JP4421514B2 - Boom lowering control method and apparatus for work equipment - Google Patents
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本発明は、ホイルローダー等の作業機のブーム操作に係わり、特にブーム下げ操作において、ブームを予め設定した位置に自動停止させる作業機のブーム下げ操作制御方法及び装置に関する。 The present invention relates to a boom operation of a work machine such as a wheel loader, and more particularly to a boom lowering operation control method and apparatus for a work machine that automatically stops a boom at a preset position in a boom lowering operation.
作業機の一例であるホイルローダーにおいては、自動的にブームを停止させるため、一般的にブームに取り付けられた近接センサによりブームの接近を検出し、予め設定された所定位置でブームを停止させていた。また、角度センサを用い、任意に停止位置を設定できる制御を行っているものもある。 In a wheel loader that is an example of a work machine, in order to automatically stop the boom, generally, the approach of the boom is detected by a proximity sensor attached to the boom, and the boom is stopped at a predetermined position set in advance. It was. In addition, there is a control that uses an angle sensor and can arbitrarily set a stop position.
特許第3319840号公報には、作業現場に合わせてオペレータがブームの目標停止角度を任意に設定し、回動操作を停止するブームの角度と目標停止角度との差を、ブームの回動速度に応じて変えるブーム下げ操作制御方法が提案されている。このものでは、フルスピード時の角速度に対する実際のブーム角速度の割合を計算し、この割合に対応する停止指令位置を計算し、ブームを停止させる制御を行う。 In Japanese Patent No. 3319840, the operator arbitrarily sets the target stop angle of the boom in accordance with the work site, and the difference between the boom angle at which the rotation operation is stopped and the target stop angle is set as the boom rotation speed. There has been proposed a boom lowering operation control method which is changed accordingly. In this device, the ratio of the actual boom angular speed to the angular speed at the full speed is calculated, the stop command position corresponding to this ratio is calculated, and the boom is controlled to stop.
近接センサを用いる方法では、任意の位置でブームを停止させるためには、近接センサの位置を変更することが必要であった。また、角度センサを用い、任意に停止位置を設定できる制御を行うものでは、そのような問題はないが、バケット内の積み荷の重さにより、設定した角度よりも下で停止するという問題がある。 In the method using the proximity sensor, it is necessary to change the position of the proximity sensor in order to stop the boom at an arbitrary position. In addition, there is no such problem in the case of performing control in which the stop position can be arbitrarily set using an angle sensor, but there is a problem of stopping below the set angle due to the weight of the load in the bucket. .
特許第3319840号公報記載のブーム下げ操作制御方法では、フルスピード時の角速度に対する実際のブーム角速度の割合を計算し、この割合に対応する停止指令位置を計算し、ブームを停止させる制御を行うことで、バケット内の積荷の重さが変わっても、その変化をブームの回動速度の変化で検出し、ブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止している。しかし、この従来技術では、フルスピード時の角速度の設定は標準仕様のバケットによる最大積載荷重(定格最大積載荷重)での角速度として与えざるを得ないため、ユーザが標準仕様以外のバケットを使用した場合は対応できないという問題がある。 In the boom lowering operation control method described in Japanese Patent No. 3319840, the ratio of the actual boom angular speed to the angular speed at full speed is calculated, the stop command position corresponding to this ratio is calculated, and the boom is controlled to stop. Therefore, even if the weight of the load in the bucket changes, the change is detected by a change in the rotation speed of the boom, and the boom is prevented from stopping below the target stop position. However, in this conventional technology, the angular speed at full speed must be set as the angular speed at the maximum load capacity (rated maximum load capacity) by the standard specification bucket, so the user used a bucket other than the standard specification. There is a problem that the case can not be handled.
本発明は、バケット内の積荷の重さが変わってもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止するとともに、標準仕様以外のバケットを使用した場合でもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができる作業機のブーム下げ制御方法及び装置を提供することである。 The present invention prevents the boom from stopping below the target stop position even when the weight of the load in the bucket changes, and even when a bucket other than the standard specification is used, the boom is moved from the target stop position. It is another object of the present invention to provide a boom lowering control method and apparatus for a work machine that can prevent the machine from stopping below.
(1)上記目的を達成するために、本発明は、ブームの先端に作業具を装着し、ブームシリンダを駆動してブームを上下動させて作業を行う作業機のブーム下げ制御方法において、前記ブームシリンダのボトム圧と前記ブームの角度を検出し、前記検出したブームの角度に基づいてそのブームの角度に応じた定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧と定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧とを求め、この定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧及び定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧に対する前記検出したブームシリンダのボトム圧の比である相対圧力比を計算し、この相対圧力比に基づいて前記ブームを停止設定角度に停止させるための補正角度を演算し、この補正角度と停止設定角度に基づいて停止指令角度を演算し、前記ブームの角度が前記停止指令角度に達すると停止信号を出力して前記ブームを停止させるものとする。 (1) In order to achieve the above object, the present invention provides a boom lowering control method for a working machine in which a work tool is attached to a tip of a boom and the boom cylinder is driven to move the boom up and down. The bottom pressure of the boom cylinder and the angle of the boom are detected, and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load and the boom cylinder at the maximum rated load are determined based on the detected boom angle. And calculate the relative pressure ratio, which is the ratio of the detected bottom pressure of the boom cylinder to the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load load and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load load. Based on this relative pressure ratio, a correction angle for stopping the boom at the stop set angle is calculated, and based on the correction angle and the stop set angle, Calculates a stop command angle, outputs a stopping signal angle of the boom reaches the stop command angle assumed stopping the boom.
これによりバケット内の積荷の重さ変わった場合は、そのことがブームシリンダのボトム圧の変化として現れ、そのブームシリンダのボトム圧の変化に応じて補正角度も変化し停止指令角度も変化するため、バケット内の積荷の重さが変わってもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができる。 As a result, when the weight of the load in the bucket changes, this appears as a change in the bottom pressure of the boom cylinder, and the correction angle changes according to the change in the bottom pressure of the boom cylinder, and the stop command angle also changes. Even if the weight of the load in the bucket changes, the boom can be prevented from stopping below the target stop position.
また、定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧及び定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧に対する検出したブームシリンダのボトム圧の比を相対圧力比として計算し、この相対圧力比に基づいてブームを停止設定角度に停止させるための補正角度を演算するため、標準仕様以外のバケットを使用した場合でも相対圧力比を計算して補正角度を求めることができるようになり、標準仕様以外のバケットを使用した場合でもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができる。 The ratio of the detected bottom pressure of the boom cylinder to the bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load load and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load load is calculated as a relative pressure ratio. Since the correction angle for stopping the boom at the stop setting angle is calculated, even if a bucket other than the standard specification is used, the correction angle can be obtained by calculating the relative pressure ratio. Even if the boom is used, the boom can be prevented from stopping below the target stop position.
更に、検出したブームの角度に基づいてそのブームの角度に応じた定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧と定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧とを求めることにより、同じ積荷荷重におけるブームの角度の違いによるブームシリンダのボトム圧の変化を補正して正確な補正角度を演算し、精度良くブームを停止設定角度に停止させることができる。 Further, by obtaining the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load load and the bottom pressure of the boom cylinder at the maximum rated load load according to the boom angle detected based on the detected boom angle, the same load load is obtained. It is possible to correct the change in the bottom pressure of the boom cylinder due to the difference in the boom angle, calculate an accurate correction angle, and stop the boom at the stop set angle with high accuracy.
(2)上記(1)において、好ましくは、前記停止設定角度より所定角度手前に補正角度決定角度を設定し、前記検出したブームの角度が前記補正角度決定角度に達したときの前記補正角度と停止設定角度に基づいて前記停止指令角度を演算する。 (2) In the above (1), preferably, a correction angle determination angle is set a predetermined angle before the stop setting angle, and the correction angle when the detected boom angle reaches the correction angle determination angle and The stop command angle is calculated based on the stop set angle.
(3)また、上記目的を達成するために、本発明は、ブームの先端に作業具を装着し、ブームシリンダを駆動してブームを上下動させて作業を行う作業機のブーム下げ制御装置において、前記ブームシリンダのボトム圧を検出する第1検出手段と、前記ブームの角度を検出する第2検出手段と、前記第2検出手段で検出したブームの角度に基づいてそのブームの角度に応じた定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧と定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧とを演算し、この定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧及び定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧に対する前記第1検出手段で検出したブームシリンダのボトム圧の比である相対圧力比を演算する第1演算手段と、前記相対圧力比に基づいて前記ブームを停止設定角度に停止させるための補正角度を演算する第2演算手段と、前記補正角度と停止設定角度に基づいて停止指令角度を演算し、前記ブームの角度が前記停止指令角度に達すると停止信号を出力して前記ブームを停止させる停止位置制御手段とを備えるものとする。 (3) Further, in order to achieve the above object, the present invention provides a boom lowering control device for a working machine in which a work tool is attached to a tip of a boom and a boom cylinder is driven to move the boom up and down. The first detection means for detecting the bottom pressure of the boom cylinder, the second detection means for detecting the angle of the boom, and the angle of the boom based on the angle of the boom detected by the second detection means The bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load is calculated from the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load. First computing means for computing a relative pressure ratio, which is a ratio of the bottom pressure of the boom cylinder detected by the first detecting means to the bottom pressure, and based on the relative pressure ratio, A second calculation means for calculating a correction angle for stopping the boom at the stop set angle, a stop command angle is calculated based on the correction angle and the stop set angle, and the boom angle reaches the stop command angle. Then, stop position control means for outputting a stop signal to stop the boom is provided.
これにより上記(1)で述べたように、バケット内の積荷の重さが変わってもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止するとともに、標準仕様以外のバケットを使用した場合でもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができる。 As described in (1) above, this prevents the boom from stopping below the target stop position even when the weight of the load in the bucket changes, and when a bucket other than the standard specification is used However, the boom can be prevented from stopping below the target stop position.
また、同じ積荷荷重におけるブームの角度の違いによるブームシリンダのボトム圧の変化を補正して正確な補正角度を演算し、精度良くブームを停止設定角度に停止させることができる。 In addition, it is possible to correct the change in the bottom pressure of the boom cylinder due to the difference in the boom angle under the same load load, calculate the correct correction angle, and stop the boom at the stop set angle with high accuracy.
(4)上記(3)において、好ましくは、前記第1演算手段は、前記相対圧力比を、前記定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧と定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧との差に対する前記検出したブームのボトム圧と定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧との差の比の値として求める。 (4) In the above (3), preferably, the first calculation means calculates the relative pressure ratio as a bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load load and a bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load load. It is obtained as a value of the ratio of the difference between the detected bottom pressure of the boom and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load.
(5)また、上記(3)において、好ましくは、前記停止位置制御手段は、前記停止設定角度より所定角度手前に補正角度決定角度を設定し、前記検出したブームの角度が前記補正角度決定角度に達したときの前記補正角度と停止設定角度に基づいて停止指令角度を演算する。 (5) In the above (3), preferably, the stop position control means sets a correction angle determination angle before a predetermined angle from the stop setting angle, and the detected boom angle is the correction angle determination angle. A stop command angle is calculated on the basis of the correction angle and the stop set angle when the value reaches.
(6)更に、上記(3)において、好ましくは、前記ブームシリンダに供給される作動油の温度を検出する第3検出手段を更に備え、前記第2演算手段は、前記第3検出手段で検出した作動油の温度に応じて前記補正角度を補正するこ。 (6) Further, in the above (3), preferably, the apparatus further comprises third detection means for detecting the temperature of the hydraulic oil supplied to the boom cylinder, and the second calculation means is detected by the third detection means. The correction angle is corrected according to the temperature of the hydraulic oil.
(7)また、上記(3)において、好ましくは、前記第1検出手段の故障を検出する故障判定手段を更に備え、前記第1演算手段は、前記第1検出手段の故障が検出されると、前記定格最大積荷荷重時又はそれよりも重い積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧を用いて前記相対圧力比を演算し、前記ブームの停止位置が前記停止設定角度を下回らないようにする。 (7) In the above (3), preferably, the apparatus further includes a failure determination unit that detects a failure of the first detection unit, and the first calculation unit detects that a failure of the first detection unit is detected. The relative pressure ratio is calculated using the bottom pressure of the boom cylinder at the time of the rated maximum load load or heavier load load so that the stop position of the boom does not fall below the set stop angle.
本発明によれば、バケット内の積荷の重さが変わってもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止するとともに、標準仕様以外のバケットを使用した場合でもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができる。 According to the present invention, the boom is prevented from stopping below the target stop position even when the weight of the load in the bucket changes, and the boom stops the target even when a bucket other than the standard specification is used. Stopping below the position can be prevented.
また、同じ積荷荷重におけるブームの角度の違いによるブームシリンダのボトム圧の変化を補正して正確な補正角度を演算し、精度良くブームを停止設定角度に停止させることができる。 In addition, it is possible to correct the change in the bottom pressure of the boom cylinder due to the difference in the boom angle under the same load load, calculate the correct correction angle, and stop the boom at the stop set angle with high accuracy.
また、本発明によれば、第1検出手段に故障が生じても、応急的にブーム下げ制御を用いた作業を行うことができる。 In addition, according to the present invention, even if the first detection unit fails, the work using the boom lowering control can be performed urgently.
以下、本発明の実施の形態を図面を用いて説明する。以下の説明は、作業機の一例であるホイルローダに本発明を適用した場合のものである。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the following description, the present invention is applied to a wheel loader that is an example of a work machine.
図1はホイルローダーの外観を示す図である。ホイールローダ100は、車体前部101と車体後部102とで構成され、車体前部101と車体後部102は、ステアリングシリンダ103により、車体後部102に対して車体前部101の向きが変わるように相対回動白在に連結されている。車体前部101にはフロント作業装置104と車輸105aが設けられ、車体後部102には運転席106と車輸105bとが設けられ、運転席106には操作レバー107、ハンドル108等の操作手段や、モニタ109等の監視手段が設けられている。フロント作業装置104はバケット(作業具)111とブーム112からなり、バケット111はバケットシリンダ113の伸縮によりチルト・ダンプ動作し、ブーム112はブームシリンダ114の伸縮により上下に動作する。ブーム112とブームシリンダ114は支持部115にピン結合され、支持部115と共にリンク機構を構成している。
FIG. 1 is a view showing an appearance of a wheel loader. The
図2は、ホイールローダーに搭載される油圧駆動回路の一部を示す図であり、図3は、本発明のブーム下げ制御装置を含む車体制御装置のシステム構成を示す図である。 FIG. 2 is a diagram showing a part of a hydraulic drive circuit mounted on a wheel loader, and FIG. 3 is a diagram showing a system configuration of a vehicle body control device including a boom lowering control device of the present invention.
図2において、ホイールローダーの油圧駆動回路は、油圧ポンプ120及び方向切換弁121,122と、上記のアームシリンダ113及びブームシリンダ114とを有し、油圧ポンプ120から吐出された圧油は方向切換弁121,122を経由してアームシリンダ113及びブームシリンダ114に供給される。アーム用の方向切換弁121は図示しない操作レバー装置からの操作パイロット圧Pa1,Pa2により切り換え操作され、ブーム用の方向切換弁122は図3に示す操作レバー装置130からの操作パイロット圧Pb1,Pb2により切り換え操作される。
In FIG. 2, the hydraulic drive circuit of the wheel loader has a
図3において、操作レバー装置130は操作レバー130aを有し、操作レバー130aの操作方向と操作量に応じて操作パイロット圧Pb1又はPb2を生成し、出力する。また、操作レバー装置130には、ブーム下げ制御時に操作レバー130aを操作位置に保持するための電磁石131とブーム上げ制御時に操作レバー130aを操作位置に保持するための電磁石132とが設けられている。電磁石131,132はバッテリ133a,133bを電源としてコントローラユニット10により制御される。
In FIG. 3, the
本実施の形態に係わる車体制御装置は、上記の電磁石131,132及びコントローラユニット10と、ブーム下げ制御の実行・不実行を指示する制御実行スイッチ11と、ブーム下げ制御のブーム112の停止位置を設定する停止位置設定スイッチ12と、ブームシリンダ114のロッド側の圧力を検出するブームロッド圧センサ14と、ブームシリンダ114のボトム側の圧力を検出するブームボトム圧センサ15と、ブーム112の角度を検出するブーム角度センサ16と、作動油の温度を検出する作動油温センサ17とを備えている。制御実行スイッチ11及び停止位置設定スイッチ12からの信号及びブームロッド圧センサ14、ブームボトム圧センサ15、ブーム角度センサ16、作動油温センサ17からの信号はコントローラユニット10に入力され、コントローラユニット10は所定の演算処理を行い、電磁石131,132の励磁及び非励磁を制御する。
The vehicle body control apparatus according to the present embodiment includes the
図4は、コントローラユニット10の荷重演算及びブーム下げ制御に関する演算処理内容を示す機能ブロック図であり、図5はその演算処理内容をフローチャートで示す図である。
FIG. 4 is a functional block diagram showing calculation processing contents regarding load calculation and boom lowering control of the
図4において、コントローラユニット10は、ブーム荷重制御演算部21とブーム下げ制御演算部22とを備えている。ブーム荷重制御演算部21は、ブームロッド圧エラー判定部21a、ブームボトム圧エラー判定部21b、ブーム角エラー判定部21c、ブームロッド圧演算部21d、ブームボトム圧演算部21e、ブーム角度演算部21f、ブーム荷重演算部21gを有している。ブーム下げ制御演算部22は、積荷荷重データ記憶部22a、相対圧力比演算部22b、補正角度記憶部22c、作動油温演算部22d、補正角度演算部22e、停止位置記憶部22f、停止位置制御部22g、ブーム停止信号出力部22h、作動油温エラー判定部22iを有している。
In FIG. 4, the
以上において、ブームボトム圧センサ15及びブームボトム圧演算部21eはブームシリンダ114のボトム圧を検出する第1検出手段を構成し、ブーム角度センサ16及びブーム角度演算部21fはブーム112の角度を検出する第2検出手段を構成し、積荷荷重データ記憶部22a及び相対圧力比演算部22bは、上記第2検出手段で検出したブームの角度に基づいてそのブームの角度に応じた定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧と定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧とを演算し、この定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧及び定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧に対する上記第1検出手段で検出したブームシリンダ114のボトム圧の比である相対圧力比を演算する第1演算手段を構成し、補正角度記憶部22c及び補正角度演算部22eは、その相対圧力比に基づいてブーム112を停止設定角度に停止させるための補正角度を演算する第2演算手段を構成し、停止位置記憶部22f、停止位置制御部22g及びブーム停止信号出力部22hは、前記補正角度と停止設定角度に基づいて停止指令角度を演算し、ブーム112の角度がその停止指令角度に達すると停止信号を出力してブーム112を停止させる停止位置制御手段を構成する。
In the above, the boom
また、作動油温センサ17及び作動油温演算部22dは、ブームシリンダ114に供給される作動油の温度を検出する第3検出手段を構成し、上記第2演算手段(補正角度記憶部22c及び補正角度演算部22e)は、その第3検出手段で検出した作動油の温度に応じて上記補正角度を補正する。
The hydraulic
以下、上記各部分の機能の詳細を図5に示すフローチャートを参照しつつ説明する。 Hereinafter, the details of the functions of the above-described parts will be described with reference to the flowchart shown in FIG.
まず、ブームロッド圧エラー判定部21a、ブームボトム圧エラー判定部21b、ブーム角エラー判定部21c、作動油温エラー判定部22iは、ブームロッド圧センサ14、ブームボトム圧センサ15、ブーム角度センサ16、作動油温センサ17の各種センサ信号を入力してブームシリンダ114のロッド側の圧力及びボトム側の圧力、ブーム角度、作動油温を測定し(ステップS100〜S130)、それらの信号レベルが正常値範囲(例えば0.5〜4.5V)内であるかを判定する(ステップS140)。ここで、それらの信号レベルが正常値範囲外であると判定されると、その回数をカウントし(ステップS150)、そのカウント数(カウンタ)が規定回数を超えたかどうかを判定し(ステップS160)、規定値を超えなければ測定をやり直し(ステップS100〜S130)、規定値を超えればエラー発生処理を行う(ステップS170)。このエラー発生処理は、例えば、エラーの種類を示すコード信号を作成し、出力する処理である。
First, the boom rod pressure error determination unit 21a, the boom bottom pressure error determination unit 21b, the boom angle error determination unit 21c, and the hydraulic oil temperature error determination unit 22i include the boom
上記各判定部21a,21b,21c,22iの判定で信号レベルが正常値範囲内であれば、ブームロッド圧演算部21d、ブームボトム圧演算部21e、ブーム角度演算部21f、作動油温演算部22dにおいて、それぞれ、ブームロッド圧センサ14、ブームボトム圧センサ15、ブーム角度センサ16、作動油温センサ17の信号値に基づいてブームシリンダ114のロッド側の圧力、ブームシリンダ114のボトム側の圧力、ブーム112の角度、作動油の温度を演算する(ステップS180〜S210)。次いで、ブーム荷重演算部21gにおいて、ブームロッド圧演算部21d、ブームボトム圧演算部21e、ブーム角度演算部21fで演算した値に基づいてブーム112の荷重を演算する(ステップS220)。この計算方法は公知であり、説明は省略する。その演算結果は、適当な表示手段に表示される。
If the signal level is within the normal value range as determined by the determination units 21a, 21b, 21c, and 22i, the boom rod pressure calculation unit 21d, the boom bottom pressure calculation unit 21e, the boom angle calculation unit 21f, and the hydraulic oil temperature calculation unit 22d, the pressure on the rod side of the
また、相対圧力比演算部22bにおいて、上記のブームシリンダ114のボトム側の圧力(以下、ブームボトム圧という)とブーム112の角度(以下、ブーム角度という)の演算結果と、積荷荷重データ記憶部22aに記憶した積荷荷重データとからブームボトム圧の相対圧力比を演算し(ステップS230)、補正角度演算部22eにおいて、相対圧力比に対するブーム下げ制御の補正角度を演算し、この補正角度と上記の作動油温度の演算結果とからその作動油温度で補正した補正角度を演算する(ステップS240)。
In the relative pressure
図6は、積荷荷重データ記憶部22aに記憶される積荷荷重データを示す図であり、図7は、相対圧力比演算部22bにおける演算内容を示す図であり、図8は、補正角度記憶部22cに記憶される補正角度データを示す図である。
FIG. 6 is a diagram showing cargo load data stored in the cargo load data storage unit 22a, FIG. 7 is a diagram showing calculation contents in the relative pressure
図6において、ラインAは定格最小積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧の関係を示しており、ラインBは定格最大積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧の関係を示している。積荷荷重データ記憶部22aには、積荷荷重データとして、ラインAで表される定格最小積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧の関係と、ラインBで表される定格最大積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧の関係とが記憶されている。ここで、定格最小積荷荷重とは、ホイールローダに標準仕様のバケットを装着し、その標準仕様のバケットが空荷状態にあるときのブームシリンダ114が支持する荷重であり、定格最大積荷荷重とは、同標準仕様のバケットが最大の積荷状態にあるときのブームシリンダ114が支持する荷重である。ホイールローダのバケット111はブーム112の先端に装着され、ブーム112とブームシリンダ114とは前述した如く支持部115と共にリンク機構を構成しているため、ブームが上限の最高角度から下限の最低角度へと下がるに従ってブームシリンダ114の姿勢は大きく変化し、このブームシリンダ114の姿勢の変化に伴い、同じ最小積荷荷重或いは最大積荷荷重であっても、ブームシリンダ114のボトム圧は、図7のラインA,Bに示すようにブーム角度が減少するに従って低下するよう変化する。
In FIG. 6, line A shows the relationship of the boom bottom pressure with respect to the boom angle at the rated minimum load load, and line B shows the relationship of the boom bottom pressure with respect to the boom angle at the rated maximum load load. The load load data storage unit 22a stores, as load load data, the relationship between the boom bottom pressure with respect to the boom angle at the rated minimum load load represented by line A and the boom angle at the maximum rated load load represented by line B. The relationship of the boom bottom pressure with respect to is stored. Here, the rated minimum load is a load that is supported by the
図7において、相対圧力比演算部22bは、ブーム角度演算部21fで演算した現在のブーム角度を、積荷荷重データ記憶部22aに記憶した定格最小積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧との関係(ラインA)及び定格最大積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧との関係(ラインB)に参照させ、現在のブーム角度に対応する定格最小積荷荷重時のブームボトム圧と定格最大積荷荷重時のブームボトム圧とを演算し、これらのブームボトム圧と、ブームボトム圧演算部21eで演算した現在のブームボトム圧とを用い、下記式によりブームボトム圧の相対圧力比Pαを計算する。
In FIG. 7, the relative pressure
Pα=(現在のブームボトム圧−定格最小積荷荷重時のブームボトム圧)/(定格最大積荷荷重時のブームボトム圧−定格最小積荷荷重時のブームボトム圧)
つまり、定格最大積荷荷重時のブームボトム圧と定格最小積荷荷重時のブームボトム圧との差に対する検出したブームのボトム圧と定格最小積荷荷重時のブームボトム圧との差の比をブームボトム圧の相対圧力比Pαとして求める。そして、このようにして求めた相対圧力比Pαを用い、補正角度演算部22eにおいて補正角度を求める。
Pα = (current boom bottom pressure−boom bottom pressure at the rated minimum load load) / (boom bottom pressure at the rated maximum load load−boom bottom pressure at the rated minimum load load)
In other words, the ratio of the difference between the detected boom bottom pressure at the rated maximum load and the boom bottom pressure at the rated minimum load to the difference between the boom bottom pressure at the rated maximum load and the boom bottom pressure at the rated minimum load. Is obtained as a relative pressure ratio Pα. Then, using the relative pressure ratio Pα thus obtained, a correction angle is obtained in the correction
図8において、補正角度記憶部22cには、補正角度データとして、ブームボトム圧の相対圧力比Pαと補正角度Δθαとの関係が記憶されており、補正角度演算部22eは、その関係に相対圧力比演算部22bで求めたブームボトム圧の相対圧力比Pαを参照させ、そのときの相対圧力比Pαに対応する補正角度Δθαを演算する。ブームボトム圧の相対圧力比Pαと補正角度Δθαとの関係において、相対圧力比Pαの範囲は、0〜1の第1範囲と、0以下の第2範囲と、1以上の第3範囲があり、相対圧力比Pαが第1範囲の0付近及び第2範囲の0以下では補正角度Δαは最小であり、相対圧力比Pαが第1範囲及び第3範囲において増大するに従って補正角度Δαが増大するように、相対圧力比Pαと補正角度Δθαとの関係が設定されている。
In FIG. 8, the correction angle storage unit 22c stores the relationship between the relative pressure ratio Pα of the boom bottom pressure and the correction angle Δθα as correction angle data, and the correction
ここで、補正角度Δθαは、バケット内の積荷の重さが変わっても停止設定位置でブームを停止させるための値であり、実験、解析等により定まる値である。また、作動油温度が常温(例えば70℃)にあるときの値であり、かつ、ブーム角度の変化で定格最大積荷荷重と定格最小積荷荷重が変わっても補正角度を算出できるようにするために、ブームボトム圧を相対圧力比に換算し、標準化している。 Here, the correction angle Δθα is a value for stopping the boom at the stop setting position even when the weight of the load in the bucket changes, and is a value determined by experiment, analysis, or the like. In addition, in order to be able to calculate the correction angle even when the hydraulic oil temperature is a normal temperature (for example, 70 ° C.) and the rated maximum load load and the rated minimum load load change due to a change in the boom angle. The boom bottom pressure is converted into a relative pressure ratio and standardized.
補正角度演算部22eでは、このような相対圧力比Pαと補正角度Δθαとの関係から相対圧力比Pαに対応する補正角度Δθαを求めた後、その補正角度Δθαを作動油温度で補正して最終的なブーム下げ制御の補正角度を演算する。この補正角度Δθαの補正には温度補正係数を用いる。
In the correction
図9は、作動油温度と温度補正係数との関係を示す図である。作動油温度をt、温度補正係数をkとすると、作動油温度tが常温のt0(例えば70℃)にあるときは、温度補正係数kは1であり、作動油温度tが常温から上昇するに従い温度補正係数kは1より次第に大きくなり、逆に、作動油温度tが常温から低下するに従い温度補正係数kは1より次第に小さくなる。 FIG. 9 is a diagram illustrating the relationship between the hydraulic oil temperature and the temperature correction coefficient. When the hydraulic oil temperature is t and the temperature correction coefficient is k, when the hydraulic oil temperature t is at a normal temperature t0 (for example, 70 ° C.), the temperature correction coefficient k is 1, and the hydraulic oil temperature t rises from the normal temperature. Accordingly, the temperature correction coefficient k gradually increases from 1, and conversely, the temperature correction coefficient k gradually decreases from 1 as the hydraulic oil temperature t decreases from room temperature.
補正角度演算部22eでは、下記式により補正角度Δθαを温度補正する。
In the correction
Δθβ=k・Δθα
つまり、図9に示す作動油温度tと温度補正係数kとの関係から作動油温度tに応じた温度補正係数kを求め、この補正係数kを相対圧力比から求めた補正角度Δθαに乗じることにより最終的な補正角度Δθβを求める。
Δθβ = k · Δθα
That is, the temperature correction coefficient k corresponding to the hydraulic oil temperature t is obtained from the relationship between the hydraulic oil temperature t and the temperature correction coefficient k shown in FIG. 9, and this correction coefficient k is multiplied by the correction angle Δθα obtained from the relative pressure ratio. Thus, the final correction angle Δθβ is obtained.
図4及び図5に戻り、以上のようにして補正角度Δθβを求めた後、停止位置制御部22gにおいて、制御実行スイッチ11からの信号に基づいて制御実行スイッチ11がONかどうかを判定し(ステップS250)、制御実行スイッチ11がONでなければ最初のステップS100に戻り、今までの処理を繰り返し、制御実行スイッチ11がONであれば、ブーム下げ制御演算を開始する(ステップS260)。このブーム下げ制御では、停止位置制御部22gにおいて次のような処理を遂行する。
4 and 5, after obtaining the correction angle Δθβ as described above, the stop position control unit 22g determines whether or not the
まず、停止位置設定スイッチ12からの信号に基づいて停止位置設定スイッチ12がONかどうかを判定し(ステップS300)、停止位置設定スイッチ12がONであれば、そのときのブーム角度演算部21fの演算結果であるブーム角度をブームの停止位置として停止位置記憶部22fに記憶する(ステップS310)。この処理は作業前の設定処理であり、オペレータがブーム112を操作して停止させたい位置に保持し、この状態で位置設定スイッチ12が押されると、そのときのステップS200で計算されたブーム角度が停止位置の設定値(停止設定角度)として停止位置記憶部22fに記憶する。
First, it is determined whether the stop
次いで、作業時のブーム下げ制御の処理に移行する。まず、現在のブーム角度が停止位置記憶部22fに記憶した停止位置(停止設定角度)以上かどうかを判定し(ステップS320)、停止位置以上であれば、現在のブーム角度が補正角度を決定する角度(補正角度決定角度)以上かどうかを判定し(ステップS330)、補正角度決定角度以上であれば、次は、現在のブーム角度がその補正角度決定角度に達したかどうかを判定し(ステップS340)、補正角度決定角度に達すると、ステップS240で演算した補正角度を補正角度として決定し、その補正角度に基づいて停止指令角度を演算する(ステップS350及びS360)。 Next, the process proceeds to a boom lowering control process during work. First, it is determined whether or not the current boom angle is equal to or greater than the stop position (stop set angle) stored in the stop position storage unit 22f (step S320). If the current boom angle is equal to or greater than the stop position, the current boom angle determines the correction angle. It is determined whether or not the angle is not less than the correction angle determination angle (step S330). If the angle is not less than the correction angle determination angle, it is next determined whether or not the current boom angle has reached the correction angle determination angle (step S330). S340) When the correction angle determination angle is reached, the correction angle calculated in step S240 is determined as the correction angle, and the stop command angle is calculated based on the correction angle (steps S350 and S360).
図10は、停止設定角度と補正角度決定角度と停止指令角度との関係を示す図である。図中、θmaxはブーム112を最大上げ位置に上げたブーム角度の上限(上限角度)であるブーム最高角度、θminはブーム112を最低下げ位置に下げたブーム角度の下限(下限角度)であるブーム最低角度である。補正角度決定角度をθdecideとし、停止指令角度をθ0とし、定数角度をΔθcとすると、補正角度決定角度θdecideは下記式で表される。
FIG. 10 is a diagram illustrating a relationship among the stop setting angle, the correction angle determination angle, and the stop command angle. In the figure, θmax is the maximum boom angle which is the upper limit (upper limit angle) of the boom angle when the
θdecide=θ0−Δθc
ここで、補正角度決定角度θdecideとは、停止設定角度に対してできるだけ間近の最適位置で演算した補正角度Δθβをブーム下げ制御演算用の補正角度として決定し、ブーム停止の精度を確保するためのものであり、補正角度決定角度θdecideを決めるための定数角度Δθcは機種等により異なる角度である。例えば、機種が大型になれば、それに応じてブーム下げ時の慣性も大きくなるので、定数角度Δθcも大きくする。
θdecide = θ0−Δθc
Here, the correction angle determination angle θdecide is determined to determine the correction angle Δθβ calculated at the optimum position as close as possible to the stop setting angle as the correction angle for boom lowering control calculation, and to ensure the accuracy of boom stop The constant angle Δθc for determining the correction angle determination angle θdecide is an angle that varies depending on the model or the like. For example, as the model becomes larger, the inertia at the time of lowering the boom increases accordingly, so the constant angle Δθc is also increased.
図10には、停止設定角度1と停止設定角度2の2つの場合を示している。停止設定角度1,2のいずれの場合も、補正角度決定角度θdecideは、停止設定角度θ0から同じ定数角度Δθcを減じた値として演算される。
FIG. 10 shows two cases of the
また、停止指令角度をθtとすると、停止指令角度θtは下記式で演算される。 When the stop command angle is θt, the stop command angle θt is calculated by the following equation.
θt=θ0−Δθβ
つまり、停止指令角度θtは、停止設定角度1又は2と補正角度決定角度1又は2の間の範囲内で、停止設定角度θ0から補正角度Δθβを減じた値として演算される。なお、補正角度決定角度θdecideを設定するための定数角度Δθcはブーム角度に応じて可変にしてもよい。
θt = θ0−Δθβ
In other words, stop command angle θt is within the range between the
以上のように停止指令角度θtが演算されると、現在のブーム角度がその停止指令角度θtに達したかどうかを判定し(ステップS370)、停止角度に達するとブーム停止信号出力部22hより停止信号を出力し(ステップS380)、これと同時に補正角度を消去して(ステップS390)最初に戻る。停止信号はブーム上げ制御時に操作レバー130aを操作位置に保持するための電磁石131を非励磁とする信号である。
When the stop command angle θt is calculated as described above, it is determined whether or not the current boom angle has reached the stop command angle θt (step S370), and when the stop angle is reached, the boom stop signal output unit 22h stops. A signal is output (step S380), and at the same time, the correction angle is deleted (step S390) and the process returns to the beginning. The stop signal is a signal for de-energizing the
図5のステップS320において、現在のブーム角度が停止位置(停止設定角度)より小さい場合、ステップS340において、現在のブーム角度が補正角度決定角度に達していない場合、ステップS370において、現在のブーム角度が停止指令角度θtに達していない場合は、最初に戻る。ステップS330において、現在のブーム角度が補正角度決定角度より小さい場合は、ステップS370に移行する。 If the current boom angle is smaller than the stop position (stop set angle) in step S320 of FIG. 5, if the current boom angle has not reached the correction angle determination angle in step S340, the current boom angle is determined in step S370. If the stop command angle θt has not been reached, the process returns to the beginning. In step S330, if the current boom angle is smaller than the correction angle determination angle, the process proceeds to step S370.
次に、以上のように構成した本実施の形態をの動作を説明する。 Next, the operation of the present embodiment configured as described above will be described.
まず、ブーム下げ制御の停止位置の設定について説明する。オペレータは制御実行スイッチ11をONにし、操作レバー装置130の操作レバー130aを操作してブームシリンダ114を駆動することでブーム112の位置(バケット111の高さ)を調整し、ブーム112を所望の位置に停止させる。ブーム112が所望の位置に停止したら、その状態で停止位置設定スイッチ12をONにし、その位置を停止設定位置として停止位置記憶部22fに記憶させる。
First, the setting of the stop position for boom lowering control will be described. The operator turns on the
次に、ブーム下げ制御について説明する。このブーム下げ制御では、ブーム112がある高さに上がっている状態からブームを下げ、設定位置に停止させる制御を行う。
Next, boom lowering control will be described. In this boom lowering control, the boom is lowered from a state where the
まず、オペレータは、ブーム112がある高さに上がっている状態で、操作レバー130aをブーム下げ方向に操作し、レバー変位の最大ストローク位置に押し付ける。これによりブーム用の方向切換弁122はブーム下げ位置に切り換わり、ブームシリンダ114のボトム側の圧油は方向切換弁122を介してタンクに排出され、ブーム112は下がる始める。オペレータが操作レバー130aを最大ストローク位置に押し付けると、この押し付けにより図示しないスイッチが作動して電磁石131が励磁し、操作レバー130aはその位置に保持される。これによりオペレータは操作レバー130aから手を離しても、ブーム112は下がり続ける。
First, the operator operates the
このようにブーム112が下がり続ける間、本実施の形態のブーム下げ制御が機能し、相対圧力比演算部22bにおいて、現在のブーム角度と積荷荷重データと現在のブームボトム圧とからブームボトム圧の相対圧力比Pαが演算され、補正角度演算部22eにおいて、その相対圧力比Pαと補正角度データと作動油温度から補正角度Δθβが演算される。次いで、停止位置制御部22gにおいて、現在のブーム角度が補正角度決定角度に到達するとそのとき演算された補正角度Δθβがブーム下げ制御の補正角度として決定され、この補正角度を用いて停止指令角度が演算される。その後、現在のブーム角度がその停止指令角度に到達すると停止信号出力が出力され、電磁石131を非励磁とする。これにより操作レバー130aが図示しない中立ばねの力で中立位置に復帰し、ブーム用の方向切換弁122が中立位置に戻り、ブーム下げ動作が停止する。このとき、停止位置制御部22gでは、停止設定角度より補正角度Δθβだけ手前で停止信号を出力して電磁石131を非励磁とするので、ブーム112は、ブーム及びバケットの自重や積みの重さに影響されることなく、また、作動油温度にも影響されずに、精度良く停止設定位置に停止する。
Thus, while the
また、本実施の形態では、ブームボトム圧の相対圧力比Pαを演算し、その相対圧力比Pαを用いて補正角度Δθαを求め、停止指令位置を設定するので、ユーザが標準仕様以外のバケットを使用した場合であっても、ブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができる。以下、この点をユーザが標準仕様のバケットを使用した場合と、ユーザが標準仕様よりも重いバケットを使用した場合と、ユーザが標準仕様よりも軽いバケットを使用した場合とに分けて説明する。 In the present embodiment, the relative pressure ratio Pα of the boom bottom pressure is calculated, the correction angle Δθα is calculated using the relative pressure ratio Pα, and the stop command position is set. Even when it is used, the boom can be prevented from stopping below the target stop position. Hereinafter, this point will be described separately for the case where the user uses a standard specification bucket, the case where the user uses a bucket heavier than the standard specification, and the case where the user uses a bucket lighter than the standard specification.
(1)ユーザが標準仕様のバケットを使用した場合
この場合、ブームボトム圧演算部21eで演算した現在のブームボトム圧は、図6のラインA(定格最小積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧)とラインB(定格最大積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧)との間にある。図6では、一例として、そのような場合のブームボトム圧をラインCで示していおり、現在のブーム角度がθaのとき、ブームボトム圧PaはラインAの最低ブームボトム圧とラインBの最高ブームボトム圧との間で変化する。このとき、
(現在のブームボトム圧Pa−定格最小積荷荷重時のブームボトム圧)
<(定格最大積荷荷重時のブームボトム圧−定格最小積荷荷重時のブームボトム圧)
で、かつ
(現在のブームボトム圧Pa−定格最小積荷荷重時のブームボトム圧)>0
となるため、相対圧力比演算部22bでは相対圧力比Pαは0≦Pα≦1の値として演算される。補正角度演算部22e及び停止位置制御部22gではその相対圧力比Pαを用いて補正角度Δθαを演算し、この補正角度Δθαを更に作動油温度で補正して停止指令位置を設定し、ブーム112を停止設定位置に停止させることができる。
(1) When the user uses a standard bucket In this case, the current boom bottom pressure calculated by the boom bottom pressure calculation unit 21e is the line A in FIG. 6 (the boom bottom pressure relative to the boom angle at the rated minimum load load). ) And line B (boom bottom pressure relative to the boom angle at the rated maximum load load). In FIG. 6, as an example, the boom bottom pressure in such a case is indicated by line C. When the current boom angle is θa, the boom bottom pressure Pa is the lowest boom bottom pressure of line A and the highest boom of line B. Varies with the bottom pressure. At this time,
(Current boom bottom pressure Pa-boom bottom pressure at the rated minimum load load)
<(Boom bottom pressure at the rated maximum load load-Boom bottom pressure at the rated minimum load load)
And (current boom bottom pressure Pa−boom bottom pressure at the rated minimum load load)> 0
Therefore, the relative pressure
(2)ユーザが標準仕様よりも重いバケットを使用した場合
この場合、ブームボトム圧演算部21eで演算した現在のブームボトム圧は、図6のラインB(定格最大積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧)よりも上側にある。図6では、一例として、そのような場合のブームボトム圧をラインDで示しており、現在のブーム角度がθaのとき、ブームボトム圧PaはラインBより上側で変化する。このとき、
(現在のブームボトム圧Pa−定格最小積荷荷重時のブームボトム圧)
>(定格最大積荷荷重時のブームボトム圧−定格最小積荷荷重時のブームボトム圧)となるため、相対圧力比演算部22bでは相対圧力比PαはPα>1の値として演算される。補正角度演算部22e及び停止位置制御部22gではその相対圧力比Pαを用いて補正角度Δθαを演算し、この補正角度Δθαを更に作動油温度で補正して停止指令位置を設定し、ブーム112を停止設定位置に停止させることができる。
(2) When the user uses a bucket heavier than the standard specification In this case, the current boom bottom pressure calculated by the boom bottom pressure calculation unit 21e is the line B (boom angle relative to the boom angle at the rated maximum load load) in FIG. Above the bottom pressure). In FIG. 6, as an example, the boom bottom pressure in such a case is indicated by a line D. When the current boom angle is θa, the boom bottom pressure Pa changes above the line B. At this time,
(Current boom bottom pressure Pa-boom bottom pressure at the rated minimum load load)
Since (the boom bottom pressure at the rated maximum load load-the boom bottom pressure at the rated minimum load load), the relative pressure
(3)ユーザが標準仕様よりも軽いバケットを使用した場合
この場合、ブームボトム圧演算部21eで演算した現在のブームボトム圧は、図6のラインA(定格最小積荷荷重時のブーム角度に対するブームボトム圧)よりも下側にある。図6では、一例として、そのような場合のブームボトム圧をラインEで示しており、現在のブーム角度がθaのとき、ブームボトム圧PaはラインAより下側で変化する。このとき、
(現在のブームボトム圧Pa−定格最小積荷荷重時のブームボトム圧)<0
となるため、相対圧力比演算部22bでは相対圧力比PαはPα<0の値として演算される。補正角度演算部22e及び停止位置制御部22gではその相対圧力比Pαを用いて補正角度Δθαを演算し、この補正角度Δθαを更に作動油温度で補正して停止指令位置を設定し、ブーム112を停止設定位置に停止させることができる。
(3) When the user uses a bucket lighter than the standard specification In this case, the current boom bottom pressure calculated by the boom bottom pressure calculation unit 21e is the line A in FIG. 6 (the boom with respect to the boom angle at the rated minimum load load). It is below the bottom pressure. In FIG. 6, as an example, the boom bottom pressure in such a case is indicated by a line E. When the current boom angle is θa, the boom bottom pressure Pa changes below the line A. At this time,
(Current boom bottom pressure Pa-boom bottom pressure at the rated minimum load load) <0
Therefore, the relative pressure
以上のように本実施の形態によれば、バケット111内の積荷の重さが変わってもブーム112が目標の停止位置よりも下で停止することを防止するとともに、標準仕様以外のバケットを使用した場合でもブームが目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができる。
As described above, according to the present embodiment, the
また、同じ積荷荷重におけるブームの角度の違いによるブームシリンダのボトム圧の変化を補正して正確な補正角度を演算し、精度良くブームを停止設定角度に停止させることができる。 In addition, it is possible to correct the change in the bottom pressure of the boom cylinder due to the difference in the boom angle under the same load load, calculate the correct correction angle, and stop the boom at the stop set angle with high accuracy.
更に、作動油温度が変化しても補正角度Δθαを作動油温度で補正し、その補正した補正角度Δθβを用いて停止指令角度を設定するので、作動油温度の変化に影響されず精度良く停止設定位置にブーム112を停止させることができる。
Furthermore, even if the hydraulic oil temperature changes, the correction angle Δθα is corrected with the hydraulic oil temperature, and the stop command angle is set using the corrected correction angle Δθβ. The
また、本実施の形態では、コントローラユニット10にブーム荷重制御演算部21とブーム下げ制御演算部22とを設け、通常ホイールローダに備えられることの多いブーム荷重制御演算部21で使用するブームボトム圧センサ15及びブーム角度センサ16をブーム下げ制御演算部22にも兼用し、それらの検出値をブーム下げ制御演算部22で用いるようにしたので、新たにセンサを設置する必要がなく、システムを安価に構成することができる。
In the present embodiment, the boom load control calculation unit 21 and the boom lowering
本発明の他の実施の形態について説明する。上記実施の形態では、ブームロッド圧エラー判定部21a、ブームボトム圧エラー判定部21b、ブーム角エラー判定部21c、作動油温エラー判定部22iでブームロッド圧センサ14、ブームボトム圧センサ15、ブーム角度センサ16、作動油温センサ17のいずれかの信号にエラーが発生し、そのカウント数が規定回数を超えるとエラー発生処理を行い、ブーム下げ制御演算部22の処理に移行しない構成とした。しかし、センサ信号にエラーが発生した場合でも、エラーが発生したセンサ信号の種類によっては不完全ながらもある程度ブーム下げ制御を行える場合があるので、その場合は、ブーム下げ制御演算部22の処理に移行するようにしてもよい。本実施の形態はそのような場合のものであり、図4に一点鎖線で示すように、停止位置制御部22gにはブームボトム圧エラー判定部21b、ブーム角エラー判定部21c、作動油温エラー判定部22iの判定信号が入力される。
Another embodiment of the present invention will be described. In the embodiment described above, the boom rod pressure error determination unit 21a, the boom bottom pressure error determination unit 21b, the boom angle error determination unit 21c, and the hydraulic oil temperature error determination unit 22i use the boom
センサ信号にエラーが発生した場合のブーム下げ制御は下記の3通りに分かれる。 Boom lowering control when an error occurs in the sensor signal is divided into the following three types.
(1)ブームボトム圧センサ15の信号にエラーが発生した場合
この場合は、標準仕様のバケットによる最大ブーム上げ角度(ブーム最高角度)における定格最大積荷荷重時或いはそれよりもある程度重い積荷荷重のブームボトム圧を用い、図5のステップS230において、そのブームボトム圧とブーム112の検出角度と積荷荷重データ記憶部22aに記憶した積荷荷重データとからブームボトム圧の相対圧力比を演算する。そのブームボトム圧の値は応急用の値として事前に決めておき、コントローラユニット10に記憶しておく。以後の処理は上述した最初の実施の形態と同じである。これにより補正角度Δθαは大きめのものが演算され、安全サイドでのブーム停止処理がなされるため、ブーム112が目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができ、応急的にブーム下げ制御を用いた作業を行うことができる。
(1) When an error occurs in the signal of the boom
(2)ブーム角度センサ16の信号にエラーが発生した場合
この場合は、現在のブーム位置の監視が不能となるので、最初の実施の形態と同様にブーム下げ制御を中止する。
(2) When an error occurs in the signal of the
(3)作動油温センサ17の信号にエラーが発生した場合
この場合は、常温(例えば70℃)よりも高めの作動油温度を用い、図5のステップS240において、その作動油温度で相対圧力比から求めた補正角度Δθαを補正し、補正角度Δθβを演算する。常温(例えば70℃)よりも高めの作動油温度の値は応急用の値として事前に決めておき、コントローラユニット10に記憶しておく。以後の処理は上述した最初の実施の形態と同じである。これにより上記(1)の場合と同様、補正角度Δθβは大きめのものが演算され、安全サイドでのブーム停止処理がなされるため、ブーム112が目標の停止位置よりも下で停止することを防止することができ、応急的にブーム下げ制御を用いた作業を行うことができる。
(3) When an error occurs in the signal of the hydraulic
10 コントローラユニット
11 制御実行スイッチ
12 停止位置設定スイッチ
14 ブームロッド圧センサ
15 ブームボトム圧センサ
16 ブーム角度センサ
17 作動油温センサ
21 ブーム荷重制御演算部
22 ブーム下げ制御演算部
21a ブームロッド圧エラー判定部
21b ブームボトム圧エラー判定部
21c ブーム角エラー判定部
21d ブームボトム圧演算部
21e ブームロッド圧演算部
21f ブーム角度演算部
21g ブーム荷重演算部
22a 積荷荷重データ記憶部
22b 相対圧力比演算部
22c 補正角度記憶部
22d 作動油温演算部
22e 補正角度演算部
22f 停止位置記憶部
22g 停止位置制御部
22h ブーム停止信号出力部
22i 作動油温エラー判定部
100 ホイールローダ
104 フロント作業装置
111 バケット(作業具)
112 ブーム
113 バケットシリンダ
114 ブームシリンダ
121,122 方向切換弁
130 操作レバー装置
131,132 電磁石
DESCRIPTION OF
112
Claims (7)
前記ブームシリンダのボトム圧と前記ブームの角度を検出し、
前記検出したブームの角度に基づいてそのブームの角度に応じた定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧と定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧とを求め、
この定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧及び定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧に対する前記検出したブームシリンダのボトム圧の比である相対圧力比を計算し、
この相対圧力比に基づいて前記ブームを停止設定角度に停止させるための補正角度を演算し、
この補正角度と停止設定角度に基づいて停止指令角度を演算し、
前記ブームの角度が前記停止指令角度に達すると停止信号を出力して前記ブームを停止させることを特徴とする作業機のブーム下げ制御方法。 In a boom lowering control method for a work machine in which a work tool is attached to the tip of a boom and a boom cylinder is driven to move the boom up and down,
Detecting the bottom pressure of the boom cylinder and the angle of the boom;
Based on the detected boom angle, obtain the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load load and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load load according to the boom angle,
Calculating a relative pressure ratio which is a ratio of the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load load and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load load to the detected bottom pressure of the boom cylinder;
Based on this relative pressure ratio, a correction angle for stopping the boom at a stop set angle is calculated,
Calculate the stop command angle based on this correction angle and stop set angle,
A boom lowering control method for a working machine, wherein when the angle of the boom reaches the stop command angle, a stop signal is output to stop the boom.
前記停止設定角度より所定角度手前に補正角度決定角度を設定し、前記検出したブームの角度が前記補正角度決定角度に達したときの前記補正角度と停止設定角度に基づいて前記停止指令角度を演算することを特徴とする作業機のブーム下げ制御方法。 In the boom lowering control method of the working machine according to claim 1,
A correction angle determination angle is set to a predetermined angle before the stop setting angle, and the stop command angle is calculated based on the correction angle and the stop setting angle when the detected boom angle reaches the correction angle determination angle. A boom lowering control method for a work machine, characterized in that:
前記ブームシリンダのボトム圧を検出する第1検出手段と、
前記ブームの角度を検出する第2検出手段と、
前記第2検出手段で検出したブームの角度に基づいてそのブームの角度に応じた定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧と定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧とを演算し、この定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧及び定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧に対する前記第1検出手段で検出したブームシリンダのボトム圧の比である相対圧力比を演算する第1演算手段と、
前記相対圧力比に基づいて前記ブームを停止設定角度に停止させるための補正角度を演算する第2演算手段と、
前記補正角度と停止設定角度に基づいて停止指令角度を演算し、前記ブームの角度が前記停止指令角度に達すると停止信号を出力して前記ブームを停止させる停止位置制御手段とを備えることを特徴とする作業機のブーム下げ制御装置。 In a boom lowering control device for a work machine in which a work tool is attached to the tip of the boom, and the boom cylinder is driven to move the boom up and down.
First detecting means for detecting a bottom pressure of the boom cylinder;
Second detection means for detecting the angle of the boom;
Based on the boom angle detected by the second detection means, the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load load and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load load according to the boom angle are calculated, A first calculation for calculating a relative pressure ratio, which is a ratio of the bottom pressure of the boom cylinder detected by the first detection means to the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load load and the bottom pressure of the boom cylinder at the maximum rated load load. Means,
Second calculating means for calculating a correction angle for stopping the boom at a stop set angle based on the relative pressure ratio;
Stop position control means for calculating a stop command angle based on the correction angle and a stop set angle, and outputting a stop signal when the boom angle reaches the stop command angle to stop the boom. The boom lowering control device for the working machine.
前記第1演算手段は、前記相対圧力比を、前記定格最大積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧と定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧との差に対する前記検出したブームのボトム圧と定格最小積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧との差の比の値として求めることを特徴とする作業機のブーム下げ制御装置。 The boom lowering control device for a work machine according to claim 3,
The first computing means calculates the relative pressure ratio based on the detected boom bottom pressure and rating relative to the difference between the bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load and the bottom pressure of the boom cylinder at the rated minimum load. A boom lowering control device for a working machine, characterized in that it is obtained as a value of a ratio of a difference from a bottom pressure of a boom cylinder at the time of a minimum load load.
前記停止位置制御手段は、前記停止設定角度より所定角度手前に補正角度決定角度を設定し、前記検出したブームの角度が前記補正角度決定角度に達したときの前記補正角度と停止設定角度に基づいて停止指令角度を演算することを特徴とする作業機のブーム下げ制御装置。 The boom lowering control device for a work machine according to claim 3,
The stop position control means sets a correction angle determination angle a predetermined angle before the stop setting angle, and based on the correction angle and the stop setting angle when the detected boom angle reaches the correction angle determination angle. And a boom lowering control device for a work machine, wherein a stop command angle is calculated.
前記ブームシリンダに供給される作動油の温度を検出する第3検出手段を更に備え、
前記第2演算手段は、前記第3検出手段で検出した作動油の温度に応じて前記補正角度を補正することを特徴とする作業機のブーム下げ制御装置。 The boom lowering control device for a work machine according to claim 3,
Further comprising third detection means for detecting the temperature of the hydraulic oil supplied to the boom cylinder;
The boom lowering control device for a working machine, wherein the second calculation means corrects the correction angle according to the temperature of the hydraulic oil detected by the third detection means.
前記第1検出手段の故障を検出する故障判定手段を更に備え、
前記第1演算手段は、前記第1検出手段の故障が検出されると、前記定格最大積荷荷重時又はそれよりも重い積荷荷重時のブームシリンダのボトム圧を用いて前記相対圧力比を演算し、前記ブームの停止位置が前記停止設定角度を下回らないようにすることを特徴とする作業機のブーム下げ制御装置。 The boom lowering control device for a work machine according to claim 3,
A failure determination means for detecting a failure of the first detection means;
When the failure of the first detecting means is detected, the first calculating means calculates the relative pressure ratio using a bottom pressure of the boom cylinder at the rated maximum load load or a heavier load load. A boom lowering control device for a working machine, wherein the stop position of the boom does not fall below the stop set angle.
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