JP2905560B2 - 建設機械の操作量制御装置 - Google Patents
建設機械の操作量制御装置Info
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Description
【発明の詳細な説明】 作業上の利用分野 この発明は油圧ショベルなどの建設機械に、より詳し
くは作業用操作レバーの操作量を制御する操作量制御装
置に関するものである。
くは作業用操作レバーの操作量を制御する操作量制御装
置に関するものである。
従来の技術 第４図は、従来の油圧ショベルの側面図であり、第５
図はその油圧回路を示すブロック図である。第４図にお
いて、１は油圧ショベルの下部走行体、２は上部旋回
体、３は上部旋回体２のフロント部に装着した作業機、
４は作業機３のブーム、５はアーム、６は作業工具であ
る法面バケット、７はブームシリンダ、８はアームシリ
ンダ、９はバケットシリンダ、イは整正仕上げを行って
いる法面である。
図はその油圧回路を示すブロック図である。第４図にお
いて、１は油圧ショベルの下部走行体、２は上部旋回
体、３は上部旋回体２のフロント部に装着した作業機、
４は作業機３のブーム、５はアーム、６は作業工具であ
る法面バケット、７はブームシリンダ、８はアームシリ
ンダ、９はバケットシリンダ、イは整正仕上げを行って
いる法面である。
第５図において、10はエンジン、11はエンジン10のガ
バナ装置、12はエンジン10の回転数を検出する回転セン
サ、13は可変容量ポンプ、14は可変容量ポンプ13のサー
ボ機構、８は油圧ショベルの作業機３に装備されている
各油圧シリンダのうち代表例としてのアームシリンダ、
15はアームシリンダ８用のコントロールバルブ、16はコ
ントローラ、17は作業モード切換スイッチである。
バナ装置、12はエンジン10の回転数を検出する回転セン
サ、13は可変容量ポンプ、14は可変容量ポンプ13のサー
ボ機構、８は油圧ショベルの作業機３に装備されている
各油圧シリンダのうち代表例としてのアームシリンダ、
15はアームシリンダ８用のコントロールバルブ、16はコ
ントローラ、17は作業モード切換スイッチである。
次に、同図に示す油圧回路の制御動作について述べ
る。作業モード切換スイッチ17を切り換えると切換操作
信号がコントローラ16に与えられ、コントローラ16は、
作業モードに応じて可変ポンプ13のサーボ機構14、およ
びエンジン10のガバナ装置11を制御するようになってい
る。
る。作業モード切換スイッチ17を切り換えると切換操作
信号がコントローラ16に与えられ、コントローラ16は、
作業モードに応じて可変ポンプ13のサーボ機構14、およ
びエンジン10のガバナ装置11を制御するようになってい
る。
具体的には、作業内容に応じて作業量と燃費を選べる
Ｈ（重負荷時用）,S（通常負荷時用）,FC（微小速度操
作時用）などの複数種類の作業モードが用意されてお
り、いずれか一つの作業モードを選択することができる
ようになっている。
Ｈ（重負荷時用）,S（通常負荷時用）,FC（微小速度操
作時用）などの複数種類の作業モードが用意されてお
り、いずれか一つの作業モードを選択することができる
ようになっている。
また、第６図は、可変容量ポンプ13のポンプ馬力制御
曲線図である。運転者が例えば作業負荷の大小に応じて
作業モード切換スイッチ17を切換操作すると、それに応
じてポンプ馬力が変えられるようになっている。また第
７図は、上記したH,S,FCモード時におけるエンジン10の
性能曲線図である。
曲線図である。運転者が例えば作業負荷の大小に応じて
作業モード切換スイッチ17を切換操作すると、それに応
じてポンプ馬力が変えられるようになっている。また第
７図は、上記したH,S,FCモード時におけるエンジン10の
性能曲線図である。
上記のように従来の油圧ショベルでは、作業モードを
選択することにより、例えば法面整正，荷の吊り作業な
どのように細かな動作を必要とする作業の場合には、運
転者が作業モード切換スイッチ17をFC（微小速度操作時
用）位置に切換える。それによりコントローラ16はエン
ジン10の回転数を低減させるようガバナ装置11を制御す
るため、アームシリンダ８の作動速度が遅くなり、低速
で正確な微操作を行うことができるようになる。
選択することにより、例えば法面整正，荷の吊り作業な
どのように細かな動作を必要とする作業の場合には、運
転者が作業モード切換スイッチ17をFC（微小速度操作時
用）位置に切換える。それによりコントローラ16はエン
ジン10の回転数を低減させるようガバナ装置11を制御す
るため、アームシリンダ８の作動速度が遅くなり、低速
で正確な微操作を行うことができるようになる。
発明が解決しようとする課題 しかしながら、上記した従来の油圧ショベルでは、法
面バケットを使用して法切り動作を完了し、次の法切り
スタート位置に法面バケットを移動させる際に、法面バ
ケットの戻り速度が非常に遅いため作業能率が低下して
いた。上記作業モード切換スイッチ17は運転時に操作で
きるものではないため、法面バケットを高速で戻す場
合、運転者は作業を中断して作業モード切換スイッチ17
を切換操作しなければならなかった。
面バケットを使用して法切り動作を完了し、次の法切り
スタート位置に法面バケットを移動させる際に、法面バ
ケットの戻り速度が非常に遅いため作業能率が低下して
いた。上記作業モード切換スイッチ17は運転時に操作で
きるものではないため、法面バケットを高速で戻す場
合、運転者は作業を中断して作業モード切換スイッチ17
を切換操作しなければならなかった。
この発明は上記した従来の油圧ショベルにおける課題
を解決してなされたものであり、コントロールバルブの
スプール開口開度を、作業モードと操作レバーの操作方
向に基づいて制御することにより、微小速度操作時にお
いても作業機のクイックリターン動作を可能にした建設
機械の操作量制御装置を提供することを目的とする。
を解決してなされたものであり、コントロールバルブの
スプール開口開度を、作業モードと操作レバーの操作方
向に基づいて制御することにより、微小速度操作時にお
いても作業機のクイックリターン動作を可能にした建設
機械の操作量制御装置を提供することを目的とする。
課題を解決するための手段 本発明は、中立位置から正方向または負方向に操作さ
れる操作レバーの各操作方向に対応してそれぞれ複数の
コントロールバルブ開度特性を記憶しているコントロー
ルバルブ開度特性記憶手段と、正方向及び負方向の各コ
ントロールバルブ開度特性を選択することにより所望の
作業モードを選択する選択手段と、操作レバーの操作方
向を判別する操作方向判別手段と、操作レバーが正また
は負方向に操作された際に、操作方向判別手段によって
判別された操作方向に対応するコントロールバルブ開度
特性を、選択手段によって選択されたコントロールバル
ブ開度特性に基づいて設定し、コントロールバルブを制
御する操作量設定手段と、を備えてなる建設機械の操作
量制御装置である。
れる操作レバーの各操作方向に対応してそれぞれ複数の
コントロールバルブ開度特性を記憶しているコントロー
ルバルブ開度特性記憶手段と、正方向及び負方向の各コ
ントロールバルブ開度特性を選択することにより所望の
作業モードを選択する選択手段と、操作レバーの操作方
向を判別する操作方向判別手段と、操作レバーが正また
は負方向に操作された際に、操作方向判別手段によって
判別された操作方向に対応するコントロールバルブ開度
特性を、選択手段によって選択されたコントロールバル
ブ開度特性に基づいて設定し、コントロールバルブを制
御する操作量設定手段と、を備えてなる建設機械の操作
量制御装置である。
本発明において、コントロールバルブ開度特性が、標
準作業に適した第一のコントロールバルブ開度特性と微
操作に適した第二のコントロールバルブ開度特性を有す
る場合、操作量設定手段は、アーム引き操作時には第二
のコントロールバルブ開度特性に基づいて、アーム押し
操作時には第一のコントロールバルブ開度特性に基づい
てコントロールバルブを制御することができる。
準作業に適した第一のコントロールバルブ開度特性と微
操作に適した第二のコントロールバルブ開度特性を有す
る場合、操作量設定手段は、アーム引き操作時には第二
のコントロールバルブ開度特性に基づいて、アーム押し
操作時には第一のコントロールバルブ開度特性に基づい
てコントロールバルブを制御することができる。
作用 本発明に従えば、操作レバーを正方向または負方向に
操作する際に、中立位置を基準として作業用油圧シリン
ダの作動特性を変更することができるとともに、複数の
コントロールバルブ開度特性の組み合わせを選択するこ
とにより、様々な作業モードに対応できるように油圧シ
リンダの作動特性を変更することができる。
操作する際に、中立位置を基準として作業用油圧シリン
ダの作動特性を変更することができるとともに、複数の
コントロールバルブ開度特性の組み合わせを選択するこ
とにより、様々な作業モードに対応できるように油圧シ
リンダの作動特性を変更することができる。
また、操作方向判別手段からの判別信号に基づいて油
圧シリンダの作動特性が制御されるので、例えば、作業
機のリターン動作時に油圧シリンダの作動速度が高めら
れるように開度特性を選択すれば、法面整正作業を操作
性の良い低速で行い、リターン動作を高速で行うことが
可能になり、作業効率を高めることができる。
圧シリンダの作動特性が制御されるので、例えば、作業
機のリターン動作時に油圧シリンダの作動速度が高めら
れるように開度特性を選択すれば、法面整正作業を操作
性の良い低速で行い、リターン動作を高速で行うことが
可能になり、作業効率を高めることができる。
実施例 以下、この発明の実施例を図面に基づいて詳細に説明
する。
する。
第１図は、この発明に係る建設機械の操作量制御装置
の一実施例を示すブロック図である。同図において、18
は電気ジョイスティック、19は電気ジョイスティックに
備えられた操作レバー、Ｆ及びＲは操作レバー19が操作
される方向を示し、Ｆは正方向としての前操作方向、Ｒ
は負方向としての後操作方向（左右方向に操作するタイ
プの操作レバーについても同様に前操作方向及び後操作
方向となる）である。なお、角度θ及びθ′は、操作レ
バー19の前方向操作量及び後方向操作量である。
の一実施例を示すブロック図である。同図において、18
は電気ジョイスティック、19は電気ジョイスティックに
備えられた操作レバー、Ｆ及びＲは操作レバー19が操作
される方向を示し、Ｆは正方向としての前操作方向、Ｒ
は負方向としての後操作方向（左右方向に操作するタイ
プの操作レバーについても同様に前操作方向及び後操作
方向となる）である。なお、角度θ及びθ′は、操作レ
バー19の前方向操作量及び後方向操作量である。
電気ジョイスティック18には操作方向判別手段として
のセンサ（図示しない）が設けられており、操作レバー
19が正方向または負方向に操作された際に正方向信号ま
たは負方向信号を後述するコントローラ21に対して出力
するようになっている。
のセンサ（図示しない）が設けられており、操作レバー
19が正方向または負方向に操作された際に正方向信号ま
たは負方向信号を後述するコントローラ21に対して出力
するようになっている。
20は所望の作業モードを選択する選択手段としての選
択スイッチ、21は作業モード及び操作レバーの操作方向
に基づいてコントロールバルブを制御する操作量設定手
段としてのコントローラである。
択スイッチ、21は作業モード及び操作レバーの操作方向
に基づいてコントロールバルブを制御する操作量設定手
段としてのコントローラである。
22は上記コントローラ21の中央処理部、23は操作レバ
ーの各操作方向に対応して複数のコントロールバルブ開
度特性を記憶しているコントロールバルブ開度特性記憶
手段としてのメモリ、24はA/D変換器、25はデジタル入
力部、26はD/A変換器、27は駆動用ドライバである。
ーの各操作方向に対応して複数のコントロールバルブ開
度特性を記憶しているコントロールバルブ開度特性記憶
手段としてのメモリ、24はA/D変換器、25はデジタル入
力部、26はD/A変換器、27は駆動用ドライバである。
28は電気油圧式コントロールバルブ（以下、コントロ
ールバルブと呼ぶ）、８′は油圧ショベル用作業機（図
示しない）に装備されている油圧シリンダである。な
お、本実施例ではアームシリンダを代表して説明する。
ールバルブと呼ぶ）、８′は油圧ショベル用作業機（図
示しない）に装備されている油圧シリンダである。な
お、本実施例ではアームシリンダを代表して説明する。
第２図及び第３図は、それぞれ操作レバーの操作量に
対するコントロールバルブ開度αの特性を示したもので
あり、第２図は標準作業に適した第一のコントロールバ
ルブ開度特性としてのパターンＡを示し，第３図は微操
作に適した第二のコントロールバルブ開度特性としての
パターンＢを示している。
対するコントロールバルブ開度αの特性を示したもので
あり、第２図は標準作業に適した第一のコントロールバ
ルブ開度特性としてのパターンＡを示し，第３図は微操
作に適した第二のコントロールバルブ開度特性としての
パターンＢを示している。
上記構成において、電気ジョイスティック18の操作レ
バー19の操作位置検出信号（操作量θ，θ′に相当する
検出信号）に応じてコントロールバルブ開度特性からコ
ントロールバルブ開度を求め、コントロールバルブ28を
制御する点については従来の同様である。
バー19の操作位置検出信号（操作量θ，θ′に相当する
検出信号）に応じてコントロールバルブ開度特性からコ
ントロールバルブ開度を求め、コントロールバルブ28を
制御する点については従来の同様である。
次に、上記構成を有する操作量制御装置の制御動作を
以下に説明する。
以下に説明する。
操作レバー19の操作量（角度θ，θ′）に応じてコン
トロールバルブ開度α（図示していないスプールストロ
ークによるコントロールバルブ28の開口角度）を制御す
るためのコントロールバルブ開度特性は、特性パターン
Ａ、Ｂとして予めコントローラ21のメモリ23に記憶され
ている。
トロールバルブ開度α（図示していないスプールストロ
ークによるコントロールバルブ28の開口角度）を制御す
るためのコントロールバルブ開度特性は、特性パターン
Ａ、Ｂとして予めコントローラ21のメモリ23に記憶され
ている。
詳しくは、上記特性パターンＡ及びＢは、中立位置か
ら正方向または負方向に操作される操作レバーの各操作
方向に対応してそれぞれメモリ23内に記憶されている。
ら正方向または負方向に操作される操作レバーの各操作
方向に対応してそれぞれメモリ23内に記憶されている。
また、その操作レバーの各操作方向におけるコントロ
ールバルブ開度特性は選択スイッチ20を操作することに
より選択される。そして、選択スイッチ20の操作により
正方向及び負方向それぞれについて所望の特性パターン
（作業モード）を個別に選択したときには、その選択ス
イッチ20からの選択信号がコントローラ21に入力され
る。
ールバルブ開度特性は選択スイッチ20を操作することに
より選択される。そして、選択スイッチ20の操作により
正方向及び負方向それぞれについて所望の特性パターン
（作業モード）を個別に選択したときには、その選択ス
イッチ20からの選択信号がコントローラ21に入力され
る。
コントローラ21では上記選択信号に基づき、操作レバ
ー19の操作量に応じたコントロールバルブ開度特性を各
操作方向毎に設定し、そのコントロールバルブ開度特性
に従ってコントロールバルブ28を制御する。従って、こ
の場合に、作業中の操作レバー19の操作方向が正方向か
ら負方向に切り換えられると（第１図におけるＦ方向か
らＲ方向）、コントロールバルブは正方向操作における
コントロールバルブ開度特性から負方向操作におけるコ
ントロールバルブ開度特性に切り換えられ、コントロー
ラ21によりコントロールバルブ開度指令信号がコントロ
ールバルブ28に出力される。それにより、アーム引き操
作とアーム押し操作とでアームシリンダ８′の動作速度
を変えることができる。
ー19の操作量に応じたコントロールバルブ開度特性を各
操作方向毎に設定し、そのコントロールバルブ開度特性
に従ってコントロールバルブ28を制御する。従って、こ
の場合に、作業中の操作レバー19の操作方向が正方向か
ら負方向に切り換えられると（第１図におけるＦ方向か
らＲ方向）、コントロールバルブは正方向操作における
コントロールバルブ開度特性から負方向操作におけるコ
ントロールバルブ開度特性に切り換えられ、コントロー
ラ21によりコントロールバルブ開度指令信号がコントロ
ールバルブ28に出力される。それにより、アーム引き操
作とアーム押し操作とでアームシリンダ８′の動作速度
を変えることができる。
上記制御の具体例として、油圧ショベルで法面整正作
業を行う場合について述べる。
業を行う場合について述べる。
作業機のアーム操作の設定として、コントローラ21の
メモリ23には通常の標準的作業モードと同様の特性パタ
ーンＡと、微操作範囲を広げた特性パターンＢが記憶さ
れているものとする。そこで、アーム押し操作（操作レ
バー19はＦ方向に操作するものとする）では特性パター
ンＡ、アーム引き操作（操作レバー19はＲ方向に操作す
るものとする）では特性パターンＢが発揮される作業操
作モードを選択スイッチ20にて選択する。
メモリ23には通常の標準的作業モードと同様の特性パタ
ーンＡと、微操作範囲を広げた特性パターンＢが記憶さ
れているものとする。そこで、アーム押し操作（操作レ
バー19はＦ方向に操作するものとする）では特性パター
ンＡ、アーム引き操作（操作レバー19はＲ方向に操作す
るものとする）では特性パターンＢが発揮される作業操
作モードを選択スイッチ20にて選択する。
このような設定を行った場合には、アーム引き操作時
には低速で法面の整正を行うことができ、アーム押し操
作すなわちアームのリターン動作については高速で行う
ことができるため、法面仕上げ作業を簡単、かつ迅速に
行うことができる。
には低速で法面の整正を行うことができ、アーム押し操
作すなわちアームのリターン動作については高速で行う
ことができるため、法面仕上げ作業を簡単、かつ迅速に
行うことができる。
また、上記した法面整正作業に限らず、例えばアーム
引きのみ連続で微操作が行えるようにし、その逆のアー
ム押し操作は通常の作業速度で操作できるようにする
と、効率の良い作業が行え、作業能率が向上する。な
お、上記の場合と逆にアーム押しのみ微操作を行う場合
には、上記設定を逆にすればよい。
引きのみ連続で微操作が行えるようにし、その逆のアー
ム押し操作は通常の作業速度で操作できるようにする
と、効率の良い作業が行え、作業能率が向上する。な
お、上記の場合と逆にアーム押しのみ微操作を行う場合
には、上記設定を逆にすればよい。
なお、上記実施例では、コントローラ21の中央処理部
22に対しデジタル値入力にてコントロールバルブ開度指
令を出力するようにしているが、選択スイッチからの選
択信号をアナログ値で入力、たとえばトリマ抵抗などに
より、コントロールバルブ開度指令の出力設定を可変に
することもできる。
22に対しデジタル値入力にてコントロールバルブ開度指
令を出力するようにしているが、選択スイッチからの選
択信号をアナログ値で入力、たとえばトリマ抵抗などに
より、コントロールバルブ開度指令の出力設定を可変に
することもできる。
発明の効果 この発明にかかる操作量制御装置では、操作中に作業
用油圧シリンダの作動特性を変更することができるとと
もに、コントロールバルブ開度特性の組み合わせを変え
ることにより、複数パターンの油圧シリンダの作動特性
を選択することができる。
用油圧シリンダの作動特性を変更することができるとと
もに、コントロールバルブ開度特性の組み合わせを変え
ることにより、複数パターンの油圧シリンダの作動特性
を選択することができる。
また、操作方向判別手段からの判別信号に基づいて油
圧シリンダの作動特性が制御されるので、例えば、作業
機のリターン動作時に油圧シリンダの作動速度を増速す
る特性を選択すれば、作業動作を操作性の良い低速で行
い、且つクイックリターン動作を実現することができ、
作業の効率化を図ることができる。
圧シリンダの作動特性が制御されるので、例えば、作業
機のリターン動作時に油圧シリンダの作動速度を増速す
る特性を選択すれば、作業動作を操作性の良い低速で行
い、且つクイックリターン動作を実現することができ、
作業の効率化を図ることができる。
すなわち、アーム，ブームなど作業機の一操作方向の
みを微操作とし、その逆操作方向を高速動作させるいわ
ゆるクイックリターンを実現することができる。しかも
上記クイックリターンを操作レバーの操作方向によって
判別し、切換えることもできる。
みを微操作とし、その逆操作方向を高速動作させるいわ
ゆるクイックリターンを実現することができる。しかも
上記クイックリターンを操作レバーの操作方向によって
判別し、切換えることもできる。
したがってこの発明にかかる操作量制御装置をそなえ
た建設機械では、例えば法面整正など微操作作業のサイ
クルタイムを短縮し、その作業性と作業能率を向上させ
ることができる。
た建設機械では、例えば法面整正など微操作作業のサイ
クルタイムを短縮し、その作業性と作業能率を向上させ
ることができる。
第１図はこの発明の一実施例にかかる操作量制御装置を
示すブロック図、第２図，第３図はそれぞれコントロー
ルバルブ開度の特性パターンA,Bを示す図表、第４図は
油圧ショベルの側面図、第５図は従来技術の一実施例制
御装置を示すブロック図、第６図は可変ポンプのポンプ
馬力制御曲線図、第７図はH,S,FCモード時におけるエン
ジンの性能曲線図である。 ３……作業機 8,8′……アームシリンダ 15,28……コントロールバルブ 16,21……コントローラ 17……作業モード切換スイッチ 18……電気ジョイスティック 19……操作レバー 20……選択スイッチ 23……メモリ
示すブロック図、第２図，第３図はそれぞれコントロー
ルバルブ開度の特性パターンA,Bを示す図表、第４図は
油圧ショベルの側面図、第５図は従来技術の一実施例制
御装置を示すブロック図、第６図は可変ポンプのポンプ
馬力制御曲線図、第７図はH,S,FCモード時におけるエン
ジンの性能曲線図である。 ３……作業機 8,8′……アームシリンダ 15,28……コントロールバルブ 16,21……コントローラ 17……作業モード切換スイッチ 18……電気ジョイスティック 19……操作レバー 20……選択スイッチ 23……メモリ
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) E02F 9/20 Ｆターム ３Ｈ０８９
Claims (2)
- 【請求項１】中立位置から正方向または負方向に操作さ
れる操作レバーの各操作方向に対応してそれぞれ複数の
コントロールバルブ開度特性を記憶しているコントロー
ルバルブ開度特性記憶手段と、 正方向及び負方向の前記各コントロールバルブ開度特性
を選択することにより所望の作業モードを選択する選択
手段と、 前記操作レバーの操作方向を判別する操作方向判別手段
と、 前記操作レバーが正または負方向に操作された際に、前
記操作方向判別手段によって判別された操作方向に対応
するコントロールバルブ開度特性を、前記選択手段によ
って選択されたコントロールバルブ開度特性に基づいて
設定し、コントロールバルブを制御する操作量設定手段
と、 を備えてなることを特徴とする建設機械の操作量制御装
置。 - 【請求項２】前記コントロールバルブ開度特性が、標準
作業に適した第一のコントロールバルブ開度特性と微操
作に適した第二のコントロールバルブ開度特性を有し、
前記操作量設定手段が、アーム引き操作時には前記第二
のコントロールバルブ開度特性に基づいて、アーム押し
操作時には前記第一のコントロールバルブ開度特性に基
づいて前記コントロールバルブを制御する請求項１記載
の建設機械の操作量制御装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13582590A JP2905560B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 建設機械の操作量制御装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP13582590A JP2905560B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 建設機械の操作量制御装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0430035A JPH0430035A (ja) | 1992-02-03 |
| JP2905560B2 true JP2905560B2 (ja) | 1999-06-14 |
Family
ID=15160674
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP13582590A Expired - Fee Related JP2905560B2 (ja) | 1990-05-25 | 1990-05-25 | 建設機械の操作量制御装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2905560B2 (ja) |
-
1990
- 1990-05-25 JP JP13582590A patent/JP2905560B2/ja not_active Expired - Fee Related
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0430035A (ja) | 1992-02-03 |
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