JP5240843B2 - 建設機械における作業判定システム - Google Patents
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Description
前記特許文献1のものは、各種油圧アクチュエータ用操作具の操作や油圧ポンプの吐出圧に基づいて作業条件を判別し、該作業条件に応じて、エンジンの出力トルクや油圧ポンプの吸収トルクを切り換えるように構成されている。
また、前記特許文献2のものは、燃費低減を図るべく、油圧ショベルのブームシリンダからの排出油をアキュムレータに蓄圧する一方、該アキュムレータの蓄圧油を再利用できるようにしたものであって、このものにおいて、ブームシリンダのヘッド側圧力とロッド側圧力との差圧に基づいて油圧ショベルが機体持ち上げ動作時であるか否かを判断し、該判断に応じて、ブームシリンダのヘッド側油室からの排出油をアキュムレータに蓄圧するか或いは油タンクに排出するかを切換えるように構成されている。
請求項2の発明は、請求項1において、建設機械の油圧回路に、建設機械に設けられる何れかの油圧アクチュエータの排出油の有する油エネルギーを蓄圧するアキュムレータと、該アキュムレータの蓄圧油を前記油圧アクチュエータ或いは他の油圧アクチュエータに供給して再利用する再生回路とを設ける一方、前記作業判定システムは、作業判定手段による特定作業の判定に基づいて、前記アキュムレータへの蓄圧、或いはアキュムレータの蓄圧油の再利用を制御することを特徴とする建設機械における作業判定システムである。
請求項2の発明とすることにより、油圧アクチュエータの排出油の有する油エネルギーをアキュムレータに回収して再利用することができる油圧回路において、該アキュムレータへの蓄圧、或いはアキュムレータの蓄圧油の再利用を、建設機械の行なう特定作業に応じて適切に制御することができる。
Pw1=(|AL2|/100)×(Ps−APs2)・・・(1)
尚、第二所定時間T2内のスティック操作量Lの平均値AL2が「0」以上の場合(AL2≧0、つまり、スティック用操作具が中立位置の場合、或いはアウト側に操作されている場合)には、作動負荷の変動量Pw1は「0」とする(Pw1=0)。
そして、前記式(1)により求められた作動負荷の変動量Pw1に基づいて、後述するように、掘削作業が開始された否かを推定する。つまり、掘削作業の開始時には、スティックシリンダ9のイン側の作業負荷が大きく増加するため、作動負荷の変動量Pw1を求めることによって、掘削作業が開始されたか否かを推定することができる。尚、前記式(1)により求められた作動負荷の変動量Pw1を、以下、第一作業負荷Pw1と称する。
Pw2=(|AL3|/100)×APs3)・・・(2)
尚、第三所定時間T3内のスティック操作量Lの平均値AL3が「0」以上の場合(AL3≧0、つまり、スティック用操作具が中立位置の場合、或いはアウト側に操作されている場合)には、作動負荷の平均値Pw2は「0」とする(Pw2=0)。
そして、前記式(2)により求められた作動負荷の平均値Pw2に基づいて、後述するように、掘削作業であるか否かの判定を行なう。つまり、掘削作業が行なわれている場合には、スティックシリンダ9のイン側の作業負荷が大きくなるため、作動負荷の平均値Pw2を求めることによって、掘削作業の確実な判定を行うことができる。尚、前記式(2)により求められた作動負荷の平均値Pw2を、以下、第二作業負荷Pw2と称する。
まず、システムスタートすると、前述したように、スティックヘッド側圧力Psおよびスティック操作量Lの検出データがバッファ57に入力される(ステップS1)。
尚、本実施の形態では、『非掘削作業用制御』から『掘削作業用予備制御』を経由することなく『掘削作業用制御』に移行する場合には、第一作業負荷Pw1の値による掘削作業の開始の推定と、第二作業負荷Pw2の値による掘削作業の確定とが条件になっているが、スティック用操作具の操作スピードや第一、第二判定基準S1、S2の値によっては、掘削作業の開始が推定される前に掘削作業が確定される場合も考えられ、この様な場合には、第二作業負荷Pw2の値による掘削作業の確定のみで、『非掘削作業用制御』から『掘削作業用予備制御』を経由することなく『掘削作業用制御』に移行する構成にすることもできる。
さらに、上記実施の形態では、特定作業として掘削作業が設定されていて、該掘削作業が行なわれているか否かの判定が行なわれる構成になっているが、これに限定されることなく、特定作業としては、積込作業や均し作業、クレーン作業、或いはブームの空中降下や機体持ち上げ動作(バケットを接地させた状態でブームを機体に対して相対的に下降せしめることで機体前部を持ち上げる動作)、或いはブレーカやリフティングマグネット装置を用いた作業等、建設機械の行なう各種作業を適宜設定することができる。また、特定作業を、重負荷作業或いは軽負荷作業というように負荷に応じて分類して設定することもできる。
また、特定作業を判定するにあたり、本実施の形態では、平均値・積分値演算部58において検出データの平均値を演算し、該平均値を用いて作業負荷を求める構成になっているが、平均値・積分値演算部58において検出データの積分値を演算し、該積分値に用いて作業負荷を演算するように構成しても良い。
さらに、特定作業を判定するための第一、第二判定基準として、それぞれの特定作業に適した判定基準を適宜設定できることは勿論である。
また、上記実施の形態では、第一判定基準により判定される第一作業負荷と、第二判定基準により判定される第二作業負荷とでは異なる作業負荷(上記実施の形態では、第一作業負荷Pw1は第二所定時間T2内の作動負荷の平均値に対する現在の作業負荷の変動量、第二作業負荷Pw2は第三所定時間T3内の作業負荷の平均値)であるが、判定される特定作業によっては、同一の作業負荷、或いは平均値や積分値の演算に用いられる所定時間が異なるだけのものであっても良い。
さらにまた、上記実施の形態では、掘削作業の判定に基づいてアキュムレータへの蓄圧の有無を制御する構成になっているが、本発明は、この様な制御に限定されないのは勿論であって、特定作業の判定に基づいて行なう油圧制御やエンジン出力制御としては、エンジンの回転数制御、エンジンから油圧ポンプへの供給トルク制御、油圧ポンプの吐出量制御、各種バルブの開閉による油路の切換え制御、油圧アクチュエータへの油給排制御を行なうコントロールバルブの開口制御等、種々の制御を実行できる。
また、油圧アクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段として、上記実施の形態では、油圧アクチュエータの油室の圧力を検出する圧力センサ(スティックヘッド側圧力センサ)が用いられているが、これに限定されることなく、例えば、油圧ポンプの吐出圧を検出するセンサや、或いは油圧シリンダのシリンダ長を検出するセンサ等、判定される特定作業に応じて適宜負荷検出手段を用いることができる。
9 スティックシリンダ
18 アキュムレータ
34 制御装置
41 再生油路
52 スティック用操作検出手段
54 スティックヘッド側圧力センサ
56 作業判定部
57 バッファ
58 平均値・積分値演算部
Claims (2)
- 各種作業を行なうべく操作具操作に基づいて作動する油圧アクチュエータを備えてなる建設機械において、該建設機械の行なう特定の作業を判定して該特定作業に適した油圧制御やエンジン出力制御を行なうための作業判定システムを設けるにあたり、該作業判定システムは、油圧アクチュエータの負荷を検出する負荷検出手段と、操作具の操作状態を検出する操作検出手段と、これら負荷検出手段および操作検出手段の検出データをバッファに記憶して該検出データの所定時間内の平均値或いは積分値を常時演算し、該検出データの平均値或いは積分値に基づいて特定作業の判定を行なう作業判定手段とを備えると共に、該作業判定手段における特定作業の判定の基準として、特定作業の開始を推定できる第一判定基準と、特定作業が行なわれていると確定できる第二判定基準とを設定し、第二判定基準に適合する場合には特定作業に適した特定作業用制御を行なう一方、第一判定基準には適合するが第二判定基準に適合しない場合は、特定作業用制御の予備の制御である特定作業用予備制御を行なうことを特徴とする建設機械における作業判定システム。
- 請求項1において、建設機械の油圧回路に、建設機械に設けられる何れかの油圧アクチュエータの排出油の有する油エネルギーを蓄圧するアキュムレータと、該アキュムレータの蓄圧油を前記油圧アクチュエータ或いは他の油圧アクチュエータに供給して再利用する再生回路とを設ける一方、前記作業判定システムは、作業判定手段による特定作業の判定に基づいて、前記アキュムレータへの蓄圧、或いはアキュムレータの蓄圧油の再利用を制御することを特徴とする建設機械における作業判定システム。
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