JP2003155759A - 建設機械の駆動制御装置 - Google Patents
建設機械の駆動制御装置Info
- Publication number
- JP2003155759A JP2003155759A JP2001357981A JP2001357981A JP2003155759A JP 2003155759 A JP2003155759 A JP 2003155759A JP 2001357981 A JP2001357981 A JP 2001357981A JP 2001357981 A JP2001357981 A JP 2001357981A JP 2003155759 A JP2003155759 A JP 2003155759A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- angle sensor
- load
- controller
- inclination angle
- inclination
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Landscapes
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Component Parts Of Construction Machinery (AREA)
- Jib Cranes (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】建設機械の駆動制御装置において、外部配線を
用いずに低コストで傾斜角センサを取り付けることがで
き、かつ傾斜角センサを防水仕様にする必要が無く、更
に取り付けスペースの制約がある機械であっても容易に
傾斜角センサを取り付けることができるようにする。 【解決手段】コントローラ28は、角度センサ31〜3
3、傾斜角センサ34、圧力センサ35の各信号に基づ
いて作業半径、限界荷重、実荷重、限界荷重に対する実
荷重の比である負荷率の計算、オーバーロードの判定を
行い、その判定結果に応じてブザー36を吹鳴させかつ
アクチュエータの停止指令を電磁比例減圧弁37に出力
する。コントローラ28のケース40内には各種の電子
部品を装着した基板50が配置され、この基板50上に
傾斜角センサ34が例えば半田付けにより装着される。
用いずに低コストで傾斜角センサを取り付けることがで
き、かつ傾斜角センサを防水仕様にする必要が無く、更
に取り付けスペースの制約がある機械であっても容易に
傾斜角センサを取り付けることができるようにする。 【解決手段】コントローラ28は、角度センサ31〜3
3、傾斜角センサ34、圧力センサ35の各信号に基づ
いて作業半径、限界荷重、実荷重、限界荷重に対する実
荷重の比である負荷率の計算、オーバーロードの判定を
行い、その判定結果に応じてブザー36を吹鳴させかつ
アクチュエータの停止指令を電磁比例減圧弁37に出力
する。コントローラ28のケース40内には各種の電子
部品を装着した基板50が配置され、この基板50上に
傾斜角センサ34が例えば半田付けにより装着される。
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は油圧ショベルなどの
建設機械の駆動制御装置に係わり、特に、建設機械本体
の傾きを検出する傾斜センサの信号を用いて演算処理を
行い、所定の制御を行う建設機械の駆動制御装置に関す
る。
建設機械の駆動制御装置に係わり、特に、建設機械本体
の傾きを検出する傾斜センサの信号を用いて演算処理を
行い、所定の制御を行う建設機械の駆動制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】建設機械本体の傾きを検出する傾斜セン
サの信号を用いて演算処理を行い、所定の制御を行う建
設機械の駆動制御装置として、例えば特開平7−180
192号公報に記載の油圧ショベルの転倒防止装置があ
る。この装置は、油圧ショベルにブーム角センサ、アー
ム角センサ、バケット角センサ、上部旋回体の旋回角度
センサ、車体の前後の傾きを検出する傾斜角センサを設
け、これら各角度センサの信号をコントローラに入力
し、コントローラ内で油圧ショベルの静的転倒モーメン
トを演算するとともに、旋回体の旋回の遠心力により生
じる動的転倒モーメント及び旋回体の急停止時に生じる
動的転倒モーメントを演算し、これらを静的転倒モーメ
ントに加算して転倒するか否かの判定を行い、判定条件
が成立すると旋回角速度を制御するものである。傾斜角
センサは上部旋回体の下面に取り付けられたものとして
図示されている。
サの信号を用いて演算処理を行い、所定の制御を行う建
設機械の駆動制御装置として、例えば特開平7−180
192号公報に記載の油圧ショベルの転倒防止装置があ
る。この装置は、油圧ショベルにブーム角センサ、アー
ム角センサ、バケット角センサ、上部旋回体の旋回角度
センサ、車体の前後の傾きを検出する傾斜角センサを設
け、これら各角度センサの信号をコントローラに入力
し、コントローラ内で油圧ショベルの静的転倒モーメン
トを演算するとともに、旋回体の旋回の遠心力により生
じる動的転倒モーメント及び旋回体の急停止時に生じる
動的転倒モーメントを演算し、これらを静的転倒モーメ
ントに加算して転倒するか否かの判定を行い、判定条件
が成立すると旋回角速度を制御するものである。傾斜角
センサは上部旋回体の下面に取り付けられたものとして
図示されている。
【0003】また、油圧ショベルには簡易クレーン機能
を有するものがある。この簡易クレーン機能は、例えば
特開平5−321302号公報に記載のように、コント
ローラにて角度センサの信号に基づきフロント部材の姿
勢に応じた限界荷重を計算し、荷重センサの信号に基づ
き計算した積み荷の荷重が限界荷重に近づくと警報を発
したり、フロント部材の動作を停止させるものである。
を有するものがある。この簡易クレーン機能は、例えば
特開平5−321302号公報に記載のように、コント
ローラにて角度センサの信号に基づきフロント部材の姿
勢に応じた限界荷重を計算し、荷重センサの信号に基づ
き計算した積み荷の荷重が限界荷重に近づくと警報を発
したり、フロント部材の動作を停止させるものである。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来技術には次のような問題がある。
来技術には次のような問題がある。
【0005】特開平7−180192号公報に記載の油
圧ショベルの転倒防止装置では、傾斜角センサは機体
(上部旋回体の下面)に取り付けられている。このた
め、傾斜角センサはコントローラとは外部配線で接続せ
ざるを得ず、部品点数が増加しコスト高となる。また、
配線の引き回しが必要となり、そのためのスペースを確
保する必要がある。また、断線等。故障の原因となる。
更に、このように傾斜角センサを機体に取り付ける場合
は、傾斜角センサは防水仕様にする必要があった。
圧ショベルの転倒防止装置では、傾斜角センサは機体
(上部旋回体の下面)に取り付けられている。このた
め、傾斜角センサはコントローラとは外部配線で接続せ
ざるを得ず、部品点数が増加しコスト高となる。また、
配線の引き回しが必要となり、そのためのスペースを確
保する必要がある。また、断線等。故障の原因となる。
更に、このように傾斜角センサを機体に取り付ける場合
は、傾斜角センサは防水仕様にする必要があった。
【0006】また、油圧ショベルの簡易クレーン機能に
おいては、車体の傾きを検出する傾斜センサを設け、限
界荷重を車体の傾きにより補正することが考えられてお
り。これにより性能の向上が期待される。しかし、小型
油圧ショベル、特にミニショベルに傾斜角センサを取り
付ける場合、取り付けスペースの制約があり、傾斜角セ
ンサを取り付けることができない場合が多かった。
おいては、車体の傾きを検出する傾斜センサを設け、限
界荷重を車体の傾きにより補正することが考えられてお
り。これにより性能の向上が期待される。しかし、小型
油圧ショベル、特にミニショベルに傾斜角センサを取り
付ける場合、取り付けスペースの制約があり、傾斜角セ
ンサを取り付けることができない場合が多かった。
【0007】本発明の目的は、外部配線を用いずに低コ
ストで傾斜角センサを取り付けることができ、かつ傾斜
角センサを防水仕様にする必要が無く、更に取り付けス
ペースの制約がある機械であっても容易に傾斜角センサ
を取り付けることのできる建設機械の駆動制御装置を提
供することである。
ストで傾斜角センサを取り付けることができ、かつ傾斜
角センサを防水仕様にする必要が無く、更に取り付けス
ペースの制約がある機械であっても容易に傾斜角センサ
を取り付けることのできる建設機械の駆動制御装置を提
供することである。
【0008】
【課題を解決するための手段】(1)上記目的を達成す
るために、本発明は、主油圧ポンプから吐出される圧油
によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ア
クチュエータに供給される圧油の流量を制御するコント
ロール弁と、パイロットポンプの吐出圧に基づき操作レ
バーの操作量に応じた操作パイロット圧を出力し前記コ
ントロール弁を切り換え操作する操作手段と、この操作
手段に設けられ、前記操作パイロット圧を補助的に制御
する電磁弁と、建設機械本体の傾きを検出する傾斜角セ
ンサと、この傾斜角センサの信号を入力し、所定の演算
処理を行い前記電磁弁に駆動信号を出力するコントロー
ラとを備え、前記傾斜角センサを前記コントローラの基
板上に装着したものとする。
るために、本発明は、主油圧ポンプから吐出される圧油
によって駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧ア
クチュエータに供給される圧油の流量を制御するコント
ロール弁と、パイロットポンプの吐出圧に基づき操作レ
バーの操作量に応じた操作パイロット圧を出力し前記コ
ントロール弁を切り換え操作する操作手段と、この操作
手段に設けられ、前記操作パイロット圧を補助的に制御
する電磁弁と、建設機械本体の傾きを検出する傾斜角セ
ンサと、この傾斜角センサの信号を入力し、所定の演算
処理を行い前記電磁弁に駆動信号を出力するコントロー
ラとを備え、前記傾斜角センサを前記コントローラの基
板上に装着したものとする。
【0009】このように傾斜角センサをコントローラの
基板上に装着することにより、傾斜角センサをコントロ
ーラに接続するのに外部配線は不要となり、低コストで
傾斜角センサを取り付けることができる。また、傾斜角
センサはコントローラ内に配置されるため、防水仕様に
する必要が無く、かつコントローラの設置スペースを利
用して傾斜角センサを取り付けることができるので、取
り付けスペースの制約がある機械であっても容易に傾斜
角センサを取り付けることができる。
基板上に装着することにより、傾斜角センサをコントロ
ーラに接続するのに外部配線は不要となり、低コストで
傾斜角センサを取り付けることができる。また、傾斜角
センサはコントローラ内に配置されるため、防水仕様に
する必要が無く、かつコントローラの設置スペースを利
用して傾斜角センサを取り付けることができるので、取
り付けスペースの制約がある機械であっても容易に傾斜
角センサを取り付けることができる。
【0010】(2)また、上記目的を達成するために、
本発明は、主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆
動され、フロント部材を駆動する油圧アクチュエータ
と、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を
制御するコントロール弁と、パイロットポンプの吐出圧
に基づき操作レバーの操作量に応じた操作パイロット圧
を出力し前記コントロール弁を切り換え操作する操作手
段と、この操作手段に設けられ、前記操作パイロット圧
を補助的に制御する電磁弁と、前記フロント部材の姿勢
を検出する角度センサと、前記フロント部材が支持する
積み荷の荷重を検出する荷重センサと、建設機械本体の
傾きを検出する傾斜角センサと、前記角度センサ、荷重
センサ、傾斜角センサの各信号を入力し、前記フロント
部材の姿勢と前記建設機械本体の傾きに応じた限界荷重
を計算し、前記積み荷の荷重が前記限界荷重に近づくと
前記電磁弁を作動させるコントローラとを備え、前記傾
斜角センサを前記コントローラの基板上に装着したもの
とする。
本発明は、主油圧ポンプから吐出される圧油によって駆
動され、フロント部材を駆動する油圧アクチュエータ
と、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を
制御するコントロール弁と、パイロットポンプの吐出圧
に基づき操作レバーの操作量に応じた操作パイロット圧
を出力し前記コントロール弁を切り換え操作する操作手
段と、この操作手段に設けられ、前記操作パイロット圧
を補助的に制御する電磁弁と、前記フロント部材の姿勢
を検出する角度センサと、前記フロント部材が支持する
積み荷の荷重を検出する荷重センサと、建設機械本体の
傾きを検出する傾斜角センサと、前記角度センサ、荷重
センサ、傾斜角センサの各信号を入力し、前記フロント
部材の姿勢と前記建設機械本体の傾きに応じた限界荷重
を計算し、前記積み荷の荷重が前記限界荷重に近づくと
前記電磁弁を作動させるコントローラとを備え、前記傾
斜角センサを前記コントローラの基板上に装着したもの
とする。
【0011】このように傾斜角センサをコントローラの
基板上に装着することにより、上記(1)で述べたよう
に、外部配線を用いずに低コストで傾斜角センサを取り
付けることができ、かつ傾斜角センサを防水仕様にする
必要が無く、更に取り付けスペースの制約がある機械で
あっても容易に傾斜角センサを取り付けることができ
る。
基板上に装着することにより、上記(1)で述べたよう
に、外部配線を用いずに低コストで傾斜角センサを取り
付けることができ、かつ傾斜角センサを防水仕様にする
必要が無く、更に取り付けスペースの制約がある機械で
あっても容易に傾斜角センサを取り付けることができ
る。
【0012】また、積み荷の荷重が限界荷重に近づいた
かどうかを判断するとき、フロント部材の姿勢を検出す
る角度センサの信号だけでなく、建設機械本体の傾きを
検出する傾斜角センサの信号もコントローラに入力し、
フロント部材の姿勢と建設機械本体の傾きに応じた限界
荷重を計算することにより、積み荷の荷重が限界荷重に
近づいたかどうかの判断を正確に行うことができ、安全
性の高い作業を行うことができる。また正確な限界荷重
を用いて判断することができるので、余分な安全率を見
込む必要が無く、建設機械の能力を有効に利用すること
ができる。
かどうかを判断するとき、フロント部材の姿勢を検出す
る角度センサの信号だけでなく、建設機械本体の傾きを
検出する傾斜角センサの信号もコントローラに入力し、
フロント部材の姿勢と建設機械本体の傾きに応じた限界
荷重を計算することにより、積み荷の荷重が限界荷重に
近づいたかどうかの判断を正確に行うことができ、安全
性の高い作業を行うことができる。また正確な限界荷重
を用いて判断することができるので、余分な安全率を見
込む必要が無く、建設機械の能力を有効に利用すること
ができる。
【0013】
【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を用いて説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係
わる建設機械の駆動制御装置を示す図である。本実施の
形態は、簡易クレーン機能を有するミニショベルに本発
明を適用した場合のものである。
を用いて説明する。図1は、本発明の一実施の形態に係
わる建設機械の駆動制御装置を示す図である。本実施の
形態は、簡易クレーン機能を有するミニショベルに本発
明を適用した場合のものである。
【0014】図1において、本実施の形態に係わる駆動
制御装置は、主油圧ポンプ1と、この主油圧ポンプ1か
ら吐出される圧油によって駆動される複数の油圧アクチ
ュエータであるブームシリンダ2、アームシリンダ3、
バケットシリンダ4、旋回モータ5と、主油圧ポンプ1
から油圧アクチュエータ2〜5に供給される圧油の流量
をそれぞれ制御するコントロール弁6,7,8,9を含
む弁ユニット10と、油圧アクチュエータ2〜5が駆動
するブーム、アーム、バケット、旋回体(後述)の動作
を指示する電気レバー装置21,22と、パイロットポ
ンプ23と、このパイロットポンプ23の吐出圧に基づ
き操作パイロット圧を出力する電磁比例減圧弁24a,
24b,25a、25b,26a,26b,27a,2
7bと、電気レバー装置21,22の指令信号を入力し
電磁比例減圧弁24a,24b,25a、25b,26
a,26b,27a,27bの駆動信号に変換するコン
トローラ28とを備えている。電磁比例減圧弁24a,
24b,25a、25b,26a,26b,27a,2
7bから出力された操作パイロット圧はコントロール弁
6,7,8,9の受圧部6a,6b,7a,7b,8
a,8b,9a,9bに与えられ、それぞれコントロー
ル弁6,7,8,9を切り換え操作することで油圧アク
チュエータ2〜5に供給される圧油の流量を制御する。
制御装置は、主油圧ポンプ1と、この主油圧ポンプ1か
ら吐出される圧油によって駆動される複数の油圧アクチ
ュエータであるブームシリンダ2、アームシリンダ3、
バケットシリンダ4、旋回モータ5と、主油圧ポンプ1
から油圧アクチュエータ2〜5に供給される圧油の流量
をそれぞれ制御するコントロール弁6,7,8,9を含
む弁ユニット10と、油圧アクチュエータ2〜5が駆動
するブーム、アーム、バケット、旋回体(後述)の動作
を指示する電気レバー装置21,22と、パイロットポ
ンプ23と、このパイロットポンプ23の吐出圧に基づ
き操作パイロット圧を出力する電磁比例減圧弁24a,
24b,25a、25b,26a,26b,27a,2
7bと、電気レバー装置21,22の指令信号を入力し
電磁比例減圧弁24a,24b,25a、25b,26
a,26b,27a,27bの駆動信号に変換するコン
トローラ28とを備えている。電磁比例減圧弁24a,
24b,25a、25b,26a,26b,27a,2
7bから出力された操作パイロット圧はコントロール弁
6,7,8,9の受圧部6a,6b,7a,7b,8
a,8b,9a,9bに与えられ、それぞれコントロー
ル弁6,7,8,9を切り換え操作することで油圧アク
チュエータ2〜5に供給される圧油の流量を制御する。
【0015】また、本実施の形態に係わる駆動制御装置
は、ブーム角度を検出する角度センサ31と、アーム角
度を検出する角度センサ32と、バケット角度を検出す
る角度センサ33と、ミニショベルの車体の前後方向の
傾きを検出する傾斜角センサ34と、フロント作業機で
吊り下げられた吊り荷の重量を検出するためブームシリ
ンダ2のボトム圧を検出する圧力センサ35と、ブザー
36と、パイロットポンプ23と電磁比例減圧弁24
a,24b,25a、25b,26a,26b,27
a,27bとの間に配置された電磁比例減圧弁37とを
備えている。角度センサ31〜33、傾斜角センサ3
4、圧力センサ35の各信号はコントローラ28に入力
され、ブザー36及び電磁比例減圧弁37にはコントロ
ーラ28より駆動信号が出力される。傾斜角センサ34
はコントローラ28に内蔵されている(後述)。
は、ブーム角度を検出する角度センサ31と、アーム角
度を検出する角度センサ32と、バケット角度を検出す
る角度センサ33と、ミニショベルの車体の前後方向の
傾きを検出する傾斜角センサ34と、フロント作業機で
吊り下げられた吊り荷の重量を検出するためブームシリ
ンダ2のボトム圧を検出する圧力センサ35と、ブザー
36と、パイロットポンプ23と電磁比例減圧弁24
a,24b,25a、25b,26a,26b,27
a,27bとの間に配置された電磁比例減圧弁37とを
備えている。角度センサ31〜33、傾斜角センサ3
4、圧力センサ35の各信号はコントローラ28に入力
され、ブザー36及び電磁比例減圧弁37にはコントロ
ーラ28より駆動信号が出力される。傾斜角センサ34
はコントローラ28に内蔵されている(後述)。
【0016】コントローラ28は、角度センサ31〜3
3、傾斜角センサ34、圧力センサ35の各信号に基づ
いて作業半径、限界荷重、実荷重、限界荷重に対する実
荷重の比である負荷率の計算、オーバーロードの判定を
行い、その判定結果に応じてブザー36を吹鳴させかつ
アクチュエータの停止指令を電磁比例減圧弁37に出力
する(後述)。
3、傾斜角センサ34、圧力センサ35の各信号に基づ
いて作業半径、限界荷重、実荷重、限界荷重に対する実
荷重の比である負荷率の計算、オーバーロードの判定を
行い、その判定結果に応じてブザー36を吹鳴させかつ
アクチュエータの停止指令を電磁比例減圧弁37に出力
する(後述)。
【0017】図2及び図3に油圧ショベル(ミニショベ
ル)の外観を示す。油圧ショベルは、下部走行体101
と、下部走行体101上に旋回輪102を介して旋回可
能に搭載された上部旋回体103と、上部旋回体103
の前部に水平方向に回動可能に取り付けられたスイング
ポスト104と、スイングポスト104に上下方向に回
動可能に取り付けられたフロント作業機105とを有し
ている。下部走行体101は左右のクローラ101a,
101bを備え、クローラ101a,101bはそれぞ
れ走行モータ101c(片側のみ図示)により回転駆動
される。また、下部走行体101の前部には上下動可能
にブレード108が設けられている。旋回輪102は旋
回モータ5(図1参照)を内蔵し、旋回モータ5により
回転駆動される。上部旋回体103にはキャノピータイ
プの運転室106が設けられ、運転室106には電気レ
バー装置21,22(図1参照)が設けられている。ま
た、運転室106には運転席107が配置され、運転席
107の下側にコントローラ28(図1参照)が収納さ
れている。スイングポスト104はスイングシリンダ
(図示せず)により上部旋回体103のフレームに対し
て水平方向に回転駆動される。
ル)の外観を示す。油圧ショベルは、下部走行体101
と、下部走行体101上に旋回輪102を介して旋回可
能に搭載された上部旋回体103と、上部旋回体103
の前部に水平方向に回動可能に取り付けられたスイング
ポスト104と、スイングポスト104に上下方向に回
動可能に取り付けられたフロント作業機105とを有し
ている。下部走行体101は左右のクローラ101a,
101bを備え、クローラ101a,101bはそれぞ
れ走行モータ101c(片側のみ図示)により回転駆動
される。また、下部走行体101の前部には上下動可能
にブレード108が設けられている。旋回輪102は旋
回モータ5(図1参照)を内蔵し、旋回モータ5により
回転駆動される。上部旋回体103にはキャノピータイ
プの運転室106が設けられ、運転室106には電気レ
バー装置21,22(図1参照)が設けられている。ま
た、運転室106には運転席107が配置され、運転席
107の下側にコントローラ28(図1参照)が収納さ
れている。スイングポスト104はスイングシリンダ
(図示せず)により上部旋回体103のフレームに対し
て水平方向に回転駆動される。
【0018】フロント作業機105は、スイングポスト
104に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム1
10と、ブーム110の先端に回動可能に取り付けられ
たアーム111と、アーム111の先端に回動可能に取
り付けられたバケット112とを有し、ブーム110は
ブームシリンダ2(図1参照)により回転駆動され、ア
ーム111はアームシリンダ3(図1参照)により回転
駆動され、バケット112はバケットシリンダ4(図1
参照)により回転駆動される。
104に上下方向に回動可能に取り付けられたブーム1
10と、ブーム110の先端に回動可能に取り付けられ
たアーム111と、アーム111の先端に回動可能に取
り付けられたバケット112とを有し、ブーム110は
ブームシリンダ2(図1参照)により回転駆動され、ア
ーム111はアームシリンダ3(図1参照)により回転
駆動され、バケット112はバケットシリンダ4(図1
参照)により回転駆動される。
【0019】図4にコントローラ28の簡易クレーン機
能に関する処理内容をフローチャートで示す。
能に関する処理内容をフローチャートで示す。
【0020】油圧ショベルの電源投入時、コントローラ
のメモリ(例えばEEPROM)に記憶されているブー
ム長、アーム長、バケットサイズなどの仕様値を読み込
む(ステップS100)。次に、角度センサ31〜3
3、傾斜角センサ34、圧力センサ35の各信号を読み
込む(ステップS110)。次に、作業半径、限界荷
重、実荷重の演算を行う(ステップS120)。
のメモリ(例えばEEPROM)に記憶されているブー
ム長、アーム長、バケットサイズなどの仕様値を読み込
む(ステップS100)。次に、角度センサ31〜3
3、傾斜角センサ34、圧力センサ35の各信号を読み
込む(ステップS110)。次に、作業半径、限界荷
重、実荷重の演算を行う(ステップS120)。
【0021】ここで、作業半径とは旋回中心からバケッ
ト中心までの距離であり、ブーム長、アーム長、バケッ
トサイズなどの仕様値と角度センサ31〜33の検出値
(フロント作業機の姿勢)から計算することができる。
また、限界荷重は、図5に示すような定格荷重カーブか
ら求める。この定格荷重値カーブは、油圧ショベルの仕
様に応じて予め設定したものであり、この定格荷重カー
ブにそのときの作業半径を参照させ、対応する定格荷重
を限界荷重として求める。
ト中心までの距離であり、ブーム長、アーム長、バケッ
トサイズなどの仕様値と角度センサ31〜33の検出値
(フロント作業機の姿勢)から計算することができる。
また、限界荷重は、図5に示すような定格荷重カーブか
ら求める。この定格荷重値カーブは、油圧ショベルの仕
様に応じて予め設定したものであり、この定格荷重カー
ブにそのときの作業半径を参照させ、対応する定格荷重
を限界荷重として求める。
【0022】実荷重は、圧力センサ35の検出値と角度
センサ31〜33の検出値(フロント作業機の姿勢)か
ら計算することができる。
センサ31〜33の検出値(フロント作業機の姿勢)か
ら計算することができる。
【0023】次に、限界荷重を傾斜角センサ34の検出
値である前後方向の車体傾斜角で補正する(ステップS
130)。この補正は図6に示すような補正係数hを用
いて行う。補正係数hは車体傾斜角γの関数として予め
設定しておく。図6では、補正係数hはh=aγ+1の
一次式により演算される。つまり、車体が水平で車体傾
斜角γ=0のときは、補正係数h=1、車体が前方に傾
き車体傾斜角γが増大するにしたがって、補正係数hは
「a」の傾きで直線比例的に漸減し、逆に車体が後方に
傾き車体傾斜角γが小さくなるにしたがって、補正係数
hは「a」の傾きで直線比例的に漸増する。ここでは、
車体傾斜角γは水平方向を基準とし、それより前方に車
体が傾く方向をプラス、後方に車体が傾く方向をマイナ
スとしている。
値である前後方向の車体傾斜角で補正する(ステップS
130)。この補正は図6に示すような補正係数hを用
いて行う。補正係数hは車体傾斜角γの関数として予め
設定しておく。図6では、補正係数hはh=aγ+1の
一次式により演算される。つまり、車体が水平で車体傾
斜角γ=0のときは、補正係数h=1、車体が前方に傾
き車体傾斜角γが増大するにしたがって、補正係数hは
「a」の傾きで直線比例的に漸減し、逆に車体が後方に
傾き車体傾斜角γが小さくなるにしたがって、補正係数
hは「a」の傾きで直線比例的に漸増する。ここでは、
車体傾斜角γは水平方向を基準とし、それより前方に車
体が傾く方向をプラス、後方に車体が傾く方向をマイナ
スとしている。
【0024】次に、負荷率を計算する(ステップS14
0)。負荷率は、実荷重を限界荷重(定格荷重)で除し
た値を百分率で表現したものである。
0)。負荷率は、実荷重を限界荷重(定格荷重)で除し
た値を百分率で表現したものである。
【0025】次に、負荷率が95%以上であるかどうか
のオーバーロードの判定を行う(ステップS150)。
負荷率が95%以上でなければ、電磁比例減圧弁37に
ONの駆動信号を出力し、電磁比例減圧弁37を全開に
する(ステップS160)。これによりパイロットポン
プ23の吐出圧はそのまま電磁比例減圧弁24a,24
b,25a、25b,26a,26b,27a,27b
の一次圧として導かれ、これら電磁比例減圧弁を電気レ
バー装置21,22により切り換え操作することにより
アクチュエータ2〜5を自由に駆動することができる。
のオーバーロードの判定を行う(ステップS150)。
負荷率が95%以上でなければ、電磁比例減圧弁37に
ONの駆動信号を出力し、電磁比例減圧弁37を全開に
する(ステップS160)。これによりパイロットポン
プ23の吐出圧はそのまま電磁比例減圧弁24a,24
b,25a、25b,26a,26b,27a,27b
の一次圧として導かれ、これら電磁比例減圧弁を電気レ
バー装置21,22により切り換え操作することにより
アクチュエータ2〜5を自由に駆動することができる。
【0026】その後ステップS100に戻り、負荷率が
95%以上でない間はステップS110〜S160を繰
り返す。
95%以上でない間はステップS110〜S160を繰
り返す。
【0027】負荷率が95%以上であれば、負荷率が1
00%以上であるかどうかのオーバーロードの判定を行
う(ステップS170)。負荷率が100%以上でなけ
れば、ブザー36を断続吹鳴させ、オペレータに注意を
喚起する。また、電磁比例減圧弁37の駆動信号はON
のままとし、アクチュエータ2〜5を自由に駆動できる
ようにする。
00%以上であるかどうかのオーバーロードの判定を行
う(ステップS170)。負荷率が100%以上でなけ
れば、ブザー36を断続吹鳴させ、オペレータに注意を
喚起する。また、電磁比例減圧弁37の駆動信号はON
のままとし、アクチュエータ2〜5を自由に駆動できる
ようにする。
【0028】負荷率が100%以上であると、ブザー3
6を連続吹鳴させ、作業限界をオペレータに知らせる。
また、電磁比例減圧弁37にOFFの駆動信号を出力し
て比例電磁弁37を全閉にし、電磁比例減圧弁24a,
24b,25a、25b,26a,26b,27a,2
7bの一次圧をタンク圧とする。これにより電気レバー
装置21,22を操作しても電磁比例減圧弁24a,2
4b,25a、25b,26a,26b,27a,27
bは作動しなくなり、油圧アクチュエータ2〜5は強制
的に停止される。図7に、本実施の形態における車体傾
斜角γと限界荷重との関係を従来(限界荷重を車体傾斜
角で補正しない場合)と比較して示す。図中、実線は本
実施の形態によるもの、一点鎖線が従来のものである。
また、上側の線は負荷率を100%としたときの限界荷
重、下側の線は負荷率を95%としたときの限界荷重で
ある。この図から分かるように、本実施の形態では、油
圧ショベルの車体が前方に傾くにしたがって限界荷重が
漸減し、油圧ショベルの車体が後方に傾くにしたがって
限界荷重が漸増する。このため、図4のステップS15
0,S170において負荷率の判定により積み荷の荷重
が限界荷重に近づいたかどうかを判断するとき、油圧シ
ョベルの車体の傾きにより補正した正確な限界荷重を用
いて判断することができ、積み荷の荷重が限界荷重に近
づいたかどうかの判断を正確に行うことができ、安全性
の高い作業を行うことができる。また、正確な限界荷重
を用いて判断することができるので、余分な安全率を見
込む必要が無く、油圧ショベルの能力を有効に利用する
ことができる。
6を連続吹鳴させ、作業限界をオペレータに知らせる。
また、電磁比例減圧弁37にOFFの駆動信号を出力し
て比例電磁弁37を全閉にし、電磁比例減圧弁24a,
24b,25a、25b,26a,26b,27a,2
7bの一次圧をタンク圧とする。これにより電気レバー
装置21,22を操作しても電磁比例減圧弁24a,2
4b,25a、25b,26a,26b,27a,27
bは作動しなくなり、油圧アクチュエータ2〜5は強制
的に停止される。図7に、本実施の形態における車体傾
斜角γと限界荷重との関係を従来(限界荷重を車体傾斜
角で補正しない場合)と比較して示す。図中、実線は本
実施の形態によるもの、一点鎖線が従来のものである。
また、上側の線は負荷率を100%としたときの限界荷
重、下側の線は負荷率を95%としたときの限界荷重で
ある。この図から分かるように、本実施の形態では、油
圧ショベルの車体が前方に傾くにしたがって限界荷重が
漸減し、油圧ショベルの車体が後方に傾くにしたがって
限界荷重が漸増する。このため、図4のステップS15
0,S170において負荷率の判定により積み荷の荷重
が限界荷重に近づいたかどうかを判断するとき、油圧シ
ョベルの車体の傾きにより補正した正確な限界荷重を用
いて判断することができ、積み荷の荷重が限界荷重に近
づいたかどうかの判断を正確に行うことができ、安全性
の高い作業を行うことができる。また、正確な限界荷重
を用いて判断することができるので、余分な安全率を見
込む必要が無く、油圧ショベルの能力を有効に利用する
ことができる。
【0029】図8にコントローラ28の外観を示す。コ
ントローラ28はケース40とカバー41を有し、ケー
ス40にはコネクタ42,43,44の接続ポート4
5,46,47が設けられ、コネクタ42,43,44
を接続ポート45,46,47に接続することで配線4
8を介して上記角度センサ31〜33、傾斜角センサ3
4、圧力センサ35の各信号が入力される。
ントローラ28はケース40とカバー41を有し、ケー
ス40にはコネクタ42,43,44の接続ポート4
5,46,47が設けられ、コネクタ42,43,44
を接続ポート45,46,47に接続することで配線4
8を介して上記角度センサ31〜33、傾斜角センサ3
4、圧力センサ35の各信号が入力される。
【0030】図9及び図10にコントローラ28のカバ
ー41を取り外した状態を示す。図9は平面図、図10
は断面図である。コントローラ28のケース40内には
各種の電子部品を装着した基板50が配置されている。
また、基板50上には傾斜角センサ34が例えば半田付
けにより装着されている。ここで、傾斜センサ34には
方向性があるので、傾斜角センサ34の装着に際して車
体の前後方向の傾斜角が検出できるように車体に対する
コントローラ28の向きを考慮して取り付ける。
ー41を取り外した状態を示す。図9は平面図、図10
は断面図である。コントローラ28のケース40内には
各種の電子部品を装着した基板50が配置されている。
また、基板50上には傾斜角センサ34が例えば半田付
けにより装着されている。ここで、傾斜センサ34には
方向性があるので、傾斜角センサ34の装着に際して車
体の前後方向の傾斜角が検出できるように車体に対する
コントローラ28の向きを考慮して取り付ける。
【0031】以上のように構成した本実施の形態によれ
ば、次の効果が得られる。
ば、次の効果が得られる。
【0032】(1)傾斜角センサ34をコントローラ2
8の基板50上に装着したので、傾斜角センサ34をコ
ントローラ28に接続するのに外部配線は不要となり、
低コストで傾斜角センサ28を取り付けることができ
る。
8の基板50上に装着したので、傾斜角センサ34をコ
ントローラ28に接続するのに外部配線は不要となり、
低コストで傾斜角センサ28を取り付けることができ
る。
【0033】(2)傾斜角センサ34はコントローラ2
8内に配置されるため、防水仕様にする必要が無く、傾
斜角センサ34自体も安価に製作できる。
8内に配置されるため、防水仕様にする必要が無く、傾
斜角センサ34自体も安価に製作できる。
【0034】(3)コントローラ28の設置スペースを
利用して傾斜角センサ34を取り付けることができるの
で、取り付けスペースの制約があるミニショベルのよう
な機械であっても容易に傾斜角センサ34を取り付ける
ことができる。
利用して傾斜角センサ34を取り付けることができるの
で、取り付けスペースの制約があるミニショベルのよう
な機械であっても容易に傾斜角センサ34を取り付ける
ことができる。
【0035】(4)簡易クレーン機能において、角度セ
ンサ31〜33の検出値(フロント作業機の姿勢)から
求めた限界荷重を傾斜角センサ34の検出値である前後
方向の車体傾斜角で補正するので、積み荷の荷重が限界
荷重に近づいたかどうかの判断を正確に行うことがで
き、安全性の高い作業を行うことができる。
ンサ31〜33の検出値(フロント作業機の姿勢)から
求めた限界荷重を傾斜角センサ34の検出値である前後
方向の車体傾斜角で補正するので、積み荷の荷重が限界
荷重に近づいたかどうかの判断を正確に行うことがで
き、安全性の高い作業を行うことができる。
【0036】(5)正確な限界荷重を用いて判断できる
ので、余分な安全率を見込む必要が無く、油圧ショベル
の能力を有効に利用することができる。
ので、余分な安全率を見込む必要が無く、油圧ショベル
の能力を有効に利用することができる。
【0037】なお、上記実施の形態は簡易クレーン機能
を有する油圧ショベルに本発明を適用した場合のもので
あるが、本発明はこれに限定されず、傾斜センサを用い
て演算処理を行い、所定の制御を行う他の如何なる制御
装置を備えたものにも適用可能である。例えば、車体の
傾斜角を検出し、その傾斜角が限界値を超えるとアクチ
ュエータを停止させる転倒防止装置を備えた油圧ショベ
ル等の建設機械、フロント作業機の姿勢に加えて車体の
傾斜角を検出し、フロント作業機の動作制御を行う領域
制限掘削制御等の制御装置を備えた油圧ショベルなどに
も本発明は適用可能であり、このような適用例において
も上記(1)〜(3)と同様な効果を得ることができ
る。
を有する油圧ショベルに本発明を適用した場合のもので
あるが、本発明はこれに限定されず、傾斜センサを用い
て演算処理を行い、所定の制御を行う他の如何なる制御
装置を備えたものにも適用可能である。例えば、車体の
傾斜角を検出し、その傾斜角が限界値を超えるとアクチ
ュエータを停止させる転倒防止装置を備えた油圧ショベ
ル等の建設機械、フロント作業機の姿勢に加えて車体の
傾斜角を検出し、フロント作業機の動作制御を行う領域
制限掘削制御等の制御装置を備えた油圧ショベルなどに
も本発明は適用可能であり、このような適用例において
も上記(1)〜(3)と同様な効果を得ることができ
る。
【0038】
【発明の効果】(1)傾斜角センサをコントローラの基
板上に装着したので、傾斜角センサをコントローラに接
続するのに外部配線は不要となり、低コストで傾斜角セ
ンサを取り付けることができる。
板上に装着したので、傾斜角センサをコントローラに接
続するのに外部配線は不要となり、低コストで傾斜角セ
ンサを取り付けることができる。
【0039】(2)傾斜角センサはコントローラ内に配
置されるため、防水仕様にする必要が無く、傾斜角セン
サ自体も安価に製作できる。
置されるため、防水仕様にする必要が無く、傾斜角セン
サ自体も安価に製作できる。
【0040】(3)コントローラの設置スペースを利用
して傾斜角センサを取り付けることができるので、取り
付けスペースの制約があるミニショベルのような機械で
あっても容易に傾斜角センサを取り付けることができ
る。
して傾斜角センサを取り付けることができるので、取り
付けスペースの制約があるミニショベルのような機械で
あっても容易に傾斜角センサを取り付けることができ
る。
【0041】(4)簡易クレーン機能において、角度セ
ンサの検出値から求めた限界荷重を傾斜角センサの検出
値である前後方向の車体傾斜角で補正するので、積み荷
の荷重が限界荷重に近づいたかどうかの判断を正確に行
うことができ、安全性の高い作業を行うことができる。
ンサの検出値から求めた限界荷重を傾斜角センサの検出
値である前後方向の車体傾斜角で補正するので、積み荷
の荷重が限界荷重に近づいたかどうかの判断を正確に行
うことができ、安全性の高い作業を行うことができる。
【0042】(5)正確な限界荷重を用いて判断できる
ので、余分な安全率を見込む必要が無く、油圧ショベル
の能力を有効に利用することができる。
ので、余分な安全率を見込む必要が無く、油圧ショベル
の能力を有効に利用することができる。
【図1】本発明の一実施の形態に係わる建設機械の駆動
制御装置の構成を示す図である。
制御装置の構成を示す図である。
【図2】油圧ショベル(ミニショベル)の外観を示す側
面図である。
面図である。
【図3】油圧ショベル(ミニショベル)の外観を示す平
面図である。
面図である。
【図4】コントローラの処理内容を示すフローチャート
である。
である。
【図5】定格荷重カーブを示す図である。
【図6】補正係数関数を示す図である。
【図7】車体傾斜角と限界荷重との関係を従来と比較し
て示す図である。
て示す図である。
【図8】コントローラの外観を示す斜視図である。
【図9】コントローラのカバーをとった平面図である。
【図10】コントローラのカバーをとった断面図であ
る。
る。
1 主油圧ポンプ
2 ブームシリンダ
3 アームシリンダ
4 バケットシリンダ
5 旋回モータ
6〜9 コントロール弁
10 弁ユニット
21,22 電気レバー装置
23 パイロットポンプ
24a,24b〜27a,27b 電磁比例減圧弁
28 コントローラ
31〜33 角度センサ
34 傾斜角センサ
35 圧力センサ
36 ブザー
37 電磁比例減圧弁
40 ケース
41 カバー
50 基板
101 下部走行体
102 旋回輪
103 上部旋回体
104 スイングポスト
105 フロント作業機
110 ブーム
111 アーム
112 バケット
─────────────────────────────────────────────────────
フロントページの続き
(72)発明者 山口 毅
滋賀県甲賀郡水口町笹ヶ丘1−2 株式会
社日立建機ティエラ滋賀工場内
Fターム(参考) 2D003 AA01 AB02 AB03 AB04 AC11
BA07 CA03 DA03 DA04 DB01
DB04
2D015 GA03 GB03
3F205 AA05 BA06 HA02 HA06 HB02
HC02
Claims (2)
- 【請求項1】主油圧ポンプから吐出される圧油によって
駆動される油圧アクチュエータと、前記油圧アクチュエ
ータに供給される圧油の流量を制御するコントロール弁
と、パイロットポンプの吐出圧に基づき操作レバーの操
作量に応じた操作パイロット圧を出力し前記コントロー
ル弁を切り換え操作する操作手段と、この操作手段に設
けられ、前記操作パイロット圧を補助的に制御する電磁
弁と、建設機械本体の傾きを検出する傾斜角センサと、
この傾斜角センサの信号を入力し、所定の演算処理を行
い前記電磁弁に駆動信号を出力するコントローラとを備
え、前記傾斜角センサを前記コントローラの基板上に装
着したことを特徴とする建設機械の駆動制御装置。 - 【請求項2】主油圧ポンプから吐出される圧油によって
駆動され、フロント部材を駆動する油圧アクチュエータ
と、前記油圧アクチュエータに供給される圧油の流量を
制御するコントロール弁と、パイロットポンプの吐出圧
に基づき操作レバーの操作量に応じた操作パイロット圧
を出力し前記コントロール弁を切り換え操作する操作手
段と、この操作手段に設けられ、前記操作パイロット圧
を補助的に制御する電磁弁と、前記フロント部材の姿勢
を検出する角度センサと、前記フロント部材が支持する
積み荷の荷重を検出する荷重センサと、建設機械本体の
傾きを検出する傾斜角センサと、前記角度センサ、荷重
センサ、傾斜角センサの各信号を入力し、前記フロント
部材の姿勢と前記建設機械本体の傾きに応じた限界荷重
を計算し、前記積み荷の荷重が前記限界荷重に近づくと
前記電磁弁を作動させるコントローラとを備え、前記傾
斜角センサを前記コントローラの基板上に装着したこと
を特徴とする建設機械の駆動制御装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001357981A JP2003155759A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 建設機械の駆動制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2001357981A JP2003155759A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 建設機械の駆動制御装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2003155759A true JP2003155759A (ja) | 2003-05-30 |
Family
ID=19169241
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2001357981A Pending JP2003155759A (ja) | 2001-11-22 | 2001-11-22 | 建設機械の駆動制御装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2003155759A (ja) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006200251A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 把持力制御装置および作業機械 |
JP2007077633A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | 建設機械における電磁切換弁の配置構造 |
JP2015045145A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 住友建機株式会社 | ショベル用表示装置 |
WO2016016305A1 (de) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | Putzmeister Engineering Gmbh | Autobetonpumpe und verfahren zu deren arbeitsbetrieb |
KR20160144707A (ko) * | 2015-06-09 | 2016-12-19 | 두산인프라코어 주식회사 | 건설기계의 제어 시스템 |
JP2021032022A (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-01 | 住友建機株式会社 | 建設機械 |
-
2001
- 2001-11-22 JP JP2001357981A patent/JP2003155759A/ja active Pending
Cited By (9)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2006200251A (ja) * | 2005-01-21 | 2006-08-03 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 把持力制御装置および作業機械 |
JP4559867B2 (ja) * | 2005-01-21 | 2010-10-13 | 日立建機株式会社 | 把持力制御装置および作業機械 |
JP2007077633A (ja) * | 2005-09-13 | 2007-03-29 | Sumitomo (Shi) Construction Machinery Manufacturing Co Ltd | 建設機械における電磁切換弁の配置構造 |
JP2015045145A (ja) * | 2013-08-27 | 2015-03-12 | 住友建機株式会社 | ショベル用表示装置 |
WO2016016305A1 (de) * | 2014-07-30 | 2016-02-04 | Putzmeister Engineering Gmbh | Autobetonpumpe und verfahren zu deren arbeitsbetrieb |
US10099660B2 (en) | 2014-07-30 | 2018-10-16 | Putzmeister Engineering Gmbh | Truck-mounted concrete pump and method for operating same |
KR20160144707A (ko) * | 2015-06-09 | 2016-12-19 | 두산인프라코어 주식회사 | 건설기계의 제어 시스템 |
KR102516655B1 (ko) | 2015-06-09 | 2023-03-31 | 현대두산인프라코어 주식회사 | 건설기계의 제어 시스템 |
JP2021032022A (ja) * | 2019-08-28 | 2021-03-01 | 住友建機株式会社 | 建設機械 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
KR102091504B1 (ko) | 건설 기계 | |
WO2020012911A1 (ja) | 旋回式作業機械の安全装置 | |
JP7557488B2 (ja) | ショベル | |
JP2018016977A (ja) | コントローラユニット、及び液圧駆動システム。 | |
CN114174598B (zh) | 建筑机械 | |
JP2017172223A (ja) | 小型の油圧ショベル | |
JP6214327B2 (ja) | ハイブリッド式建設機械 | |
JP2003184133A (ja) | 油圧作業機の振動抑制装置 | |
JP2003155759A (ja) | 建設機械の駆動制御装置 | |
JPH11303814A (ja) | 圧油供給装置 | |
JP4712625B2 (ja) | スイング式油圧ショベルの旋回制御装置 | |
JPH07207711A (ja) | 建設機械の転倒防止装置 | |
JPH08269998A (ja) | 建設機械の領域制限制御装置 | |
JPH0771057A (ja) | バックホウ | |
JP3965932B2 (ja) | 油圧ショベルの油圧制御回路 | |
JPH08302754A (ja) | 作業機のブーム速度制御装置 | |
JP4095710B2 (ja) | 荷吊作業可能なパワーショベル | |
JP2003097505A (ja) | 作業機械の油圧回路 | |
JP2000328596A (ja) | バックホウ | |
JP3441772B2 (ja) | 油圧ショベルの走行制限装置 | |
JPH10299035A (ja) | ショベル系建設機械 | |
JP2002089516A (ja) | 建設機械の安全装置 | |
JP2000328608A (ja) | バックホウ | |
JPH0617452A (ja) | バックホウ | |
KR20090030574A (ko) | 상부선회체의 충돌방지용 안전장치를 갖는 굴삭기 |