(57)【要約】      （修正有）【課題】簡単に製造でき、多数の制御機能を有する電動油圧式比例制御弁組立体を提供する。【解決手段】比例制御弁組立体１は、流体フローの方向・流量を制御する第１作動ポート４、ポンプポート１５，１６及びタンクポート１８，１９に接続された第１スプール弁２と、第２作動ポート５、ポンプポート及びタンクポートに接続され、第１スプール弁とは独立に作動して、流体フローの方向・流量を制御する第２スプール弁３を含む。第１及び第２スプール弁のスプールの実際位置を表示する信号を出す、位置検出手段２３，２４を設け、第１及び第２作動ポート、ポンプポート及びタンクポートにおける流体圧を表示する信号を出す圧力検出手段２６，２７，２８，２９を設ける。装置７の流体フローの流通断面を設定するため、これらの信号に従って、またオペレータ動作による信号に応答して、サーボ制御手段が第１及び第２スプールを位置制御する。【選択図】  図１
2006177561.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１および第２ポートと、前記第１ポートに供給される流体と前記第２ポートに供給される流体とによって両側面に作用されるように前記第１ポートと前記第２ポートとの間に配置された可動部分（６）とを有する双方向流体作動装置（７）を制御するための電動油圧式比例制御弁組立体（１）において、前記弁組立体はこの弁組立体と前記流体作動装置（７）の第１ポートとの間の双方向流体フローを生じるための第１作動ポート（４）と、弁組立体と前記流体作動装置（７）の第２ポートとの間の双方向流体フローを生じるための第２作動ポート  （５）と、油圧ポンプ（１７）から弁組立体に流体フローを導入するためのポンプポート（１５、１６）と、弁組立体から油圧タンク（２０）に流体フローを排出するためのタンクポート（１８、１９）とを有し、前記弁組立体（１）はさらに第１作動ポート（４）とポンプポート（１５）の間および第１作動ポート（４）とタンクポート（１８）との間の流体フローの方向および流量を制御するために第１作動ポート（４）、ポンプポート（１５）およびタンクポート（１８）に接続された第１弁手段（２）と、第２作動ポート（５）とポンプポート（１６）の間および第２作動ポート（５）とタンクポート（１９）との間の流体フローの方向および流量を制御するために第２作動ポート（５）、ポンプポート（１６）およびタンクポート（１９）に接続された第２弁手段（３）とを含み、前記第１弁手段（２）は前記第１作動ポート（４）と前記ポンプポートまたはタンクポート（１５または１８）との間の流体フローの流通断面を変動させるように動く第１弁部材（１２）を有し、また前記第２弁手段（３）は前記第１弁部材（１２）の運動とは別個に前記第２作動ポート（５）と前記ポンプポートまたはタンクポート（１６または１９）との間の流体フローの流通断面を変動させるように動く第２弁部材（１３）を有し、前記弁組立体（１）はさらに前記第１および第２弁部材（１２および１３）の現在位置を表示する電気的位置信号を供給するための位置検出手段（２３、２４）と、前記第１および第２作動ポート（４および５）と前記ポンプポート（１５、１６）における流体圧を表示する電気的圧力信号を供給するための圧力検出手段（２６、２７および２８）と、電気的位置信号および電気的圧力信号に従ってまたオペレータの動作に対応して与えられるデマンド電気信号に応答して前記第１および第２弁部材（１２、１３）の位置を制御するサーボ制御手段とを含み、このようにして第１作動ポート（４）とポンプポートまたはタンクポート（１５または１８）との間および第２作動ポート（５）とポンプポートまたはタンクポート（１６または１９）との間において前記第１および第２弁手段（２、３）を通る流体フローの流通断面を設定して、流体作動装置（７）の可動部分（６）の所要の制御を成す電動油圧式比例制御弁組立体。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は流体作動装置を制御するための電動油圧式比例制御弁組立体に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば土壌運搬車の持ち上げアームの制御ラムなどの流体作動装置をオペレータ作動ジョイスティックによって供給されるデマンド信号に応答して制御するために比例制御弁組立体を使用する事は公知である。このような制御弁組立体は代表的には主スプール弁を含み、この主スプール弁はこのスプール弁と流体作動装置の第１ポートとの間の双方向流体フローを通すための第１作動ポート、このスプール弁と流体作動装置の第２ポートとの間の双方向流体フローを通すための第２作動ポートと、油圧ポンプからスプール弁に流体フローを導入するためのポンプポートと、スプール弁から油圧タンクに流体フローを排出するためのタンクポートと、第１作動ポートとポンプポートまたはタンクポートとの間の流体フローの方向と流量および第２作動ポートとポンプポートまたはタンクポートとの間の流体フローの方向および流量を制御するためのスプールとを有する。
【０００３】
またこの制御弁組立体は、主スプール弁のスプールの前後に一定差圧を保持するように制御される補助スプール弁の形の圧力補償器を含む事ができる。このような制御弁組立体は負荷とは独立に流体作動装置を制御する事ができるので、例えば土壌運搬車の持ち上げアームの制御ラムの場合、アームによって持ち上げられる負荷の大きさとは無関係に、またはアームそのものの構造による持ち上げ作業中の負荷の変動とは無関係にアームは実質的に均一速度で上下させられる。しかしこのような制御弁組立体は複雑な機械的構造を有し、従って制御弁組立体が高価で操作しにくくなる。さらにこのような制御弁組立体は限られた制御機能しか有せず、特にオーバランニングロード条件では、すなわち重力によって流体作動装置に加えられる外力が油圧制御で動かされる流体作動装置の可動部分と同一方向に作用する場合に、誤動作を生じる傾向がある。
【０００４】
国際公表特願ＷＯ第９３／０１４１７号においては、このような制御弁組立体に位置センサを含む切り替え弁を備え、この切り替え弁は流体作動装置に接続された２つの作動ポートのいずれが高圧であるかを決定し、高圧のポートを表示する電気的位置信号をプロセッサに供給し、またこのプロセッサは圧力センサから高圧を表示する電気的圧力信号と、オペレータ作動レバーの手動運動によって中立位置からスプールが移動させられる方向を表示する方向信号とを受ける。このプロセッサは方向信号によって表示された入力ポートが高圧であるかいなかを確定するコンパレータを含み、この比較の結果に従ってまた負荷の要求に対応して、ポンプ出力を制御するために出力信号を位置づけ装置に送る。このような組立体はオーバランニングロード条件に応答する特殊制御手段を含むが、これらの手段はオペレータの動作に際してのスプールの実際運動に応答してのみ作動するので、このようなオーバランニングロード条件においてはなおも誤動作の危険がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、簡単に製造する事ができまた多数の制御機能を有する新規な比例制御弁組立体を提供するにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明による電動油圧式比例制御弁組立体は、第１および第２ポートを有する双方向流体作動装置を制御するための電動油圧式比例制御弁組立体において、前記弁組立体はこの弁組立体と前記流体作動装置の第１ポートとの間の双方向流体フローを生じるための第１作動ポートと、弁組立体と前記流体作動装置の第２ポートとの間の双方向流体フローを生じるための第２作動ポートと、油圧ポンプから弁組立体に流体フローを導入するためのポンプポートと、弁組立体から油圧タンクに流体フローを排出するためのタンクポートとを有し、前記弁組立体はさらに第１作動ポートとポンプポートの間および第１作動ポートとタンクポートとの間の流体フローの方向および流量を制御するために第１作動ポート、ポンプポートおよびタンクポートに接続された第１弁手段と、第２作動ポートとポンプポートの間および第２作動ポートとタンクポートとの間の流体フローの方向および流量を制御するために第２作動ポート、ポンプポートおよびタンクポートに接続された第２弁手段とを含み、前記第１弁手段は前記第１作動ポートと前記ポンプポートまたはタンクポートとの間の流体フローの流通断面を変動させるように動く第１弁部材を有し、また前記第２弁手段は前記第１弁部材の運動とは別個に前記第２作動ポートと前記ポンプポートまたはタンクポートとの間の流体フローの流通断面を変動させるように動く第２弁部材を有し、前記弁組立体はさらに前記第１および第２弁部材の現在位置を表示する電気的位置信号を供給するための位置検出手段と、前記第１および第２作動ポートと前記ポンプポートにおける流体圧を表示する電気的圧力信号を供給するための圧力検出手段と、電気的位置信号および電気的圧力信号に従ってまたオペレータの動作に対応して与えられるデマンド電気信号に応答して前記第１および第２弁部材の位置を制御するサーボ制御手段とを含み、このようにして第１作動ポートとポンプポートまたはタンクポートとの間および第２作動ポートとポンプポートまたはタンクポートとの間において前記第１および第２弁手段を通る流体フローの流通断面を設定して、流体作動装置の可動部分の所要の制御を成す。
【０００７】
好ましくは、前記第１および第２弁部材は、各作動ポートとポンプポートまたはタンクポートとの間の流体フローの流通断面を変動するように軸方向に移動自在のスプールである。
【０００８】
好ましくは、前記サーボ制御手段は、第１作動モードにおいて各弁部材を所要位置に駆動するのに十分な制御されたパイロット移動流体フローを前記弁部材の一部に加え、同時にこの弁部材の他の部分からパイロット流体の制御された排出を生じ、次に第２作動モードにおいて弁部材に対する前記パイロット流体フローを遮断して弁部材を前記所要位置に保持する事によって各弁部材の位置を制御するための電気作動式パイロット弁手段を含む。
【０００９】
好ましくは、前記パイロット弁手段は、第１弁部材の双方向軸方向運動を実施するための第１パイロット弁と、第１弁部材の運動とは無関係に第２弁部材の双方向軸方向運動を実施するための第２パイロット弁とを含む。
【００１０】
好ましくは、各パイロット弁は、作動電流を加える事によって磁気フォーマに対して可動の作動コイルと、弁部材の前記一方の部分に対してパイロット流体を制御的に加えると同時にこの弁部材の前記他の部分からパイロット流体を排出するように前記コイルによって可動の弁部品とを含む。
【００１１】
好ましくは、前記サーボ制御手段は、圧力制御モードにおいて、流体作動装置の前後に所要の負荷圧に対応する差圧を生じるように、作動ポートの一方に対して制御された流体フローを加え同時に他方の作動ポートからの制御された流体排出を生じるため、所要の負荷圧に対応するオペレータ作動圧力デマンド電気信号に応答して第１および第２弁部材の位置を制御する。
【００１２】
好ましくは、前記サーボ制御手段は浮動モードにおいて、流体作動装置に連結された負荷の自由浮動運動を生じるように、両方の作動ポートから流体を排出するため、オペレータ作動浮動デマンド電気信号に応答して第１および第２弁部材の位置を制御する。
【００１３】
好ましくは、前記サーボ制御手段は、圧縮モードにおいて、流体作動装置に連結された負荷を振動させるように、作動ポートに対する流体フローの方向を急速に交代させるため、オペレータ作動圧縮デマンド電気信号に応答して第１および第２弁部材の位置を制御する。
【００１４】
好ましくは、前記サーボ制御手段は、圧力リリーフモードにおいて、圧力検出手段による一方の作動ポートの中の圧力過負荷の検出によってトリガされた圧力リリーフ電気信号に応答して、前記一方の作動ポートから流体の制御された排出を生じて過圧を解除するように第１および第２弁部材の位置を制御する。
【００１５】
好ましくは、前記圧力検出手段は第１作動ポート中の流体圧を表示する第１圧力電気信号を発生する第１圧力センサと、第２作動ポート中の流体圧を表示する第２圧力電気信号を発生する第２圧力センサと、ポンプポート中の流体圧力を表示する第３圧力電気信号を発生する第３圧力センサと、タンクポート中の流体圧力を表示する第４圧力電気信号を発生する第４圧力センサとを含み、また前記サーボ制御手段は前記第１、第２、第３および第４圧力電気信号に従って前記第１および第２弁部材の位置を制御するように成される。
【００１６】
好ましくは、オペレータ作動デマンド信号をモニタしまたこれらのデマンド信号に従ってサーボ制御手段の全体機能制御を成すための制御コンピュータが備えられている。
【００１７】
好ましくは、モジュラー構造を有し、また相互に組立てられて複数の流体圧力作動装置を制御するように成された弁スライスバンクを含む。
【００１８】
本発明による、流体作動装置を制御する電動油圧式比例制御弁組立体は、流体作動装置を制御するための電動油圧式比例制御弁組立体において、前記弁組立体はこの組立体と流体作動装置との間に流体フローを通す作動ポートと、油圧ポンプから弁組立体に流体フローを導入するポンプポートと、弁組立体から油圧タンクに流体フローを排出するタンクポートと、作動ポートとポンプポートとの間および作動ポートとタンクポートとの間の流体フローの方向と流量を制御する弁手段とを含み、前記弁手段は作動ポートとポンプポートまたはタンクポートとの間の流体フローの流通断面を変動させるように移動する少なくとも１つの弁部材と、前記作動ポートと前記ポンプポートにおける流体圧を表示する電気的圧力信号を供給するための圧力検出手段と、作動ポートとポンプポートまたはタンクポートとの間において弁組立体を通る流体フローの流通断面を設定して流体作動装置の所要の制御を成すため、電気的圧力信号に従ってまたオペレータの動作に対応して与えられるデマンド電気信号に応答して前記少なくとも１つの弁部材の位置を制御するサーボ制御手段とを含み、前記サーボ制御手段は、第１作動モードにおいて前記弁部材を所要位置に駆動するのに十分な制御されたパイロット移動流体フローを前記弁部材に加え、次に第２作動モードにおいて弁部材に対する前記パイロット移動流体フローを遮断して弁部材を前記所要位置に保持する事によって前記少なくとも１つの弁部材の位置を制御するための電気作動式パイロット弁手段を含む事を特徴とする。
【００１９】
本発明による、流体作動装置を制御する電動油圧式比例制御弁組立体は、流体作動装置を制御するための電動油圧式比例制御弁組立体において、前記弁組立体はこの組立体と流体作動装置との間に流体フローを通す作動ポートと、油圧ポンプから弁組立体に流体フローを導入するポンプポートと、弁組立体から油圧タンクに流体フローを排出するタンクポートと、作動ポートとポンプポートとの間および作動ポートとタンクポートとの間の流体フローの方向と流量を制御する弁手段とを含み、前記弁手段は作動ポートとポンプまたはタンクポートとの間の流体フローの流通断面を変動させるように移動する少なくとも１つの弁部材と、前記作動ポートにおける流体圧を表示する第１電気的圧力信号を供給するための第１圧力検出手段と、ポンプポートにおける流体圧を表示する第２電気的圧力信号を供給する第２圧力検出手段と、タンクポートにおける流体圧を表示する第３電気的圧力信号を供給する第３圧力検出手段と、作動ポートとポンプポートまたはタンクポートとの間において弁組立体を通る流体フローの流通断面を設定して流体作動装置の所要の制御を成すため、前記第１、第２および第３電気的圧力信号に従ってまたオペレータの動作に対応して与えられるデマンド電気信号に応答して前記少なくとも１つの弁部材の位置を制御するサーボ制御手段とを含む事を特徴とする。
【００２０】
本発明によれば、付図に図示のような電動油圧式比例制御弁組立体が提供される。
【００２１】
このような制御弁組立体は、検出された弁部材位置、ポートにおいて検出された圧力、および検出されたポンプ圧に従って、また例えばジョイスティックの操作によって発生されるオペレータ作動デマンド信号に応答して、油圧シリンダまたは油圧原動機などの流体作動装置のポートの流量および／または流体圧を制御するため、２つの弁部材の位置を調整する。これらの弁部材は、流体作動装置の所要の流量および圧力条件と所望の作動モードとに適した流通断面に対応する位置にこれらの弁部材を駆動するために連続的に更新された信号に応答して、サーボ制御手段によって連続的に制御され、また制御回路の適当プログラミングによって多数の制御機能が与えられる。例えば、流体作動装置が負荷とは無関係に均一速度に調整されるように、すなわちパッシブロード条件においてもまたはオーバランニングロード条件においても、装置の運動速度が加えられた負荷または供給圧によって影響されないように、流体作動装置の各ポートにおける流量および／または圧力が制御される。またフィードバック位置信号に依存する弁部材位置のサーボ制御は、弁特性の詳細な分析または摩耗を考慮した調整の必要がなく、非常に正確な弁部材の配置を保証する。
【００２２】
別々の可動弁部材を有する２つの別個の弁手段の配置は、流体作動装置の制御のために第１作動ポートと第２作動ポートを差動開閉する事ができるので望ましい。このような弁手段による流体作動装置の２ポートの流量および／または圧力の独立制御は、装置の可動部分を背圧に対抗して移動させる必要の結果として効率の損失を招いた先行技術の制御構造におけるよりも高レベルの効率と安全性をもって流体作動装置を作動させる事ができる。さらに例えば装置の可動部分の運動が外部過負荷によって阻止される事による圧力過負荷の場合、または負荷の自由浮動が要求される場合に、流体作動装置の両側を別個にまたは同時に通気するために一方または両方の弁部材をタンクに開く事ができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を図面に示す実施例について詳細に説明するが本発明はこれに限定されない。
【００２４】
第１図について述べれば、電動油圧式比例制御弁組立体１は、油圧シリンダまたは原動機の形の油圧作動装置７の可動ピストン６の両側への流体流を制御するためそれぞれ第１ポート４および第２ポート５に接続された第１スプール弁２および第２スプール弁３を含む。これらの第１および第２スプール弁はそれぞれスプール１２と１３を有し、これらのスプールはそれぞれ電気制御パイロットアクチュエータ弁４４、４５（第２図について下記に詳細に説明）によって制御されるパイロット流体流によって軸方向に末端位置の間を可動であり、これらの末端位置においてスプール１２または１３は対応の作動ポート４または５をポンプ  １７の出力に接続されたポンプポート１５または１６、あるいはタンク２０に接続されたタンクポート１８または１９と連通される。パイロットアクチュエータ弁４４、４５に供給される流体はパイロット圧調整器１４によって調整される。  スプール１２または１３あるいは各スプール弁２または３はその流通断面を通してスプール弁２または３をポンプポート１５または１６あるいはタンクポート１８または１９に開くように移動し、この流通断面はスプール１２または１３の位置に依存して最小限開放値と最大限開放値との間を比例的に変動させられる。さらに両方のスプール１２、１３はそれぞれの中立位置にむかって弾発され（第１図においてこれらのスプールは中立位置に示されている）、また各スプール  １２、１３の位置を表示する位置信号を供給するための位置センサ２３、２４が備えられている。さらに下記に詳細に説明するように、ポンプ出力１７をタンク２０に通気するために圧力リリーフ弁２５が備えられている。第１および第２作動ポート４、５、ポンプポート１５または１６およびタンクポート１８または  １９のそれぞれの流体圧を表示する圧力電気信号ＰA、ＰB、ＰSおよびＰTを供給するための４圧力センサ２６、２７、２８および２９が備えられている。
【００２５】
第１図の右側に概略図示するように、パイロット圧調整器１４はさらに他の油圧作動装置３０への流体供給を制御するため、スプール弁２、３と類似の他の一対のスプール弁のパイロットアクチュエータ弁に対するパイロット流体供給を調整するのに役立つ。これらの２つの流体作動装置７および３０は例えば土壌運搬車の相異なるリンク機構軸を制御する２つのラムとする事ができ、下記に詳細に説明するような組立体の中において２つの弁スライスによって制御される。
【００２６】
第２図は第１および第２スプール弁２、３の一方と対応のパイロットアクチュエータ弁４４、４５の一方とを含む弁スライス部分を通しての断面図であって、これらの２つのスライス部分が各弁スライスの中に備えられる。パイロットアクチュエータ弁４４または４５は可動コイル３５を含み、この可動コイルは２つのバネ３７、３８によって定心されたパイロットスプール３６に固着され、このコイル３５は電流が供給された時に、磁気フォーマ４０中の環状エアギャップ３９の中を移動して、電流に対応する磁界とフォーマ４０によってエアギャップ３９中に形成された磁束との間の磁気相互作用を生じる。パイロットアクチュエータ弁４４または４５は、それぞれ接続導管４８、４９によってスプール弁２または３の末端に接続された２つのアクチュエータポート４６、４７と、タンクに接続されたタンクポート７０と、ポンプに対して直接にまたはパイロット圧調整器  １４を介して接続された２つのポンプポート７１、７２とを有する。スプール弁２または３のスプール１２または１３は２つのバネ７３、７４によって定心され、またその一端に延長部分７５を備え、この延長部分は各スプール１２または１３の位置に対応する位置フィードバック信号を出力センサ２３または２４によって出力させる事ができる。
【００２７】
パイロットアクチュエータ弁４４または４５のパイロットスプール３６が第２図に図示のように中立位置にある時、このパイロットアクチュエータ弁を通して小量の液体漏れが生じるにすぎず、従ってスプール１２または１３は図示のようにバネ７３、７４によってその中立位置に保持される。位置制御電流がコイル  ３５に加えられる時、力がスプール３６に作用して、このスプールを（電流方向に依存して）１方向または他方向に平衡位置に達するまで移動させ、この平衡位置においてバネ３７と３８の力によって移動力が平衡される。スプール３６が付図において右側に移動させられると、電流強さに従ってポンプポート７１とアクチュエータポート４６との間にまたタンクポート７０とアクチュエータポート  ４７との間に流通断面の通路が開かれ、その結果、導管４８にそってパイロット流体の制御された移動流がスプール弁２または３のスプール１２または１３の左側端部に対して加えられ、同時にスプール１２または１３の右側端部から導管  ４９を通してタンクへのパイロット流体の制御された排出が生じる。これにより主スプール１２または１３はパイロット弁４４または４５の開放度によって決定される速度をもって、第２図において右側に駆動され、このスプールが所要の位置まで駆動された事を表示する位置フィードバック信号が位置センサ２３または２４によって出力されるにいたり、この時点においてコイル３５に対する電流が遮断され、パイロットアクチュエータ弁４４または４５のスプール３６がバネ  ３７、３８の作用で中立位置に戻される。その結果、主スプール１２または１３の運動が停止され、この主スプールはその両端に作用する流体圧によって駆動された所要位置に保持される。
【００２８】
実際に、最適の動的制御特性および位置制御特性を得るように、すなわち主スプール１２または１３を所要位置まで急速に駆動しその位置に必要時間だけ正確に保持するように、パイロットアクチュエータ電流は複雑な制御回路によって制御される。実際上、主スプール１２または１３を駆動された位置に保持するように流体漏れを補償するため、パイロットアクチュエータ弁４４または４５を通して小流量を生じるように、主スプール１２または１３の運動が必要とされない場合でもサーボ制御のもとに小電流でコイル３５を生かす必要がある。しかし主スプールを定位置に保持するために必要な電流量は非常に低く、制御回路の低電流消費量に影響する事なく、制御回路は常に位置センサ２３、２４によって主スプール弁１２または１３の位置を正確にモニタしまたコイル３５に対する電流を常に制御して主スプール位置の所要のフィードバック制御を成す。
【００２９】
可動コイル３５とその固着されたスプール３６は軽量構造であるので、コイル３５は低電流消費であり、また制御回路は低電流および低コストしか必要としない。さらにサーボ制御のもとに加えられる電流に応答してパイロットスプール  ３６の高速運動が可能であり、またコイル中の電流の逆転によってスプール運動を急速逆転してスプール３６を逆方向に運動させる事ができる。従ってポンプから主スプール１２または１３への流体供給とこれに対応する主スプール１２または１３からタンクへの流体排出が急速に制御されて、位置フィードバック信号に対応して主スプール位置の正確な動的制御を生じるのみならず、油圧作動装置７のピストン６の制御は、先行技術の制御構造では不可能であったような非常に効率的な負荷制御を可能とする応答時間をもって実施される。例えば、掘削機のバケットが障害物に遭遇した場合のように負荷の運動が固定された時、圧力センサ２６および２７の一方による圧力過負荷の検出によってトリガされた適当な圧力リリーフ信号が適当なパイロットアクチュエータ弁４４または４５の動作を生じて主スプール１２、１３の１つをタンクに急速に開放し、流体作動装置中の圧力を低減させて過圧による損傷を避ける事ができる。このような圧力リリーフは、パイロットアクチュエータ弁４４、４５の動的高速応答の故に特に急速に生じる。サーボ制御におけるパイロットアクチュエータ弁４４、４５の動的高速応答によって可能となる他の制御フィーチャを下記に説明する。
【００３０】
第３図について述べれば、制御弁組立体全体は例えばそれぞれ油圧作動装置  （図示されていない）に接続される第１作動ポート４と第２作動ポート５とを有する全体として前記の型の２つの弁スライス５０、５１、および弁スライス５０、５１に接続されポンプポート５３およびタンクポート５４を有する末端スライス５２とから成るバンクを含む。末端スライス５２は、弁スライス５０および５１に流体を供給するデマンドを表示するデマンド信号に従って、ポンプポート５３に接続された固定式容積ポンプから供給される流体の圧力を制御し、このようにして流体が要求された場合にのみ流体を供給しまた弁スライス５０、５１に対する流体供給要求の存在しない場合にもポンプを待機状態に保持するのに役立つ。オペレータの操作中、第１図に図示の圧力リリーフ弁２５が圧力センサ２６、  ２７によって検出された負荷圧に基づいて制御され、ポンプによって供給される流体圧が検出された最高負荷圧を特定量だけ超過するように流体圧を制御する。圧力負荷が検出されない時、圧力リリーフ弁２５は流体を正常の低圧でタンクに戻す。あるいは、可変式容積ポンプが使用される場合には、リリーフ弁２５がポンプの容積制御をパイロットしてシステムの要求に対応する流体供給を保証するように構成する事ができる。第３図には図面の簡略化のために２つの弁スライス５０、５１のみを図示したが、実際の実施態様においては４乃至１０の弁スライスから成るバンクを備えるのが好都合である事を注意しよう。
【００３１】
さらに制御コンピュータ５５が直列通信ネットワークによって弁スライス５０、５１およびジョイスティック５６に電気的に接続されて、ジョイスティック５６の操作動作をモニタしまた弁スライス５０、５１に対して圧力デマンド信号（Ｐ）またはフローデマンド信号（Ｑ）および圧力−フロー選定信号（Ｐ−Ｑ）を与えるように成されている。さらに制御コンピュータ５５はプラグーイン  プログラマー５７を使用する初期セットアップ・プログラミングに際して弁スライス５０、５１に対して初期セットアップデータを供給し、また弁スライス５０、５１のエラーモニタリングを成すのに役立つ。さらに必要ならば、弁スライス５０、５１の緊急動作に対してプラグイン・ドライバ５８を弁スライス５０、５１に一時的に接続するための回路を準備する事ができる。またもし必要なら弁スライス５０、５１の正確な操作を表示するため制御ユニット５５にヘルス・モニタ・ディスプレー５９を接続する事ができる。
【００３２】
流体圧作動装置の所要の制御のために弁スライス５０、５１を制御するための制御コンピュータ５５の使用態様を第４図について簡単に説明するが、第４図に図示の制御機能を実施するための制御論理はコンピュータ５５の中ではなく、弁スライス５０、５１そのものの中に合体され、コンピュータ５５は全体システム制御を成すために使用される事を注意しよう。制御コンピュータ５５が各弁スライスに対して圧力−フロー選択信号（Ｐ−Ｑ）を供給し、圧力制御が成されるべきかフロー制御が成されるべきかの選択がこの信号に基づいて各弁スライス中のセレクターによって実施される。
【００３３】
第４図について述べれば、制御モード繰り返しループ８０によって示されるように、ジョイスティックおよび／または制御モードセレクターボタンまたはスイッチのオペレータ操作によって供給されるデマンド信号に従って、流体制御装置を制御する特定の制御モードがコンピュータによって供給される選択信号の形で特定される。フロー制御モードが選択されれば、フローデマンド信号ＱDEMがセ レクター８１に加えられ、このセレクターは流体作動装置に対する流体フローの所要方向を決定する。すなわちフローがポートＡに向けられるかポートＢに向けられるかを決定する。ゼロフローが要求される場合、両方の主スプールがその中立位置に保持されるように制御が実施される。ポートＡへのフローが要求される場合、第２セレクター８２がポートＡにおける圧力がポートＢにおけう圧力より高いか低いかを特定する。すなわち、負荷がパッシブロードであるかオーバランニングロードであるかを特定する。パッシブロードの場合、ポートＡへのフローを制御するためのスプール弁の所要の流通断面ａが８３においてフローデマンド信号ＱDEMを値√（ＰS−ＰA）と比例定数によって割る事によって計算される。 ポートＢに加えられる公称下流背圧が８４において設定され、次に８５において、所要の流通断面ａを設定するために上流スプール弁のパイロットアクチュエータ弁に制御信号ａを供給しまた下流背圧を所定レベルに設定するように下流スプール弁のパイロットアクチュエータ弁に制御信号を供給する事により、２つのスプールの所要位置を制御する。
【００３４】
オーバランニングロードの場合には、ポートＢを通るフローを制御するためのスプール弁の所要の流通断面ａが８６においてフローデマンド信号ＱDEMを値√（ＰB−ＰT）と比例定数によって割る事によって計算され（ここにＰTは検出 されたタンク圧、またはタンクセンサが備えられていない場合には仮想タンク圧）、また８７においてポートＡを通しての流体作動装置のピストンの上流側の充填の制御が設定されるので、８８における２つのスプールの所要位置の制御は、下流弁の流通断面ａを適当に設定し上流弁の制御のもとにポートＡを通して制御された充填を実施する事によりポートＢからの制御された流体のメタリング・アウトを生じる。パイロットアクチュエータ弁が主スプール弁の１方向への流体供給と逆方向への流体供給とを迅速に切り替える事ができるように、このような制御構造はパッシブロード条件からオーバランニングロード条件への不連続切り替えを可能とする。これは例えば従来のようにオーバセンター位置に達する前に重力方向がピストン運動と逆方向となるのではなくピストン運動と同一方向になるように土壌搬送車の持ち上げアームが流体作動装置によってオーバセンター位置を通して揺動される場合である。タンクセンサを配備すればオーバランニングロードに際しての制御をより正確にする事ができ、また制御不連続を避ける事ができる。  流体フローの所要方向が流体作動装置のポートＢへの方向であるとセレクター８１が特定すれば、計算がＰAの代わりに検出された圧力信号ＰBを使用しまたその逆となるようにポートＡとポートＢに関する制御が逆転される事以外は前記の各段階において類似の制御段階シリーズが実施される。それぞれの場合に、スプール位置は位置センサによって連続的にモニタされ、またパイロット作動弁に供給される信号は位置センサからの位置フィードバック信号に従って必要なように変動させられる。
【００３５】
圧力制御が選択された場合、流体作動装置の２つのポートＡおよびＢに加えられる圧力はオペレータによるジョイスティックの運動に従って制御され、ジョイスティック運動が負荷に加えられる圧力変更レート（大きさおよび方向）を決定し、またジョイスティックの運動が停止された場合には、負荷に対して以後の圧力変更が加えられない。最初に、８９においてジョイスティック入力信号から圧力デマンドが計算される。次に圧力デマンドがポートＡに対して圧力を加える事を要求するかまたはポートＢに対して圧力を加える事を要求するかをセレクター９０が特定する。圧力デマンドがゼロであれば、両方のポート圧力が公称値に設定される。圧力デマンドがポートＡへの圧力印加を要求すれば、例えば圧縮モードが選択された時に負荷を振動させるためなど振動圧力をピストンに加えるべきかいなかをまずセレクター９１が決定する。この選択の結果として、９２においてポートＡにおける所要の圧力がデマンド圧力に設定され、またポートＢにおける所要圧力が公称値に設定され、またポートＡとＢにおいて所要の圧力を設定するため主スプールの位置を位置フィードバック信号に従って増分的に制御するように、９３において２つのスプール弁のパイロットアクチュエータ弁に対して所要の制御信号が加えられる。
【００３６】
圧力デマンドがポートＢに対して圧力を加える事を要求する場合、デマンド圧力がポートＢに加えられまたポートＡにおける圧力が公称値、すなわち検出されたタンク圧または仮想タンク圧より高い特定圧力に設定される事以外は同様の制御段階シーケンスが実施される。圧縮モードが選択された場合、負荷が合成圧力制御によって振動させられるようにサイン波変動周期デマンド圧力が基本デマンド圧力に追加される。
【００３７】
圧力制御モードは種々の操作条件において効果的に使用する事ができる。例えば負荷を持ち上げる場合、負荷の連続的圧力釣り合わせを生じまた手動的に小さい圧力を加えるだけで負荷を操作できるように圧力制御モードを開始する事ができる。また負荷が例えば地中に掘削するためのバケットを担持した掘削アームである場合、バケットが地下埋設施設などの障害物と衝突した時に特定の圧力限度を超えないように加えられた圧力を制御する事ができるので、過圧を加える事による地下施設の損傷の危険がない。
【００３８】
オペレータが特殊スイッチを作動する事によりフロートモードが選定された場合、９４において流体作動装置のピストンの両側をタンクに開くように両方の主スプールを制御してピストンおよびこれに連結された負荷の自由浮動運動を可能とする。
【００３９】
前述の弁組立体は流体作動装置へのまた流体作動装置からの流体フローを制御するために第１および第２スプール弁２、３を使用するのであるが、本発明による他の図示されていない弁組立体は、ポンプから装置へ対応の作動ポートを通る流体フローと装置からタンクに作動ポートを通る流体フローとをそれぞれ制御するためにこのようなスプール弁の代わりに一対のポペット弁を使用する。それぞれの場合に、各作動ポートに組合わされた一対のポペット弁がパイロットアクチュエータ弁によって制御されて種々の制御モードにおいて所要の流体フローを生じる。さらに各パイロットアクチュエータ弁そのものが、駆動コイルの現在の動作に対応して主弁へのまたは主弁からの流体フローを制御するため一対のポペット弁を含む事ができる。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】第１図は、本発明による組立体の油圧回路図である。
【図２】第２図は、組立体の一部を通しての概略断面図である。
【図３】第３図は、組立体の各部間の電気的接続を示すブロックダイヤグラムである。
【図４】第４図は、組立体の制御機能を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００４１】
１：電動油圧式比例制御弁組立体
２：第１スプール弁（第１弁手段）
３：第２スプール弁（第２弁手段）
４、５：作動ポート
６：可動ピストン（可動部分）
７：油圧作動装置（流体作動装置）
１２：スプール（第１弁部材）
１３：スプール（第２弁部材）
１５、１６：ポンプポート
１７：油圧ポンプ
１８、１９：タンクポート
２０：油圧タンク）
２３、２４：位置センサ（位置検出手段）
２６、２７、２８：圧力センサ（圧力検出手段）
【図１】
2006177561.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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