JP2018119667A - 旋回制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】旋回台と、旋回台を操作するための操作レバー20と、旋回台を旋回するための旋回モータ7aと、旋回モータ7aに作動油を供給する油圧ポンプ21と、メータイン回路と、メータアウト回路と、前記油圧ポンプからタンクに戻る圧油の流量を制御するブリードオフ回路と、を備えた作業機械の旋回動作を制御する旋回制御装置39であって、旋回台の旋回動作時にかかる旋回負荷圧を推定し、当該旋回負荷圧と油圧ポンプ21の吐出流量と、メータイン回路の開口面積と、メータアウト回路の開口面積と、ブリードオフ回路の開口面積と、から旋回台の旋回動作時に旋回モータ7aに流入する作動油の旋回流量を所定の演算式により推定し、操作レバー20の操作量と旋回流量との関係を線形化する。
【選択図】図4
Description
なお、操作手段としては、操作レバー以外に、押ボタン、ペダル及びタッチパネル等を採用してもよい。
本実施形態の制御装置39は、旋回台7の旋回動作時にかかる旋回負荷圧ΔPAを推定し、当該旋回負荷圧ΔPAと油圧ポンプ21の吐出流量Qと、メータイン回路の開口面積と、メータアウト回路の開口面積と、ブリードオフ回路の開口面積と、から旋回台7の旋回動作時に旋回モータ7aに流入する作動油の旋回流量QAを所定の演算式を用いて推定し、操作レバー20のレバー操作量と旋回流量QAとの関係を線形化する。詳細を以下に説明する。
本実施形態では、制御装置39は、油圧ポンプ21の吐出流量Qや旋回台7の旋回動作時に掛かる圧力(旋回負荷圧)による旋回角速度の変動を抑制するために、油圧ポンプ21の吐出流量Qと旋回負荷圧ΔPAに応じて、操作レバー20のレバー操作量とブリードオフ絞り23cのバルブ開度(以下では単にスプール開度ともいう)の関係を示すテーブルを変化させる(後述する線形化テーブルの生成)。制御装置39は、荷重情報として車体2に設けた旋回ベアリングにかかる荷重、姿勢情報として旋回ベアリングの傾斜角度及びクレーンの作業姿勢、操作情報としてオペレータの操作入力の情報、エンジン情報としてエンジン4の回転数の情報、その他の機差による負荷変動量等の旋回負荷圧ΔPAにかかる情報、その他定数(旋回ベアリング諸元(摩擦係数など)、旋回動作の減速比(≒総等価容量)、総効率)等を適宜取得して、この情報をもとに旋回負荷圧ΔPAを推定する。推定する旋回負荷圧ΔPAは、クレーンの姿勢や荷重によって変化する負荷である。ただし、荷の振れや伸縮ブーム8の慣性による旋回負荷圧ΔPAの変動は考慮していない。
なお、旋回負荷圧ΔPAは、旋回台7の旋回動作の起動時に旋回モータ7aにかかるトルクに相当する。
なお、旋回負荷圧ΔPAは、主に搬送物Wの吊荷荷重による旋回ベアリングにかかるモーメントによって決定される。そのため、旋回負荷圧ΔPAは、少なくとも旋回ベアリング荷重検出手段43で取得される旋回ベアリングにかかる荷重を用いて推定が可能である。
次に、上述した旋回負荷圧ΔPAと油圧ポンプ21の吐出流量Qと下記式を用いて旋回流量QAを推定する。旋回流量QAは、クレーン1の旋回動作時に旋回モータ7aに供給される作動油の流量であり、本発明では旋回動作前にレバー操作量[V]と旋回流量QA[L/min]との関係を示す線形化された流動特性(図6参照)を導くために算出される値である。以下に、旋回流量QAを導出する演算式を示す。
ここで、式中のΔPAは、上述した旋回モータ7aの旋回動作時の旋回負荷圧の推定値である。
また、油圧ポンプ21の吐出流量Qは、制御装置39によりエンジン4の回転数から算出される。
また、メータイン絞り23aの開口面積ain、メータアウト絞り23bの開口面積aout、及びブリードオフ絞り23cの開口面積aBは、スプールの開度(スプールの位置)によって一意に決まるものである。
上記のように旋回流量QAが推定することができれば、この旋回流量QAを得るためのスプールの開度が一意的に設定することできるため、旋回負荷圧ΔPAによる旋回角速度の変動による傾斜ばらつきが統一され、線形化された線形化テーブルを得ることができる(図5参照)。
すなわち、図10に示すように、設計値と上記演算式によって求まるカーブの関係から旋回流量QAの設計値となるレバー操作量に応じたスプールの開度の目標値(スプールの目標位置P)を算出することができる。
なお、図5に示す点線丸印部分は、意図的に設けられた不感帯飛ばし部分である。
図5に示す線形化テーブルにより、旋回流量QAと操作レバー20のレバー操作量が一意的に決定され、レバー操作量[V]と旋回流量QA[L/min]との関係を示す線形化後の流動特性(図6参照)を得ることができる。本実施形態に係る流動特性は、後述する図7(b)に示す従来の流動特性と比べて線形の関係を保持している。
その結果、操作レバー20が操作され、旋回モータ7aによる旋回動作が開始されたと判定された場合、制御装置39はステップをステップS110に移行させる。
一方、操作レバー20が操作されず、旋回モータ7aによる旋回動作が実施されていないと判定された場合、制御装置39はステップをステップS100に移行させる。
以上のように、オペレータが操作レバー20により旋回動作を行うごとに、制御装置39は、操作レバー20のレバー操作量とスプールの目標値の関係を線形化した線形化テーブルを変更して、操作レバー20のレバー操作量と旋回流量QAの関係が変動しないようにしている。
7 旋回台
7a 旋回モータ(油圧モータ)
20 操作レバー(操作手段)
21 油圧ポンプ
23a メータイン絞り(メータイン回路)
23b メータアウト絞り(メータアウト回路)
23c ブリードオフ絞り(ブリードオフ回路)
39 制御装置(旋回制御装置)
50 タンク
ΔPA 旋回負荷圧
Q 油圧ポンプの吐出流量
QA 旋回流量
Claims (2)
- 旋回台と、
前記旋回台を旋回操作するための操作手段と、
前記旋回台を旋回するための油圧モータと、
前記油圧モータに作動油を供給する油圧ポンプと、
前記油圧モータに流入する作動油の流量を制御するメータイン回路と、
前記油圧モータから流出する作動油の流量を制御するメータアウト回路と、
前記油圧ポンプからタンクに戻る圧油の流量を制御するブリードオフ回路と、を備えた作業機械の旋回動作を制御する旋回制御装置であって、
前記旋回台の旋回動作時にかかる旋回負荷圧を推定し、当該旋回負荷圧と前記油圧ポンプの吐出流量と、前記メータイン回路の開口面積と、前記メータアウト回路の開口面積と、前記ブリードオフ回路の開口面積と、から前記旋回台の旋回動作時に前記油圧モータに流入する作動油の旋回流量を所定の演算式により推定し、
前記操作手段の操作量と前記旋回流量との関係を線形化する旋回制御装置。 - 前記所定の演算式は、
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