(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
リフトコマンドを示す第１の制御信号（２２）を出力するリフト回路（２６）と、
チルトコマンドを示す第２の制御信号（２４）を出力するチルト回路（２８）と、
前記リフト回路（２６）および前記チルト回路（２８）のそれぞれに対するポンプからシリンダへの流体の流れを制御する第１および第２のバルブ（１１６ａ／１１６ｂ，１１６ｃ／１１６ｄ）と、
前記第１の制御信号（２２）および前記第２の制御信号（２４）を受け取り、前記第１の制御信号（２２）および前記第２の制御信号（２４）のうち小さい方を選択し、前記リフト回路に対する前記選択された制御信号に応じて前記第１のバルブ（１１６ａ／１１６ｂ）を制御することによりポンプからシリンダへの流体の流れの流量を絞ってチルトを優先する、リミッタ・モジュール（６８）と、
を備えているチルト優先機構を有する制御システム（１０）。
【請求項２】
前記第１の制御信号（２２）により制御されて前記リフト回路（２６）からの前記シリンダからタンクへの流体の流れを制御する第３のバルブ（１１６ｅ／１１６ｆ）を含んでいる、請求項１記載の制御システム。
【請求項３】
前記第１、第２および第３のバルブは２位置独立動作可能ソレノイド変位制御流量メータリング用バルブである、請求項２記載の制御システム。
【請求項４】
リフト回路（２６）であって該リフト回路に対するポンプからシリンダへの流れを制御する制御バルブ（１１６ａ／１１６ｂ）を備えたものと、チルト回路（２８）であって該チルト回路に対するポンプからシリンダへの流れを制御する制御バルブ（１１６ｃ／１１６ｄ）を備えたものとを有する制御システム（１０）内でチルトを優先する方法であって、前記方法は、
前記リフト回路の動作のための入力制御信号を検知し、
前記チルト回路の動作のための入力制御信号を検知し、
検知された制御信号を比較し、
より低い値を持つ制御信号を選択し、
前記より低い値の選択された制御信号に応答して前記リフト回路の制御バルブを制御して、前記リフト回路の制御バルブを介するポンプからシリンダへの流体の流れの流量を絞る、
というステップを備える、
制御システム内でチルトを優先する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は機械の装具のためのチルト優先機構を有する制御システム及びチルトを優先する方法に関し、より特定的には、チルト・コマンドが増大するとポンプからシリンダへのリフト・アクチュエータに向かう流量を絞る（メータリングする）制御システムに関する。
【０００２】
【従来の技術】
バケットのような、機械の装具を制御するために典型的に使用される制御システムは、その装具のリフト回路とチルト回路の間の相対的な流量を制御するために直列バイパスを利用している。リフト回路への流量の一部は、リフトとチルトの両方が命令されると、チルト回路に向けられる。チルトが命令されると、リフト回路への液体流量をメータリングすることにより、チルト優先が流体力学的に扱われる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
共通のソース圧力からすべてのバルブに流れを与えるシステムが使用される場合に、チルト優先は流体力学的には得られず、異なる方法で提供されなければならないという問題がある。
本発明は上記の問題を解決することを意図している。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
本発明の１つの態様においては、制御システムは、リフトコマンドを示す第１の制御信号を出力するリフト回路と、チルトコマンドを示す第２の制御信号を出力するチルト回路とを含んでいる。第１および第２のバルブが使用されて、リフト回路および記チルト回路のそれぞれに対するポンプからシリンダへの流体の流れを制御する。リミッタ・モジュールは第１および第２の制御信号を受け取り、第１および第２の制御信号のうち小さい方を選択してリフト回路に対する選択された制御信号に応じて第１のバルブを制御することによりポンプからシリンダへの流体の流れの流量を絞って、チルトを優先する。
【０００５】
本発明の他の態様においては、リフト回路の動作のための入力制御信号を検知し、チルト回路の動作のための入力制御信号を検知し、検知された制御信号を比較し、より低い値を持つ制御信号を選択し、より低い値の選択された信号に応答してリフト回路の制御バルブを制御して、リフト回路の制御バルブを介するポンプからシリンダへの流体の流れの流量を絞る、制御システム内でチルトを優先する方法が提供される。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は、例えばホイール・ローダ（図示せず）のバケットといった機械の装具(implements)を制御するための制御システム１０を示すブロック図である。この制御システム１０は、オペレータ入力制御部１２と、電子的制御部１４と、流体制御部１６とを含んでいる。
【０００７】
オペレータ入力制御部１２は、機械の装具を上げ下げするための第１の装具レバー１８と、装具の積み上げ（rackback) および積み下ろし(dump)を制御するための第２の装具レバー２０とを含んでいる。第１の装具レバー１８の移動により、電子的制御部１４に送られる電気的制御信号２２が生成される。第２の装具レバー２０の移動により、やはり電子的制御部１４に送られる電気的制御信号２４が生成される。装具レバー１８および２０が装具を持ち上げて積み上げるときは、制御信号２２および２４は正である。装具レバー１８および２０が下方に移動するか又は装具を積み下ろすときは、制御信号２２および２４は負である。
【０００８】
電子的制御部１４は、流体制御部１６を制御するための、マイクロプロセッサ２５又は他の適切なシステムでよい。電子的制御部１４は装具の持ち上げ／持ち下げのためのリフト回路２６と、装具を積み上げ／積み下げするためのチルト回路２８とを含んでいる。第１のレバー１８からの制御信号２２は、リフト回路２６内の圧力マップ３０、フロート・ロジック・マップ３２およびモジュレーション・マップ３４に送られる。第２のレバー２０からの制御信号２４は、チルト回路２８内の圧力マップ３６、圧力マップ３８およびモジュレーション・マップ４０に送られる。マップ３０〜４０はオペレータ入力信号２２および２４を、例えば１つの要求が複数の所望の装具速度信号４２、４４および４６であり、第２の要求が複数の所望の圧力信号４８、５０および５２であるように、２つの別々の要求に分離する。マップ３０〜４０は、オペレータ入力信号２２および２４を受け取って、所望の装具速度信号又はポンプ圧力に変換し、その信号を第２の複数のマップ５３に送る、ルックアップ・テーブルの形態をしている。
【０００９】
第２の複数のマップ５３は、所望の要求に合致するために何が駆動されるべきかを決定する。第２の複数のマップ５３は、圧力マップおよび流量モジュレーション・マップ５４〜６２の組合せを含んでいる。圧力マップ５４は入力信号４８を受け取って、どのコマンドが必要かを決定し、信号６６を後により詳細に記載するリミッタ・モジュール６８に送る。リミッタ・モジュール６８は信号７２２をスイッチ７４およびスイッチ７５に送る。流量モジュレーション・マップ５６は入力信号４４を受け取り、信号７６をスイッチ７８およびスイッチ７９に送る。信号４４は又、スイッチ７４、７５、７８および７９の位置を制御するために使用される。信号４２はフロート制御スイッチ８０の位置を制御するために使用される。信号５０および５２は選択モジュール８２に送られ、その選択モジュール８２は２つの信号５０および５２のうちの大きい方を選択し、選択信号８４をマップ５８に送る。マップ５８は信号８５をアクチュエータ８６に送る。流量モジュレーション・マップ６０および６２は入力信号４６を受け取る。マップ６０は信号８７をスイッチ８８およびスイッチ８９に送る。マップ６２は信号９０をスイッチ９１およびスイッチ９２に送る。信号４６は又、スイッチ８８、８９、９１および９２の位置を制御するために使用される。スイッチは、正の信号を受け取ると、スイッチ７５、７９、８９および９２がそれぞれの信号に接続され、他のスイッチ７４、７８、８８および９１がグランド９３に接続されるように構成されている。スイッチ７４、７５、７８、７９、８８、８９、９１、および９２はそれぞれのアクチュエータ９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、および１０１に接続可能である。
【００１０】
リミッタ・モジュール６８はマップ５４から信号６６を受け取り、マップ５６から信号７６を受け取る。リミッタ・モジュール６８は、信号６６および７６から低い方の値を持つ信号を選択し、信号７２をスイッチ７４および７５に送る。バルブ１１６ａおよび１１６ｂを通る流量をメータリングすることによりチルトが優先される。チルト・コマンドが増大すると、ポンプからシリンダへの流量は減少してシリンダの移動を制限する。シリンダからタンクへの流量は、リフト回路へのコマンドにより制御される。ポンプからシリンダへの流量はチルト回路へのコマンドにより制御される。リミッタ・モジュール６８はポンプからシリンダへの流量をメータリングしてチルトを優先する。
【００１１】
流体制御部１６は供給ポンプ１１０を含んでいる。ライン１１２は供給ポンプ１１０をバイパス・バルブ１１４に接続している。アクチュエータ８６からの信号１１３は、流体制御部１６内の圧力を制御するためのバイパス・バルブ１１４に接続される。ライン１１２は又、供給ポンプ１１０を、複数の独立に動作可能なソレノイド変位制御流量メータリング用スプール・バルブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃおよび１１６ｄに接続している。バルブ１１６ａは流体アクチュエータ１２０のロッド・エンド・チャンバ１１８に接続されており、バルブ１１６ｂは流体リフト・アクチュエータ１２０のヘッド・エンド・チャンバ１２２に接続されている。バルブ１１６ｃは流体チルト・アクチュエータ１２６のロッド・エンド・チャンバ１２４に接続されており、バルブ１１６ｄは流体アクチュエータ１２６のヘッド・エンド・チャンバ１２８に接続されている。他の複数の独立に動作可能なソレノイド変位制御流量メータリング用スプール・バルブ１１６ｅ、１１６ｆ、１１６ｇ、および１１６ｈは流体アクチュエータ１２０、１２６およびタンク１２９の間に配置されている。バルブ１１６ｅは流体アクチュエータ１２０のヘッド・エンド・チャンバ１２２に接続されており、バルブ１１６ｆは流体アクチュエータ１２０のロッド・エンド・チャンバ１１８に接続されている。バルブ１１６ｇは流体アクチュエータ１２６のヘッド・エンド・チャンバ１２８に接続されており、バルブ１１６ｈは流体アクチュエータ１２６のロッド・エンド・チャンバ２４８に接続されている。スプール・バルブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄはポンプからシリンダへの駆動中のチャンバに対する流体流量を制御し、スプール・バルブ１１６ｅ、１１６ｆ、１１６ｇ、１１６ｈはシリンダからタンクへの駆動中のチャンバからタンクへの流体流量を制御する。スプール・バルブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ、１１６ｅ、１１６ｆ、１１６ｇ、１１６ｈの各々はそれぞれのアクチュエータ９４、９５、９６、９７、９８、９９、１００、１０１に接続されている。スプール・バルブ１１６ｆはフロート・スイッチ８０によりアクチュエータ９７に接続可能である。バルブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｅ、１１６ｆは装具を持ち上げるために油圧アクチュエータ１２０を働かせる(extend する) ように制御され、装具を持ち下げるためにアクチュエータ１２０を解除(retract) するように制御される。バルブ１１６ｃ、１１６ｄ、１１６ｇ、１１６ｈは装具の積み上げのためにアクチュエータ１２６を解除するように制御され、装具を積み下ろすためにアクチュエータ１２６を働かせるように制御される。
【００１２】
スプール・バルブ１１６ａ、１１６ｂ、１１６ｃ、１１６ｄ、１１６ｅ、１１６ｆ、１１６ｇ、１１６ｈの各々は、スプール・バルブ１１６ａのみを詳細に記載するが、スプール・バルブのすべての要素に共通の参照番号に適当な文字とそれに続く適当な文字を付してあり、実質的に同等である。スプール・バルブの各々は、対向する端部１３２ａおよび１３４ａを有するソレノイド駆動されるバルブ・スプール１３０ａを含んでいる。端部１３２ａ上のソレノイド１３６ａは９４のようなそれぞれのアクチュエータに接続されている。スプリング１３８ａがソレノイド１３６ａに対向する端部１３４ａに配置されている。このスプリング１３８ａは通常はバルブ・スプール１３０ａを中立即ち非励起位置にバイアスする。スプール・バルブは、制御レバー１８および２０が中央にあるときの中立位置において示されている。
【００１３】
本発明の利用において、制御システム１０の電子的制御部１４は、機械の装具を制御するために流体部１６において必要な運動を規定する。電子的制御部１４はリフト回路２６とチルト回路２８を含んでいる。
アクチュエータ１２０を働かせて装具を持ち上げるためには、制御レバー１８が動かされて信号２２が電子的制御部１４のリフト回路２６に送られる。装具を傾けるためには、制御レバー２０が動かされて信号２４が電子的制御部１４のチルト回路２８に送られる。リミッタ・モジュール６８はチルトが駆動されると信号６６をチルト回路２８から受け取り、リフトが駆動されると信号７６をリフト回路２６から受け取る。リミッタ・モジュール６８は２つの信号６６および７６を比較し、より小さい値を持つ信号を選択する。選択された信号７２は、スイッチ７４および７５の位置に依存して、アクチュエータ７４および７５の１つに送られる。アクチュエータはそれぞれのバルブを制御する。バルブはポンプからシリンダへの流体の流れをメータリングしてシリンダの移動を制限する。ポンプからシリンダへのメータリングにより、チルトがリフトよりも優先されることが確実化される。
【００１４】
以上の記載から、制御システムはチルト回路が駆動されるとポンプからシリンダへの流体流量をメータリングすることが明らかである。制御システムは信号を変形してチルトが命令されるとチルトが優先される。
本発明の他の態様、目的および利益は、図面と開示内容と特許請求の範囲から得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の概略的流れ図および流体システムを示す図である。
【符号の説明】
１０…制御システム
２６…リフト回路
２８…チルト回路
６６…チルト回路からの信号
６８…リミッタ・モジュール
７６…リフト回路からの信号
１１６ａ〜１１６ｈ…ソレノイド変位制御メータリング・スプール・バルブ
１２９…タンク
【図１】
0003958408.tif 000002