(57)【要約】【課題】  電磁比例弁のスプール動作開始時の制御応答性を改善することを目的とする。【解決手段】  電磁比例弁のスプール変位を決定する制御電流をＰＷＭ信号によって制御する電磁比例弁用制御装置であって、スプールへの変位指令を検出する変位指令検出手段と、変位指令検出手段によって検出されたスプール変位指令信号からスプールの動作開始を判定するスプール動作開始判定手段と、スプール動作開始判定手段からスプール動作開始信号を受信した場合に、ＰＷＭ信号のデューティ比を所定時間１００％に設定するデューティ比調整手段とを備えることを特徴とする。これにより、制御電流がスプールの目標変位に相当する電流値に到達するまでの時間が短縮され、電磁比例弁のスプール動作開始時の制御応答性を改善することができる。【選択図】  図２
2006316922.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電磁比例弁のスプール変位を決定する制御電流をＰＷＭ信号によって制御する電磁比例弁用制御装置であって、
前記スプールへの変位指令を検出する変位指令検出手段と、
前記変位指令検出手段によって検出されたスプール変位指令信号から前記スプールの動作開始を判定するスプール動作開始判定手段と、
前記スプール動作開始判定手段からスプール動作開始信号を受信した場合に、前記ＰＷＭ信号のデューティ比を所定時間１００％に設定するデューティ比調整手段とを備えることを特徴とする電磁比例弁用制御装置。
【請求項２】
前記所定時間を、前記制御電流が前記スプールの目標変位に相当する電流値に到達するまでとすることを特徴とする請求項１に記載の電磁比例弁用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電磁比例弁の制御装置に関し、特には、フォークリフト等に代表される荷役装置を動作する電磁比例弁の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般的に、電磁比例弁の電流制御は、パルス幅変調（Pulse Width Modulation；以下「ＰＷＭ」と称する。）信号によって入力電圧を振幅が一定のパルス信号に変換し、電磁比例弁に必要な可変の電流を得ることによって行っている。
【０００３】
例えば、フォークリフトのフォークを操作する場合において、操作開始時には、ＰＷＭ信号によって電磁比例弁のスプールが開位置に相当する電流を電磁比例弁に印加する。しかし、電磁比例弁に印加される電流は、操作開始時には電磁比例弁のソレノイドのインダクタンスによって印加電圧に対して遅れが生じるため、電磁比例弁のスプールが目標とする開位置に相当する電流値に達するまでには遅れ時間が発生する。そのため、電磁比例弁のスプールが目標とする開位置までに移動する時間も遅れる。このように、従来のフォークリフトでは、操作開始時からフォークが動き出すまでに時間遅れが発生するため、操作開始時の制御応答性は決して良いものではなかった。
【０００４】
引用文献１には、ソレノイドに出力端を接続させた電流増幅器と、電流増幅器に連絡する定電圧直流電源装置及びデイザー発振器と、電流増幅器の入力端に接続された多段電流設定回路とを備える電磁比例弁用電気制御装置に関する発明が開示されている。引用文献１に記載の発明では、電磁比例弁の不感帯での動作遅れは生じ難いが、電磁比例弁に印加される電流は、パルス状の電流であり制御応答性は十分とはいえない。
【特許文献１】特公昭６１−１３２４１
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであり、電磁比例弁のスプール動作開始時の制御応答性を改善することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、電磁比例弁のスプール変位を決定する制御電流をＰＷＭ信号によって制御する電磁比例弁用制御装置である。この電磁比例弁用制御装置は、スプールへの変位指令を検出する変位指令検出手段と、変位指令検出手段によって検出されたスプール変位指令信号からスプールの動作開始を判定するスプール動作開始判定手段と、スプール動作開始判定手段からスプール動作開始信号を受信した場合に、ＰＷＭ信号のデューティ比を所定時間１００％に設定するデューティ比調整手段とを備える。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、スプールの動作開始時にＰＷＭ信号のデューティ比を所定時間１００％に設定したため、制御電流がスプールの目標変位に相当する電流値に到達するまでの時間が短縮される。これにより、電磁比例弁のスプール動作開始時の制御応答性を改善することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。図１は、荷役装置全体の構成を示すものであり、図２は、本発明の一実施形態に係る電磁比例弁用制御装置２０の構成を示すブロック線図である。
【０００９】
まず、本発明に係る電磁比例弁用制御装置２０に制御される電磁比例弁１によって動作する荷役装置１０の全体構成について図１を参照して説明する。荷役装置１０は、ソレノイド１ｂで駆動されるスプール１ａを有する電磁比例弁１と、電磁比例弁１に作動油を供給するポンプ２と、作動油を貯蔵するとともに電磁比例弁１からの戻り作動油が流入するタンク３と、電磁比例弁１から供給される作動油によって駆動するシリンダー４と、荷物５を載置するとともにシリンダー４の駆動によって上下に移動するフォーク６とを備える。
【００１０】
運転員が荷役装置１０の操作レバー（図示せず）を操作することによって、電磁比例弁１のスプール１ａが変位し、それによりシリンダー４が駆動し、フォーク６が上下する。電磁比例弁１を通る作動油の流量と方向を決定する電磁比例弁１のスプール１ａの変位は、電磁比例弁用制御装置２０からのソレノイド１ｂに供給される制御電流によって制御される。
【００１１】
次に、本発明に係る電磁比例弁用制御装置２０の構成について図２を参照して説明する。電磁比例弁用制御装置２０は、荷役装置１０の運転員が操作する操作レバーの現在位置を検出するポテンショメータ２１と、ポテンショメータ２１からのアナログ信号をデジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器２２と、電磁比例弁用制御装置２０の全体の処理動作を制御するＣＰＵ２３と、ＣＰＵ２３からのデジタル信号をアナログ信号に変換するＤ／Ａ変換器２４と、ＰＷＭ信号を発生するＰＷＭ信号発生器２６と、ＰＷＭ信号発生器２６からの信号を増幅して電磁比例弁１に対して出力するアンプ２５と、ＣＰＵ２３からの指令でＰＷＭ信号発生器２６から発生されるＰＷＭ信号のデューティ比を調整するデューティ比調整器２７とを備える。
【００１２】
電磁比例弁用制御装置２０は、荷役装置１０の運転員が操作する操作レバーの現在位置をポテンショメータ２１にて検出し、その検出した操作レバーの現在位置を基に電磁比例弁１に対して目標弁開度（スプール１ａの目標変位）指令を出力する。
【００１３】
ポテンショメータ２１は、運転員が操作する操作レバーの現在位置を検出するものである。つまり、スプール１ａへの変位指令を検出する変位指令検出手段として機能するものであり、検出したスプール変位指令信号をＣＰＵ２３に出力する。
【００１４】
ＣＰＵ２３は、ポテンショメータ２１から入力される操作レバーの現在位置、つまりスプール変位指令信号を基に、電磁比例弁１のソレノイド１ｂに対して印加する制御電流を、スプール１ａの目標変位に相当する目標制御電流値となるように制御する。また、ポテンショメータ２１によって検出されたスプール変位指令信号からスプール１ａの動作開始を判定するスプール動作開始判定手段として機能する。ＣＰＵ２３は、スプール１ａの動作開始を判定した場合には、所定時間スプール動作開始信号をデューティ比調整器２７に出力する。スプール１ａの動作開始か否かの判定は、例えば、ポテンショメータ２１から入力されるスプール変位指令信号の波形が変位指令信号０から立上がった場合に動作開始と判定することによって行われる。なお、ＣＰＵ２３には、ＣＰＵ２３の処理動作に必要な制御プログラム等が記憶されるＲＯＭ（図示せず）、及びポンテショメータ２１から読み出されたデータ等が記憶されるＲＡＭ（図示せず）が接続されている。
【００１５】
ＰＷＭ信号発生器２６は、ＣＰＵ２３からの指令を受け、ソレノイド１ｂに対して印加される制御電流がスプール１ａの目標変位に相当する目標制御電流値となるように、ＰＷＭ信号を発生し、入力電圧を振幅が一定のパルス信号に変換するものである。目標制御電流値は、ＰＷＭ信号波形のパルス幅の割合、すなわちデューティ比によって制御される。
【００１６】
デューティ比調整器２７は、ＣＰＵ２３からのスプール動作開始信号を受信した場合に、ＰＷＭ信号発生器２６から発生されるＰＷＭ信号のデューティ比を所定時間１００％に設定する。これにより、スプール１ａの動作開始時から所定時間は、入力電圧は１００％の状態となる。
【００１７】
次に、以上の電磁比例弁用制御装置２０を用いた制御電流の制御方法について説明する。図３は、電磁比例弁用制御装置２０を用いた場合の電圧と制御電流とを示すグラフ図であり、図４は、比較例を示すものであり、従来の制御装置を用いた場合の電圧と制御電流とを示すグラフ図である。
【００１８】
電磁比例弁用制御装置２０では、図３に示すように、スプール１ａの動作開始時から所定時間は、ＰＷＭ信号発生器２６にて発生されるＰＷＭ信号をデューティ比調整器２７によってデューティ比１００％のＰＷＭ信号波形となるようにする。これにより、スプールの動作開始時からの所定の時間は、入力電圧は１００％となり、制御電流が目標制御電流値に達するまでの時間が短縮される。したがって、スプール１ａが目標変位に達するまでの時間も短縮され、スプール動作開始時の制御応答性が改善される。
【００１９】
図４は、ＰＷＭ信号発生器２６によって従来と同様のＰＷＭ信号を発生させた場合、つまり、スプールの動作開始時からＰＷＭ信号によって入力電圧を振幅が一定のパルス信号に変換した場合の制御電流の変化を表すものである。このグラフからわかるように、制御電流が目標制御電流値に達するまでの時間は、図３の電磁比例弁用制御装置２０を用いた場合と比較して長い。このように、本実施の形態の電磁比例弁用制御装置２０によれば、スプール１ａが目標変位に達するまでの時間が短縮され、スプール動作開始時の制御応答性を改善することができる。
【００２０】
ＰＷＭ信号のデューティ比を１００％に設定する所定時間は、ＣＰＵ２３によって制御され、ソレノイド１ｂのインダクタンス値と目標制御電流値とを基に求めた任意の時間に設定することができる。しかし、この所定時間を、制御電流がスプール１ａの目標変位に相当する目標制御電流値に到達するまでの時間に設定すれば、制御電流が目標制御電流値に達するまでの時間を最も短縮することが可能となる。
【００２１】
本発明は上記の実施の形態に限定されずに、その技術的な思想の範囲内において種々の変更がなしうることは明白である。
【産業上の利用可能性】
【００２２】
本発明は、フォークリフト等に代表される荷役装置を動作する電磁比例弁の制御装置に利用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２３】
【図１】荷役装置全体の構成図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る電磁比例弁用制御装置２０の構成を示すブロック線図である。
【図３】電磁比例弁用制御装置２０を用いた場合の電圧と制御電流とを示すグラフ図である。
【図４】図３に示すグラフ図の比較例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００２４】
１  電磁比例弁
１ａ  スプール
１ｂ  ソレノイド
２  ポンプ
３  タンク
４  シリンダー
５  荷物
６  フォーク
１０  荷役装置
２０  電磁比例弁用制御装置
２１  ポテンショメータ
２２  Ａ／Ｄ変換器
２３  ＣＰＵ
２４  Ｄ／Ａ変換器
２５  アンプ
２６  ＰＷＭ信号発生器
２７  デューティ比調整器
【図１】
2006316922.tif 000003
【図２】
2006316922.tif 000004
【図３】
2006316922.tif 000005
【図４】
2006316922.tif 000006