータインバルブに作動流体を供給するポンプ吐出ラインからタンクに連通するバイパスライン中のバイパス弁を制御して流体圧アクチュエータを作動し、流体圧アクチュエータの作動停止操作時は、停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して作動流体を排出させ山の高さを低くするとともに、停止操作時に生ずる圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口し、かつバイパス弁を絞り込むことによりポンプ吐出ラインの圧力を高めて谷の深さを浅くするように作動流体を供給する流体圧アクチュエータ制御方法である。
【００２１】
そして、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留する場合は、その圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して、圧力ピーク時の作動流体をブリードさせ、山の高さを低くする。同時に、ポンプ吐出ラインの圧力が高くなるようにバイパス弁を絞り込み、かつ圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口して、この谷が発生する側へ作動流体を補給することにより、谷の落ち込みを緩和する。これらにより、圧力振動の山谷が均され、圧力振動は未対策時に比して短時間で収束する。
【００２２】
請求項４に記載された発明は、請求項２または３記載の流体圧アクチュエータ制御方法において、ポンプ吐出ラインの圧力が２つのメータインバルブのアクチュエータ接続側に生ずる圧力の高圧側よりも所定のマージン圧力分だけ高い圧力となるように、バイパス弁の絞り込みをフィードバック制御する流体圧アクチュエータ制御方法である。
【００２３】
そして、ポンプ吐出圧が２つのメータインバルブのアクチュエータ接続側に生ずる圧力の高圧側よりも所定のマージン圧力分だけ高い圧力となるようにバイパス弁を絞り込むフィードバック制御と、圧力振動の谷が生じている側のメータインバルブの微少開口制御とにより、圧力振動の谷が生じている流体圧アクチュエータの室に対し作動流体を補給する。
【００２４】
請求項５に記載された発明は、ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体の供給を制御するメータインバルブと、流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体の排出を制御するメータアウトバルブと、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して山の高さを低くする制御手段とを具備した流体圧アクチュエータ制御装置である。
【００２５】
そして、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留した場合は、制御手段により、その圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して、圧力ピーク時の作動流体をブリードさせ、山の高さを低くする。
【００２６】
請求項６に記載された発明は、ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体の供給を制御するメータインバルブと、流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体の排出を制御するメータアウトバルブと、メータインバルブに作動流体を供給するポンプ吐出ラインからタンクに連通するバイパスライン中に設けられたバイパス弁と、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口し、かつバイパス弁を絞り込むことによりポンプ吐出ラインの圧力を高めて作動流体を供給し谷の深さを浅くする制御手段とを具備した流体圧アクチュエータ制御装置である。
【００２７】
そして、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留した場合は、制御手段により、ポンプ吐出ラインの圧力が高くなるようにバイパス弁を絞り込み、かつ圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口して、低圧側へ作動流体を補給して、谷の落ち込みを緩和する。
【００２８】
請求項７に記載された発明は、ポンプから流体圧アクチュエータへの作動流体の供給を制御するメータインバルブと、流体圧アクチュエータからタンクへの作動流体の排出を制御するメータアウトバルブと、メータインバルブに作動流体を供給するポンプ吐出ラインからタンクに連通するバイパスライン中に設けられたバイパス弁と、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して作動流体を排出し山の高さを低くするとともに、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口し、かつバイパス弁を絞り込むことによりポンプ吐出ラインの圧力を高めて作動流体を供給し谷の深さを浅くする制御手段とを具備した流体圧アクチュエータ制御装置である。
【００２９】
そして、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留する場合は、制御手段により、その圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して、圧力ピーク時の作動流体をブリードさせ、山の高さを低くするとともに、ポンプ吐出ラインの圧力が高くなるようにバイパス弁を絞り込み、かつ圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口して、低圧側へ作動流体を補給して、谷の落ち込みを緩和することにより、圧力振動の山谷が均され、圧力振動は未対策時に比して短時間で収束する。
【００３０】
請求項８に記載された発明は、請求項７記載の制御手段が、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に生ずる圧力振動の固有振動数およびその前後の周波数の振動成分のみ通過させるバンドパスフィルタと、バンドパスフィルタを経た振動波形から正の振動波形を拾い出してメータアウトバルブを制御するハイパスフィルタと、バンドパスフィルタを経た振動波形から負の振動波形を拾い出してメータインバルブを制御するローパスフィルタと、ローパスフィルタからの信号出力時にポンプ吐出ラインの圧力が２つのメータインバルブのアクチュエータ接続側に生ずる圧力の高圧側よりも所定のマージン圧力分だけ高い圧力となるようにバイパス弁を絞り込み制御するフィードバック制御系とを具備した流体圧アクチュエータ制御装置である。
【００３１】
そして、メータイン・メータアウト分離制御およびバイパス個別制御の高い自由度を利用して、流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を、その固有振動数およびその前後の周波数の振動成分のみ通過させるバンドパスフィルタ、正の振動波形を拾い出してメータアウトバルブを制御するハイパスフィルタ、負の振動波形を拾い出してメータインバルブを制御するローパスフィルタ、およびポンプ吐出圧制御用のフィードバック制御系などからなる各バルブの個別制御アルゴリズムにより早期に収束させて、オペレータの操作フィーリングを改善する。
【００３２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施の形態を図１を参照しながら説明する。なお、図２と同様の部分には同一符号を付して、基本的にはその説明を省略する。
【００３３】
流体圧アクチュエータ11への作動流体の供給を制御する２つのメータインバルブ21，22と、流体圧アクチュエータ11からの作動流体の排出を制御する２つのメータアウトバルブ23，24とにより、メータイン・メータアウト分離制御用のブリッジ回路17が形成されている。
【００３４】
メータインバルブ21，22に作動流体を供給するポンプ吐出ライン13はバイパスライン40によりタンク15に連通され、このバイパスライン40中にはバイパス弁14が設けられている。
【００３５】
ポンプ吐出ライン13には、このポンプ吐出ライン13の圧力すなわちポンプ吐出圧P1を検出するための圧力検出手段41が設けられ、また、一方のメータインバルブ21とメータアウトバルブ23との間、および他方のメータインバルブ22とメータアウトバルブ24との間の各通路には、２つのメータインバルブ21，22のアクチュエータ接続側に生ずる圧力P2，P3を検出するための圧力検出手段42，43がそれぞれ設けられている。
【００３６】
前記メータインバルブ21，22およびメータアウトバルブ23，24には、これらのバルブを制御する制御手段としての２つのコントロールボックス44，45が接続されている。
【００３７】
これらのコントロールボックス44，45は、流体圧アクチュエータ11の作動停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブ23または24を微少開口して、山の高さを低くするとともに、作動停止操作時に生ずる圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブ21または22を微少開口して、谷の深さを浅くするように制御する。
【００３８】
さらに、圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブ21または22を微少開口するときに、バイパス弁14を絞り込むことによりポンプ吐出ライン13の圧力を高めて谷の深さを浅くする制御手段としてのフィードバック制御系46が設けられている。
【００３９】
一方のコントロールボックス44には、前記圧力検出手段42に接続されたバンドパスフィルタ51が設けられている。このバンドパスフィルタ51は、流体圧アクチュエータ11の作動停止操作時に生ずる圧力振動の固有振動数およびその前後の周波数の振動成分のみ通過させ直流成分はカットするものである。このバンドパスフィルタ51の伝達関数中のωＬは下限、ωＨは上限側の通過させる振動の角振動数を示している。このバンドパスフィルタ51には、正のゲインG1を乗じた振動波形から正の振動波形を拾い出してメータアウトバルブ23を制御するハイパスフィルタ53が接続されている。
【００４０】
このハイパスフィルタ53の出力信号ラインは乗算器54に接続され、建設機械のオペレータにより操作される操作レバーからの指令信号である操作レバーコマンドが中立不感帯にあるとき正論理出力「１」を出力する操作レバー中立位置検出用ジェネレータ64よりの信号が、この乗算器54でハイパスフィルタ53の出力信号に乗ぜられ、さらに、この乗算器54の出力信号は、操作レバーコマンドに対しシリンダ伸び操作信号に比例する信号を出力する関数60a を経て正のゲインG2を乗じた信号に、加算器55にて加算され、メータアウトバルブ23に入力されるコマンド信号となる。
【００４１】
さらに、このコントロールボックス44には、前記バンドパスフィルタ51を経てゲインG1を乗じた振動波形から負の振動波形を拾い出すローパスフィルタ56が設けられている。このローパスフィルタ56の出力信号ラインは乗算器57に接続され、操作レバー中立位置検出用ジェネレータ64よりの信号が、この乗算器57でローパスフィルタ56の出力信号に乗ぜられ、さらに、この乗算器57の出力信号は、操作レバーコマンドに対しシリンダ縮み操作信号に比例する信号を出力する関数60b を経て正のゲインG3を乗じた信号に、負の振動波形を正に反転する反転器58を介して加算され、メータインバルブ21に入力されるコマンド信号となる。
【００４２】
同様に、他方のメータインバルブ22およびメータアウトバルブ24に対して、他方のコントロールボックス45が設けられている。この他方のコントロールボックス45は、一方のコントロールボックス44と同一の構造であるから、その説明を省略する。
【００４３】
また、前記フィードバック制御系46は、前記ローパスフィルタ56からの信号出力時でかつ操作レバーが中立不感帯にあるときにポンプ吐出ライン13の圧力が２つのメータインバルブ21，22のアクチュエータ接続側に生ずる圧力P2，P3の高圧側よりも所定のマージン圧力分だけ高い圧力となるようにバイパス弁14を絞り込み制御するもので、一方および他方のコントロールボックス44，45のローパスフィルタ56から出力された負の信号に対して正論理出力「１」をそれぞれ出力するステップ信号ジェネレータ61，62と、各ステップ信号ジェネレータ61，62の少なくとも一方が正論理出力「１」であれば正論理出力「１」を出力するオア回路63と、操作レバーコマンドが０かまたはその近傍の中立不感帯にあるとき正論理出力「１」を出力する操作レバー中立位置検出用ジェネレータ64と、前記圧力検出手段42，43で検出された２つのメータインバルブ21，22のアクチュエータ接続側に生ずる圧力P2，P3のうち高圧側を選択する高圧側選択器65と、この高圧側選択器65の出力信号に所定のマージン圧力に相当する定数66を加算する加算器67と、前記ＯＲ回路63の出力信号および前記操作レバー中立位置検出用ジェネレータ64の出力信号が共に正論理出力「１」のとき「１」を出力する乗算器68と、圧力P2またはP3の高圧側に一定の定数66で決まるマージン圧を加算したものをポンプ吐出圧目標値として、前記圧力検出手段41で検出されてフィードバックされたポンプ吐出圧実測値との誤差を算出するコンパレータ69と、このコンパレータ69の出力信号を積分・比例制御するＰＩコントローラ70と、バイパス弁14の開度を制御するバイパス弁開度制御器71と、前記ＯＲ回路63の出力信号および前記操作レバー中立位置検出用ジェネレータ64の出力信号が共に正論理出力「１」のときＰＩコントローラ70からの信号を出力する乗算器72とを備えており、このＰＩコントローラ70の出力に前記乗算器68の出力を乗算器72で乗じた信号と、操作レバーコマンドとを加算して、バイパス弁14の開度を制御するバイパス弁開度制御器71に入力し、このバイパス弁開度制御器71を通して、バイパス弁14をフィードバック制御する。
【００４４】
次に、図１に示された実施形態の作用を説明する。
【００４５】
流体圧アクチュエータ11のロッド側室34に配管（固定絞り31で示す）を経て連通されたメータインバルブ21のアクチュエータ接続側に生ずる圧力P2を圧力検出手段42により検出し、一方のコントロールボックス44にインプットする。
【００４６】
この一方のコントロールボックス44中では、バンドパスフィルタ51により、流体圧アクチュエータ11および管路中の油の圧縮性および管路壁面弾性と慣性負荷とから決まる固有振動数と、その前後の周波数の振動成分のみを通過させ、さらに一定の正のゲインG1を乗じて正の振動波形をハイパスフィルタ53で拾い出し、操作レバーが中立不感帯に戻されたときに流体圧アクチュエータ11の作動停止操作時に生ずる圧力振動の山が発生するタイミングで、メータアウトバルブ23を微少開口させる。
【００４７】
また、負の振動波形をローパスフィルタ56で拾い出し、同様に操作レバーが中立不感帯に戻されたときに圧力振動の谷が発生するタイミングで、メータインバルブ21を微少開口させる。
【００４８】
同様に、流体圧アクチュエータ11のヘッド側室36に配管（固定絞り35で示す）を経て連通されたメータインバルブ22のアクチュエータ接続側に生ずる圧力P3を圧力検出手段43により検出して、他方のコントロールボックス45に入力し、一方のコントロールボックス44と同様に、この他方のコントロールボックス45によりメータインバルブ22およびメータアウトバルブ24を微少開口するように制御する。
【００４９】
これらのメータインバルブ21または22を微少開口させるときは、同時にフィードバック制御系46が働き、ローパスフィルタ56より負の信号が入ると正論理出力「１」を発生させるステップ信号ジェネレータ61または62の出力信号と、操作レバーコマンドが中立不感帯にあるときに正論理出力「１」を発生させる操作レバー中立位置検出用ジェネレータ64の出力信号とを乗算器68にて乗じた信号を、メータインバルブ21，22のアクチュエータ接続側に生ずる圧力P2，P3のうち高圧側を高圧側選択器65により選択してさらに加算器67により一定の定数（マージン圧力）を加算した値とポンプ吐出圧実測値との偏差をＰＩコントローラ70でＰＩ制御して得られた出力信号に、乗算器72で掛け合わせ、その出力を操作レバーコマンド信号に加算し、この加算値をバイパス弁開度制御器71に入力する。
【００５０】
すなわち、操作レバーが中立位置であるにもかかわらず、メータインバルブ21または22のアクチュエータ接続側に生ずる圧力P2またはP3が圧力振動の谷部にある場合は、これらの圧力P2またはP3の高圧側にマージン圧力を加えたポンプ吐出圧目標値にポンプ吐出圧が接近するようにコントロールする。
【００５１】
つまり、ポンプ吐出圧目標値と、圧力検出手段41で検出されたポンプ吐出圧実測値との偏差をコンパレータ69で算出して、その偏差をなくすように、ＰＩコントローラ70およびバイパス弁開度制御器71を経た信号で、バイパス弁14を絞り込む方向にフィードバック制御する。
【００５２】
このように制御することにより、流体圧アクチュエータ11の作動を停止させるべく操作レバーを中立位置に戻すと、運動エネルギが、図３に示されるように流体圧アクチュエータ11のロッド側室34またはヘッド側室36の各室において、圧力振動の形で残留しようとするが、正の振動成分のみをバンドパスフィルタ51およびハイパスフィルタ53にて拾い出し、各室で圧力振動の山が発生するときは、対応するメータアウトバルブ23または24を微少開口して、圧力ピーク時の作動油をタンクライン25にブリードさせ、山の高さを低くする。
【００５３】
また、流体圧アクチュエータ11のロッド側室34およびヘッド側室36の各室で圧力振動の谷が発生するときは、ポンプ吐出圧P1が２つのメータインバルブ21，22のアクチュエータ接続側に生ずる圧力P2，P3の高い方の圧力よりも所定のマージン圧力分だけ高い圧力となるように、バイパス弁14を絞り込むフィードバック制御を行い、かつバンドパスフィルタ51およびローパスフィルタ56で拾い出された負の振動波形に基づきメータインバルブ21または22を微少開口するから、この谷となっている低圧側のロッド側室34またはヘッド側室36へポンプ12から作動油が適当量補給されるので、谷の落ち込みが緩和される。
【００５４】
これらの機能により圧力振動の山谷が均されることにより、図４に実線で示される未対策時に比して、点線でしめされる波形のように、短時間で振動を整定圧に収束できる。
【００５５】
また、この状況をコンピュータシミュレーションしたものを図６および図７に示す。これらは操作レバーを流体圧アクチュエータ11のシリンダ伸び操作位置（フルストローク操作位置）より急激に中立位置へ復帰させたときのヘッド側室圧の変化を示すコンピュータシミュレーション結果であり、図１に示されたG1，G2，G3，Kp，Kiなどの各ゲインを調整してゆくと、図６に示すゲイン調整途中の早期減衰波形が、ゲイン最適調整後は、図７で示すように、さらに短時間で減衰できる状況が判る。
【００５６】
以上のように、メータイン・メータアウト分離制御およびバイパス個別制御の高い自由度を利用して、流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を、その固有振動数とその前後の周波数の振動成分のみ通過させるバンドパスフィルタ51、ハイパスフィルタ53、ローパスフィルタ56およびポンプ吐出圧のフィードバック制御系46などからなる各バルブの個別制御アルゴリズムにより早期に収束させて、オペレータの操作フィーリングを改善することができる。
【００５７】
【発明の効果】
請求項１記載の発明によれば、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留した場合は、その圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して、圧力ピーク時の作動流体をブリードさせ、山の高さを低くすることにより、メータイン・メータアウト分離型の流体圧アクチュエータ制御において、流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を比較的早期に収束させることができる。
【００５８】
請求項２記載の発明によれば、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留した場合は、ポンプ吐出ラインの圧力が高くなるようにバイパス弁を絞り込み、かつ圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口してこの谷が発生する側へ作動流体を補給し、谷の落ち込みを緩和することにより、メータイン・メータアウト分離型の流体圧アクチュエータ制御において、流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を比較的早期に収束させることができる。
【００５９】
請求項３記載の発明によれば、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留する場合は、その圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して、圧力ピーク時の作動流体をブリードさせ、山の高さを低くすると同時に、ポンプ吐出ラインの圧力が高くなるようにバイパス弁を絞り込み、かつ圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口して、この谷が発生する側へ作動流体を補給し、谷の落ち込みを緩和することにより、圧力振動の山谷を均して、圧力振動を未対策時に比して短時間で収束できる。すなわち、メータイン・メータアウト分離型の流体圧アクチュエータ制御において、流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を未対策時に比して早期に収束させて、操作性を改善できる。
【００６０】
請求項４記載の発明によれば、ポンプ吐出圧が２つのメータインバルブのアクチュエータ接続側に生ずる圧力の高圧側よりも所定のマージン圧力分だけ高い圧力となるようにバイパス弁を絞り込むフィードバック制御と、圧力振動の谷の発生している側のメータインバルブの微少開口制御とにより、圧力振動の谷が生じている側に対し、圧力振動の山が生じている側に十分対抗できる圧力の作動流体を補給でき、残留振動を早期に収束させることができる。
【００６１】
請求項５記載の発明によれば、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留した場合は、制御手段により、その圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して、圧力ピーク時の作動流体をブリードさせ、山の高さを低くすることにより、メータイン・メータアウト分離型制御回路における流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を比較的早期に収束させることができる。
【００６２】
請求項６記載の発明によれば、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留した場合は、制御手段により、ポンプ吐出ラインの圧力が高くなるようにバイパス弁を絞り込み、かつ圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口して、この谷が発生する側へ作動流体を補給し、谷の落ち込みを緩和することにより、メータイン・メータアウト分離型制御回路における流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を比較的早期に収束させることができる。
【００６３】
請求項７記載の発明によれば、流体圧アクチュエータの作動停止操作時に、流体圧アクチュエータ内に運動エネルギが圧力振動の形で残留する場合は、制御手段により、その圧力振動の山が発生する側のメータアウトバルブを微少開口して、圧力ピーク時の作動流体をブリードさせ、山の高さを低くするとともに、ポンプ吐出ラインの圧力が高くなるようにバイパス弁を絞り込み、かつ圧力振動の谷が発生する側のメータインバルブを微少開口して、この谷が発生する側へ作動流体を補給し、谷の落ち込みを緩和することにより、圧力振動の山谷が均されるから、圧力振動を未対策時に比して短時間で収束できる。すなわち、メータイン・メータアウト分離型制御回路における流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を未対策時に比して早期に収束させて、操作性を改善できる。
【００６４】
請求項８記載の発明によれば、メータイン・メータアウト分離制御およびバイパス個別制御の高い自由度を利用して、流体圧アクチュエータ停止操作時の残留振動を、その固有振動数およびその前後の周波数の振動成分のみ通過させるバンドパスフィルタ、正の振動波形を拾い出してメータアウトバルブを制御するハイパスフィルタ、負の振動波形を拾い出してメータインバルブを制御するローパスフィルタ、およびポンプ吐出圧制御用のフィードバック制御系などからなる各バルブの個別制御アルゴリズムにより早期に収束させて、操作性を改善できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る流体圧アクチュエータ制御装置の一実施の形態を示す油圧回路図および制御ブロックダイアグラムである。
【図２】メータイン・メータアウト分離型制御回路を示す従来の油圧回路図である。
【図３】油圧シリンダ作動停止操作時に従来発生している圧力振動での振動継続状態を示す特性図である。
【図４】従来品および本発明適用品における圧力整定状態を比較して示す特性図である。
【図５】従来例のシミュレーション圧力波形図である。
【図６】ゲイン調整途中のシミュレーション圧力波形図である。
【図７】ゲイン調整後のシミュレーション圧力波形図である。
【符号の説明】
11    流体圧アクチュエータ
13    ポンプ吐出ライン
14    バイパス弁
15    タンク
21，22    メータインバルブ
23，24    メータアウトバルブ
40    バイパスライン
44，  45    制御手段としてのコントロールボックス
46  フィードバック制御系
51    バンドパスフィルタ
53    ハイパスフィルタ
56    ローパスフィルタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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