JP2009156349A

JP2009156349A - Front control device for working machine

Info

Publication number: JP2009156349A
Application number: JP2007335150A
Authority: JP
Inventors: Isao Murota; 室田　　功
Original assignee: Caterpillar Japan Ltd
Current assignee: Caterpillar Japan Ltd
Priority date: 2007-12-26
Filing date: 2007-12-26
Publication date: 2009-07-16

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To secure working efficiency of a tool while securely and comfortably preventing inversion caused by the movement of a front base part, in a front control device for a working machine. <P>SOLUTION: The front control device for the working machine is provided with a front device comprising the front base part and the tool; operation amount detection means 11D, 12D, 13D for detecting first operation amount of the front base part; an operation amount detection means 14D for detecting second operation amount of the tool; posture detection means 11B, 12B, 13B for detecting the posture of the front device; and a control means 30 for controlling a discharge flow rate of a hydraulic pump based on the first operation amount, second operation amount and posture. The control means 30 is provided with a stability calculation means 33 for calculating stability of the working machine based on the posture and with a limitation means 35 for performing limitation control for reducing the discharge flow rate in accordance with the stability when only the first operation amount out of the first operation amount and the second operation amount is detected and releasing the limitation control when at least the second operation amount is detected. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、作業機械の転倒を防止するためのフロント制御装置に関するものである。 The present invention relates to a front control device for preventing a work machine from overturning.

油圧ショベルには、図６に示すように、より遠い位置まで作業することができるように、標準より長いブームやアームを有するロングリーチフロント１００を備えたものがある。
このロングリーチフロント１００を機体前方へ倒す際、ロングリーチフロント１００の重心位置が前方へ移って機体のバランスが崩れ、転倒することを回避するために、様々な転倒防止策が講じられている。 As shown in FIG. 6, some hydraulic excavators include a long reach front 100 having a boom and an arm longer than a standard so that the work can be performed to a farther position.
When the long reach front 100 is tilted forward, various centering measures are taken to prevent the center of gravity of the long reach front 100 from moving forward and the balance of the body from being lost and falling.

例えば、上部旋回体の後端部に備えられてフロントとの重量バランスをとるカウンタウエイトを増量し、機体の安定性を高める策が講じられている。また、例えば、フロントの重心位置が転倒領域に入る以前に、フロントの動作を停止する策が講じられている。なお、後者の策にかかる技術は、例えば特許文献１に開示されている。
特開平７−２０７７１１号公報 For example, measures are taken to increase the stability of the airframe by increasing the counterweight provided at the rear end of the upper swing body to balance the weight with the front. In addition, for example, measures are taken to stop the front operation before the center of gravity of the front enters the fall region. A technique related to the latter measure is disclosed in, for example, Patent Document 1.
JP-A-7-207711

しかしながら、特許文献１に記載されたような技術によれば、ロングリーチフロント１００が高速移動中に急停止すると、その慣性力でショック（機体の振動）が発生するおそれがある。このようなショックはオペレータに伝わり、好ましくない。
また、ロングリーチフロント１００には、油圧モータ駆動のツール１０１が取り付けられていることが多いが、このようなツール１０１付きロングリーチフロント１００において、ロングリーチフロント１００の重心位置が転倒領域に入る直前の、ロングリーチフロント１００が遠くへ伸びている位置でも、ツール１０１による作業の良好な継続が望まれている。 However, according to the technique described in Patent Document 1, if the long reach front 100 stops suddenly while moving at high speed, a shock (vibration of the airframe) may occur due to the inertial force. Such a shock is transmitted to the operator and is not preferable.
The long reach front 100 is often attached with a tool 101 driven by a hydraulic motor. In such a long reach front 100 with the tool 101, the position of the center of gravity of the long reach front 100 just before entering the fall region. Even in the position where the long reach front 100 extends far away, it is desired that the work with the tool 101 be continued well.

本発明はこのような課題に鑑みて案出されたもので、フロント基部の移動による転倒を確実且つ快適に防止しながら、ツールの作業効率を確保することができるようにした、作業機械のフロント制御装置を提供することを目的とする。 The present invention has been devised in view of such a problem, and it is possible to ensure the working efficiency of the tool while reliably and comfortably preventing a fall due to the movement of the front base portion. An object is to provide a control device.

上記目的を達成するために、請求項１記載の本発明の作業機械のフロント制御装置は、油圧シリンダで駆動されるブーム及びアームを有するフロント基部と、該フロント基部の先端に設けられ油圧モータで駆動されるツールと、からなるフロント装置と、該油圧シリンダ及び該油圧モータへ供給される作動油を吐出する可変流量型の油圧ポンプと、該フロント基部の第一操作量を検出する第一操作量検出手段と、該ツールの第二操作量を検出する第二操作量検出手段と、該フロント装置の姿勢を検出する姿勢検出手段と、第一操作量検出手段で検出された該第一操作量，該第二操作量検出手段で検出された該第二操作量及び該姿勢検出手段で検出された該姿勢に基づき、該油圧ポンプの吐出流量を制御する制御手段とを備えた、作業機械のフロント制御装置であって、該制御手段が、該姿勢に基づき、該作業機械の安定度を算出する安定度算出手段と、該第一操作量及び該第二操作量のうち該第一操作量のみが検出された場合に、該安定度に応じて該吐出流量を低減させる制限制御を実施し、また、該第一操作量及び該第二操作量のうち少なくとも該第二操作量が検出された場合に、該制限制御を解除する制限手段とを有していることを特徴としている。 In order to achieve the above object, a front control device for a work machine according to a first aspect of the present invention includes a front base having a boom and an arm driven by a hydraulic cylinder, and a hydraulic motor provided at a tip of the front base. A front device comprising: a driven tool; a variable flow hydraulic pump that discharges hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder and the hydraulic motor; and a first operation that detects a first operation amount of the front base. An amount detection means; a second operation amount detection means for detecting a second operation amount of the tool; an attitude detection means for detecting the attitude of the front device; and the first operation detected by the first operation amount detection means. And a control means for controlling the discharge flow rate of the hydraulic pump based on the amount, the second operation amount detected by the second operation amount detection means, and the posture detected by the posture detection means. No fu A stability calculating means for calculating the stability of the work machine based on the posture, and the first operation amount among the first operation amount and the second operation amount. In the case where only the first operation amount is detected, restriction control is performed to reduce the discharge flow rate according to the stability, and at least the second operation amount is detected from the first operation amount and the second operation amount. And a restricting means for canceling the restricting control in the case of a failure.

請求項２記載の本発明の作業機械のフロント制御装置は、請求項１記載の作業機械のフロント制御装置において、該安定度算出手段は、該姿勢に基づき該フロント装置の先端位置を算出することで、該作業機械の安定度を算出することを特徴としている。
請求項３記載の本発明の作業機械のフロント制御装置は、請求項１記載の作業機械のフロント制御装置において、該安定度算出手段は、該姿勢に基づき該フロント装置の重心位置を算出することで、該作業機械の安定度を算出することを特徴としている。 A front control device for a work machine according to a second aspect of the present invention is the front control device for a work machine according to the first aspect, wherein the stability calculating means calculates the tip position of the front device based on the posture. Thus, the stability of the work machine is calculated.
A front control device for a work machine according to a third aspect of the present invention is the front control device for a work machine according to the first aspect, wherein the stability calculating means calculates the position of the center of gravity of the front device based on the posture. Thus, the stability of the work machine is calculated.

請求項４記載の本発明の作業機械のフロント制御装置は、請求項１〜３の何れか１項に記載の作業機械のフロント制御装置において、該油圧シリンダに供給される作動油の流量及び流通方向を制御する油圧パイロット式の第一コントロールバルブと、該油圧モータに供給される作動油の流量及び流通方向を制御する油圧パイロット式の第二コントロールバルブと、該第一コントロールバルブ及び該第二コントロールバルブのスプールの中立位置に設けられたセンタバイパスラインと、該センタバイパスラインのうちの該第一コントロールバルブ及び該第二コントロールバルブの下流側から分岐して配設された第一ネガティブコントロールラインと、該センタバイパスラインの下流側に配設され、該第一ネガティブコントロールラインに第一ネガティブコントロール圧を発生させるネガティブコントロール圧発生手段と、該第一コントロールバルブ及び該第二コントロールバルブに接続されたパイロットラインと、該パイロットラインにパイロット圧を作用させるパイロットポンプと、該パイロットラインに配設されて該第一コントロールバルブのスプールの位置を切り換える第一リモコンバルブと、該パイロットラインに該第一リモコンバルブと並列に配設されて該第二コントロールバルブのスプールの位置を切り換える第二リモコンバルブと、該パイロットラインの該第一リモコンバルブ及び該第二リモコンバルブの上流側から分岐した第二ネガティブコントロールラインと、該第二ネガティブコントロールラインに配設され、該パイロットポンプから供給された該パイロット圧を減じて第二ネガティブコントロール圧を発生させる電磁比例弁と、該第一ネガティブコントロールラインと該第二ネガティブコントロールラインとに接続されて該第一ネガティブコントロール圧と該第二ネガティブコントロール圧とのうちの高圧側の圧が選択入力されるとともに、該油圧ポンプに続くラインに接続されて該ラインに該高圧側の圧を出力する高圧選択弁とを備え、該第一操作量検出手段は、該第一リモコンバルブの直下流側のパイロット圧を検出することで、該第一操作量を検出し、該第二操作量検出手段は、該第二リモコンバルブの直下流側のパイロット圧を検出することで、該第二操作量を検出し、該制限手段は、該第一操作量及び該第二操作量のうち該第一操作量のみが検出された場合に、該安定度に応じた信号を該電磁比例弁に送り、該第二ネガティブコントロール圧を該安定度に応じて該第一ネガティブコントロール圧よりも高めて該制限制御を実施し、該第一操作量及び該第二操作量のうち少なくとも該第二操作量が検出された場合に、該電磁比例弁に該信号を送らず、該第二ネガティブコントロール圧を該第一ネガティブコントロール圧よりも低い最低圧として、該制限制御を解除することを特徴としている。 A front control device for a work machine according to a fourth aspect of the present invention is the front control device for a work machine according to any one of the first to third aspects, wherein the flow rate and flow of hydraulic fluid supplied to the hydraulic cylinder Hydraulic pilot-type first control valve for controlling the direction, hydraulic pilot-type second control valve for controlling the flow rate and flow direction of the hydraulic oil supplied to the hydraulic motor, the first control valve, and the second A center bypass line provided at a neutral position of the spool of the control valve, and a first negative control line arranged branched from the downstream side of the first control valve and the second control valve of the center bypass line Disposed downstream of the center bypass line and connected to the first negative control line. A negative control pressure generating means for generating a passive control pressure, a pilot line connected to the first control valve and the second control valve, a pilot pump for applying a pilot pressure to the pilot line, and a pilot line. A first remote control valve that switches the position of the spool of the first control valve, and a second remote control that is arranged in parallel with the first remote control valve on the pilot line and switches the position of the spool of the second control valve A second negative control line branched from the upstream side of the first remote control valve and the second remote control valve of the pilot line, the second negative control line, and the pilot pump supplied from the pilot pump Pilot pressure An electromagnetic proportional valve that reduces to generate a second negative control pressure, and is connected to the first negative control line and the second negative control line, and is one of the first negative control pressure and the second negative control pressure. A high-pressure selection valve for selectively inputting a high-pressure side pressure and connected to a line following the hydraulic pump and outputting the high-pressure side pressure to the line; The first operation amount is detected by detecting the pilot pressure immediately downstream of the one remote control valve, and the second operation amount detection means detects the pilot pressure immediately downstream of the second remote control valve. The second operation amount is detected, and the limiting means outputs a signal corresponding to the stability when only the first operation amount is detected among the first operation amount and the second operation amount. The electricity The second negative control pressure is made higher than the first negative control pressure according to the stability, and the restriction control is performed, and at least one of the first operation amount and the second operation amount When the second operation amount is detected, the signal is not sent to the electromagnetic proportional valve, and the second negative control pressure is set to the lowest pressure lower than the first negative control pressure, and the restriction control is released. It is characterized by.

なお、該油圧ポンプは周知のレギュレータを有するものであり、該高圧選択弁が接続される該油圧ポンプに続くラインとは、該レギュレータに接続されるラインである。 The hydraulic pump has a known regulator, and the line connected to the hydraulic pump to which the high pressure selection valve is connected is a line connected to the regulator.

請求項１記載の本発明の作業機械のフロント制御装置によれば、フロント装置の姿勢に基づき算出された安定度に応じて油圧ポンプの吐出流量を低減させる制限制御が実施されるので、安定度が悪化するにつれ（すなわち、フロント装置が転倒領域に近づくにつれ）、油圧ポンプの吐出流量が次第に低減してフロント装置の移動速度が次第に遅くなり、フロント装置を滑らかに停止させることができる。したがって、フロント装置の転倒領域への進入防止のためにフロント装置を急停止させることがないので、急停止によるショックを防止することができ、フロント装置の移動による転倒を確実且つ快適に防止することができる。また、ツールの操作量が検出された場合には、上記制限制御を解除するので、ツールの作業効率を良好に確保することができる。 According to the front control device for a work machine of the first aspect of the present invention, the restriction control is performed to reduce the discharge flow rate of the hydraulic pump according to the stability calculated based on the attitude of the front device. As the air quality deteriorates (that is, as the front device approaches the overturning region), the discharge flow rate of the hydraulic pump gradually decreases, the moving speed of the front device gradually decreases, and the front device can be smoothly stopped. Accordingly, since the front device is not suddenly stopped to prevent the front device from entering the fall region, it is possible to prevent a shock due to the sudden stop, and to reliably and comfortably prevent the front device from falling due to movement. Can do. Further, when the operation amount of the tool is detected, the restriction control is released, so that the working efficiency of the tool can be ensured satisfactorily.

請求項２記載の本発明の作業機械のフロント制御装置によれば、安定度がフロント装置の先端位置を算出することで算出されるので、安定度を比較的容易に算出することができる。つまり、ツールには、例えばカッター（切断機）やグラップル（把持機）等の複数種類がアタッチメントとして用意されているのが一般的であるが、フロント装置の先端位置は、ツールの重量によらずに算出されるので、ツールを様々に変更した場合にも容易に対応することができる。 According to the front control device for a work machine of the second aspect of the present invention, since the stability is calculated by calculating the tip position of the front device, the stability can be calculated relatively easily. In other words, it is common for tools to have multiple types of attachments such as cutters (cutting machines) and grapples (gripping machines) as attachments, but the tip position of the front device does not depend on the weight of the tool. Therefore, even when the tool is changed variously, it can be easily handled.

請求項３記載の本発明の作業機械のフロント制御装置によれば、安定度がフロント装置の重心位置を算出することで算出されるので、安定度を比較的精度良く算出することができる。そして、安定度の算出の精度が比較的低ければ、フロント装置の転倒領域を大きな余裕を持って設定することが必要となり、本来であればまだ転倒する姿勢ではないにもかかわらず、フロント装置の移動速度を過剰に制限して、フロント装置の作業効率が悪化することが考えられるが、本発明の作業機械のフロント制御装置によれば、安定度が比較的精度良く算出されるので、フロント装置の転倒領域を精密に設定することができ、フロント装置の作業効率を良好に確保することができる。 According to the front control device for a work machine of the third aspect of the present invention, since the stability is calculated by calculating the position of the center of gravity of the front device, the stability can be calculated with relatively high accuracy. If the accuracy of the stability calculation is relatively low, it is necessary to set the fall region of the front device with a large margin. Although it is conceivable that the working speed of the front device is deteriorated by restricting the moving speed excessively, according to the front control device of the work machine of the present invention, the stability is calculated with relatively high accuracy. It is possible to precisely set the fall region of the front device, and to ensure good working efficiency of the front device.

請求項４記載の本発明の作業機械のフロント制御装置によれば、油圧ポンプの吐出流量を変更するために油圧ポンプに作用する圧として、第一ネガティブコントロール圧と第二ネガティブコントロール圧とのうちの高圧側が選択されるように構成されているので、一般的に備えられている第一ネガティブコントロール圧にかかる既設の回路に、第二ネガティブコントロール圧にかかる新たな回路を追加するだけで、新たな装置や機器を多数追加したり大幅に設計変更したりすることなく、安価に制限制御を実施することができる。また、電磁比例弁を制御してパイロット圧を減じて第二ネガティブコントロール圧を発生させるので、第二ネガティブコントロール圧を容易且つ高精度に制御することができる。 According to the front control device for a work machine of the present invention, the pressure acting on the hydraulic pump in order to change the discharge flow rate of the hydraulic pump is selected from the first negative control pressure and the second negative control pressure. The high pressure side is selected so that a new circuit for the second negative control pressure is added to the existing circuit for the first negative control pressure, which is generally provided. It is possible to perform limit control at a low cost without adding a large number of devices and devices or making significant design changes. Further, since the second negative control pressure is generated by controlling the electromagnetic proportional valve to reduce the pilot pressure, the second negative control pressure can be controlled easily and with high accuracy.

以下、図面により、本発明の実施の形態について説明する。
図１〜図５は、本発明の一実施形態の作業機械のフロント制御装置を示す模式的な図であって、図１はその油圧・電気回路図、図２はその角度センサで検出される角度を説明するためのフロントの簡略図、図３はその記憶部に記憶されたポンプ吐出流量にかかるマップ、図４はその制御の順序を説明するためのフローチャート、図５はその作業機械の全体像を示す側面図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
1 to 5 are schematic diagrams showing a front control device for a work machine according to an embodiment of the present invention. FIG. 1 is a hydraulic / electric circuit diagram thereof, and FIG. 2 is detected by an angle sensor thereof. FIG. 3 is a map relating to the pump discharge flow rate stored in the storage unit, FIG. 4 is a flowchart for explaining the control sequence, and FIG. 5 is the entire work machine. It is a side view which shows an image.

＜構成＞
図５に示すように、油圧ショベル１は、下部走行体２と、下部走行体２上に旋回自在に結合された上部旋回体（機体）３と、上部旋回体３から前方へ延出するように取り付けられたロングリーチフロント（以下、単にフロントともいう）４とを備えて構成されている。 <Configuration>
As shown in FIG. 5, the excavator 1 has a lower traveling body 2, an upper revolving body (airframe) 3 that is pivotably coupled to the lower traveling body 2, and extends forward from the upper revolving body 3. And a long reach front (hereinafter, also simply referred to as a front) 4 attached thereto.

ロングリーチフロント４は、ブーム１１，ロアアーム１２及びアッパーアーム１３を有するフロント基部１０と、フロント基部１０の先端に設けられるツール１４と、ブーム１１，ロアアーム１２及びアッパーアーム１３をそれぞれ駆動するブーム用油圧シリンダ（以下、ブームシリンダという）１１Ａ，ロアアーム用油圧シリンダ（以下、ロアアームシリンダという）１２Ａ及びアッパーアーム用油圧シリンダ（以下、アッパーアームシリンダという）１３Ａと、ツール１４を駆動するツール用油圧モータ（以下、ツールモータという）１４Ａとを有している。なお、以下、ブームシリンダ１１Ａ，ロアアームシリンダ１２Ａ及びアッパーアームシリンダ１３Ａをまとめてフロントシリンダ１０Ａともいう。 The long reach front 4 includes a front base 10 having a boom 11, a lower arm 12 and an upper arm 13, a tool 14 provided at the tip of the front base 10, and a boom hydraulic pressure for driving the boom 11, the lower arm 12 and the upper arm 13, respectively. A cylinder (hereinafter referred to as a boom cylinder) 11A, a lower arm hydraulic cylinder (hereinafter referred to as a lower arm cylinder) 12A, an upper arm hydraulic cylinder (hereinafter referred to as an upper arm cylinder) 13A, and a tool hydraulic motor (hereinafter referred to as a tool hydraulic motor) that drives the tool 14 14A). Hereinafter, the boom cylinder 11A, the lower arm cylinder 12A, and the upper arm cylinder 13A are collectively referred to as a front cylinder 10A.

上部旋回体３の後端部には、フロント４との重量バランスをとるためのカウンタウエイト５が配設され、上部旋回体３の前部には、オペレータが搭乗するキャブ６が配設されている。
キャブ６内には、下部走行体２を走行駆動するために操作される左右一対の走行用操作レバー（図示略）と、フロント基部１０を動作させるため及び上部旋回体３を旋回駆動するために操作される左右一対の作業用操作レバー７，８（図１参照）と、ツール１４を動作させるために操作されるツール用操作レバー９（図１参照）とが配設されている。 A counterweight 5 for balancing the weight with the front 4 is disposed at the rear end of the upper swing body 3, and a cab 6 on which an operator rides is disposed at the front of the upper swing body 3. Yes.
In the cab 6, a pair of left and right traveling operation levers (not shown) that are operated to drive the lower traveling body 2, a front base portion 10, and an upper swing body 3 are driven to rotate. A pair of left and right work operation levers 7 and 8 (see FIG. 1) to be operated and a tool operation lever 9 (see FIG. 1) to be operated to operate the tool 14 are arranged.

作業用操作レバー７，８は前後左右に傾倒可能なものであって、例えば、右レバー７の前後方向の傾倒がブーム１１の動作に対応し、右レバー７の左右方向の傾倒がロアアーム１２の動作に対応し、左レバー８の前後方向の傾倒がアッパーアーム１３の動作に対応し、左レバー８の左右方向の傾倒が旋回動作に対応している。なお、ここでの作業用操作レバー７，８の傾倒とフロント基部１０及び上部旋回体３の動作との対応関係は一例であって、この限りではない。 The operation levers 7 and 8 can be tilted forward / backward / left / right. For example, the forward / backward tilt of the right lever 7 corresponds to the operation of the boom 11, and the right / left tilt of the right lever 7 corresponds to the lower arm 12. Corresponding to the operation, the tilting of the left lever 8 in the front-rear direction corresponds to the operation of the upper arm 13, and the tilting of the left lever 8 in the left-right direction corresponds to the turning operation. The correspondence relationship between the tilting of the operation levers 7 and 8 and the operations of the front base 10 and the upper swing body 3 is an example, and is not limited to this.

ブーム１１，ロアアーム１２及びアッパーアーム１３にはそれぞれ、その角度（姿勢）を検出する角度センサ（姿勢検出手段）１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂが取り付けられている。詳しくは、ブーム１１に取り付けられた角度センサ１１Ｂは、図２に示すように、上部旋回体３の旋回面に対するブーム１１の長手方向の角度（仰角）θ_bmを検出するようになっている。ロアアーム１２に取り付けられた角度センサ１２Ｂは、ブーム１１の長手方向に対するロアアーム１２の長手方向の角度θ_laを検出するようになっている。アッパーアーム１３に取り付けられた角度センサ１３Ｂは、ロアアーム１２の長手方向に対するアッパーアーム１３の長手方向の角度θ_uaを検出するようになっている。そして、ロアアーム角度θ_la及びアッパーアーム角度θ_uaは、ロアアーム１２及びアッパーアーム１３がそれぞれブーム１１及びロアアーム１２の延長方向へまっすぐ伸びた状態で（ブーム１１及びロアアーム１２に対して平行であるときに）０°として検出され、イン側（シリンダ伸長側）に回動動作したときに増大して検出されるようになっている。換言すると、ロアアーム角度θ_laはブーム１１の仰角とロアアーム１２の仰角との差の角度、アッパーアーム角度θ_uaはロアアーム１２の仰角とアッパーアーム１３の仰角との差の角度を意味している。なお、図２において、Ｌ_bmはブーム１１の長さを示し、Ｌ_laはロアアーム１２の長さを示し、Ｌ_uaはアッパーアーム１３の長さを示している。 Angle sensors (posture detecting means) 11B, 12B, and 13B for detecting the angles (postures) are attached to the boom 11, the lower arm 12, and the upper arm 13, respectively. Specifically, the angle sensor 11B attached to the boom 11 detects an angle (elevation angle) θ _bm in the longitudinal direction of the boom 11 with respect to the turning surface of the upper turning body 3 as shown in FIG. An angle sensor 12 </ b> B attached to the lower arm 12 detects an angle θ _la in the longitudinal direction of the lower arm 12 with respect to the longitudinal direction of the boom 11. An angle sensor 13B attached to the upper arm 13 detects an angle θ _ua in the longitudinal direction of the upper arm 13 with respect to the longitudinal direction of the lower arm 12. The lower arm angle θ _la and the upper arm angle θ _ua are determined when the lower arm 12 and the upper arm 13 extend straight in the extending direction of the boom 11 and the lower arm 12, respectively (when parallel to the boom 11 and the lower arm 12). ) It is detected as 0 °, and is increased and detected when it rotates on the in side (cylinder extension side). In other words, the lower arm angle θ _la means the difference angle between the elevation angle of the boom 11 and the lower arm 12, and the upper arm angle θ _ua means the difference angle between the elevation angle of the lower arm 12 and the elevation angle of the upper arm 13. In FIG. 2, L _bm represents the length of the boom 11, L _la represents the length of the lower arm 12, and L _ua represents the length of the upper arm 13.

ここで、ロングリーチフロント４の動作制御にかかる油圧・電気回路について説明する。
図１に示すように、油圧回路は、メインポンプ（第一の油圧ポンプ）２１から吐出された作動油が流通するメインラインＬ_Mと、パイロットポンプ（第二の油圧ポンプ）２２から吐出されたパイロット圧が作用するパイロットラインＬ_piとを備えている。 Here, a hydraulic / electric circuit for controlling the operation of the long reach front 4 will be described.
As shown in FIG. 1, the hydraulic circuit includes a main line L _M which hydraulic fluid discharged from the main pump (first hydraulic pump) 21 flows, discharged from the pilot pump (second hydraulic pump) 22 And a pilot line L _pi on which the pilot pressure acts.

メインラインＬ_Mには、各フロントシリンダ１０Ａ（１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ）及びツールモータ１４Ａと、各フロントシリンダ１０Ａ及びツールモータ１４Ａへ作動油を供給するメインポンプ２１と、各フロントシリンダ１０Ａ及びメインポンプ２１間に介装された各フロント用コントロールバルブ（第一コントロールバルブ）１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ（ブーム用コントロールバルブ１１Ｃ，ロアアーム用コントロールバルブ１２Ｃ，アッパーアーム用コントロールバルブ１３Ｃ）と、ツールモータ１４Ａ及びメインポンプ２１間に介装されたツール用コントロールバルブ（第二コントロールバルブ）１４Ｃと、作動油が還流する作動油タンク２３とが配設されている。なお、図１において、図面の簡略化のために、各フロントシリンダ１０Ａと各フロント用コントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃとをまとめて示す。 The main line L _M, each front cylinder 10A (11A, 12A, 13A) and the tool motor 14A, a main pump 21 for supplying hydraulic fluid to the front cylinder 10A and tools motor 14A, the front cylinder 10A and the main pump Front control valves (first control valves) 11C, 12C, 13C (boom control valve 11C, lower arm control valve 12C, upper arm control valve 13C), tool motor 14A and main A tool control valve (second control valve) 14C interposed between the pumps 21 and a hydraulic oil tank 23 through which the hydraulic oil recirculates are disposed. In FIG. 1, the front cylinders 10A and the front control valves 11C, 12C, and 13C are collectively shown for simplification of the drawing.

各コントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃは、油圧パイロット式の３位置切換弁として構成されており、メインラインＬ_Mにおいて互いに並列に接続されている。そして、スプールの位置を切り換えて、フロントシリンダ１１Ａ，１２Ａ，１３Ａ及びツールモータ１４Ａに供給される作動油の流通方向及び流量を可変制御し、フロント基部１０及びツール１４の動作を制御できるようになっている。 The control valves 11C, 12C, @ 13 C, 14C is configured as a 3-position switching valve of the hydraulic pilot type, are connected in parallel with each other in the main line L _M. Then, by switching the position of the spool, the flow direction and flow rate of the hydraulic oil supplied to the front cylinders 11A, 12A, 13A and the tool motor 14A can be variably controlled, and the operations of the front base 10 and the tool 14 can be controlled. ing.

各コントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃのスプールの位置の切換えは、パイロットラインＬ_piから導入されるパイロット圧に応じて設定されるようになっている。コントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃを代表してブーム用コントロールバルブ１１Ｃのスプールの位置の切換えについて詳述すると、第一位置では、ブームシリンダ１１Ａのロッド側油室に作動油が供給されてブームシリンダ１１Ａが縮み、中立位置である第二位置では、ブームシリンダ１１Ａへの作動油の供給が遮断され、第三位置では、ブームシリンダ１１Ａのヘッド側油室に作動油が供給されてブームシリンダ１１Ａが伸びるようになっている。 The switching of the spool position of each control valve 11C, 12C, 13C, 14C is set according to the pilot pressure introduced from the pilot line _Lpi . The switching of the spool position of the boom control valve 11C as a representative of the control valves 11C, 12C, 13C, and 14C will be described in detail. At the first position, hydraulic oil is supplied to the rod side oil chamber of the boom cylinder 11A and the boom is When the cylinder 11A is contracted and the second position, which is a neutral position, the supply of hydraulic oil to the boom cylinder 11A is interrupted, and at the third position, the hydraulic oil is supplied to the head side oil chamber of the boom cylinder 11A. Is supposed to grow.

また、各コントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃの内部においてその中立位置には、センタバイパス通路が設けられている。これらセンタバイパス通路は、互いに直列に接続されて、センタバイパスラインＬ_ce-bypassとして作動油タンク２３に連通されている。センタバイパスラインＬ_ce-bypassは、メインラインＬ_M上のコントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃの上流から分岐したかたちになっている。そして、センタバイパスラインＬ_ce-bypassの下流側には、ネガティブコントロール圧（第一ネガティブコントロール圧）Ｐ_negaを発生させるネガティブコントロールバルブ（ネガティブコントロール圧発生手段）２４が設けられている。なお、以下、ネガティブコントロールをネガコンと略す。 A center bypass passage is provided at the neutral position of each control valve 11C, 12C, 13C, 14C. These center bypass passages are connected in series with each other and communicated with the hydraulic oil tank 23 as a center bypass line L _ce-bypass . Center bypass line L _ce-bypass is adapted to form branched control valve 11C on the main line L _M, 12C, @ 13 C, from the upstream of 14C. A negative control valve (negative control pressure generating means) 24 that generates a negative control pressure (first negative control pressure) P _nega is provided downstream of the center bypass line L _ce-bypass . Hereinafter, negative control is abbreviated as negative control.

また、センタバイパスラインＬ_ce-bypassのコントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃ及びネガコンバルブ２４間には、ネガコンライン（第一ネガコンライン）Ｌ_negaが分岐して設けられており、ネガコン圧Ｐ_negaは、ネガコンラインＬ_negaを介して油圧ポンプ２１のレギュレータ２１ａに作用し、油圧ポンプ２１の吐出流量Ｑを制御するようになっている。そして、油圧ポンプ２１は、ネガコン圧Ｐ_negaが大きいほど、その吐出流量Ｑが小さくなるようになっている。 Further, a negative control line (first negative control line) L _nega is branched between the control valves 11C, 12C, 13C, 14C and the negative control valve 24 of the center bypass line L _ce-bypass , and the negative control pressure P _nega is provided. Acts on the regulator 21a of the hydraulic pump 21 via the negative control line L _nega to control the discharge flow rate Q of the hydraulic pump 21. The hydraulic pump 21 has a discharge flow rate Q that decreases as the negative control pressure P _nega increases.

パイロットラインＬ_piは、各コントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃのパイロット圧作用部に接続されたものであって、パイロットラインＬ_pi上には、パイロットポンプ２２と、リモコンバルブ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄ，１４Ｄとが配設されている。
リモコンバルブ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄ，１４Ｄは、各コントロールバルブ１１Ｃ，１２Ｃ，１３Ｃ，１４Ｃのパイロット圧作用部に作用させるパイロット圧を制御するためのものである。そして、リモコンバルブ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄは、作業用操作レバー７，８の傾倒方向にそれぞれ対応して備えられ、リモコンバルブ１４Ｄは、ツール用操作レバー９に対応して備えられている。 The pilot line L _pi is connected to the pilot pressure acting portion of each control valve 11C, 12C, 13C, 14C, and on the pilot line L _pi , the pilot pump 22 and the remote control valves 11D, 12D, 13D are connected. , 14D.
The remote control valves 11D, 12D, 13D, and 14D are for controlling the pilot pressure that is applied to the pilot pressure acting portions of the control valves 11C, 12C, 13C, and 14C. The remote control valves 11D, 12D, and 13D are provided corresponding to the tilt directions of the work operation levers 7 and 8, respectively, and the remote control valve 14D is provided corresponding to the tool operation lever 9.

また、パイロットラインＬ_piに対して、フロント基部１０用のリモコンバルブ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄのパイロット圧を検出することによりフロント基部１０の各操作量を検出する圧力センサ（第一操作量検出手段）１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅと、ツール１４用のリモコンバルブ１４Ｄのパイロット圧を検出することによりツール１４の操作量を検出する圧力センサ（第二操作量検出手段）１４Ｅとが配設されている。 Further, the pilot line L _pi, remote control valve 11D for the front base portion 10, 12D, a pressure sensor (first operation amount detecting means) for detecting the respective operation amount of the front base portion 10 by detecting the pilot pressure 13D 11E, 12E, and 13E, and a pressure sensor (second operation amount detecting means) 14E that detects the operation amount of the tool 14 by detecting the pilot pressure of the remote control valve 14D for the tool 14 are provided.

また、パイロットラインＬ_piのパイロットポンプ２２及びリモコンバルブ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄ，１４Ｄ間には、パイロットバイパスライン（第二のネガコンライン）Ｌ_pi-bypassが分岐して設けられている。そして、パイロットバイパスラインＬ_pi-bypassには、電磁比例弁２５と、シャトルバルブ（高圧選択弁）２６とが配設されている。
電磁比例弁２５は、後述するコントローラ３０によって制御され、コントローラ３０から入力された電気信号に応じて、パイロットポンプ２２から供給されたパイロット圧である一次圧を減圧した二次圧（第二のネガコン圧）Ｐ₂を生成するようになっている。なお、コントローラ３０から電気信号が入力されない通常時（または、後述の制限解除時）には、最低圧力になるように設定されている。一方、コントローラ３０から電気信号が入力された後述の制限制御時には、ネガコン圧Ｐ_negaよりも二次圧Ｐ₂が高くなるように設定されている。 Also, pilot line L _pi of the pilot pump 22 and the remote control valves 11D, 12D, 13D, is between 14D, a pilot bypass line (second negative control line) L _pi-bypass is provided by branch. An electromagnetic proportional valve 25 and a shuttle valve (high pressure selection valve) 26 are disposed in the pilot bypass line L _pi-bypass .
The electromagnetic proportional valve 25 is controlled by a controller 30 which will be described later, and a secondary pressure (second negative control) obtained by reducing the primary pressure which is a pilot pressure supplied from the pilot pump 22 in accordance with an electric signal input from the controller 30. Pressure) P ₂ is generated. It should be noted that the pressure is set to be the minimum pressure during normal times when no electrical signal is input from the controller 30 (or when the restriction is released as described later). On the other hand, the secondary pressure P ₂ is set to be higher than the negative control pressure P _nega at the time of limit control described later when an electric signal is input from the controller 30.

シャトルバルブ２６は、一方の入口にネガコンラインＬ_negaが連通され、他方の入口にパイロットバイパスラインＬ_pi-bypassが連通され、且つ、出口にメインポンプ２１のレギュレータ２１ａに続くラインが連通されている。そして、ネガコンラインＬ_negaを介して入力されたネガコン圧Ｐ_negaとパイロットバイパスラインＬ_pi-bypassを介して入力された二次圧Ｐ₂とのうちの高圧側を選択して、レギュレータ２１ａに作用させるようになっている。なお、図１において、符号２７はリリーフバルブを示し、符号２８はチェックバルブを示す。 In the shuttle valve 26, a negative control line L _nega is communicated with one inlet, a pilot bypass line L _pi-bypass is communicated with the other inlet, and a line following the regulator 21a of the main pump 21 is communicated with the outlet. . Then, the high pressure side of the negative control pressure P _nega input through the negative control line L _nega and the secondary pressure P ₂ input through the pilot bypass line L _pi-bypass is selected to act on the regulator 21a. It is supposed to let you. In FIG. 1, reference numeral 27 indicates a relief valve, and reference numeral 28 indicates a check valve.

コントローラ（制御手段）３０は、入力側で各角度センサ１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂ及び各圧力センサ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ，１４Ｅに接続されるとともに、出力側で電磁比例弁２５に接続され、記憶部３１と判断部３２と第一演算部３３と第二演算部３４と指令部３５とを有している。そして、各角度センサ１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂで検出された角度θ_bm，θ_la，θ_ua及び各圧力センサ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ，１４Ｅで検出された圧力に基づき、電磁比例弁２５を制御してメインポンプ２１の吐出流量Ｑを制限する制限制御を実施するようになっている。 The controller (control means) 30 is connected to the angle sensors 11B, 12B, and 13B and the pressure sensors 11E, 12E, 13E, and 14E on the input side, and is connected to the electromagnetic proportional valve 25 on the output side. And a determination unit 32, a first calculation unit 33, a second calculation unit 34, and a command unit 35. Then, the electromagnetic proportional valve 25 is controlled based on the angles θ _bm , θ _la , θ _ua detected by the angle sensors 11B, 12B, 13B and the pressure detected by the pressure sensors 11E, 12E, 13E, 14E. Limit control for limiting the discharge flow rate Q of the main pump 21 is performed.

コントローラ３０の各部について詳述すると、記憶部３１は、ブーム１１の長さＬ_bm，ロアアーム１２の長さＬ_la及びアッパーアーム１３の長さＬ_uaを記憶している。また、図３に示すような、フロント４の先端位置Ｘ_Fとメインポンプ２１の制限流量値Ｑ_limitとの対応関係を規定するマップを記憶している。このマップにおいては、ブーム１１の基端部Ｏを原点とし、フロント４の先端位置Ｘ_Fが原点Ｏから機体前方へ離れている距離Ｘに応じて、メインポンプ２１の吐出流量Ｑが制限されるべく、制限流量値Ｑ_limitが設定されるようになっている。つまり、フロント４の先端位置Ｘ_Fが機体前方へと離れて転倒領域に近づくにつれ、メインポンプ２１の吐出流量Ｑが制限されるようになっている。そして、メインポンプ２１の制限流量値Ｑ_limitは、フロント４の先端位置Ｘ_Fが第１所定位置Ｘ₁に到達するまでは通常時と同じ値に設定されているが、第１所定位置Ｘ₁と第２所定位置Ｘ₂との間で次第に減少し、第２所定位置Ｘ₂で下限値になるように設定されている。なお、転倒領域とは、フロント４の先端位置Ｘ_Fがその領域に入ると機体の安定度が悪化して転倒するおそれのある領域である。マップ中の第２所定位置Ｘ₂は、転倒領域よりも余裕を持ってわずかに機体中央寄りに設定されている。 Specifically, each part of the controller 30 stores the length L _bm of the boom 11, the length L _la of the lower arm 12, and the length L _ua of the upper arm 13. Also stores a map defining the correspondence between the limiting flow rate value Q _limit such as that shown in FIG. 3, the tip position of the front 4 X _F and the main pump 21. In this map, the origin of the base end portion O of the boom 11, depending on the distance X tip position X _F of the front 4 is away from the origin O to the aircraft forward, the discharge flow rate Q of the main pump 21 is limited Therefore, the limit flow rate value Q _limit is set. That is, as the front end position X _F of the front 4 approaches the tipping area away into body forward, so that the discharge flow rate Q of the main pump 21 is limited. Then, limit flow rate value Q _limit of the main pump 21 is the leading end position X _F of the front 4 is set to the same value as normal until it reaches the first predetermined position X _1, the first predetermined position X ₁ And the second predetermined position X ₂ are set so as to gradually decrease and reach a lower limit value at the second predetermined position X ₂ . Note that the fall region is a region where the tip position X _F of the front 4 that might involve Once in that area stability of the aircraft falls down deteriorated. The second predetermined position X ₂ in the map is slightly set to the body near the center with a margin than fall area.

判断部３２は、圧力センサ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ，１４Ｅで検出された圧力に基づき、フロント基部１０が作動中であるか否か、及び、ツール１４が作動中であるか否かを判断するようになっている。つまり、判断部３２は、各圧力センサ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅで検出された圧力の少なくとも一つが予め設定された所定の圧力よりも高ければ、フロント基部１０は作動中であると判断するようになっている。また、判断部３２は、圧力センサ１４Ｅで検出された圧力が所定の圧力よりも高ければ、ツール１４は作動中であると判断するようになっている。そして、その判断結果を指令部３５へ出力するようになっている。 Based on the pressures detected by the pressure sensors 11E, 12E, 13E, and 14E, the determination unit 32 determines whether or not the front base 10 is operating and whether or not the tool 14 is operating. It has become. That is, the determination unit 32 determines that the front base 10 is in operation if at least one of the pressures detected by the pressure sensors 11E, 12E, 13E is higher than a predetermined pressure set in advance. ing. Further, the determination unit 32 determines that the tool 14 is in operation if the pressure detected by the pressure sensor 14E is higher than a predetermined pressure. Then, the determination result is output to the command unit 35.

第一演算部（安定度算出手段）３３は、角度センサ１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂから入力されたブーム角度θ_bm，ロアアーム角度θ_la及びアッパーアーム角度θ_uaと、記憶部３１に記憶されたブーム長さＬ_bm，ロアアーム長さＬ_la及びアッパーアーム長さＬ_uaとに基づき、アッパーアーム１３の先端位置Ｘ_ua、すなわち、現在のフロント４の先端位置Ｘ_Fを算出するようになっている。このフロント４の先端位置Ｘ_Fの算出は、フロント４の先端位置Ｘ_Fが前方へ離れるにつれ機体の安定度が悪化するという既知の事実から、機体の安定度を算出することを意味している。 The first calculation unit (stability calculation means) 33 includes the boom angle θ _bm , the lower arm angle θ _la and the upper arm angle θ _ua input from the angle sensors 11B, 12B, and 13B, and the boom length stored in the storage unit 31. Based on the length L _bm , the lower arm length L _la, and the upper arm length L _ua , the tip position X _ua of the upper arm 13, that is, the tip position X _F of the current front 4 is calculated. Calculating the tip position X _F of the front 4, a known fact that the tip position X _F of the front 4 stability of the aircraft is deteriorated as the distance to the front, which means that to calculate the stability of the aircraft .

詳述すると、まず、ブーム角度θ_bmとブーム長さＬ_bmとから、数式（１）に基づき、ブーム先端位置Ｘ_bmを算出する。 More specifically, first, the boom tip position X _bm is calculated from the boom angle θ _bm and the boom length L _bm based on the formula (1).

次に、ブーム角度θ_bm，ロアアーム角度θ_la，ロアアーム長さＬ_la及びブーム先端位置Ａから、数式（２）に基づき、ロアアーム先端位置Ｘ_laを算出する。 Next, from the boom angle θ _bm , the lower arm angle θ _la , the lower arm length L _la, and the boom tip position A, the lower arm tip position X _la is calculated based on Expression (2).

最後に、ブーム角度θ_bm，ロアアーム角度θ_la，アッパーアーム角度θ_ua，アッパーアーム長さＬ_ua及びロアアーム先端位置Ｘ_laから、数式（３）に基づき、アッパーアーム先端位置Ｘ_uaを算出する。 Finally, the upper arm tip position X _ua is calculated from the boom angle θ _bm , the lower arm angle θ _la , the upper arm angle θ _ua , the upper arm length L _ua, and the lower arm tip position X _la based on Equation (3).

そして、算出されたアッパーアーム先端位置Ｘ_uaをフロント先端位置Ｘ_Fとして、第二演算部３４に出力するようになっている。
第二演算部３４は、第一演算部３３から入力されたフロント先端位置Ｘ_Fと記憶部３１に記憶されているマップとに基づき、現在のフロント先端位置Ｘ_Fに対応したメインポンプ２１の制限流量値Ｑ_limitを設定する。続いて、この制限流量値Ｑ_limitへの制限のために作用させる必要があるレギュレータ２１ａへの制限圧を算出し、且つ、算出した制限圧を生成可能な電磁比例弁２５の設定を算出する。そして、算出した電磁比例弁２５の設定を指令部３５へ出力するようになっている。 Then, the calculated upper arm tip position X _ua as a front end position X _F, and outputs it to the second calculation unit 34.
The second calculation unit 34, based on a map stored in the front end position X _F a storage unit 31 which is input from the first calculation unit 33, restriction of the main pump 21 corresponding to the current front tip position X _F Set the flow value Q _limit . Subsequently, a limit pressure to the regulator 21a that needs to be applied to _{limit the} limit flow rate value Q _limit is calculated, and a setting of the electromagnetic proportional valve 25 that can generate the calculated limit pressure is calculated. Then, the calculated setting of the proportional solenoid valve 25 is output to the command unit 35.

指令部３５は、判断部３２によりフロント基部１０とツール１４とのうちフロント基部１０のみが作動していると判断された場合に、第二演算部３４から入力された制限流量値Ｑ_limitにメインポンプ２１の吐出流量Ｑが制限されるように（制限制御が実施されるように）、電磁比例弁２５に指令を送るようになっている。ただし、指令部３５は、判断部３２によりツール１４が作動中であると判断された場合には、ツール１４の作動速度を優先するため、メインポンプ２１の吐出流量Ｑを通常値に復帰するように（制限制御が解除されるように）、電磁比例弁２５に指令を送るようになっている。 When the determination unit 32 determines that only the front base unit 10 is operating among the front base unit 10 and the tool 14, the command unit 35 sets the main flow rate to the limit flow rate value Q _limit input from the second calculation unit 34. A command is sent to the electromagnetic proportional valve 25 so that the discharge flow rate Q of the pump 21 is restricted (so that restriction control is performed). However, when the determination unit 32 determines that the tool 14 is in operation, the command unit 35 gives priority to the operation speed of the tool 14 so that the discharge flow rate Q of the main pump 21 is returned to the normal value. (So that the restriction control is released), a command is sent to the electromagnetic proportional valve 25.

そして、コントローラ３０は、図４に示すフローチャートのような順序で、制限制御を実施するようになっている。
まず、ステップＳ１０では、判断部３２により、フロント基部１０が作動中であるか否かが判断されるようになっている。つまり、判断部３２が、各圧力センサ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅで検出された圧力の少なくとも一つが予め設定された所定の圧力よりも高ければ、フロント基部１０は作動中であると判断するようになっている。そして、フロント基部１０が作動中であれば、ステップＳ２０に進む。一方、フロント基部１０が作動中でなければ、ステップＳ６０に進む。 Then, the controller 30 performs the restriction control in the order as shown in the flowchart of FIG.
First, in step S10, the determination unit 32 determines whether or not the front base 10 is operating. That is, the determination unit 32 determines that the front base 10 is in operation if at least one of the pressures detected by the pressure sensors 11E, 12E, and 13E is higher than a predetermined pressure set in advance. ing. If the front base 10 is operating, the process proceeds to step S20. On the other hand, if the front base 10 is not in operation, the process proceeds to step S60.

ステップＳ２０では、再び判断部３２により、ツール１４が作動中であるか否かが判断されるようになっている。つまり、判断部３２が、圧力センサ１４Ｅで検出された圧力が所定の圧力よりも高ければ、ツール１４は作動中であると判断するようになっている。そして、ツール１４が作動中でなければ、ステップＳ３０に進む。一方、ツール１４が作動中であれば、ステップＳ６０に進む。 In step S20, the determination unit 32 again determines whether or not the tool 14 is operating. That is, when the pressure detected by the pressure sensor 14E is higher than a predetermined pressure, the determination unit 32 determines that the tool 14 is operating. If the tool 14 is not in operation, the process proceeds to step S30. On the other hand, if the tool 14 is operating, the process proceeds to step S60.

ステップＳ３０では、第一演算部３３により、ブーム角度θ_bm，ロアアーム角度θ_la及びアッパーアーム角度θ_uaと、ブーム長さＬ_bm，ロアアーム長さＬ_la及びアッパーアーム長さＬ_uaとに基づき、上述の数式（１）〜（３）を利用して、現在のフロント４の先端位置Ｘ_Fが算出されるようになっている。そして、ステップＳ４０に進む。
ステップＳ４０では、第二演算部３４により、記憶部３１に記憶されたマップに基づき、フロント４の先端位置Ｘ_Fに対応したメインポンプ２１の制限流量値Ｑ_limitが設定されるようになっている。そして、その後、ステップＳ５０に進む。 In step S30, the first calculation unit 33 performs the operation based on the boom angle θ _bm , the lower arm angle θ _la and the upper arm angle θ _ua , the boom length L _bm , the lower arm length L _la and the upper arm length L _ua . by using the above equation (1) to (3), so that the tip position X _F of the current front 4 is calculated. Then, the process proceeds to step S40.
At step S40, the second calculation unit 34, based on the map stored in the storage unit 31, limiting the flow rate value Q _limit of the main pump 21 corresponding to the end position X _F of the front 4 is adapted to be set . Then, the process proceeds to step S50.

ステップＳ５０では、指令部３５により、メインポンプ２１の吐出流量Ｑが上記制限流量値Ｑ_limitになるように、電磁比例弁２５へ電気信号が送られるようになっている。
ステップＳ６０では、メインポンプ２１の吐出流量Ｑが通常値に復帰するように、電磁比例弁２５へ電気信号が送られないようになっている。
なお、このフローチャートは、機体の作動中、所定の周期で繰り返されるようになっている。 In step S50, the command unit 35 sends an electrical signal to the electromagnetic proportional valve 25 so that the discharge flow rate Q of the main pump 21 becomes the _limit flow rate value Q _limit .
In step S60, an electric signal is not sent to the electromagnetic proportional valve 25 so that the discharge flow rate Q of the main pump 21 returns to the normal value.
This flowchart is repeated at a predetermined cycle during the operation of the aircraft.

＜作用・効果＞
本発明の一実施形態にかかる作業機械のフロント制御装置は上述のように構成されているので、以下のような作用・効果がある。
オペレータが何れの操作レバー７〜９も操作しない場合、つまり、フロント４が静止している場合には、各コントロールバルブ１１Ｃ〜１４Ｃのスプールは中立位置にあり、ネガコンラインＬ_negaに最大のネガコン圧Ｐ_negaが発生し、この最大のネガコン圧Ｐ_negaはシャトルバルブ２６の一方の入口を経てメインポンプ２１のレギュレータ２１ａに入力され、メインポンプ２１の吐出流量Ｑは予め設定された最小値に制御される。 <Action and effect>
The front control device for a work machine according to an embodiment of the present invention is configured as described above, and thus has the following operations and effects.
When the operator does not operate any of the operation levers 7 to 9, that is, when the front 4 is stationary, the spools of the control valves 11C to 14C are in the neutral position, and the maximum negative control pressure is applied to the negative control line L _nega. P _nega is generated, and this maximum negative control pressure P _nega is input to the regulator 21a of the main pump 21 through one inlet of the shuttle valve 26, and the discharge flow rate Q of the main pump 21 is controlled to a preset minimum value. The

ここで、オペレータが作業用操作レバー７，８とツール用操作レバー９とのうち、作業用操作レバー７，８のみを操作した場合には、リモコンバルブ１１Ｄ〜１３Ｄがその操作量に応じたパイロット圧をコントロールバルブ１１Ｃ〜１３Ｃに作用させ、コントロールバルブ１１Ｃ〜１３Ｃのスプール位置を中立位置から他の位置へ切り換える。したがって、ネガコンラインＬ_negaのネガコン圧Ｐ_negaは低下する。しかしながら、このとき、フロント４の先端位置Ｘ_Fに応じて電磁比例弁２５の設定を変更し、ネガコン圧Ｐ_negaよりも高圧の二次圧Ｐ₂を生成するので、シャトルバルブ２６の他方の入口に高圧の二次圧Ｐ₂が作用し、シャトルバルブ２６は高圧の二次圧Ｐ₂を選択してメインポンプ２１のレギュレータ２１ａに高い圧力を作用させて、メインポンプ２１の吐出流量Ｑをフロント４の先端位置Ｘ_Fに応じて低減させることができる。 Here, when the operator operates only the operation levers 7 and 8 among the operation levers 7 and 8 and the tool operation lever 9, the remote control valves 11D to 13D are pilots corresponding to the operation amount. The pressure is applied to the control valves 11C to 13C, and the spool positions of the control valves 11C to 13C are switched from the neutral position to another position. Therefore, the negative control pressure P _nega of the negative control line L _nega decreases. However, this time, in response to the leading end position X _F of the front 4 and change the settings of the solenoid proportional valve 25, because it produces a high pressure of the secondary pressure P ₂ than negative control pressure P _nega, other inlet of the shuttle valve 26 A high secondary pressure P ₂ acts on the shuttle valve 26, and the shuttle valve 26 selects the high secondary pressure P ₂ to apply a high pressure to the regulator 21 a of the main pump 21, thereby changing the discharge flow rate Q of the main pump 21 to the front. it can be reduced in accordance with the fourth end position X _F.

つまり、フロント４の先端位置Ｘ_Fが機体より前方へ遠い場合には機体の安定度が低下するが、そのフロント４の先端位置Ｘ_Fに応じてメインポンプ２１の吐出流量Ｑを制限するので、安定度が悪化するにつれ、すなわち、フロント４が転倒領域に近づくにつれ、メインポンプ２１の吐出流量Ｑが次第に低減してフロント４の移動速度が次第に遅くなり、フロント４を滑らかに停止させることができる。したがって、フロント４の転倒領域への進入防止のためにフロント４を急停止することがないので、転倒を確実に防止しながら、急停止によるショックを防止することができる。 That is, although the stability of the aircraft when the tip position X _F of the front 4 is far forward than the airframe is reduced, so limiting the discharge flow rate Q of the main pump 21 in response to the leading end position X _F of the front 4, As the stability deteriorates, that is, as the front 4 approaches the overturning region, the discharge flow rate Q of the main pump 21 gradually decreases, the moving speed of the front 4 gradually decreases, and the front 4 can be smoothly stopped. . Therefore, since the front 4 is not suddenly stopped to prevent the front 4 from entering the fall region, it is possible to prevent a shock due to the sudden stop while reliably preventing the fall.

また、オペレータがツール用操作レバー９を操作した場合には、オペレータが作業用操作レバー７，８を操作しているか否かに関わらず、電磁比例弁２５の設定の変更が解除され、通常通りにネガコン圧Ｐ_negaがレギュレータ２１ａに作用して、メインポンプ２１の吐出流量Ｑはネガコン圧Ｐ_negaに応じた通常値に制御される。
したがって、ツール１４の作動は機体の安定度にほとんど影響しないということに着目して、ツール１４が作動中の場合にはメインポンプ２１の吐出流量Ｑを制限しないので、ツール１４の作動速度を確保し、良好に作業することができる。なお、ツール１４が作動中の場合には、通常、フロント基部１０を移動させないという実情があるので、ツール１４の作動中にフロント基部１０が高速移動して転倒領域に近づき、フロント４が急停止してショックが発生するというおそれもない。 When the operator operates the tool operation lever 9, the change in the setting of the electromagnetic proportional valve 25 is canceled regardless of whether the operator operates the operation levers 7 and 8, and the normal operation is performed as usual. Then, the negative control pressure P _nega acts on the regulator 21a, and the discharge flow rate Q of the main pump 21 is controlled to a normal value corresponding to the negative control pressure P _nega .
Therefore, paying attention to the fact that the operation of the tool 14 hardly affects the stability of the machine body, the discharge flow rate Q of the main pump 21 is not limited when the tool 14 is operating, so the operating speed of the tool 14 is ensured. And can work well. When the tool 14 is in operation, the front base 10 is usually not moved. Therefore, the front base 10 moves at a high speed during the operation of the tool 14 and approaches the fall region, and the front 4 suddenly stops. There is no risk of shock.

また、メインポンプ２１の吐出流量Ｑを変更するためにメインポンプ２１に作用する圧として、ネガコン圧Ｐ_negaと二次圧Ｐ₂とのうちの高圧側が選択されるように構成されているので、一般的に備えられているネガコン圧Ｐ_negaにかかる既設の回路に、二次圧Ｐ₂にかかる新たな回路を追加するだけで、新たな装置や機器を多数追加したり大幅に設計変更したりすることなく、安価に制限制御を実施することができる。また、電磁比例弁２５を制御してパイロット圧を減じて二次圧Ｐ₂を発生させるので、二次圧Ｐ₂を容易且つ高精度に制御することができる。 Further, since the high pressure side of the negative control pressure P _nega and the secondary pressure P ₂ is selected as the pressure acting on the main pump 21 in order to change the discharge flow rate Q of the main pump 21, By adding a new circuit for the secondary pressure P ₂ to the existing circuit for the negative control pressure P _nega that is generally provided, many new devices and equipment can be added or the design can be significantly changed. Therefore, the restriction control can be performed at a low cost. In addition, since the secondary pressure P ₂ is generated by controlling the electromagnetic proportional valve 25 to reduce the pilot pressure, the secondary pressure P ₂ can be controlled easily and with high accuracy.

［その他］
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変形することが可能である。
例えば、上記実施形態において、油圧式の操作手段であるリモコンバルブ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄ，１４Ｄ付きの作業用操作レバー７，８及びツール用操作レバー９と、リモコンバルブ１１Ｄ，１２Ｄ，１３Ｄ，１４Ｄから出力されるパイロット圧を検出する圧力センサ１１Ｅ，１２Ｅ，１３Ｅ，１４Ｅとを備え、フロント基部１０及びツール１４の作動（操作量）を検出したが、例えば、電気式の操作手段と、電気式の操作手段から出力される電気信号を検出するセンサとを備えて、フロント基部１０及びツール１４の作動を検出するようにしても良い。 [Others]
As mentioned above, although embodiment of this invention was described, this invention is not limited to the said embodiment, A various deformation | transformation is possible in the range which does not deviate from the meaning of this invention.
For example, in the above embodiment, the operation levers 7 and 8 and the tool operation lever 9 with the remote control valves 11D, 12D, 13D, and 14D, which are hydraulic operation means, and the remote control valves 11D, 12D, 13D, and 14D are used. Pressure sensors 11E, 12E, 13E, and 14E that detect the pilot pressure to be output are provided, and the operation (operation amount) of the front base 10 and the tool 14 is detected. For example, an electric operation means, A sensor that detects an electrical signal output from the operation means may be provided to detect the operation of the front base 10 and the tool 14.

また、上記実施形態において、角度センサ１１Ｂ，１２Ｂ，１３Ｂを備えてフロント４の姿勢としての角度θ_bm，θ_la，θ_uaを検出したが、フロント４の姿勢を検出する手段はこれに限らず、例えば、各フロントシリンダ１０Ａに供給される作動油の流量を検出する流量センサを備えて、各フロントシリンダ１０Ａに供給された作動油の流量に基づき、フロント４の姿勢を検出するようにしても良い。 In the above embodiment, the angle sensors 11B, 12B, and 13B are provided to detect the angles θ _bm , θ _la , and θ _ua as the posture of the front 4, but the means for detecting the posture of the front 4 is not limited to this. For example, a flow rate sensor for detecting the flow rate of the hydraulic oil supplied to each front cylinder 10A is provided, and the posture of the front 4 is detected based on the flow rate of the hydraulic oil supplied to each front cylinder 10A. good.

また、上記実施形態において、コントローラ３０は、フロント４の先端位置Ｘ_Fを算出し、先端位置Ｘ_Fによってメインポンプ２１の吐出流量Ｑを制限したが、フロント４の重心位置を算出し、この重心位置によってメインポンプ２１の吐出流量Ｑを制限しても良い。つまり、フロント４の先端位置Ｘ_Fを算出することで機体の安定度を算出しても良いし、フロント４の重心位置を算出することで機体の安定度を算出しても良い。 In the above embodiment, the controller 30 calculates the tip position X _F of the front 4, but to restrict the discharge flow rate Q of the main pump 21 by the tip position X _F, calculates the barycentric position of the front 4, the center of gravity The discharge flow rate Q of the main pump 21 may be limited depending on the position. That may be calculated the stability of the aircraft by calculating the tip position X _F of the front 4, may be calculated stability of the aircraft by calculating the centroid position of the front 4.

安定度をフロント４の先端位置を算出することで算出した場合には、安定度を比較的容易に算出することができるという利点がある。つまり、ツール１４には、例えばカッター（切断機）やグラップル（把持機）等の複数種類がアタッチメントとして用意されているのが一般的であるが、フロント４の先端位置は、ツール１４の重量によらずに算出されるので、ツール１４を様々に変更した場合にも容易に対応することができる。 When the stability is calculated by calculating the tip position of the front 4, there is an advantage that the stability can be calculated relatively easily. That is, in general, a plurality of types of tools 14 such as cutters (cutting machines) and grapples (gripping machines) are prepared as attachments, but the front end position of the front 4 depends on the weight of the tool 14. Therefore, even if the tool 14 is changed variously, it can be easily handled.

また、安定度をフロント４の重心位置を算出することで算出した場合には、安定度を比較的精度良く算出することができるという利点がある。そして、安定度の算出の精度が比較的低ければ、フロント４の転倒領域を大きな余裕を持って設定することが必要となり、本来であればまだ転倒する姿勢ではないにもかかわらず、フロント４の移動速度を過剰に制限して、フロント４の作業効率が悪化することが考えられるが、重心位置を利用して安定度が比較的精度良く算出されれば、フロント４の転倒領域を精密に設定することができ、フロント４の作業効率を良好に確保することができる。 Further, when the stability is calculated by calculating the position of the center of gravity of the front 4, there is an advantage that the stability can be calculated with relatively high accuracy. If the accuracy of the stability calculation is relatively low, it is necessary to set the fall region of the front 4 with a large margin. Although it is conceivable that the working efficiency of the front 4 is deteriorated by restricting the moving speed excessively, if the stability is calculated with a relatively high accuracy using the position of the center of gravity, the falling region of the front 4 is accurately set. Thus, the working efficiency of the front 4 can be ensured satisfactorily.

また、機体の安定度を算出する際に、上部旋回体３の旋回角度や路面の傾斜角度等をさらに考慮すると好ましい。つまり、下部走行体２のクローラの延伸方向に対して上部旋回体３の旋回角度が異なれば転倒領域が変わるので、これを考慮するとより好ましい。また、路面が傾斜している場合にも転倒領域が変わるので、これを考慮するとより好ましい。
また、上記実施形態では、本発明の作業機械のフロント制御装置を、ロングリーチフロント４を有する油圧ショベル１に適用した場合について説明したが、通常の長さのフロントを有する油圧ショベルに適用しても良い。また、適用する作業機械の種類も油圧ショベルに限らず、クレーン等の他の作業機械に適用しても勿論良い。 Further, when calculating the stability of the airframe, it is preferable to further consider the turning angle of the upper turning body 3, the inclination angle of the road surface, and the like. That is, if the turning angle of the upper swing body 3 is different from the extending direction of the crawler of the lower traveling body 2, the fall region changes, which is more preferable in consideration of this. Moreover, since the fall region changes even when the road surface is inclined, it is more preferable in consideration of this.
In the above embodiment, the case where the front control device for a work machine according to the present invention is applied to the hydraulic excavator 1 having the long reach front 4 is described. Also good. Further, the type of work machine to be applied is not limited to the hydraulic excavator, and may of course be applied to other work machines such as a crane.

本発明の一実施形態に係る作業機械のフロント制御装置の油圧・電気回路図である。It is a hydraulic-electrical circuit diagram of the front control apparatus of the working machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る作業機械のフロント制御装置の、角度センサで検出する角度を説明するためのフロントの簡略図である。It is a simplified front view for explaining an angle detected by an angle sensor of the front control device for a work machine according to an embodiment of the present invention. 本発明の一実施形態に係る作業機械のフロント制御装置の記憶部に記憶された、フロントの先端位置とメインポンプの制限流量値との対応関係を規定するマップである。It is a map which prescribes | regulates the correspondence of the front-end | tip front-end position and the restriction | limiting flow volume value of a main pump memorize | stored in the memory | storage part of the front control apparatus of the working machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る作業機械のフロント制御装置の、制御の順序を説明するためのフローチャートである。It is a flowchart for demonstrating the order of control of the front control apparatus of the working machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る作業機械の全体像を示す側面図である。It is a side view which shows the whole image of the working machine which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の従来技術に係る作業機械の全体像を示す側面図である。It is a side view which shows the whole image of the working machine which concerns on the prior art of this invention.

Explanation of symbols

１油圧ショベル（作業機械）
２下部走行体
３上部旋回体（機体）
４ロングリーチフロント（フロント装置）
５カウンタウエイト
６キャブ
７，８作業用操作レバー
９ツール用操作レバー
１０フロント基部
１１ブーム
１１Ａブームシリンダ（油圧シリンダ）
１１Ｂブーム用角度センサ（姿勢検出手段）
１１Ｃブーム用コントロールバルブ
１１Ｄブーム用リモコンバルブ
１１Ｅブーム用圧力センサ（第一操作量検出手段）
１２ロアアーム
１２Ａロアアームシリンダ（油圧シリンダ）
１２Ｂロアアーム用角度センサ（姿勢検出手段）
１２Ｃロアアーム用コントロールバルブ
１２Ｄロアアーム用リモコンバルブ
１２Ｅロアアーム用圧力センサ（第一操作量検出手段）
１３アッパーアーム
１３Ａアッパーアームシリンダ（油圧シリンダ）
１３Ｂアッパーアーム用角度センサ（姿勢検出手段）
１３Ｃアッパーアーム用コントロールバルブ
１３Ｄアッパーアーム用リモコンバルブ
１３Ｅアッパーアーム用圧力センサ（第一操作量検出手段）
１４ツール
１４Ａツール用モータ（油圧モータ）
１４Ｃツール用コントロールバルブ
１４Ｄツール用リモコンバルブ
１４Ｅツール用圧力センサ（第二操作量検出手段）
２１メインポンプ（油圧ポンプ）
２２パイロットポンプ
２３作動油タンク
２４ネガコンバルブ（ネガティブコントロール圧発生手段）
２５電磁比例弁
２６シャトルバルブ（高圧選択弁）
２７リリーフバルブ
２８チェックバルブ
３０コントローラ（制御手段）
３１記憶部
３２判断部
３３第一演算部（安定度算出手段）
３４第二演算部
３５指令部（制限手段）
１００ロングリーチフロント
Ｌ_bm ブーム長さ
Ｌ_la ロアアーム長さ
Ｌ_ua アッパーアーム長さ
Ｌ_M メインライン
Ｌ_pi パイロットライン
Ｌ_ce-bypass センタバイパスライン
Ｌ_nega ネガティブコントロールライン（第一ネガティブコントロールライン）
Ｌ_pi-bypass パイロットバイパスライン（第二ネガティブコントロールライン）
Ｘ_F フロントの先端位置
θ_bm ブーム角度
θ_la ロアアーム角度
θ_ua アッパーアーム角度 1 Excavator (work machine)
2 Lower traveling body 3 Upper turning body (airframe)
4 Long reach front (front device)
5 Counterweight 6 Cab 7, 8 Work operation lever 9 Tool operation lever 10 Front base 11 Boom 11A Boom cylinder (hydraulic cylinder)
11B Boom angle sensor (posture detection means)
11C Boom control valve 11D Boom remote control valve 11E Boom pressure sensor (first operation amount detection means)
12 Lower arm 12A Lower arm cylinder (hydraulic cylinder)
12B Lower arm angle sensor (attitude detection means)
12C Lower arm control valve 12D Lower arm remote control valve 12E Lower arm pressure sensor (first operation amount detection means)
13 Upper arm 13A Upper arm cylinder (hydraulic cylinder)
13B Angle sensor for upper arm (attitude detection means)
13C Control valve for upper arm 13D Remote control valve for upper arm 13E Pressure sensor for upper arm (first operation amount detection means)
14 Tools 14A Tool motor (hydraulic motor)
14C Tool control valve 14D Tool remote control valve 14E Tool pressure sensor (second operation amount detection means)
21 Main pump (hydraulic pump)
22 Pilot pump 23 Hydraulic oil tank 24 Negative control valve (negative control pressure generating means)
25 Proportional solenoid valve 26 Shuttle valve (high pressure selection valve)
27 Relief valve 28 Check valve 30 Controller (control means)
31 Storage Unit 32 Judgment Unit 33 First Calculation Unit (Stability Calculation Means)
34 Second operation part 35 Command part (limitation means)
100 Long reach front L _bm boom length L _la Lower arm length L _ua upper arm length L _M main line L _pi pilot line L _ce-bypass center bypass line L _nega negative control line (first negative control line)
L _pi-bypass pilot bypass line (second negative control line)
X _F Front tip position θ _bm Boom angle θ _la Lower arm angle θ _ua Upper arm angle

Claims

A front device comprising a front base having a boom and an arm driven by a hydraulic cylinder, and a tool provided at the tip of the front base and driven by a hydraulic motor;
A variable flow hydraulic pump that discharges hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder and the hydraulic motor;
First operation amount detection means for detecting a first operation amount of the front base;
Second operation amount detection means for detecting a second operation amount of the tool;
Posture detecting means for detecting the posture of the front device;
Based on the first manipulated variable detected by the first manipulated variable detector, the second manipulated variable detected by the second manipulated variable detector, and the attitude detected by the attitude detector, the hydraulic pump A front control device for a work machine, comprising a control means for controlling a discharge flow rate,
The control means
A stability calculating means for calculating the stability of the work machine based on the posture;
When only the first operation amount is detected out of the first operation amount and the second operation amount, limit control is performed to reduce the discharge flow rate according to the stability, and the first operation amount A front control device for a work machine, comprising: a restriction unit that releases the restriction control when at least the second operation amount is detected among the amount and the second operation amount.

2. The front control device for a work machine according to claim 1, wherein the stability calculation means calculates the stability of the work machine by calculating a tip position of the front device based on the posture.

2. The front control device for a work machine according to claim 1, wherein the stability calculation means calculates the stability of the work machine by calculating a gravity center position of the front device based on the posture.

A hydraulic pilot-type first control valve for controlling the flow rate and flow direction of hydraulic oil supplied to the hydraulic cylinder;
A hydraulic pilot-type second control valve that controls the flow rate and flow direction of hydraulic oil supplied to the hydraulic motor;
A center bypass line provided at a neutral position of the spool of the first control valve and the second control valve;
A first negative control line arranged branched from the downstream side of the first control valve and the second control valve of the center bypass line;
A negative control pressure generating means disposed downstream of the center bypass line and generating a first negative control pressure in the first negative control line;
A pilot line connected to the first control valve and the second control valve;
A pilot pump for applying a pilot pressure to the pilot line;
A first remote control valve disposed on the pilot line to switch the position of the spool of the first control valve;
A second remote control valve arranged in parallel with the first remote control valve on the pilot line and switching the position of the spool of the second control valve;
A second negative control line branched from the upstream side of the first remote control valve and the second remote control valve of the pilot line;
An electromagnetic proportional valve disposed in the second negative control line and generating a second negative control pressure by reducing the pilot pressure supplied from the pilot pump;
Connected to the first negative control line and the second negative control line, a high pressure side pressure of the first negative control pressure and the second negative control pressure is selected and inputted to the hydraulic pump. A high pressure selection valve connected to a subsequent line and outputting the high pressure side pressure to the line;
The first operation amount detection means detects the first operation amount by detecting a pilot pressure immediately downstream of the first remote control valve,
The second operation amount detection means detects the second operation amount by detecting a pilot pressure immediately downstream of the second remote control valve,
The limiting means sends a signal corresponding to the stability to the electromagnetic proportional valve when only the first operation amount is detected among the first operation amount and the second operation amount, and When the restriction control is performed by increasing the control pressure to be higher than the first negative control pressure according to the stability, and at least the second operation amount is detected among the first operation amount and the second operation amount Further, the restriction control is canceled by not sending the signal to the electromagnetic proportional valve and setting the second negative control pressure to a minimum pressure lower than the first negative control pressure. The front control device for a work machine according to any one of the above.