JP2651075B2 - 土工機における油圧アクチュエータ制御装置 - Google Patents

土工機における油圧アクチュエータ制御装置

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JP2651075B2
JP2651075B2 JP712492A JP712492A JP2651075B2 JP 2651075 B2 JP2651075 B2 JP 2651075B2 JP 712492 A JP712492 A JP 712492A JP 712492 A JP712492 A JP 712492A JP 2651075 B2 JP2651075 B2 JP 2651075B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、例えばバックホー等の
土工機における油圧アクチュエータ制御装置に関し、詳
しくは、作業装置を油圧アクチュエータにより駆動する
よう構成するとともに、前記油圧アクチュエータの電磁
式比例流量制御弁の開度を、操作レバーの操作量に応じ
た電流を供給して比例制御する流量制御手段を備えてあ
る土工機における油圧アクチュエータ制御装置に関す
る。
【0002】
【従来の技術】上記土工機における油圧アクチュエータ
制御装置において、従来では、前記操作レバーの全操作
領域に亘りその操作量に応じた電流を前記電磁式比例流
量制御弁に供給するよう構成してあった。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】前記制御装置は、油圧
アクチュエータの制御のための油圧制御弁のスプールを
人為的に操作するのは、操作が重く、行い難い欠点があ
るために、このレバー操作を軽快に行えるようにするた
めに、操作レバーの操作量を電気信号に変換して、供給
電流に対応した開度に比例制御される電磁式比例流量制
御弁を用いて油圧アクチュエータを操作するよう構成し
たものである。ところが、上記従来構造においては、操
作レバーの操作領域の全域に亘り、操作量に応じた電流
を供給して前記電磁式比例流量制御弁を駆動制御するよ
う構成したものであるから、レバー操作の途中において
は、操作位置に対応する電流量、即ちそれに対応する弁
開度に設定され、所望の作業速度を得ることができるけ
れども、作業装置が停止した状態、即ち、操作レバーが
中立位置にある状態から作動開始したときに、電磁式比
例流量制御弁のスプールの起動応答が遅く、起動タイミ
ングのずれが発生したり、又、制御弁の固体差に起因し
て、この応答遅れに製品毎に差が生じることがある。そ
の結果、操縦者の操作レバーの操作感覚と作業装置の実
際の作動状態との間に差異が発生し、操縦操作性が低下
する欠点があった。本発明は上記不具合点を解消するこ
とを目的としている。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴構成は、冒
頭に記載した土工機における油圧アクチュエータ制御装
置において、前記操作レバーの操作状態から前記油圧ア
クチュエータの制御目標作動速度を演算する目標速度演
算手段と、前記油圧アクチュエータの作動状態を検出す
る検出手段の検出結果から油圧アクチュエータの実作動
速度を演算する実作動速度演算手段とを備え、前記目標
速度演算手段の演算結果と前記実作動速度との差が所定
値以上であるときは、前記操作レバーの操作量に対応す
る電流値に対して前記電磁式比例流量制御弁に対する供
給電流値を補正する供給電流補正手段を備えてある点に
ある。
【0005】
【作用】操作レバーを例えば素早く操作して、電磁式比
例流量制御弁の応答遅れ等に起因して操作レバーの操作
速度に対して油圧アクチュエータの操作速度が遅れ気味
になるような場合には、操作レバーの操作位置に対応す
る目標作動速度と油圧アクチュエータの実作動速度との
間に差が生じて、この差が所定値以上であるときは、電
磁式比例流量制御弁に対する供給電流が補正され、操作
レバーの操作量に対応する電流値よりも大きな電流を供
給するので、制御目標よりも大きな流量が油圧アクチュ
エータに供給され作動が速くなり、作動遅れの無い状態
で追従作動することとなる。
【0006】
【発明の効果】従って、制御駆動対象である油圧アクチ
ュエータの実作動状況を監視して、操作レバーの操作状
態と油圧アクチュエータの作動状況とを比較判断しなが
ら供給電流を補正するので、常に操作遅れの無い状態で
油圧アクチュエータの駆動制御を行うことができるもの
となり、操縦操作性に優れたものを提供できるに到っ
た。
【0007】
【実施例】以下、実施例を図面に基いて説明する。図3
に土工機の一例としてのバックホーを示している。この
バックホーは、クローラ走行装置1を備えた走行機台2
に旋回用油圧モータMの駆動により縦軸芯周りで全旋回
自在に旋回台3を搭載するとともに、旋回台3にバック
ホー装置4〔作業装置の一例〕を連結し、走行機台2に
ドーザ装置5を備えて構成してある。前記バックホー装
置4は、旋回台3に横軸芯周りで上下揺動自在に枢支さ
れるブーム6にアーム7、バケット8を枢支連結すると
ともに、夫々をブームシリンダ13、アームシリンダ1
4、バケットシリンダ15により駆動揺動して掘削作業
を行えるよう構成してある。又、ブーム6は、基端部6
a、中間部6b及び先端部6cに3分割され、夫々を縦
軸芯周りで枢支連結するとともに、基端部6aと先端部
6cとを中間部6bと平行なリンク9を介して枢支連結
し、オフセットシリンダC4により中間部6bを揺動駆
動することでバケット8が平行姿勢を維持しながら左右
方向に移動できるよう構成し、バケット8をブーム基端
部6aに対して横方向にオフセットして旋回台3上に格
納することで最大旋回径を小さくした状態で旋回作動で
きるよう構成してある。
【0008】油圧アクチュエータとしての前記ブームシ
リンダ13、アームシリンダ14、バケットシリンダ1
5及び旋回油圧モータMの夫々は、旋回台3上に設けら
れた操縦部10に配設した十字揺動操作自在な左右一対
の操作レバー11により制御操作されるよう構成してあ
る。詳述すると、図1に示すように、前記各シリンダ1
3,14,15及び旋回モータMは、夫々電磁式比例流
量制御弁Vにより油圧流量を制御するよう構成し、各操
作レバー11の夫々の操作方向における操作量を4個の
ポテンショメータPMにより検出して、この検出操作量
に基づいて制御装置12が各電磁式比例流量制御弁Vに
対する電流供給量を制御するよう構成してある。又、前
記オフセットシリンダ16は操作スイッチSWの操作に
より予め設定される流量を供給するよう構成されてい
る。又、ブーム6にアーム7、バケット8の枢支揺動支
点、及び旋回台3の近傍には、各油圧アクチュエータの
作動状態を検出する回動量検出センサS〔作動状態検出
手段の一例〕を備えてあり、各ポテンショメータPMの
出力は前記制御装置12に入力されるようにしてある。
そして、前記制御装置12には、前記操作レバー11の
操作量に応じた電流を供給して電磁式比例流量制御弁V
の開度を比例制御する流量制御手段Aと、操作レバー1
1の操作状態から前記各油圧アクチュエータの制御目標
作動速度を演算する目標速度演算手段Bと、前記回動量
検出センサSの検出結果から油圧アクチュエータの実作
動速度を演算する実作動速度演算手段Cと、前記目標速
度演算手段Bの演算結果と前記実作動速度との差が所定
値以上であるときは、前記操作レバー11の操作量に対
応する電流値に対して前記電磁式比例流量制御弁Vに対
する供給電流値を補正する供給電流補正手段Dとの夫々
を制御プログラム形式で備えてある。つまり、制御装置
12は以下にように制御を実行する。以下、油圧アクチ
ュエータの一例としてブームシリンダ13の制御作動に
ついて代表的に説明する。図2に示すように、ブーム操
作用ポテンショメータPMの出力とブーム6の揺動支点
部に装着される回動量検出センサSの出力を読み込み、
前記ポテンショメータPMの出力変化から操作レバー1
1の操作位置に対応するブームシリンダ13、即ち、ブ
ーム6の制御目標作動速度X1を演算するとともに、回
動量検出センサSの出力変化からブーム6の実作動速度
X2を演算する〔ステップ1〜3〕。そして、前記制御
目標作動速X1とブーム6の実作動速度X2との差が所
定値a以下であり、操作レバー11の操作具合とブーム
6の作動速度とがほぼ一致しているときは、マップデー
タに基づいて予め定められる特性により操作レバー11
の操作量にほぼ比例する電流Irを電磁式比例流量制御
弁Vに供給する〔ステップ4,5〕。そして、前記制御
目標作動速X1とブーム6の実作動速度X2との差が所
定値a以上になっている場合には、上記したようなマッ
プデータに基づいて予め定められる特性により操作レバ
ー11の操作量にほぼ比例する電流値Irに対して、操
作レバー11の操作速度X1とブーム6の実作動速度X
2との差に所定の定数Kを乗算した補正電流値K・(X
1−X2)を加えて、供給電流値Iを補正し〔ステップ
6〕、この補正後の供給電流値Iを電磁式比例流量制御
弁Vの供給可能な最大電流値Imaxを越えない範囲で
電磁式比例流量制御弁Vに供給する〔ステップ7〜
9〕。そして、このような制御をリセットされるまで短
時間毎に繰り返す〔ステップ10〕。前記ステップ5に
より流量制御手段Aを構成し、前記ステップ2により目
標速度演算手段Bを構成し、前記ステップ3により実作
動速度演算手段Cを構成し、前記ステップ6により供給
電流補正手段Dを構成する。このようにして、駆動制御
対象の実作動状況を常に監視しながら、操作レバー11
の操作状況に対応するよう供給電流を補正しながら制御
駆動するので、操作レバーの操作感覚と非制御対象の作
動とが合致することになり、操縦操作性が向上するので
ある。
【0009】上記したような制御は、ブームの制御に限
らず、他の油圧アクチュエータの制御に用いてもよい。
【0010】尚、特許請求の範囲の項に図面との対照を
容易にするために符号を記すが、該記入により本発明は
添付図面の構成に限定されるものではない。
【図面の簡単な説明】
【図1】制御ブロック図
【図2】制御フローチャート
【図3】バックホーの側面図
【符号の説明】
4 作業装置 11 操作レバー A 流量制御手段 B 目標速度演算手段 C 実作動速度演算手段 D 供給電流補正手段 S 作動状態検出手段 V 電磁式比例流量制御弁
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 森下 勇太郎 大阪府堺市石津北町64番地 株式会社ク ボタ 堺製造所内 (56)参考文献 特開 平2−173810(JP,A)

Claims (1)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 作業装置(4)を油圧アクチュエータに
    より駆動するよう構成するとともに、前記油圧アクチュ
    エータの電磁式比例流量制御弁(V)の開度を、操作レ
    バー(11)の操作量に応じた電流を供給して比例制御
    する流量制御手段(A)を備えてある土工機における油
    圧アクチュエータ制御装置であって、前記操作レバー
    (11)の操作状態から前記油圧アクチュエータの制御
    目標作動速度を演算する目標速度演算手段(B)と、前
    記油圧アクチュエータの作動状態を検出する検出手段
    (S)の検出結果から油圧アクチュエータの実作動速度
    を演算する実作動速度演算手段(C)とを備え、前記目
    標速度演算手段(B)の演算結果と前記実作動速度との
    差が所定値以上であるときは、前記操作レバー(11)
    の操作量に対応する電流値に対して前記電磁式比例流量
    制御弁(V)に対する供給電流値を補正する供給電流補
    正手段(D)を備えてある土工機における油圧アクチュ
    エータ制御装置。
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JP6573319B2 (ja) * 2015-12-24 2019-09-11 キャタピラー エス エー アール エル 建設機械におけるアクチュエータ駆動制御装置
US20230332379A1 (en) * 2021-03-26 2023-10-19 Hitachi Construction Machinery Co., Ltd. Work machine

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