(57)【要約】【課題】      本発明は電磁油圧システムに関する。【解決手段】  油圧回路分岐はシリンダのような油圧アクチュエータ（１６）と、加圧流体供給ライン（１４）とタンク戻りライン（１８）間に直列に接続された１つまたは複数の電磁油圧比例バルブ（２１−２４）のアセンブリ（２５）を含む。油圧アクチュエータ（１６）に作用する力は油圧アクチュエータにより発生する流体圧力を検出することにより決定される。供給およびタンク戻りラインの圧力は検出される。油圧アクチュエータ（１６）の検出された圧力および所望の速度は油圧回路分岐に流れる流量を特徴付ける等価流量係数を決定するために使用され、導通または制限係数が導き出される。等価流量係数は油圧アクチュエータの所望の速度を達成するために各電磁油圧比例バルブをどのように活性化するかを決定し、かつ供給およびタンク戻りライン（１４、１８）の圧力を制御するために使用される。【選択図】    図１
2004272873.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
油圧アクチュエータ（１６）が加圧流体を含む供給ライン（１４）とタンクに接続された戻りライン（１８）間の回路分岐に接続された油圧システム（１０）を作動させる方法において、
前記油圧アクチュエータ（１６）に所望の動作を要求する工程と；
前記油圧アクチュエータ（１６）に作用する力の変化で変化するパラメータを検出する工程と；
前記油圧回路分岐を流れる流量を特徴付ける等価流量係数を導出し、前記等価流量係数がコンダクタンス係数または制限係数であり、所望の速度とパラメータに基づいている工程と；
前記等価流量係数に基づいて前記回路分岐の流量を制御する工程と；
を備えることを特徴とする方法。
【請求項２】
圧力測定値の組を発生するため供給ライン（１４）の圧力と戻りライン（１８）の圧力の少なくとも一つを検出する工程をさらに含み、
等価流量係数を導出する工程が圧力測定値の組に基づくことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
パラメータを検出する工程が油圧アクチュエータ（１６）に作用する力により発生する圧力を検出する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項４】
前記所望の動きを要求する工程が前記油圧アクチュエータ（１６）の所望の速度を規定する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項５】
前記油圧アクチュエータ（１６）が前記供給ライン（１４）と前記戻りライン（１８）間のバルブ（２１）と直列に接続される工程を含み、前記油圧システム（１０）の流体を制御する工程が前記等価流量係数に基づいて前記バルブを活性化する工程を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項６】
前記油圧システム（１０）の流体を制御する工程が
等価流量係数に基づいて圧力設定値を計算する工程と；
前記圧力設定値に応答して前記供給ライン（１４）と前記戻りライン（１８）の少なくとも一つの圧力を制御する工程と；
を含むことを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項７】
アクチュエータ圧力計測値を生成するために油圧アクチュエータ（１６）に作用する力により生じる圧力を検出する工程を含み、圧力設定値の計算が前記アクチュエータ圧力計測値に基づくことを特徴とする請求項６記載の方法。
【請求項８】
前記油圧システム（１０）は複数の他の回路分岐を含み、さらにこれらの回路分岐の各々は供給ライン（１４）の圧力設定点を計算する工程と、供給ライン（１４）の圧力を制御するために使用される最大のバルブを有する圧力設定値を選択する工程を含むことを特徴とする請求項７記載の方法。
【請求項９】
供給圧力計測値を発生するため前記供給ライン（１４）の圧力を検出する工程と；
戻り圧力計測値を発生するため前記戻りライン（１８）の圧力を検出する工程とをさらに含み、
等価流量係数を導出する工程が供給圧力計測値と戻り圧力計測値に基づいていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１０】
前記油圧アクチュエータ（１６）が第１電磁油圧比例バルブ（２１）により前記供給ライン（１４）に接続された第１ポートと、第２電磁油圧比例バルブ（２４）により前記供給ライン（１８）に接続された第２ポートを有し、
前記供給ライン（１４）の圧力を検出する工程と；
前記戻りライン（１８）の圧力を検出する工程と；
前記第１ポートの圧力を検出する工程と；
前記第２ポートの圧力を検出する工程とをさらに含み、
等価流量係数を導出する工程が前記供給ラインの圧力と前記戻りラインの圧力と、前記第１ポートの圧力と、前記第２ポートの圧力に基づいていることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１１】
前記回路分岐（１６、２５）内の流量を制御する工程が等価流量係数に基づいて前記第１電磁油圧比例バルブ（２１）と前記第２電磁油圧比例バルブ（２４）を活性化する工程を含むことを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記油圧アクチュエータ（１６）が前記シリンダ内の第１室および第２室（２６、２７）を規定するシリンダとピストンを備え、前記ピストンが前記第１室内の第１表面積と前記第２室内の第２表面積を有し、前記等価流量係数が前記第１室と前記第２室の少なくとも一つのピストンの表面積に基づいて導出されることを特徴とする請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
前記油圧アクチュエータ（１６）は第１ポートおよび第２ポートを有し、前記供給ライン（１４）が第１電磁油圧比例バルブ（２１）により前記第１ポートに、および第２電磁油圧比例バルブ（２２）により前記第２ポートに接続され、前記戻りライン（１８）が第３電磁油圧比例バルブ（２３）により前記第１ポートに、および第４電磁油圧比例バルブ（２４）により前記第２ポートに接続され、前記方法がさらに、
前記油圧アクチュエータ（１６）が移動する方向を選択する工程と；
前記油圧アクチュエータ（１６）の選択された方向の動きを生じさせるため動作すべき前記第１、第２、第３および第４電磁油圧比例バルブの任意のバルブを指定する工程と；
供給圧力測定値Ｐｓを発生するために供給ラインの圧力を検出する工程と；
戻り圧力測定値Ｐｒを発生するために戻りラインの圧力を検出する工程と；
第１ポート圧力測定値Ｐａを発生するために第１ポートの圧力を検出する工程と；
第２ポート圧力測定値Ｐｂを発生するために第２ポートの圧力を検出する工程とを含み、
前記等価流量係数を導出する工程が前記供給圧力測定値、前記戻り圧力測定値、前記第１ポート圧力測定値、および前記第２ポート圧力測定値に基づき、
且つ流量を制御する工程が前記油圧アクチュエータ（１６）を選択された方向に動かすため等価流量係数に応答して前記第１、第２、第３および第４電磁油圧比例バルブの任意のバルブを駆動することを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項１４】
前記油圧アクチュエータ（１６）はシリンダと、第１ポートが接続されたヘッド室（２６）と第２ポートが接続されたロッド室（２７）を規定し、前記ロッド室の前記ピストン（２８）の表面積Ａｂに対する前記ヘッド室のピストン（２８）の表面積Ａａの比であるシリンダ面積比Ｒを有するピストンとを備え、
ピストンの命令された速度Ｘを発生する工程をさらに含むことを特徴とする請求項１３記載の方法。
【請求項１５】
前記第１、第２、第３および第４電磁油圧比例バルブ（２１−２４）の任意のバルブを指定する工程が前記第１および第４電磁油圧比例バルブを指定し；
前記等価流量係数Ｋｅｑが以下の式：
2004272873.tif 000019
により導出されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１６】
下記式：
2004272873.tif 000020
にしたがって圧力設定値（Ｐｓ設定値）を計算する工程と；
前記圧力設定値に応答して前記供給ライン（１４）の圧力を制御する工程と；
をさらに含むことを特徴とする請求項１５記載の方法。
【請求項１７】
前記第１、第２、第３および第４電磁油圧比例バルブ（２１−２４）の任意のバルブを指定する工程が前記第２および第３電磁油圧比例バルブを指定し；
前記等価流量係数Ｋｅｑが以下の式：
2004272873.tif 000021
により導出されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項１８】
下記式：
2004272873.tif 000022
にしたがって圧力設定値（Ｐｓ設定値）を計算する工程と；
前記圧力設定値に応答して前記供給ライン（１４）の圧力を制御する工程と；
をさらに含むことを特徴とする請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
前記第１、第２、第３および第４電磁油圧比例バルブ（２１−２４）の任意のバルブを指定する工程が前記第１および第２電磁油圧比例バルブを指定し；
前記等価流量係数Ｋｅｑが以下の式：
2004272873.tif 000023
により導出されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項２０】
下記式：
2004272873.tif 000024
にしたがって圧力設定値（Ｐｓ設定値）を計算する工程と；
前記圧力設定値に応答して前記供給ライン（１４）の圧力を制御する工程と；
をさらに含むことを特徴とする請求項１９記載の方法。
【請求項２１】
前記第１、第２、第３および第４電磁油圧比例バルブ（２１−２４）の任意のバルブを指定する工程が前記第３および第４電磁油圧比例バルブを指定し；
前記等価流量係数Ｋｅｑが以下の式：
2004272873.tif 000025
からなる群から選択された式に従って導出されることを特徴とする請求項１４記載の方法。
【請求項２２】
下記式：
2004272873.tif 000026
にしたがっての戻りライン（１８）の圧力設定値（Ｐｓ設定値）を計算する工程と；
前記圧力設定値に応答して前記戻りラインの圧力を制御する工程と；
をさらに含むことを特徴とする請求項２１記載の方法。
【請求項２３】
前記油圧システム（１０）が前記戻りライン（１４）を前記タンク（１５）に接続するタンク制御バルブ（１９）を含み、前記戻りラインの圧力を制御する工程が前記タンク制御バルブが開く量を選択的に制御することを特徴とする請求項２２記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は機械を動作させるための電磁油圧システムに関し、特にこのようなシステム用の制御アルゴリズムに関する。
【背景技術】
【０００２】
種々の機械は油圧バルブにより制御される、シリンダピストン構成のような、油圧アクチュエータにより操作される複数の可動部材を備えている。従来、油圧バルブは機械オペレータにより手動で動作されていた。手動動作型油圧バルブから電気制御装置やソレノイド動作型バルブの使用に移行しつつあるのが現在の傾向である。この型の制御は、複数の制御バルブを運転席の近くに配置する必要がなく、制御されているアクチュエータの近傍に配置することができるので、油圧配管系統を単純化できる。この技術の変遷により、機械機能部の複雑なコンピュータ制御を容易にしている。
【０００３】
ポンプからアクチュエータへ加圧作動液を流すことは作動液流量を制御するために既知である比例ソレノイド動作型スプールバルブにより制御可能である。このようなバルブはバルブに流れる流量を制御するスプールに接続された電機子を移動させる電磁コイルを採用している。バルブの開口量は電磁コイルに流れる電流の大きさに直接関係し、作動液流量の比例制御を可能にする。電機子またはスプールは電流がソレノイドコイルから除去されるとバルブを閉じるためにばね負荷を与えられる。代案として、第２電磁コイルおよび電機子がスプールを反対方向に移動させるために設けられる。
【０００４】
オペレータが機械上の部材を動かそうとすると、ジョイスティックは対応する油圧アクチュエータが移動する方向と所望の流量を示す電気信号を発生するために操作される。アクチュエータをより速く動かしたければ、ジョイスティックをその中立位置からより遠くに移動させる。制御回路はジョイスティック信号を受信し、関連するバルブを開口するために信号を発生することにより応答する。ソレノイドはスプールバルブを移動させ、流入オリフィスを介してピストンの片側のシリンダ室に加圧流体を供給し且つ反対のシリンダ室から排出された流体が流出オリフィスを介してリザーバまたはタンクに流すのを可能にする。油圧機械圧力補償器はスプールバルブの流入オリフィス領域間の最小圧力（マージン）を維持する。流入オリフィスが開く程度を変化させる（例えば、バルブ係数を変化させる）ことにより、シリンダ室内の流量は可変になり、比例的に異なる速度でピストンを移動させる。このように、従来の制御方法は主として外部油圧機械圧力補償器を使用する流入オリフィス計量に基づいている。
【０００５】
最近、１組の比例ソレノイド動作型パイロットバルブが米国特許第５，８７８，６４７号に記載されているように油圧アクチュエータに出入りする流体を制御するために開発された。これらのバルブにおいて、ソレノイドアクチュエータは主バルブポペット弁内のパイロット通路を流れる作動液流量を制御するパイロットポペット弁に作用する。電機子は電流がソレノイドコイルから除去されるとバルブを閉じるようにばね負荷をかけられている。
【特許文献１】米国特許第５，８７８，６４７号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
農業トラクタや建設機械のような機械全体の制御は複数の機能部を同時に制御するための要求により複雑になる。例えば、バックホーを動かすために、ブーム、アーム、バケット、およびスイングのための油圧アクチュエータ類は同時に制御されなければならない。これらの機械部材の各々に作用する負荷類は非常に異なるので、各アクチュエータは異なる圧力の作動液を要求する。ポンプはアンローダにより制御された流出圧力を持つ定容量型である。従って、アンローダはアクチュエータのための最大圧力を要求する機能部に応答して制御されることを必要とする。ある場合において、ポンプは同時に動作するすべての機能部のために十分な作動液を供給することができない。当時、制御システムが公平な方法でこれらの機能部間で利用可能な作動液を割り当てることが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
油圧システムの分岐は加圧流体を含む供給ラインとタンクに接続された戻りライン間に接続された油圧アクチュエータを有する。油圧システムを動作する方法は油圧アクチュエータに所望の速度を要求する工程を含む。このような要求は油圧回路が構成部品である機械のオペレータ入力装置から出される。油圧アクチュエータに作用する力の変化で変わるパラメータはこの力の指示を与えるために検出される。例えば、このパラメータは油圧アクチュエータの負荷を指示する油圧アクチュエータの圧力である。
【０００８】
所望の速度を達成するために要求される油圧システム分岐を流れる流量を特徴付ける等価流量係数は所望速度および検出されたパラメータに基づいて導出される。油圧システムの流量および／または圧力は等価流量係数に基づいて決定される。例えば、システムのバルブ類は油圧アクチュエータを所望の速度で動作させるため等価流量係数から決定される程度に開口される。
【０００９】
本発明の方法が使用される他の油圧回路分岐は４個の電磁油圧比例バルブのアセンブリを有する。これらのバルブの第１のバルブは複動油圧シリンダのような油圧アクチュエータの第１ポートを加圧流体を含む供給ラインに接続する。第２電磁油圧比例バルブは油圧アクチュエータの第２部分を供給ラインに接続し、第３バルブは第１ポートとタンクに接続された戻りライン間にあり、第４バルブは第２ポートを戻りラインに接続する。この構成において、第４電磁油圧比例バルブの選択された対の活性化により駆動拡張、駆動後退、高側再生、低側再生を含むいくつかの計量モードの油圧アクチュエータの動きを可能にする。各計量モードにおいて、油圧アクチュエータのポートおよび供給ラインの圧力の計測値と、油圧アクチュエータの物理特性が選択されたモードで開口する各電磁油圧比例バルブのバルブ流量係数を導出するために所望の速度に従って使用される。各バルブ流量係数は油圧アクチュエータを所望の速度で導出するためにこれらのバルブを開口する程度を決定するために使用される。
【００１０】
本発明の他の態様では油圧アクチュエータを適切に駆動するために供給ラインおよび戻りラインの圧力を調整するため油圧回路分岐の等価流量係数を使用している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１を参照すると、機械の油圧システム１０はシリンダ１６または他は回転モータのような油圧駆動アクチュエータにより動作される機械素子類を有する。本制御方法は外部リニア力がアクチュエータに作用するシリンダピストン構成を制御する点に関して記載されているが、この方法はアクチュエータに作用する外部力が制御方法を実行するトルクとして表されるモータを制御するために使用される。油圧アクチュエータ１０はタンク１５から作動液を排出し圧力を受けた作動液を供給ライン１４に供給するためにモータまたはエンジン（図示せず）により駆動される容積式ポンプ１２を含む。ここで説明される速度制御を実行する新規な技術は可変容量型ポンプおよび他の型の油圧アクチュエータを採用する油圧システムに実施されることを理解すべきである。供給ライン１４は（比例圧力リリーフ弁のような）アンローダ１７によりタンク戻りライン１８に接続され、タンク戻りライン１８はタンク制御バルブ１９によりシステムタンク１５に接続される。
【００１２】
供給ライン１４およびタンク戻りライン１８は油圧アクチュエータ１０が配置された機械の複数の油圧機能部に接続される。これらの機能部の一つは詳細に例示され、他の機能は同様な部品を有する。油圧アクチュエータ１０は各機能部のバルブ類およびこれらのバルブ類を動作させるための回路が機能部のアクチュエータ近傍に配置される分散型である。例えば、バックホーのブームに対するアームの動きを制御する部品等はアームシリンダまたはブームとアーム間の接合部にまたは近傍に配置される。
【００１３】
任意の機能部２０において、供給ライン１４はタンク戻りライン１８に接続されたノード「ｔ」を有するバルブアセンブリ２５のノード「ｓ」に接続される。バルブアセンブリ２５は第１油圧導管３０によりシリンダ１６のヘッド室２６に接続されたノード「ａ」および第２導管３２によりシリンダ１６のロッド室２７に接続されたノード「ｂ」を有する。４個の電磁油圧比例ポペット弁２１、２２、２３および２４はバルブアセンブリ２５のノード間の作動液流量を制御し、シリンダ１６に出入りする流量を制御する。第１電磁油圧比例バルブ２１はノードｓおよびａ間に接続され、文字「ｓａ」により示される。第１電磁油圧比例バルブ２１は供給ライン１４とシリンダ１６のヘッド室２６間の流量を制御できる。文字「ｓｂ」により示される第２電磁油圧比例バルブ２２はノード「ｓ」および「ｂ」間に接続され、供給ライン１４とシリンダロッド室２７間の流量を制御できる。文字「ａｔ」により示される第３電磁油圧比例バルブ２３はノード「ａ」および「ｔ」間に接続され、ヘッド室２６と戻りライン１８間の流量を制御できる。ノード「ｂ」および「ｔ」間にあり文字「ｂｔ」で示される第４電磁油圧比例バルブ２４はロッド室２７と戻りライン１８間の流量を制御できる。
【００１４】
任意の機能部２０の油圧部品類はシリンダ１６のヘッド室２６とロッド室２７内の圧力ＰａおよびＰｂを検出する２個の圧力センサー３６および３８を含む。他の圧力センサー４０はノード「ｓ」のポンプ供給圧力Ｐｓを計測し、圧力センサー４２は機能部２０のノード「ｔ」の戻りライン圧力Ｐｒを検出する。センサー類はライン損失効果による速度誤差を最小にするためできるだけバルブに接近して配置されなければならない。これらのセンサー類により計測される種々の圧力はセンサーとこれらの測定点間のライン損失により油圧システム内のこれらの測定点の実際の圧力とわずかに相違することを理解すべきである。しかしながら、これらの検出圧力は実際の圧力に関係し且つ表す、このような差異は制御方法論で調整される。さらに、、圧力センサー４０および４２はすべての機能部に備える必要はない。
【００１５】
機能部２０のための圧力センサー３６、３８、４０および４２は４個の電磁油圧比例バルブ２１−２４を動作させる信号を発生させる機能制御装置４４に入力信号を与える。機能制御装置４４は記載されるように、コンピュータ化されたシステム制御装置４６から他の入力信号を受信するマイクロコンピュータに基づく回路である。機能制御装置４４により実行されるソフトウエアプログラムはシリンダ１６を正しく動作させるための特定の流量により４個の電磁油圧比例バルブ２１−２４を選択的に開く出力信号を発生させることにより入力信号に応答する。
【００１６】
システム制御装置４６は機能制御装置４４と圧力制御装置４８で信号を交換する油圧システムの全体の動作を管理する。信号類は従来のメッセージプロトコルを使用して通信ネットワーク５５上の３個の制御装置４４、４６および４８間で交換される。ポンプ１２近傍の機械上に搭載された圧力制御装置４８はポンプの流出部、戻りライン圧力センサー５１およびタンク圧力センサー５３で供給ライン圧力センサー５３からの信号を受信する。システム制御装置４６からの圧力信号と命令に応答して、圧力制御装置４８がタンク制御バルブ１９とアンローダバルブ１７を動作させる。しかしながら、もし可変容量型ポンプが使用されていると、圧力制御装置４８がポンプを制御する。
【００１７】
図２を参照すると、油圧システム１０のための複数の制御機能部は異なる制御装置４４、４６および４８間に配分される。単一の機能部２０を考慮して、上記機能部のためのジョイスティック４７からの出力信号等はシステム制御装置４６に対する入力信号として入力される。具体的に、ジョイスティック４７からの出力信号はジョイスティック位置を示す信号を制御されている油圧アクチュエータのための所望の速度を示す信号に変換するマッピングルーチン５０に入力される。マッピング機能はリニアであるか所望されるような他の形状を有する。例えば、中立中央位置からジョイスティックの移動範囲の第１の半分が速度の低四分位数（ｌｏｗｅｒ ｑｕａｒｔｉｌｅ）にマップされ、低速でアクチュエータの比較的微細な制御を実施する。この場合、ジョイスティック行程の後半分が速度の上位７５パーセントの範囲にマップされる。マッピングルーチンはシステム制御装置４６内のコンピュータにより解法される演算式により実施され、またはマッピングは制御装置のメモリに蓄積された照合表により得られる。マッピングルーチン５０の出力はシステム使用者により望まれる未加工の速度（ｒａｗ ｖｅｌｏｃｉｔｙ）を示す信号である。
【００１８】
理想的な状態において、未加工または所望の速度はこの機能部と関連する油圧バルブを制御するために使用される。しかしながら、多くの例において、所望の速度は機械の他の機能部１１により油圧システムに出された同時の要望を考慮して達成できない。例えば、すべての機能部により要求された作動液流量の全量はポンプ１２の最大出力を超える場合がある。どちらの場合も、制御システムは作動液を要求するすべての機能部の間で獲得可能な量を分配しなければならず、任意の機能部は十分な所望の速度で動作させることができない。したがって、未加工の速度は機械を駆動するために得られる流量を現在の複数のアクティブ油圧機能部により要求されている流体の総量と比較する流量分配ソフトウエアルーチン５２に適用される。
【００１９】
流量分配ルーチンが得られる流量を分配するため、各機能部の計量モードは各機能部の速度にしたがってそれらのモードとして既知でなければならず、要求された流量を決定し、機能部を駆動するために得られる総計流量に寄与する。図１のようなシリンダ１６とピストン２８のような油圧シリンダおよびピストン構成を動作させる機能部の場合、シリンダからのピストンロッド４５を伸張させるため、作動液がヘッド室２６に供給され、ピストンロッド４５を後退させるためロッド室２７に供給されなければならないことが容易に理解される。しかしながら、ピストンロッド４５はロッド室２７のある容積を占有するので、このロッド室はヘッド室により要求されるピストンの等しい移動量を発生するためほとんど作動液を要求しない。従って、アクチュエータが伸張モードまたは後退モードであるかが任意の速度で要求される異なる作動液量を決定する。
【００２０】
ポンプからの流体がシリンダ室２６または２７に供給され、他の室から戻りラインに排出される基本計量モードは駆動動作モード、特に、駆動伸張または駆動後退モードとして称される。油圧システムは１つのシリンダ室から排出される流体が他のシリンダ室に供給するためバルブアセンブリを介して帰還される再生計量モードを採用している。
【００２１】
再生モードにおいて、流体は「高側再生」と称される供給ラインノード「ｓ」または「低側再生」の戻りラインノード「ｔ」を通してシリンダ室間に流れる。再生モードにおいて、流体がシリンダのヘッド室２６からロッド室２７に流入されると、より小さいロッド室に要求されるよりも大きな流体量がヘッド室からの排出される。低側再生モードの後退中に、過剰の流体が戻りライン１８に流入し、タンク１５または追加の流量を要求する低側再生モードで動作する他の機能部１１に継続して流れる。
【００２２】
ピストンロッド４５がシリンダ１６から伸張しているとき再生が生じる。この場合、不充分な流体量は、ヘッド室２６を満たすために要求されるより、より小さいロッド室２７から排出している。低側再生モードの伸張中、機能部はタンク戻りライン１８から追加の流体を受けなければならない。追加の流体は他の機能部から、またはアンローダバルブ１７を介してポンプ１２から流れる。この場合、タンク制御バルブ１９は戻りライン１８内の流体がタンク１５に流れるのを防止するために少なくとも部分的に閉鎖し、流体は他の機能部１１またはポンプ１２から間接的に供給されることが理解されるべきである。高側再生モードがロッドを伸張するために使用されると、追加の流体がポンプ１２から流れてくる。
【００２３】
所望の機能速度を発生するために十分な供給流量がすべての供給源から存在するかどうかを決定するために、流量分配ルーチン５２はすべての活性機能部の計量モードに関する指示を受け取る。流量分配ルーチンは総供給流体量をもし各機能部が所望の速度で動作すると要求される総流量と比較する。この処理の結果は現在の活性である機能部のための一組の速度命令である。これにより、関連する機能部が（速度命令を）実行し且つ不充分な供給流量であれば命令された速度が機械オペレータにより要望された速度以下である速度が決定される。
【００２４】
各速度命令は関連の機能部１０または２０の機能制御装置４４に送られる。想起されるように、機能制御装置４４は機能部のための油圧アクチュエータを制御するバルブ２１−２４のような電磁油圧比例バルブを動作させる。特有の機能部の計量手段は関連する油圧機能部の機能制御装置４４により実行される計量モード選択ルーチン５４により決定される。計量モード選択ルーチン５４は任意の機能モードを決定するために機械により動作可能である手動入力装置である。代案として、アルゴリズムが特有の時間で機能部のための最適な計量モードを決定するため機能制御装置４４により実施される。例えば、計量モード選択部品は特有の機能部で供給ライン圧力Ｐｓおよび戻りライン圧力Ｐｒに従ってシリンダ室圧力ＰａおよびＰｂを受ける。これらの圧力計測値から、アルゴリズムは十分な圧力が任意のモードで動作するため供給ライン１４または戻りライン１８から得られるかどうかを決定する。もっとも有効なモードがその後選択される。いったん選択されると、計量モードはシステム制御装置４６および各機能制御装置４４の他のルーチンに伝達される。
【００２５】
バルブ制御
機能制御装置４４により実行される残りのルーチン５６と５８はピストンロッド４５の命令された速度を得るためどのように電磁油圧比例バルブ２１−２４を動作させるかを決定する。各計量モードにおいて、アセンブリ２５のバルブ類の２個のみが活性すなわち開口になる。機能部のための油圧回路分岐内のこの２個のバルブは選択された計量モードの油圧分岐の等価流体コンダクタンスを表す単一等価係数Ｋｅｑにより設計される。例示的油圧回路分岐はバルブアセンブリ２５およびシリンダ１６を含む。機能制御装置４４は等価コンダクタンス係数を導出するソフトウエアルーチン５６を実行する。この等価コンダクタンス係数は、４個のバルブ２１−２４の各々に流れる流量および、もしあれば、各バルブが開く量を特徴付ける各バルブコンダクタンス係数を計算するためバルブ開口ルーチン５８により命令速度、計量モードおよび検出圧力にしたがって使用される。この技術分野の当業者は、等価コンダクタンス係数とバルブコンダクタンス係数の代りに、反比例流量制限係数を使用できることが認識されるであろう。コンダクタンスと制限係数は油圧システムの区画または部品を特徴付け、反比例パラメータである。従って、ここでは、一般的な用語「等価流量係数」および「バルブ流量パラメータ」がコンダクタンスおよび制限係数をカバーするために使用される。
【００２６】
等価コンダクタンス係数Ｋｅｑおよび個別の値係数を決定するアルゴリズムを説明するために使用される専門用語が表１に示される。
表１  専門用語
ａ：    シリンダのヘッド側に関係する項目
ｂ：    シリンダのロッド側に関係する項目
Ａａ：  ヘッドシリンダ室内のピストンの面積
Ａｂ：  ロッドシリンダ室内のピストンの面積
Ｆｘ：  速度ｘの方向のシリンダ上の等価外部力
Ｋａ：  ノードａに接続された活性バルブのコンダクタンス係数
Ｋｂ：  ノードｂに接続された活性バルブのコンダクタンス係数
Ｋｓａ：供給ラインとノードａ間のバルブｓａのコンダクタンス係数
Ｋｓｂ：供給ラインとノードｂ間のバルブｓｂのコンダクタンス係数
Ｋａｔ：ノードａと戻りライン間のバルブａｔのコンダクタンス係数
Ｋｂｔ：ノードｂと戻りライン間のバルブｂｔのコンダクタンス係数
Ｋｅｑ：等価コンダクタンス係数
Ｐａ：  ヘッド室圧力
Ｐｂ：  ロッド室圧力
Ｐｓ：  供給ライン圧力
Ｐｒ：  戻りライン圧力
Ｐｅｑ：等価または「駆動」圧力
Ｒ：    シリンダ面積比、Ａａ／Ａｂ（Ｒ＝１．０）
ｘ：    ピストンの命令速度（伸張方向で正）
【００２７】
バルブ係数の導出は機能部２０のための計量モードに依存する異なる数学的アルゴリズムを採用する。バルブ制御プロセスは４つの計量モードの各々のために個別的に説明される。
【００２８】
駆動伸張モード
油圧システム１０は供給ライン１４からヘッド室２６に加圧作動液を加えロッド室２７からタンク戻りライン１８に流体を排出することによりピストンロッド４５をシリンダ１６から伸張するために利用される。この計量モードは「駆動伸張モード」と称する。一般に、このモードはピストン２８に作用する力が負である場合に利用され、作用はシリンダ１６からピストンロッド４５を伸張するためにこの力に対して実施されなければならない。この動きを発生するために、第１および第４電磁油圧バルブ２１および２４が開口され、他の対のバルブ２２および２３は閉状態を維持される。
【００２９】
ロッドの伸張速度は第１および第４バルブ２１および２４を介して流体を計量することにより決定される。これらのバルブのためのバルブコンダクタンス係数ＫｓａおよびＫｂｔの設定は供給ライン１４と戻りライン１８の等価力（Ｆｘ）と圧力ＰｓおよびＰｒを加えられるピストンロッド４５の速度に影響を与える。キャビテーションが無いと仮定すると、等価コンダクタンス係数（Ｋｅｑ）と称される２個の係数の得られた数学的組み合わせのみが重要なので、個別のバルブコンダクタンス係数ＫｓａおよびＫｂｔのためのバルブの特定の組は関連性が無い。従って、シリンダ面積比Ｒ、シリンダ室圧力ＰａおよびＰｂ、供給および戻りライン圧力ＰａおよびＰｒ、および命令されたピストンロッド速度ｘを知ることにより、機能制御装置４４は下記式から要求された等価コンダクタンス係数Ｋｅｑを計算するためにソフトウエアルーチン５６を実行する。
2004272873.tif 000003
ここで、上記式およびこの明細書の他の式の種々の用語は表１に特定される。もし任意のモードを使用するとき所望の速度がゼロであれば、すべての４つのバルブ２１−２４が閉鎖される。もし負の速度を求める場合、異なるモードを使用しなければならない。本発明の方法のいずれかにおいて等価コンダクタンス係数Ｋｅｑの計算は特有の油圧バルブの制約とシリンダ面積比Ｒを物理的に達成可能に与えられた最大値より大きい値を得ることを理解すべきである。この場合において、等価コンダクタンス係数の最大値は以後の算術演算に使用される。同様に、命令された速度は式：ｘ＝（Ｋｅｑ＿ｍａｘ／Ｋｅｑ）ｘに従って調整され、以後の計算に使用される。
【００３０】
ヘッド室２６のピストン表面積Ａａとロッド室２７のピストン表面積Ａｂはこの機能部２０に利用された特定のシリンダ１６のために固定され且つ知られる。各シリンダの表面積と圧力ＰａおよびＰｂを既知とすることにより、シリンダに作用する等価力Ｆｘは下記式に従って機能制御装置４４により決定される。
Ｆｘ＝−ＰａＡａ＋ＰｂＡｂ      （２）
Ｆｘ＝Ａｂ（−ＲＰａ＋Ｐｂ）    （３）
【００３１】
式（２）および（３）から計算されるような等価外力（Ｆｘ）はシリンダ上の外部負荷の効果、圧力センサーＰａおよびＰｂと付随のアクチュエータポート間のライン損失、およびシリンダ摩擦を含んでいる。等価外力は実際にバルブにより知られる総油圧負荷を表し、力として表現される。
【００３２】
この油圧負荷を予測するためアクチュエータ圧力センサー類を使用することが好ましい実施例である。ここでおよびその他でＫｅｑの複数の式は言外にこの種の油圧負荷推定を使用していることを理解すべきである。代案として、負荷セルが等価外力（Ｆｘ）を概算するために使用できる。しかしながら、この場合、シリンダの摩擦と作用ポートライン損失は考慮されていないので、速度誤差が生じる。負荷セルにより計測された力Ｆｘは式（１）の拡張分母の項「−ＲＰａ＋Ｐｂ」と置換される項「Ｆｘ／Ａｂ」に使用される。以下に与えられる等価コンダクタンス係数Ｋｅｑおよび圧力設定値の他の式にも同様な置換がなされる。
【００３３】
もし回転アクチュエータが使用されると、外部トルクとして表される総油圧負荷は好ましくはアクチュエータポート圧力線センサー等により与えられる計測値を使用して求められる。ここでも、代案として、外部計測トルクは等価コンダクタンス係数および圧力設定値を計算するために使用される。
【００３４】
ピストンロッド４５の動きを発生するために要求される駆動圧力Ｐｅｑは式（４）により与えられる。
Ｐｅｑ＝Ｒ（Ｐｓ−Ｐａ）＋（Ｐｂ−Ｐｒ）    （４）
【００３５】
もし駆動圧力が正であると、第１および第４電磁油圧比例バルブ２１および２４が開くと、ピストンロッド４５は意図した方向に動く（例えば、シリンダから伸張する）。もし駆動圧力が正でないと、第１および第４バルブ２１および２４は供給圧力Ｐｓが正の駆動圧力Ｐｅｑを発生するために増加するまで、誤った方向の動きを回避するために継続して閉鎖されなければならない。
【００３６】
もし現在のパラメータはピストンロッド４５が所望の方向で生じることを示すと、機能制御装置４４は４個の電磁油圧比例バルブ２１−２４のための個別のバルブコンダクタンス係数Ｋｓａ、Ｋｓｂ、ＫａｔおよびＫｂｔを導出するため等価コンダクタンス係数Ｋｅｑを採用することによりバルブ開口ルーチン５８で継続する。包括アルゴリズムが、計量モードにかかわらず、個別のコンダクタンス係数を決定するために使用される。
【００３７】
どの特有の計量モードにおいても、４個の電磁油圧比例バルブの２個のバルブは閉じられ、零の個別のバルブ係数を有する。例えば、第２および第３電磁油圧比例バルブ２２および２３は駆動伸張モードで閉鎖される。従って、２個の開口または活性電磁油圧比例バルブ（例えば、バルブ２１および２４）は等価コンダクタンス係数（Ｋｅｑ）に寄与する。１つの活性バルブはノード「ａ」に接続され、他の活性バルブはバルブアセンブリ２５のノード「ｂ」に接続される。バルブ開口ルーチン５８の以下の記載において、用語Ｋａはノード「ａ」（例えば、駆動伸張モードのＫｓａ）に接続された活性バルブの個別コンダクタンス係数と称し、Ｋｂはノード「ｂ」（例えば、駆動伸張モードのＫｂｔ）に接続された活性バルブのバルブ係数である。等価コンダクタンス係数Ｋｅｑは下記式に従って個別コンダクタンス係数Ｋａおよびｋｂに関連する。
2004272873.tif 000004
【００３８】
各個別バルブコンダクタンス係数の式を再配置することにより、以下の式を生じる。
2004272873.tif 000005
2004272873.tif 000006
【００３９】
明らかであるように、等価コンダクタンス係数Ｋｅｑの任意の値に等しいバルブコンダクタンス係数ＫａおよびＫｂの無数の組合せ数がある。図３はＫａとＫｂ間の関係を図示し、各実線はＫｅｑの定数を表す。
【００４０】
しかしながら、油圧システムに使用される実際の電磁油圧比例バルブが完全でないことを認識して、ＫａおよびＫｂの値の設定での誤りは必然的に生じ、ピストンロッド４５の制御された速度の誤差になる。従って、Ｋｅｑが速度ｘに比例するので等価コンダクタンス係数Ｋｅｑの誤差が最小化するＫａおよびＫｂの値を選択することが望まれる。ＫａおよびＫｂに対するＫｅｑの感度はベクトル微分計算で与えらるようにＫｅｑの勾配の大きさをとることにより計算される。Ｋｅｑの勾配の大きさは以下の式により求めされる。
2004272873.tif 000007
【００４１】
バルブ係数ＫａおよびＫｂに対する結果として得られたＫｅｑの２次元感度の等高点は谷部を有し、感度は谷部の低部でＫａおよびＫｂの値で最小になる。感度の谷部の低部のラインが以下の式により示される。
Ｋａ＝μＫｂ    （９）
ここで、μはラインの勾配である。このラインは命令速度を達成するためにＫａとＫｂ間の最適または好適値コンダクタンス係数の関係に相当する。この勾配はシリンダ面積比Ｒの関数であり、式μ＝Ｒ3/4に従って任意のシリンダ設計のために求められる。例えば、この関係は１．５６２５のシリンダ面積比のＫａ＝１．４０Ｋｂになる。図３のＫｅｑ曲線上の式（９）により与えられるラインのプロット（破線７０）を重ねることにより最小の係数感度ラインがすべての定数Ｋｅｑラインと交差することを明らかにしている。
【００４２】
上記式（６）および（７）の他に、任意の油圧システム機能の勾配定数μの値を知ることにより、個別バルブ係数は下記式に従って等価コンダクタンス係数に関係する。
2004272873.tif 000008
【００４３】
したがって、式（６）、（７）、（１０）および（１１）の２つは現在の計量モードの活性バルブのバルブ係数を決定するために解かれる
【００４４】
駆動伸張モードで動作する機能２０の特定の例に戻ると、第２および第３電磁油圧比例バルブ２２および２３のバルブ係数ＫｓｂおよびＫａｔはこれらのバルブが閉じられるにつれて零に設定される。活性第１および第３油圧バルブ２１および２４の個別コンダクタンス係数ＫｓａおよびＫｂｔは一般式（６）、（７）、（９）、（１０）および（１１）の以下の特定の適用により規定される。
2004272873.tif 000009
【００４５】
最小の感度の範囲でバルブ類を動作させるため、両式（１５）および（１６）が解かれるか、または式（１６）が解かれ、得られたバルブ係数は他のバルブ係数を導出するために式（１４）に使用される。他の状態において、バルブ係数は式（１２）または（１３）を使用して導出される。例えば、１つのバルブ係数の値が選択され且つ、対応する式（１２）または（１３）が他のバルブ係数を導出するために使用される。
【００４６】
バルブ開口ルーチン５８により計算されたバルブ係数Ｋｓａ、Ｋｓｂ、ＫａｔおよびＫｂｔの得られた組が機能制御装置４４によりバルブドライバ６０に供給される。バルブドライバ６０は、ピストンロッド４５の所望の速度を達成するために適切な量により第１および第４電磁油圧比例バルブ２１と２４を開口するため、これらの係数を対応する電流に変換する。
【００４７】
バルブ係数の対応する電流への変換は使用される作動油の種類の特性に暗に依存している。従って、異なるタイプの作動油を使用するために必要になる変換に使用される表は変更される。
【００４８】
駆動後退モード
ピストンロッド４５は供給ライン１４からロッド室２７に加圧作動液を加え、且つヘッド室２６からタンク戻りライン１８に流体を排出することによりシリンダ１６内に後退する。この計量モードは「駆動後退モード」と称される。一般に、このモードはピストン２８に作用する力が正であるとき利用され、作用はピストンロッド４５を後退させるため力に抗して実行される。この動きを発生するために、第２および第３電磁油圧バルブ２２および２３が開口され、他の対の電磁油圧比例バルブ２１および２４は閉じられたままとなる。
【００４９】
ロッドの後退速度は対応するバルブコンダクタンス係数ＫｓｂおよびＫａｔにより決定されるように第２および第３電磁油圧比例バルブ２２および２３を流れる流体を計量することにより制御される。この制御プロセスは駆動伸張モードに関して記載されたものと同様である。まず、機能制御装置４４は下記式に従って等価コンダクタンス係数（Ｋｅｑ）を計算するためにルーチン５６を使用する。
2004272873.tif 000010
【００５０】
ピストンロッド４５の動きを発生するために要求される駆動圧力Ｐｅｑは下記式により求められる。
Ｐｅｑ＝Ｒ（Ｐａ−Ｐｒ）＋（Ｐｓ−Ｐｂ）    （１８）
【００５１】
もし駆動圧力が正であれば、ピストンロッド４５は第２および第３電磁油圧比例バルブ２２および２３が開口される場合後退する。もし駆動圧力が正でないと、供給圧力Ｐｓが正の駆動圧力Ｐｅｑを発生するために増加するまで、第２および第３バルブ２２および２３は誤った方向の動きを回避するため閉鎖された状態を維持しなければならない。
【００５２】
一般式（６）、（７）、（９）、（１０）および（１１）の具体的な変形例は以下の式により与えられる。
2004272873.tif 000011
【００５３】
したがって、活性第２および第３電磁油圧比例バルブ２２および２３のバルブコンダクタンス係数ＫｓｂおよびＫａｔは式（１９）−（２３）から導出される。最小感度の範囲においてバルブを動作させるため、両式（２２）および（２３）が解かれ、または式（２３）が解かれ、得られたバルブ係数は他のバルブ係数を導出するために式（２１）に使用される。他の状況において、バルブ係数は式（１９）および（２０）を使用して導出される。例えば、１つのバルブ係数の値が選択され、対応する式（１９）または（２０）が他のバルブ係数を導出するために使用される。閉じられた第１および第４電磁油圧比例バルブ２１および２４のバルブコンダクタンス係数ＫｓａとＫｂｔはゼロに設定される。得られた４個のバルブ係数の組は機能制御装置４４によりバルブドライバ６０に供給される。
【００５４】
高側再生モード
駆動伸張および後退モードの変形例として、機能部２０は１つのシリンダ室から排出される流体が他のシリンダ室を満たすためにバルブアセンブリ２５を介して帰還される再生モードで動作可能である。「高側再生モード」において、流体が供給ラインノード「ｓ」を介してシリンダ室２６と２７間に流れる。
【００５５】
高側再生モードがピストンロッド４５を伸張するために使用される場合、より少ない流体量がより大きなヘッド室２６を駆動するために要求されるよりロッド室２７から排出される。追加の流体は流体をロッド室２７から補完するため供給ライン１４から機能部に供給される。このように、ポンプ１２は前述の駆動伸張モードに比べある場合に高再生モードをより有効にする機能部２０に比較的少ない追加流体量を供給しなければならない。
【００５６】
ロッドの伸張速度は第１および第２電磁油圧比例バルブ２１および２２を流れる流量を計量することにより制御される。これらのバルブのバルブコンダクタンス係数ＫｓａおよびＫｓｂの組み合わされた設定は供給ライン１４の圧力Ｐｓと投下力（Ｆｘ）を与えられるピストンロッド４５の速度に影響を与える。これらのバルブコンダクタンス係数は下記の式に従って等価コンダクタンス係数（Ｋｅｑ）を最初に計算することにより機能制御装置４４により導出される。
2004272873.tif 000012
【００５７】
Ｋｅｑが命令された速度に比例し、リニアであることに注目すべきである。
【００５８】
ピストンロッド４５の動きを発生させるために要求される駆動圧力Ｐｅｑは以下の式により与えられる。
Ｐｅｑ＝Ｒ（Ｐｓ−Ｐａ）＋（Ｐｂ−Ｐｓ）    （２５）
【００５９】
もし駆動圧力が正であれば、第１および第２電磁油圧比例バルブ２１および２２は供給圧力Ｐｓが正の駆動圧力Ｐｅｑを発生するために増加するまで、誤った方向の動きを回避するために閉鎖を維持されなければならない。すべての計量ノードにおいて、従来の油圧システムで一般に実施されているように移動のためのシリンダ流入圧力が正しい方向に生じる供給圧力を常により大きくする必要がない。アセンブリ２５の全てのバルブ２１−２４は負の駆動圧力が存在する場合閉鎖を維持される。
【００６０】
高側再生モードの一般式（６）、（７）、（９）、（１０）および（１１）の具体的な変形例は下記式により求められる。
2004272873.tif 000013
活性第１および第２電磁油圧比例バルブ２１および２２のバルブコンダクタンス係数ＫｓａおよびＫｓｂは式（２６）−（３０）から導出される。最小感度の範囲内でバルブを動作させるため、式（２９）および（３０）が解かれるか、式（３０）が解かれる。得られたバルブ係数は他のバルブ係数を導出するため式（２８）に使用される。他の状況において、バルブ係数は式（２６）または（２７）を使用して導出される。例えば、１つのバルブ係数の値が選択され、対応する式（２６）および（２７）が他のバルブ係数を導出するために使用される。閉鎖された第３および第４電磁油圧比例バルブ２３および２４のバルブコンダクタンス係数ＫａｔおよびＫｂｔはゼロに設定される。得られるバルブ係数は機能制御装置４４によりバルブドライバ６０に供給される。
【００６１】
低側再生モード
典型的な機械油圧機能部２０は１つのシリンダ室から排出される流体が他のシリンダ室を満たすためバルブアセンブリ２５のノード「ｔ」を介して帰還される低側再生モードで動作可能である。この低側再生モードはピストンロッド４５を伸張または後退させるために使用され、外力が所望の動きと同一の方向である場合一般的に使用される。低側再生モードは供給ライン１４から直接供給される流体を要求しないが、ロッド室２７から得られるヘッド室２６を上に満たすために要求されるどのような追加流体もタンク戻りライン１８を介して他の機能部１１から排出されるかまたはアンローダバルブ１７を介して流れる流体から供給される。
【００６２】
ロッドの速度は第３および第４電磁油圧比例バルブ２３および２４を介して流体を計量することにより制御される。これらのバルブの組み合わされたバルブコンダクタンス係数ＫａｔおよびＫｂｔはビストンロッド４５の得られた速度、戻りライン１８の任意の圧力Ｐｒおよび等価力（Ｆｘ）に影響を与える。これらのバルブコンダクタンス係数は下記式の一つに従って、所望のピストンロッドの動きの方向ｘに依存して、等価コンダクタンス係数（Ｋｅｑ）を最初に計算することにより機能制御装置４４により導出される。
2004272873.tif 000014
【００６３】
ピストンロッド４５の動きを発生するために要求される駆動圧力Ｐｅｑは以下により求められる。
2004272873.tif 000015
【００６４】
どの場合も、もし駆動圧力が正でなければ、第３および第４電磁油圧比例バルブ２３および２４は、戻りライン圧力Ｐｒが正の駆動圧力Ｐｅｑを発生するために調整されるまで、誤った方向の動きを回避するため閉鎖状態を維持しなければならない。
【００６５】
低側再生モードの一般式（６）、（７）、（９）、（１０）および（１１）の特定の形態は下記式により与えられる。
2004272873.tif 000016
【００６６】
活性第３および第４電磁油圧比例バルブ２３および２４のバルブコンダクタンス係数ＫａｔおよびＫｂｔは式（３３）−（３７）から導出される。最小の感度範囲においてバルブを動作させるため、式（３６）および（３７）が解かれ、または式（３７）が解かれ、得られたバルブ係数は他のバルブ係数を導出するため式（３５）に使用される。他の状況において、バルブ係数は式（３３）または（３４）を使用して導出される。例えば、１つの計数の値は選択され、対応する式（３３）および（３４）は他のバルブ係数を導出するために使用される。閉鎖された第１および第２電磁油圧比例バルブ２１および２２のバルブコンダクタンス係数ＫｓａおよびＫｓｂはゼロに設定される。得られるバルブ係数は機能制御装置４４によりバルブドライバ６０に供給される。
【００６７】
圧力制御
命令された速度ｘを達成するために、圧力制御装置４８は機能部２０内のシリンダ１６の流体供給条件と機械の他の油圧機能に合う供給ライン１４の圧力レベルを発生させるためアンローダバルブ１７を動作させなければならない。この目的のために、システム制御装置４６は機械の各機能の個別のポンプ供給圧力設定値を決定する設定値ルーチン６２を実行する。供給圧力設定値（Ｐｓ設定値）は以下の選択された計量モードに依存する以下の式のうちの１つにより導出される。
2004272873.tif 000017
【００６８】
この計算は機能制御装置４４から得られる等価コンダクタンス係数Ｋｅｑの値を必要とし、またはもし計算容量がシステム制御装置４６にある場合制御装置はこの値を独立に計算する。システム制御装置４６が等価コンダクタンス係数Ｋｅｑを独立に計算するのを可能にするため、式（１）、（１７）および（２４）の全ての項の値が得られることに注意するべきである。実施において、電磁油圧比例バルブがより制御可能であるようにこれらの式（３８）−（４０）により計算される圧力よりより大きな供給側圧力を要求すること、およびライン損失を考慮することが望まれる。しかしながら、必要以上に大きな供給圧力はシステムの効率を低下させる。
【００６９】
この圧力制御方法の非直感的な結果は供給圧力設定値が流体が流れるシリンダ室の圧力以下であることである。いくつかの状況において、各シリンダ室圧力ＰａおよびＰｂは捕捉された圧力に起因して高く、ピストンロッドに作用する等価力Ｆｘは比較的低くまたはゼロである。このような条件で、ピストンの所望の動きは比較的低圧で流体をシリンダに供給することにより生じる。
【００７０】
例えば、駆動伸張モードにおいて、ヘッド室圧力Ｐａが１００バールであり、ロッド室圧力Ｐｂが２００バールであり、戻りライン圧力Ｐｒがほぼゼロバールであり、ロッド室のピストン面積Ａｂが１であり、シリンダ面積比（Ｒ）が２であると仮定する。式（３）により与えられるようにピストンロッド４５に作用する等価力ＦｘはＦｘ＝１（−２（１００）＋２００）＝０である。式（３８）の等号の右側の第２項および第３項がゼロに合計されることに注目すべきである。この場合、供給圧力はゼロ速度でほとんど必要とされず、ヘッド室２６に供給される流体の圧力はヘッド室圧力（１００バール）以下であり、ロッドはさらにシリンダから伸張する。従来の油圧システムにおいて、機能部が活性である場合供給ライン圧力はシリンダ流入圧力以上の少なくとも所定の最小レベル（例えば２０バール）に常に設定される。この制御制限は説明された計量モードのいずれかの本発明の圧力制御方法に従って必要とされない。
【００７１】
駆動伸張、駆動後退、および高側再生モードは流体を戻りライン１８から引き出さないので、これらのモードの機能部の圧力設定値（Ｐｒ設定値）は最小圧力に相当する値に設定される。
【００７２】
低側再生モードにおいて、油圧機能は戻りライン１８から要求された流体を引き出す。従って、戻りライン１８の圧力設定値（Ｐｒ設定値）は以下の式に従って導出されなければならない。
2004272873.tif 000018
【００７３】
流体が低側再生モードで機械機能部２０により供給ラインから引き出されないので、供給圧力設定値（Ｐｓ設定値）は最小圧力値に設定される。
【００７４】
同様に、システム制御装置４６は油圧システム１０の他の活性機能部の各々の供給および戻りライン圧力設定値を計算する。これらの各機能設定値から、システム制御装置４６は最大値を有する供給ライン圧力設定値および最大値を有する戻りライン圧力設定値を選択する。これらの選択された最大値は命令された供給および戻りライン圧力設定値として圧力制御装置４８に送信される。
【００７５】
圧力制御装置４８は、供給ライン１４の設定値圧力を発生するためアンローダバルブ１７を制御する場合、供給ライン圧力設定値（Ｐｓ設定値）を使用する。代案として、可変容量型ポンプが採用される場合、圧力設定値はポンプを制御するために使用され、所望の出力圧力が発生する。
【００７６】
圧力制御ルーチン６４は、戻りライン圧力設定値（Ｐｒ設定値）により示されるように、タンク戻りライン１８の所望の圧力を達成するためにタンク制御バルブ１９を動作させる。具体的には、圧力制御ルーチン６４はタンク戻りライン１８の圧力を増加させるために必要であるようにタンク１５に流れる流体を制限するためタンク制御バルブ１９の閉鎖を制御する。タンク１５に流れる流体の制限は、油圧システム１０の機能部の１つが低側再生モードで伸張している時、タンク戻りライン内の圧力を増加するために使用される。タンク制御バルブ１９を介してタンクに流れる流体の制限がタンク戻りライン１８内の必要な圧力を増大させるためには不充分である場合、圧力レベルを要求する機能部は所望の速度以下の速度で動作するか、または所望の圧力が達成されるまでまったく動作しない。
【００７７】
以上の説明は主に本発明の好ましい実施例に向けられた。本発明の範囲内で種々の変形に注意が引かれたが、この分野の当業者が本発明の実施例の開示から明らかである追加の変形例を認識するであろうことが予期される。従って、本発明の範囲は特許請求の範囲から決定されるべきで、上記実施例により限定されるものでない。
【図面の簡単な説明】
【００７８】
【図１】図１は本発明を実施している典型的な油圧システムの概略図である。
【図２】図２は油圧システムための制御図である。
【図３】図３は油圧システム内の各バルブのコンダクタンス係数ＫａとＫｂ間の関係を示し、各実線は等価コンダクタンス係数Ｋｅｑを示している。
【符号の説明】
【００７９】
１０    油圧システム
１２    容積式ポンプ
１４    供給ライン
１５    タンク
１６    シリンダ
１７    アンローダバルブ
１８    タンク戻りライン
１９    タンク制御バルブ
２０    機能部
２１、２２、２３、２４    電磁油圧比例バルブ
２５    バルブアセンブリ
２６    シリンダヘッド室
２７    シリンダロッド室
３０    第１油圧導管
３６、３８、４０、４２、４９、５１、５３    圧力センサー
４４、４６、４８    制御装置
４５    ピストンロッド
４７    ジョイスティック
５０    マッピングルーチン
５２    流量割当てソフトウエア
５４    計量モード選択ルーチン
５５    通信ネットワーク
５６、５８    ルーチン
６０    バルブドライバ
６４    圧力制御ルーチン
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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