冲程检测装置、冲程检测方法、冲程检测系统、操作杆单元以及操作杆用冲程检测系统的制作方法_3

文档序号:8417312阅读:来源:国知局
49]图中没有明确示出,不过磁场检测传感器71构成为例如具备2个霍尔元件作为一个检测单位,检测第一方向的磁场的大小和与其正交的第二方向的磁场的大小,并且将与基于这2个方向的磁场大小计算出的磁场朝向对应的电信号作为检测结果输出。在本实施方式中,如图3-1所示,在以支承轴21为中心的圆周上相邻的磁铁70的相互之间的位置,分别设置有磁场检测传感器71。更具体而言,如图1和图2所示,4个磁场检测传感器71以安装在共用基板72上的状态安装于装置主体10的上部主体部件12。各个磁场检测传感器71在圆周上相邻的2个磁铁70的相互之间,输出与磁场朝向对应的电信号。在本实施方式中,磁场检测传感器71构成为输出基于中立位置的差分电压作为检测信号。图中没有明确示出,不过在基板72构成有输入输出电路,其能够与各个磁场检测传感器71检测出的磁场的朝向对应地分别输出电信号。此外,下面记载的电压的具体数值是基于上述的中立位置的差分电压。
[0050]预先对安装于装置主体10的4个磁场检测传感器71进行调整使其都具有相同的特性。具体进行说明,如图3-1和图3-2示意性示出的那样,被输出的电信号在如下情况成为最大值(1.5V):在从装置主体10的下方观察活塞40和磁场检测传感器71的配置的情况下,沿着圆周方向按一个方向例如按顺时针方向配置在上游侧的活塞40位于中立位置,并且配置在下游侧的活塞40进行最大量冲程的冲程运动。反过来,被输出的电信号在如下情况成为最小值(一 1.5V):配置在下游侧的活塞40位于中立位置,并且配置在上游侧的活塞40进行最大量冲程的冲程运动。电信号的最大值(1.5V)和最小值(一 1.5V)在所有的磁场检测传感器71都是相同的。
[0051](输入信号处理部的结构)
[0052]图4是示出了在操作杆用冲程检测系统中从4个磁场检测传感器71输出的电信号的处理系统的框图。如图4所示,在操作杆单元Ul中设置有输入信号处理部(输入信号处理单元)100。从4个磁场检测传感器71分别通过单独的信号线向输入信号处理部100提供电信号。在从4个磁场检测传感器71接收了电信号的输入信号处理部100中进行如下处理:将在装置主体10的圆周上相邻的磁场检测传感器71的电信号相加从而取得4个相加结果,将其作为检测信号输出到外部。
[0053](异常判定装置的结构)
[0054]在应用上述的操作杆单元Ul的作业机械中,在用于控制液压作业机200的驱动的车身侧控制器Cl设置有异常判定装置101。异常判定装置101实施如下处理:在输入信号处理部100输出的4个相加结果中进一步将互为对角的磁场检测传感器的相加结果相加来计算它们的和,并且判断计算出的和是否是设定值(0V)。在4个相加结果中进一步将互为对角的磁场检测传感器71的相加结果相加所得到的和是设定值(OV)的情况下,异常判定装置101判断为无异常。在异常判定装置101判断为无异常的情况下,从车身侧控制器Cl向EPC阀201输出与操作杆20的操作状态对应的检测信号。而在相加所得到的和不是设定值(OV)的情况下,异常判定装置101判断为有异常。在异常判定装置101判断为有异常的情况下,弃除从输入信号处理部100输出的相加结果,而另一方面生成故障信号并将其输出到作业机械的监视器202。由此,能够检测出操作杆20的各磁力检测单元71和信号线是否发生了异常。
[0055](操作杆单元的动作)
[0056]如图1所示,在如上所述构成的操作杆单元Ul中,在没有操作力施加于操作杆20的情况下,操作力弹簧62的作用力经由活塞40均等地施加于凸轮板23,操作杆20配置成直立姿势。
[0057]在该状态下,滑阀50的连通孔52都仅在活塞孔30的套筒滑动部32中开口,与泵口 35不连通。因此,不会从活塞孔30的先导输出部34供给作为先导液压的油。
[0058]另一方面,当使操作杆20相对于装置主体10向任意方向倾斜时,活塞40根据操作杆20的倾斜方向和操作力的大小相对于装置主体10进行冲程运动。S卩,如图2所示,当使操作杆20倾斜时,经由凸轮板23将活塞40压向下方。如果施加于活塞40的按压力超过操作力弹簧62的作用力,则活塞40相对于装置主体10进行冲程运动。活塞40的冲程量与使操作杆20倾斜时的操作力对应。活塞40的最大冲程量是使套筒部42的下端与套筒滑动部32的内底面抵接的冲程量。如果去除操作杆20的操作力,则活塞40在操作力弹簧62的复原力的作用下返回中立位置,操作杆20重新配置成直立姿势。
[0059]对操作杆20由万向接头22支承的操作杆单元Ul来说,在无论使操作杆20向哪个方向倾斜的情况下,都只有I根或2根活塞40进行冲程运动,而其他的活塞40则维持在中立位置的状态。
[0060]当活塞40因操作杆20的倾斜而进行冲程运动时,滑阀50借助环板60和输出压力调整弹簧63向下方进行冲程运动,由此滑阀50的连通孔52与泵口 35连通。其结果,从液压泵供给到泵口 35的油穿过连通孔52被供给到滑阀50的供给通路51,由此从装置主体10的先导输出部34输出先导液压。
[0061]这里,滑阀50向下方的冲程量是被供给到供给通路51的油的压力与位于滑阀50和环板60之间的输出压力调整弹簧63的作用力取得平衡后得到的冲程量。因此,从装置主体10的先导输出部34能够供给压力与操作杆20的操作力和操作方向对应的先导液压。
[0062](操作杆用冲程检测系统的处理)
[0063]在上述的动作期间,与伴随活塞40的冲程运动的磁场朝向的变化对应地,从磁场检测传感器71向输入信号处理部100输出电信号,并且通过异常判定装置101向作业机械的EPC阀201输出与操作杆20的操作力和操作方向对应的检测信号。
[0064]图5至图9示意性地示出了在输入信号处理部100和异常判定装置101中实施的处理的内容。下面,参照这些图,来说明输入信号处理部100和异常判定装置101的处理内容,并且详细说明操作杆用冲程检测系统的特征部分。此外,下面为了便于说明,将4个活塞40配置在时钟的3点、6点、9点、12点的位置上,将配置在3点位置上的活塞40称为#1活塞40、配置在6点位置上的活塞40称为#2活塞40、配置在9点位置上的活塞40称为#3活塞40、配置在12点位置上的活塞40称为#4活塞40。
[0065]此外,将#1活塞40和#2活塞40之间的磁场检测传感器71称为IC12检测传感器71、#2活塞40和#3活塞40之间的磁场检测传感器71称为IC23检测传感器71、#3活塞40和#4活塞40之间的磁场检测传感器71称为IC34检测传感器71、#4活塞40和#1活塞40之间的磁场检测传感器71称为IC41检测传感器71。而且,设连结#1活塞40和#3活塞40之间的方向为左右方向,设连结#4活塞40和#2活塞40之间的方向为前后方向。
[0066]如图5所示,在操作杆20配置成直立姿势的状态下,从全部磁场检测传感器71输出电信号(OV)。
[0067]在输入有电信号的输入信号处理部100中,进行将相邻的磁场检测传感器71的电信号相加来取得4个相加结果的处理,并进行将该相加结果提供给异常判定装置101的处理。在被提供了 4个相加结果的异常判定装置101中,实施从4个相加结果中进一步将互为对角的位置的相加结果相加来计算它们的和的处理。在操作杆20配置成直立姿势的情况下,由于从磁场检测传感器71提供给输入信号处理部100的电信号都是0V,所以4个相加结果也都是0V,位于对角的相加结果的和也是0V。因此,从车身侧控制器Cl向EPC(Electronic Proport1nal Control,电磁比例控制)阀201输出表示全部活塞40都配置在中立位置的状态的信号。其结果,例如操作阀203成为中立位置,维持液压作业机200停止的状态。
[0068]接着,如图6所示,当使操作杆20向时钟的3点方向倾斜、从而仅#1活塞40进行全冲程运动时,从IC12检测传感器71输出(一 1.5V),从IC23检测传感器71输出(OV),从IC34检测传感器71输出(OV),从IC41检测传感器71输出(1.5V)。
[0069]在输入有这些电信号的输入信号处理部100中,分别计算出IC12检测传感器71与IC23检测传感器71的相加结果(
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