JP5058418B2

JP5058418B2 - 油圧作業機の駆動制御装置

Info

Publication number: JP5058418B2
Application number: JP2001302252A
Authority: JP
Inventors: 光昭戸田; 真壮秋田; 末和郷東
Original assignee: Tadano Ltd
Current assignee: Tadano Ltd
Priority date: 2001-09-28
Filing date: 2001-09-28
Publication date: 2012-10-24
Anticipated expiration: 2021-09-28
Also published as: JP2003106307A

Description

【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、油圧作業機の駆動制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
以下、従来の油圧作業機の駆動制御装置を、車輌搭載用の小型クレーンである車輌搭載型クレーンに適用した駆動制御装置を例に説明する。
【０００３】
車輌搭載型クレーンは、図３に示す如く基台１上に旋回自在に取付けた旋回ポスト２、当該旋回ポスト２に起伏自在に枢支され基端側ブームセクション3aに対し先端側ブームセクション3b，3cを順次伸縮自在に嵌挿した伸縮ブーム３、伸縮制御弁４からの制御油で駆動され基端側ブームセクション3aに対し先端側ブームセクション3b，3cを伸縮駆動する伸縮シリンダ５、起伏制御弁６からの制御油で駆動され伸縮ブーム３を起伏駆動する起伏シリンダ７、ウインチ制御弁８からの制御油で駆動されるウインチモータ９で巻上げ巻下げ駆動され前記旋回ポスト２に取付けられたウインチ装置10、当該ウインチ装置10から繰出したワイヤロープ11により伸縮ブーム３先端部から巻上げ巻下げ自在に吊下げたフック12とで構成されている。なお、13は圧油供給用の油圧ポンプ、14は主リリーフ弁である。また、旋回ポスト２は、図示しない旋回モータ等によって旋回駆動可能に構成してもよい。
【０００４】
また、前記各油圧制御弁４，６，８は、図４に示す如き駆動制御装置15によって切換制御されるようになっている。すなわち、当該駆動制御装置15は、伸縮制御弁４の弁切換方向を指示する伸縮切換方向指示スイッチ16、起伏制御弁６の弁切換方向を指示する起伏切換方向指示スイッチ17、ウインチ制御弁８の弁切換方向を指示するウインチ切換方向指示スイッチ18、及び各油圧制御弁４，６，８の弁切換量を指示する共通の弁切換量指示手段19とを備えた操作装置20と、当該操作装置20からの各指示信号に基づき対応する各油圧制御弁４，６，８に弁切換制御信号を出力するコントローラ21とで構成されている。
【０００５】
前記操作装置20は、図５に示す如くオペレータが携帯して操作可能な有線あるいは無線式の遠隔操作装置で構成されている。そして、前記伸縮切換方向指示スイッチ16は、操作パネル部20aに取付けた揺動式の手動操作スイッチで構成されており、伸側に操作すれば伸縮制御弁４を伸長側に切換え、縮側に操作すれば縮小側に切換えるための指示信号をコントローラ21に出力するようになっている。また、起伏切換方向指令スイッチ17も同様に手動操作スイッチで構成されており、起側に操作すれば起伏制御弁６を起仰側に切換え、伏側に操作すれば倒伏側に切換えるための指示信号をコントローラ21に出力するようになっている。また、ウインチ切換方向指示スイッチ18も同様に手動操作スイッチで構成されており、巻上側に操作すればウインチ制御弁８を巻上げ側に切換え、巻下側に操作すれば巻下げ側に切換えるための指示信号をコントローラ21に出力するようになっている。また、共通の弁切換量指示手段19は、握り部20bに取付けた手動操作レバーで構成されており、オペレータの引き操作量を公知のポテンショメータ等（図示せず）で検出して、各油圧制御弁４，６，８の弁切換量を指示する共通の弁切換量指示信号としてコントローラ21に出力するようになっている。
【０００６】
また、コントローラ21には、前記伸縮切換方向指示スイッチ16と共通の弁切換量指示手段19からの指示信号を受けて伸縮制御弁４を当該指示スイッチ16が指示する方向で弁切換量指示手段19が指示する弁切換量に切換えるための弁切換制御信号Ｖaを出力する伸縮駆動信号出力手段22と、起伏切換方向指示スイッチ17と共通の弁切換量指示手段19からの指示信号を受けて起伏制御弁６を当該指示スイッチ17が指示する方向で弁切換量指示手段19が指示する弁切換量に切換えるための弁切換制御信号Ｖbを出力する起伏駆動信号出力手段23、ウインチ切換方向指示スイッチ18と共通の弁切換量指示手段19からの指示信号を受けてウインチ制御弁８を当該指示スイッチ18が指示する方向で弁切換量指示手段19が指示する弁切換量に切換えるための弁切換制御信号Ｖcを出力するウインチ駆動信号出力手段24が夫々設けられている。そして、各駆動信号出力手段22，23，24からの弁切換制御信号Ｖa，Ｖb，Ｖcは、夫々対応する油圧制御弁４，６，８に出力されて、当該各制御弁４，６，８を切換制御するようになっている。
【０００７】
このように構成された従来の駆動制御装置15は、例えば伸縮ブーム３を伸長させる場合、伸縮切換方向指示スイッチ16を伸側に操作して共通の弁切換量指示手段19を適宜引き操作すれば、この両指示信号を受けた伸縮駆動信号出力手段22が両指示信号に基づき伸縮制御弁４を切換制御するための弁切換制御信号Ｖaを算出して、当該制御信号Ｖaを伸縮制御弁４に出力し、当該弁を伸長側に切換えて伸縮ブーム３を伸長駆動するようになっている。また、伸縮ブーム３を倒伏させる場合も同様に、起伏切換方向指示スイッチ17を伏側に操作して共通の弁切換量指示手段19を適宜引き操作すれば、この両指示信号を受けた起伏駆動信号出力手段23が両指示信号に基づき起伏制御弁６を切換制御するための弁切換制御信号Ｖbを算出して、当該制御信号Ｖbを起伏制御弁６に出力し、当該弁を倒伏側に切換えて伸縮ブーム３を倒伏駆動するようになっている。
【０００８】
このように構成した駆動制御装置15は、操作装置20に取付けた３個の切換方向指示スイッチ16，17，18と１個の弁切換量指示手段19を操作するだけで、任意な油圧制御弁４，６，８を任意な切換方向で任意な切換量に切換制御することができ、操作装置20の小型軽量化の要望が強い車輌搭載型クレーンの遠隔操作用駆動制御装置として多用されている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、当該駆動制御装置は、複数の油圧制御弁４，６，８の弁切換量を共通の弁切換量指示手段19で指示するよう構成されているため、例えば１つの弁切換方向指示スイッチ（例えば、伸縮切換方向指示スイッチ16）と共通の弁切換量指示手段19を操作して対応する油圧制御弁（同、伸縮制御弁４）を切換制御中に他の弁切換方向指示スイッチ（同、起伏切換方向指示スイッチ17）を追加操作した場合、追加操作された油圧制御弁（同、起伏制御弁６）が瞬時に共通の弁切換量指示手段19の操作量に対応した切換位置に切換えられ、このため対応するアクチュエータ（同、起伏シリンダ７）が急加速して大きなショックが発生するという問題があった。また、複数の弁切換方向指示スイッチ（例えば、伸縮切換方向指示スイッチ16と起伏切換方向指示スイッチ17）と共通の弁切換量指示手段19を操作して対応する複数の油圧制御弁（同、伸縮制御弁４と起伏制御弁６）を切換制御中に一部の弁切換方向指示スイッチ（同、起伏切換方向指示スイッチ17）の操作を中止した場合、中止操作された油圧制御弁（同、起伏制御弁６）が瞬時に中立位置に切換えられ、このため対応するアクチュエータ（同、起伏シリンダ７）が急停止して大きなショックが発生するという問題があった。
【００１０】
なお、この種の問題は、コントローラ21に各油圧制御弁４，６，８に出力する弁切換制御信号Ｖa，Ｖb，Ｖcを所定の制御カーブに沿って緩やかに増速あるいは減速させる緩起動緩停止機能を付加することで対応可能であるが、このように構成した場合には危険回避等のため緊急加速や緊急停止を行おうとした時に、応答性が悪いという問題があった。
【００１１】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、アクチュエータ駆動中の追加駆動操作時、あるいは複数のアクチュエータ駆動中の一部駆動中止時に追加操作あるいは操作が中止された油圧制御弁のみを所定の制御カーブに沿って緩やかに開弁あるいは閉弁させることでショックを大幅に低減した油圧作業機の駆動制御装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するための手段として、次の如き構成を有している。
【００１３】
すなわち、本発明の油圧作業機の駆動制御装置は、作業機を駆動する複数の油圧アクチュエータ、当該各油圧アクチュエータに対応して設けられ各油圧アクチュエータに制御油を給排する複数の油圧制御弁、当該各油圧制御弁に対応して設けられ各油圧制御弁の弁切換方向を指示する複数の弁切換方向指示スイッチと各油圧制御弁の弁切換量を指示する共通の弁切換量指示手段とを備えた操作装置、及び当該操作装置からの操作信号に基づき対応する各油圧制御弁に弁切換制御信号を出力するコントローラとで構成した油圧作業機の駆動制御装置を対象にしている。
【００１４】
そして、本発明の駆動制御装置では、コントローラを、前記弁切換方向指示スイッチから指令信号が入力された時点あるいは入力が停止した時点において他の弁切換方向指示スイッチから指示信号が入力されていることを検出する同時操作状態検出手段を設け、当該同時操作状態検出手段からの検出信号に基づき追加操作あるいは操作が中止された油圧制御弁に所定の制御カーブに沿って緩やかに弁を切換える緩起動緩停止用の弁切換制御信号を出力するよう構成している。
【００１５】
このように構成したことにより、弁切換方向指示スイッチと共通の弁切換量指示手段を操作して対応する油圧制御弁を切換制御中に他の弁切換方向指示スイッチを追加操作すれば、同時操作状態検出手段がこの追加操作を検出してコントローラに検出信号を出力し、この検出信号を受けたコントローラが追加操作された油圧制御弁に所定の制御カーブに沿って緩やかに弁を切換える緩起動用の弁切換制御信号を出力して、当該弁を切換制御するようになっている。このため、追加操作された油圧制御弁は緩やかに切換えられてアクチュエータが増速され、作業機のショックが未然に防止されるのである。
【００１６】
また、複数の弁切換方向指示スイッチと共通の弁切換量指示手段を操作して対応する複数の油圧制御弁を切換制御中に一部の弁切換方向指示スイッチの操作を中止すれば、同時操作状態検出手段がこの中止操作を検出してコントローラに検出信号を出力し、この検出信号を受けたコントローラが中止操作された油圧制御弁に所定の制御カーブに沿って緩やかに弁を切換える緩停止用の弁切換制御信号を出力して、当該弁を切換制御するようになっている。このため、中止操作された油圧制御弁は緩やかに切換えられてアクチュエータが減速され、作業機のショックが未然に防止されるのである。
【００１７】
一方、弁切換方向指示スイッチと共通の弁切換量指示手段を操作して対応する油圧制御弁を切換制御する際（追加操作や一部の操作中止を行わない場合）には、同時操作状態検出手段は操作中の弁切換方向指示スイッチがないため非検出状態であり、コントローラは対応する油圧制御弁に通常の弁切換制御信号を出力して、当該制御弁を切換制御するようになっている。このため、油圧制御弁は速やかに切換制御され緊急加速や緊急停止等の危険回避操作が容易に行えるのである。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、図１及び図２に基づき本発明の駆動制御装置を説明する。
なお、本発明の駆動制御装置は、図４に基づき従来技術として説明した駆動制御装置15に比し、同時操作状態検出手段と制御信号変換手段を付加したものであり、以下の説明ではこの差異点を中心に説明するものとする。このため、従来技術の説明で用いた１〜24、及びＶa，Ｖb，Ｖcの各符号は同義のものとして援用するものとする。
【００１９】
25は、同時操作状態検出手段である。当該同時操作状態検出手段25は、前記伸縮切換方向指示スイッチ16、起伏切換方向指示スイッチ17及びウインチ切換方向指示スイッチ18からの各指示信号を受けて、これら各弁切換方向指示スイッチ（例えば、起伏切換方向指示スイッチ17）からの指示信号が変化した時点、すなわち指示信号が入力あるいは入力が停止した時点において他の弁切換方向指示スイッチ（例えば、伸縮切換方向指示スイッチ16等）から指示信号が入力されているか否かを判断して、入力されておれば同時操作検出信号ｓを出力するよう構成している。このため、例えば伸縮切換方向指示スイッチ16と共通の弁切換量指示手段19を操作して伸縮ブーム３を伸縮駆動中（伸縮制御弁４を切換制御中）に起伏切換方向指示スイッチ17を追加操作して起伏も同時駆動しようとした場合、あるい伸縮及び起伏弁切換方向指示スイッチ16，17と共通の弁切換量指示手段19を操作して伸縮ブーム３の伸縮と起伏を同時駆動中（伸縮制御弁４と起伏制御弁６を切換制御中）に一方の起伏切換方向指示スイッチ17の操作を中止して伸縮駆動のみを行おうとした場合に同時操作検出信号ｓが出力されるようになっている。なお、当該同時操作状態検出手段25は、上述した２条件の他に、１以上の切換方向指示スイッチを操作して作業機を駆動中に他の切換方向指示スイッチを追加操作した場合のみ、あるいは２以上の切換方向指示スイッチを操作して作業機を同時駆動中に一部の切換方向指示スイッチの操作を中止した場合のみに同時操作検出信号ｓを出力するよう構成してもよい。
【００２０】
26は、前記伸縮駆動信号出力手段22からの弁切換制御信号Ｖaと同時操作状態検出手段25からの同時操作検出信号ｓを受けて、同時操作検出信号ｓが非出力状態では弁切換制御信号Ｖa（図２ａ図示の信号）をそのまま伸縮制御弁４に出力し、同時操作検出信号ｓが出力状態では弁切換制御信号Ｖaを所定の制御カーブに沿って緩やかに弁を切換える緩起動緩停止用の弁切換制御信号Ｖa′（図２ｂ図示の信号）に変換して伸縮制御弁４に出力する伸縮用の制御信号変換手段である。また27も同様に、前記起伏駆動信号出力手段23からの弁切換制御信号Ｖbと同時操作状態検出手段25からの同時操作検出信号ｓを受けて、同時操作検出信号ｓが非出力状態では弁切換制御信号Ｖｂをそのまま起伏制御弁６に出力し、同時操作検出信号ｓが出力状態では弁切換制御信号Ｖｂを所定の制御カーブに沿って緩やかに弁を切換える緩起動緩停止用の弁切換制御信号Ｖｂ′に変換して起伏制御弁６に出力する起伏用の制御信号変換手段である。また28も同様に、前記ウインチ駆動信号出力手段24からの弁切換制御信号Ｖcと同時操作状態検出手段25からの同時操作検出信号ｓを受けて、同時操作検出信号ｓが非出力状態では弁切換制御信号Ｖcをそのままウインチ制御弁８に出力し、同時操作検出信号ｓが出力状態では弁切換制御信号Ｖcを所定の制御カーブに沿って緩やかに弁を切換える緩起動緩停止用の弁切換制御信号Ｖc′に変換してウインチ制御弁８に出力するウインチ用の制御信号変換手段である。なお、これら制御信号変換手段26，27，28における制御カーブは、予め設定した制御カーブを用いてもよく、また駆動速度等に応じて弁切換速度が変化する制御カーブを用いてもよい。
【００２１】
次に、このように構成された本発明の駆動制御装置29の作動を説明する。
まず、伸縮ブーム３を単独で伸長駆動する場合を例に作業機の単独駆動時の制御を説明する。伸縮ブーム３を単独で伸長駆動するには、従来のものと同様に伸縮切換方向指示スイッチ16を伸側に操作し共通の弁切換量指示手段19を適宜引き操作すればよい。この両手段16，19からの指示信号を受けた伸縮駆動信号出力手段22は、当該両指示信号に基づき伸縮制御弁４を切換制御するための弁切換制御信号Ｖaを算出して、当該弁切換制御信号Ｖaを制御信号変換手段26に出力するようになっている。一方、伸縮切換方向指示スイッチ16からの指示信号を受けた同時操作状態検出手段25は、信号が入力された時点において他の弁切換方向指令スイッチ17，18から指示信号が入力されているか否かを判断し、この場合単独駆動で他の指示信号が入力されていないため非検出信号を制御信号変換手段26に出力するようになっている。当該非検出信号を受けた制御信号変換手段26は、伸縮駆動信号出力手段22から出力されている弁切換制御信号Ｖaをそのまま伸縮制御弁４に出力し、当該制御弁４を速やかに伸長側に切換えるようになっている。これにより、伸縮シリンダに制御油が供給されて伸縮ブーム３が通常の速度で伸長駆動するようになっている。このため、緊急加速や緊急停止等の危険回避操作が可能になるのである。なお、起伏切換方向指示スイッチ17を操作すれば伸縮ブーム３の起伏駆動が、ウインチ切換方向指示スイッチ18を操作すればウインチ装置10の巻上げ巻下げ駆動が同様に制御されるのである。
【００２２】
次に、伸縮ブーム３を伸長駆動中に起伏切換方向指示スイッチ17を起側に追加操作する場合を例に追加操作時の制御を説明する。伸縮切換方向指示スイッチ16を伸側に操作して共通の弁切換量指示手段19を適宜引き操作すれば、上述した如く伸縮駆動信号出力手段22から弁切換制御信号Ｖaが伸縮制御弁４に出力され、伸縮ブーム３が伸長駆動する。この伸長駆動状態で、起伏切換方向指示スイッチ17を起側に追加操作すれば、当該指示スイッチ17からの指示信号を受けて起伏駆動信号出力手段23から起伏制御弁６を切換制御するための弁切換制御信号Ｖbが制御信号変換手段27に出力されるようになっている。一方、追加操作された起伏切換方向指示スイッチ17の指示信号を受けた同時操作状態検出手段25は、信号が入力された時点において他の切換方向指令スイッチ16，18から指示信号が入力されているか否かを判断し、この場合伸縮切換方向指示スイッチ16から指示信号が入力されているため制御信号変換手段27に検出信号を出力する。この検出信号を受けた当該制御信号変換手段27は、起伏駆動信号出力手段23から出力されている弁切換制御信号Ｖbを所定の制御カーブに沿って緩やかに開弁する緩起動用の弁切換制御信号Ｖb′（図２ｂ図示の信号）に変換して起伏制御弁８に出力するようになっている。このため、当該起伏制御弁８は緩起動用の弁切換制御信号Ｖb′でゆっくりと起仰側に切換えられて、伸縮ブーム３が起仰動しショックが大幅に低減されるのである。なお、伸縮切換方向指示スイッチ16を追加操作すれば伸縮ブーム３の伸縮駆動が、ウインチ切換方向指示スイッチ18を追加操作すればウインチ装置10の巻上げ巻下げ駆動が同様に制御されるのである。
【００２３】
次に、伸縮ブーム３を伸長並びに起仰駆動中に起伏切換方向指示スイッチ17の操作を中止した場合を例に一部操作中止時の制御を説明する。伸縮切換方向指示スイッチ16を伸側に起伏切換方向指示スイッチ17を起側に操作した状態で共通の弁切換量指示手段19を適宜引き操作すれば、上述した如く伸縮駆動信号出力手段22から伸縮制御弁４を切換制御するための弁切換制御信号Ｖaが、起伏駆動信号出力手段23から起伏制御弁６を切換制御するための弁切換制御信号Ｖbが夫々出力され、伸縮ブーム３の伸長駆動と起仰駆動が同時に行われるようになっている。この伸長駆動と起仰駆動が同時に行われている状態で、起伏切換方向指示スイッチ17の操作を中止すれば、起伏駆動信号出力手段23からの弁切換制御信号Ｖbの出力が停止する。一方、操作が中止された起伏切換方向指示スイッチ17からの指示信号を受けた同時操作状態検出手段25は、信号が停止した時点において他の弁切換方向指令スイッチ16，18から指示信号が入力されているか否かを判断し、この場合伸縮切換方向指示スイッチ16から指示信号が入力されているため制御信号変換手段27に検出信号を出力する。この検出信号を受けた当該制御信号変換手段27は、起伏駆動信号出力手段23から出力されている弁切換制御信号Ｖbを所定の制御カーブに沿って緩やかに閉弁する緩停止用の弁切換制御信号Ｖb′（図２ｂ図示の信号）に変換して起伏制御弁８に出力する。これにより、当該起伏制御弁８はゆっくりと閉弁し、伸縮ブーム３の起仰動がゆっくりと停止するのである。なお、伸縮切換方向指示スイッチ16の操作を中止すれば伸縮ブーム３の伸縮駆動が、ウインチ切換方向指示スイッチ18の操作を中止すればウインチ装置10の巻上げ巻下げ駆動が同様に制御されるのである。
【００２４】
【発明の効果】
本願発明の油圧作業機の駆動制御装置は、アクチュエータ駆動中の追加駆動操作時、あるいは複数のアクチュエータ駆動中の一部駆動操作中止時に追加操作あるいは操作が中止された油圧制御弁に所定の制御カーブに沿って緩やかに開弁あるいは閉弁する緩起動緩停止用の弁切換制御信号で切換制御するようになっているので、同時操作時のショックが大幅に低減され、操作性が向上した油圧作業機の駆動制御装置が得られるのである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の油圧作業機の駆動制御装置の説明図である。
【図２】同、駆動制御装置における制御カーブの説明図である。
【図３】車輌搭載型クレーンの説明図である。
【図４】従来の駆動制御装置の説明図である。
【図５】同、操作装置の説明図である。
【符号の説明】
１基台、
２旋回ポスト、
３伸縮ブーム、
４伸縮制御弁、
５伸縮シリンダ、
６起伏制御弁、
７起伏シリンダ、
８ウインチ制御弁、
９ウインチモータ、
10 ウインチ装置、
11 ワイヤロープ、
12 フック、
13 油圧ポンプ、
15，29 駆動制御装置、
16 伸縮切換方向指示スイッチ、
17 起伏切換方向指示スイッチ、
18 ウインチ切換方向指示スイッチ、
19 共通の弁切換量指示手段、
20 操作装置、
21,30 コントローラ、
22 伸縮駆動信号出力手段、
23 起伏駆動信号出力手段、
24 ウインチ駆動信号出力手段、
25 同時操作状態検出手段、
26,27,28 制御信号変換手段、

Claims

作業機を駆動する複数の油圧アクチュエータ、当該各油圧アクチュエータに対応して設けられ各油圧アクチュエータに制御油を給排する複数の油圧制御弁、当該各油圧制御弁に対応して設けられ各油圧制御弁の弁切換方向を指示する複数の弁切換方向指示スイッチと各油圧制御弁の弁切換量を指示する共通の弁切換量指示手段とを備えた操作装置、及び当該操作装置からの操作信号に基づき対応する各油圧制御弁に弁切換制御信号を出力するコントローラとで構成した油圧作業機の駆動制御装置において、
当該コントローラは、前記弁切換方向指示スイッチから指示信号が入力された時点あるいは入力が停止した時点において他の弁切換方向指示スイッチから指示信号が入力されていることを検出する同時操作状態検出手段を設け、当該同時操作状態検出手段からの検出信号に基づき追加操作あるいは操作が中止された油圧制御弁に所定の制御カーブに沿って緩やかに弁を切換える緩起動緩停止用の弁切換制御信号を出力するよう構成したことを特徴とする油圧作業機の駆動制御装置。