JP5457959B2 - Automatic work machine - Google Patents

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本発明は、自動動作機能を有する油圧ショベル等の自動作業機に関する。   The present invention relates to an automatic working machine such as a hydraulic excavator having an automatic operation function.

一般に、例えば油圧ショベル等の自動作業機として、作業装置を所定の動作軌跡に沿って自動的に動作させる自動動作機能を有するものが知られている(例えば、特許文献1参照)。特許文献1に記載された自動作業機では、アクチュエータとなるシリンダに油圧パイロット式の方向切換弁を接続して設けると共に、自動動作時には、制御装置を用いて方向切換弁に対するパイロット圧を自動的に制御する構成となっていた。   In general, as an automatic working machine such as a hydraulic excavator, there is known an automatic working machine having an automatic operation function for automatically operating a work device along a predetermined operation locus (see, for example, Patent Document 1). In the automatic working machine described in Patent Literature 1, a hydraulic pilot type directional switching valve is connected to a cylinder serving as an actuator, and at the time of automatic operation, a pilot pressure is automatically applied to the directional switching valve using a control device. The configuration was to be controlled.

特開2000−179009号公報JP 2000-179909 A

ところで、上述した従来技術では、作業装置を手動操作するときのために、方向切換弁にパイロット圧を供給するパイロット回路には、方向切換弁の切換えを鈍らせる所謂ショックレスバルブが組み込まれていた。しかし、自動動作機能に加えて、ショックレスバルブを設けると、製造コストが上昇するという問題がある。   By the way, in the prior art described above, a so-called shockless valve for blunting the switching of the direction switching valve is incorporated in the pilot circuit for supplying the pilot pressure to the direction switching valve in order to manually operate the working device. . However, if a shockless valve is provided in addition to the automatic operation function, there is a problem that the manufacturing cost increases.

本発明は上述した従来技術の問題に鑑みなされたもので、本発明の目的は、自動動作用の機器を用いて手動操作時のショックレス機能を実現することができる自動作業機を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an automatic working machine capable of realizing a shockless function during manual operation using an automatic operation device. It is in.

上述した課題を解決するために、本発明は、作業装置を操作するためにオペレータによって操作可能に設けられ第1の油圧信号を出力する一対の手動減圧弁と、前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出器と、オペレータによる操作信号と該姿勢検出器による姿勢検出信号とに基づいて前記作業装置を所定の動作軌跡に沿って自動動作させる制御信号を出力する制御手段と、該制御手段からの制御信号によって励磁され第2の油圧信号を出力する一対の電気油圧変換弁と、前記手動減圧弁からの第1の油圧信号と該電気油圧変換弁からの第2の油圧信号のうち高圧側の油圧信号を選択して出力するシャトル弁と、該シャトル弁によって選択された油圧信号により操作され前記作業装置を動作させるアクチュエータの動作方向を切換える主切換弁とを備える自動作業機に適用される。   In order to solve the above-described problems, the present invention detects a posture of a working device, a pair of manual pressure reducing valves that are provided so as to be operable by an operator and output a first hydraulic pressure signal in order to operate the working device. An attitude detector; a control means for outputting a control signal for automatically operating the work device along a predetermined movement locus based on an operation signal from the operator and an attitude detection signal from the attitude detector; and A pair of electrohydraulic conversion valves that are excited by a control signal to output a second hydraulic pressure signal, the first hydraulic pressure signal from the manual pressure reducing valve, and the second hydraulic pressure signal from the electrohydraulic conversion valve A shuttle valve that selects and outputs a hydraulic signal, and a main switching valve that switches the operating direction of an actuator that is operated by the hydraulic signal selected by the shuttle valve to operate the working device It is applied to an automatic working machine comprising a.

そして、請求項1の発明が採用する構成の特徴は、前記制御手段に対して自動動作の駆動と停止を切換える自動動作切換手段と、前記手動減圧弁の出力を検出する手動操作検出手段とを備え、前記制御手段は、前記自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、操作停止時に前記一対の電気油圧変換弁のうちいずれか一方の電気油圧変換弁を励磁して前記手動操作検出手段によって検出された操作方向と同方向の圧力を発生させると共に、残余の他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断し、操作停止時のショックを低減する構成としたことにある。   The feature of the configuration adopted by the invention of claim 1 is that automatic control switching means for switching driving and stopping of automatic operation with respect to the control means, and manual operation detection means for detecting the output of the manual pressure reducing valve. And when the automatic operation is stopped by the automatic operation switching unit, the control means excites one of the pair of electrohydraulic conversion valves when the operation is stopped to detect the manual operation. The pressure in the same direction as the operation direction detected by the means is generated, and the excitation of the other electrohydraulic conversion valve is cut off to reduce the shock when the operation is stopped.

請求項2の発明では、前記制御手段は、前記操作停止時に前記手動操作検出手段によって逆方向の操作を検出したときには、前記一方の電気油圧変換弁の励磁を遮断する構成としている。   According to a second aspect of the present invention, the control means is configured to cut off the excitation of the one electrohydraulic conversion valve when the manual operation detecting means detects an operation in the reverse direction when the operation is stopped.

請求項3の発明では、前記制御手段は、前記自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、操作起動時に前記一対の電気油圧変換弁のうちいずれか一方の電気油圧変換弁を励磁して前記手動操作検出手段によって検出された操作方向と逆方向の圧力を発生させると共に、残余の他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断し、操作起動時のショックを低減する構成としている。   According to a third aspect of the present invention, when the automatic operation is stopped by the automatic operation switching means, the control means excites one of the pair of electrohydraulic conversion valves when the operation is started. Thus, the pressure in the direction opposite to the operation direction detected by the manual operation detection means is generated, and the excitation of the other electrohydraulic conversion valve is cut off to reduce the shock at the time of starting the operation.

請求項4の発明が採用する構成の特徴は、前記制御手段に対して自動動作の駆動と停止を切換える自動動作切換手段と、前記手動減圧弁の出力を検出する手動操作検出手段とを備え、前記制御手段は、前記自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、操作起動時に前記一対の電気油圧変換弁のうちいずれか一方の電気油圧変換弁を励磁して前記手動操作検出手段によって検出された操作方向と逆方向の圧力を発生させると共に、残余の他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断し、操作起動時のショックを低減する構成としたことにある。   The feature of the configuration adopted by the invention of claim 4 includes automatic operation switching means for switching driving and stopping of the automatic operation with respect to the control means, and manual operation detection means for detecting the output of the manual pressure reducing valve, When the automatic operation is stopped by the automatic operation switching unit, the control unit excites one of the pair of electrohydraulic conversion valves when the operation is started, and the manual operation detection unit A pressure in the direction opposite to the detected operation direction is generated, and excitation of the remaining other electrohydraulic conversion valve is cut off to reduce a shock at the time of starting the operation.

請求項1の発明によれば、制御手段は、自動動作切換手段によって自動動作を駆動しているときには、オペレータによる操作信号と姿勢検出器による姿勢検出信号とに基づいて制御信号を出力する。一対の電気油圧変換弁は、この制御信号によって励磁されて第2の油圧信号を出力するから、シャトル弁は、手動減圧弁からの第1の油圧信号と電気油圧変換弁からの第2の油圧信号とのうち高圧側の油圧信号を選択して主切換弁に向けて出力する。これにより、作業装置を所定の動作軌跡に沿って自動動作させることができる。   According to the first aspect of the present invention, when the automatic operation is driven by the automatic operation switching means, the control means outputs a control signal based on the operation signal from the operator and the attitude detection signal from the attitude detector. Since the pair of electrohydraulic conversion valves are excited by this control signal and output a second hydraulic pressure signal, the shuttle valve has a first hydraulic pressure signal from the manual pressure reducing valve and a second hydraulic pressure from the electrohydraulic conversion valve. The high pressure side hydraulic signal is selected from the signals and output to the main switching valve. As a result, the work device can be automatically operated along a predetermined motion trajectory.

一方、制御手段は、自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、作業装置を動作状態から停止状態に切換える操作停止時に、一方の電気油圧変換弁を励磁して手動操作検出手段によって検出された操作方向と同方向の圧力を発生させると共に、他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断する。このとき、シャトル弁は、手動減圧弁からの第1の油圧信号と電気油圧変換弁からの第2の油圧信号とのうち高圧側の油圧信号を選択して主切換弁に向けて出力する。このため、手動操作によって手動減圧弁からの第1の油圧信号が早期に低下するときでも、第1の油圧信号と同方向となる電気油圧変換弁からの第2の油圧信号を高めて、方向切換弁の切換えを遅延させることができる。これにより、自動動作用の機器を用いて手動操作による停止時のショックレス機能を実現することができるから、ショックレスバルブを設けた場合に比べて、製造コストを低下させることができる。   On the other hand, when the automatic operation is stopped by the automatic operation switching means, the control means excites one of the electrohydraulic conversion valves and detects it by the manual operation detection means when the operation is stopped to switch the working device from the operation state to the stop state. The pressure in the same direction as the operated direction is generated, and the excitation of the other electrohydraulic conversion valve is cut off. At this time, the shuttle valve selects a high-pressure side hydraulic signal from the first hydraulic pressure signal from the manual pressure reducing valve and the second hydraulic pressure signal from the electrohydraulic conversion valve and outputs the selected hydraulic signal to the main switching valve. For this reason, even when the first hydraulic pressure signal from the manual pressure reducing valve is lowered early due to manual operation, the second hydraulic pressure signal from the electrohydraulic conversion valve in the same direction as the first hydraulic pressure signal is increased and the direction is increased. Switching of the switching valve can be delayed. Thereby, since the shockless function at the time of the stop by manual operation can be implement | achieved using the apparatus for automatic operation | movement, manufacturing cost can be reduced compared with the case where a shockless valve is provided.

請求項2の発明によれば、制御手段は、操作停止時に手動操作検出手段によって逆方向の操作を検出したときには、操作方向と同方向の圧力を発生させる一方の電気油圧変換弁の励磁を遮断する。これにより、オペレータが逆方向に向けて作業装置を操作するときには、停止時のショックレス機能を解除して速やかに作業装置を動作させることができる。   According to the invention of claim 2, when the control means detects an operation in the reverse direction by the manual operation detection means when the operation is stopped, the excitation of one electrohydraulic conversion valve that generates a pressure in the same direction as the operation direction is cut off. To do. Thereby, when the operator operates the work device in the reverse direction, the shockless function at the time of stopping can be canceled and the work device can be operated quickly.

請求項3の発明によれば、制御手段は、自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、作業装置を停止状態から動作状態に切換える操作起動時に、一方の電気油圧変換弁を励磁して手動操作検出手段によって検出された操作方向と逆方向の圧力を発生させると共に、他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断する。このとき、他方の手動減圧弁は主切換弁を停止位置から切換える第1の油圧信号を出力するのに対し、一方の電気油圧変換弁は第1の油圧信号とは逆方向となる第2の油圧信号を出力する。これにより、主切換弁が停止位置から切換わるのを遅延させることができ、操作起動時のショックを低減することができる。   According to the invention of claim 3, when the automatic operation is stopped by the automatic operation switching means, the control means excites one of the electrohydraulic conversion valves at the time of starting the operation for switching the work device from the stop state to the operation state. The pressure in the direction opposite to the operation direction detected by the manual operation detecting means is generated, and the excitation of the other electrohydraulic conversion valve is interrupted. At this time, the other manual pressure reducing valve outputs a first hydraulic pressure signal for switching the main switching valve from the stop position, whereas one electrohydraulic conversion valve has a second direction opposite to the first hydraulic pressure signal. Output hydraulic pressure signal. Thereby, it can delay that the main switching valve switches from a stop position, and can reduce the shock at the time of operation starting.

請求項4の発明によれば、自動動作切換手段によって自動動作を駆動しているときには、請求項1の発明と同様に、制御手段は、一対の電気油圧変換弁等を用いて作業装置を所定の動作軌跡に沿って自動動作させることができる。   According to the invention of claim 4, when the automatic operation is driven by the automatic operation switching means, as in the invention of claim 1, the control means uses a pair of electrohydraulic conversion valves and the like to set the work device in a predetermined manner. It can be automatically operated along the movement trajectory.

一方、制御手段は、自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、作業装置を停止状態から動作状態に切換える操作起動時に、一方の電気油圧変換弁を励磁して手動操作検出手段によって検出された操作方向と逆方向の圧力を発生させると共に、他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断する。このとき、他方の手動減圧弁は主切換弁を停止位置から切換える第1の油圧信号を出力するのに対し、一方の電気油圧変換弁は第1の油圧信号とは逆方向となる第2の油圧信号を出力する。これにより、主切換弁が停止位置から切換わるのを遅延させることができ、操作起動時のショックを低減することができる。この結果、自動動作用の機器を用いて手動操作による起動時のショックレス機能を実現することができるから、ショックレスバルブを設けた場合に比べて、製造コストを低下させることができる。   On the other hand, when the automatic operation is stopped by the automatic operation switching unit, the control unit excites one of the electrohydraulic conversion valves and detects it by the manual operation detection unit at the time of starting the operation to switch the working device from the stop state to the operation state. The pressure in the direction opposite to the operated direction is generated, and the excitation of the other electrohydraulic conversion valve is cut off. At this time, the other manual pressure reducing valve outputs a first hydraulic pressure signal for switching the main switching valve from the stop position, whereas one electrohydraulic conversion valve has a second direction opposite to the first hydraulic pressure signal. Output hydraulic pressure signal. Thereby, it can delay that the main switching valve switches from a stop position, and can reduce the shock at the time of operation starting. As a result, since a shockless function at the time of start-up by manual operation can be realized using an automatic operation device, the manufacturing cost can be reduced compared to the case where a shockless valve is provided.

本発明の実施の形態による油圧ショベルを示す正面図である。1 is a front view showing a hydraulic excavator according to an embodiment of the present invention. 図1中のキャブを拡大して示す正面図である。It is a front view which expands and shows the cab in FIG. 実施の形態による自動動作機能およびショックレス機能に係る構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure which concerns on the automatic operation | movement function and shockless function by embodiment. 図3中の演算処理部による自動動作およびショックレスの処理を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the automatic operation | movement by the arithmetic processing part in FIG. 3, and a shockless process. 図4中の起動時ショック低減演算を示す流れ図である。It is a flowchart which shows the shock reduction calculation at the time of starting in FIG. 図4中の停止時ショック低減演算を示す流れ図である。FIG. 5 is a flowchart showing a stop-time shock reduction calculation in FIG. 4. FIG. ブーム上げ操作起動時のショックを低減するために制限すべきブーム上げ手動操作の単位時間当たりの操作圧増加量を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the operating pressure increase amount per unit time of the boom raising manual operation which should be restrict | limited in order to reduce the shock at the time of boom raising operation starting. ブーム下げ操作起動時のショックを低減するために制限すべきブーム下げ手動操作の単位時間当たりの操作圧増加量を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the operating pressure increase amount per unit time of the boom lowering manual operation which should be restrict | limited in order to reduce the shock at the time of boom lowering operation starting. ブーム上げ操作停止時のショックを低減するために制限すべきブーム上げ手動操作の単位時間当たりの操作圧減少量を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the amount of operation pressure reduction per unit time of the boom raising manual operation which should be restrict | limited in order to reduce the shock at the time of boom raising operation stop. ブーム下げ操作停止時のショックを低減するために制限すべきブーム下げ手動操作の単位時間当たりの操作圧減少量を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the amount of operation pressure reduction per unit time of the boom lowering manual operation which should be restrict | limited in order to reduce the shock at the time of boom lowering operation stop. ブーム上げ操作を行ったときの操作信号、逆方向のショック低減用操作量、順方向のショック低減用操作量およびパイロット圧の差分の時間変化を示す特性線図である。It is a characteristic diagram which shows the time change of the difference of the operation signal at the time of boom raising operation, the operation amount for reverse shock reduction, the operation amount for forward shock reduction, and pilot pressure.

以下、本発明の実施の形態による自動作業機として油圧ショベルに適用した場合を例に挙げて添付図面を参照しつつ詳細に説明する。   Hereinafter, a case where the present invention is applied to a hydraulic excavator as an automatic working machine according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.

図1において、1は自動作業機としての油圧ショベルを示し、この油圧ショベル1は、履帯を備えた下部走行体2と、該下部走行体2上に旋回可能に設けられた上部旋回体3とによって構成されている。また、上部旋回体3は、支持構造体をなす旋回フレーム4と、該旋回フレーム4の前部側に設けられ運転室を形成するキャブ5と、キャブ5の側方に位置して旋回フレーム4の前部に設けられた作業装置6とを備えている。   In FIG. 1, reference numeral 1 denotes a hydraulic excavator as an automatic working machine. The hydraulic excavator 1 includes a lower traveling body 2 provided with a crawler belt, and an upper revolving body 3 provided on the lower traveling body 2 so as to be able to swivel. It is constituted by. The upper swing body 3 includes a swing frame 4 that forms a support structure, a cab 5 that is provided on the front side of the swing frame 4 and that forms a driver's cab, and a swing frame 4 that is positioned on the side of the cab 5. And a working device 6 provided at the front of the machine.

ここで、キャブ5の内部には、図2に示すように、オペレータが着座する運転席7が設けられると共に、該運転席7の前側には下部走行体2の走行操作を行うための左,右の走行用操作レバー8が立設されている。また、運転席7の左,右両側にはコンソール装置9がそれぞれ設けられると共に、これらのコンソール装置9には、上部旋回体3の旋回操作や作業装置6の俯仰動操作を行うための左,右の作業用操作レバー10が設けられている。   Here, as shown in FIG. 2, a driver seat 7 on which an operator is seated is provided inside the cab 5, and a left side for performing a traveling operation of the lower traveling body 2 is provided on the front side of the driver seat 7. A right traveling operation lever 8 is erected. A console device 9 is provided on each of the left and right sides of the driver's seat 7, and the console device 9 has a left and a right for performing a turning operation of the upper swing body 3 and a lifting / lowering operation of the work device 6. A right operation lever 10 is provided.

一方、作業装置6は、図1に示すように、旋回フレーム4の前部に俯仰動可能に連結されたブーム11と、該ブーム11の先端側に俯仰動可能に連結されたアーム12と、該アーム12の先端側に回動可能に連結されたバケット13とを備え、ブーム11、アーム12、バケット13にはアクチュエータとしてのブームシリンダ14、アームシリンダ15、バケットシリンダ16が設けられている。そして、オペレータが作業用操作レバー10を中立位置NからA方向またはB方向に傾転操作することによって、これらのシリンダ14〜16は伸長または縮小する。これにより、作業装置6は、上下方向に俯仰動し、土砂等の掘削作業を行うものである。   On the other hand, as shown in FIG. 1, the working device 6 includes a boom 11 that is connected to the front portion of the revolving frame 4 so as to be able to be lifted and lowered, and an arm 12 that is connected to the tip side of the boom 11 so as to be able to be lifted and lowered The boom 11, the arm 12, and the bucket 13 are provided with a boom cylinder 14, an arm cylinder 15, and a bucket cylinder 16 as actuators. Then, when the operator tilts the work operation lever 10 from the neutral position N in the A direction or the B direction, the cylinders 14 to 16 extend or contract. Thereby, the working device 6 moves up and down and performs excavation work such as earth and sand.

また、作業装置6には、旋回フレーム4とブーム11との間のブーム回動角θ1を検出する第1の角度検出器17が取付けられると共に、ブーム11とアーム12との間のアーム回動角θ2を検出する第2の角度検出器18が取付けられている。これらの角度検出器17,18は、作業装置6の姿勢を検出する姿勢検出器を構成し、姿勢検出信号として例えば回動角θ1,θ2に対応した電圧、電流等の信号を出力する。そして、油圧ショベル1は、直線掘削時に、角度検出器17,18が検出した回動角θ1,θ2等に基づいて、オペレータによるアーム操作に応じてブーム操作を自動的に行うことのできる自動動作機能を備えている。   Further, the working device 6 is provided with a first angle detector 17 for detecting a boom turning angle θ 1 between the swing frame 4 and the boom 11, and an arm turning between the boom 11 and the arm 12. A second angle detector 18 for detecting the angle θ2 is attached. These angle detectors 17 and 18 constitute a posture detector that detects the posture of the working device 6 and outputs signals such as voltages and currents corresponding to the rotation angles θ1 and θ2 as posture detection signals. The hydraulic excavator 1 is an automatic operation capable of automatically performing a boom operation according to an arm operation by an operator based on the rotation angles θ1, θ2 and the like detected by the angle detectors 17 and 18 during straight excavation. It has a function.

次に、油圧ショベル1の自動動作機能およびショックレス機能に係る構成について、図3を参照しつつ説明する。   Next, the configuration related to the automatic operation function and the shockless function of the hydraulic excavator 1 will be described with reference to FIG.

21はブームシリンダ14と油圧ポンプ22との間に接続して設けられたブーム用の主切換弁で、該主切換弁21は、パイロット圧Pi1,Pi2に応じて停止位置となる中立位置(イ)から動作位置となる切換位置(ロ)、(ハ)に切り換わる。これにより、主切換弁21は、油圧ポンプ22からブームシリンダ14に供給される油量および圧油方向を切り換える。   Reference numeral 21 denotes a boom main switching valve connected between the boom cylinder 14 and the hydraulic pump 22, and the main switching valve 21 is in a neutral position (i.e., a stop position according to the pilot pressures Pi1 and Pi2). ) To the switching position (B) or (C) that is the operating position. Thereby, the main switching valve 21 switches the amount of oil supplied from the hydraulic pump 22 to the boom cylinder 14 and the direction of pressure oil.

23A,23Bはオペレータによって手動操作されるブーム用の手動減圧弁で、これらの手動減圧弁23A,23Bは、パイロットポンプ(図示せず)に接続され、ブーム用の作業用操作レバー10の傾転操作に応じて第1の油圧信号Pm1,Pm2を出力する。そして、作業装置6を手動操作するときには、油圧信号Pm1,Pm2は、後述のシャトル弁25A,25Bを介してブーム用の主切換弁21に供給され、主切換弁21のパイロット圧Pi1,Pi2として作用する。   Reference numerals 23A and 23B are manual pressure reducing valves for booms which are manually operated by an operator. These manual pressure reducing valves 23A and 23B are connected to a pilot pump (not shown), and are tilted by a working operation lever 10 for the boom. The first hydraulic pressure signals Pm1 and Pm2 are output according to the operation. When the work device 6 is manually operated, the hydraulic signals Pm1 and Pm2 are supplied to the boom main switching valve 21 via shuttle valves 25A and 25B, which will be described later, as pilot pressures Pi1 and Pi2 of the main switching valve 21. Works.

24A,24Bは後述する演算制御装置32によって操作される電気油圧変換弁としての比例減圧弁で、これらの比例減圧弁24A,24Bは、パイロットポンプ(図示せず)に接続され、演算制御装置32から出力される電圧、電流等の電流指令信号I1,I2を第2の油圧信号Pa1,Pa2に変換して出力する。そして、作業装置6を自動動作させるときには、油圧信号Pa1,Pa2は、後述のシャトル弁25A,25Bを介してブーム用の主切換弁21に供給され、主切換弁21のパイロット圧Pi1,Pi2として作用する。   24A and 24B are proportional pressure reducing valves as electrohydraulic conversion valves operated by an arithmetic control device 32 described later. These proportional pressure reducing valves 24A and 24B are connected to a pilot pump (not shown), and the arithmetic control device 32 The current command signals I1 and I2 such as voltage and current output from are converted into second hydraulic pressure signals Pa1 and Pa2, and then output. When the working device 6 is automatically operated, the hydraulic signals Pa1 and Pa2 are supplied to the boom main switching valve 21 via shuttle valves 25A and 25B described later, and are used as pilot pressures Pi1 and Pi2 of the main switching valve 21, respectively. Works.

25A,25Bは入力側が手動減圧弁23A,23Bおよび比例減圧弁24A,24Bに接続されると共に、出力側がブーム用の主切換弁21に接続されたシャトル弁で、これらのシャトル弁25A,25Bは、手動減圧弁23A,23Bからの油圧信号Pm1,Pm2と比例減圧弁24A,24Bからの油圧信号Pa1,Pa2のうちの高圧側の圧力を選択してパイロット圧Pi1,Pi2としてブーム用の主切換弁21に出力する。   25A and 25B are shuttle valves whose input side is connected to the manual pressure reducing valves 23A and 23B and proportional pressure reducing valves 24A and 24B, and whose output side is connected to the main switching valve 21 for the boom. These shuttle valves 25A and 25B are Main pressure switching for the boom is selected as pilot pressures Pi1 and Pi2 by selecting the high pressure side pressures of the hydraulic pressure signals Pm1 and Pm2 from the manual pressure reducing valves 23A and 23B and the hydraulic pressure signals Pa1 and Pa2 from the proportional pressure reducing valves 24A and 24B. Output to valve 21.

26A,26Bは手動減圧弁23A,23Bに接続して設けられた操作検出器で、これらの操作検出器26A,26Bは、ブーム11が手動操作されたときに、油圧信号Pm1,Pm2を電流、電圧等の電気信号に変換し、この電気信号を操作信号m1,m2として後述の演算制御装置32に出力する。   26A and 26B are operation detectors connected to the manual pressure reducing valves 23A and 23B. These operation detectors 26A and 26B are used to supply hydraulic signals Pm1 and Pm2 as currents when the boom 11 is manually operated. The voltage is converted into an electric signal such as a voltage, and the electric signal is output as operation signals m1 and m2 to the arithmetic and control unit 32 described later.

27はアームシリンダ15と油圧ポンプ28との間に接続して設けられたアーム用の主切換弁で、該主切換弁27は、パイロット圧Pi3,Pi4に応じて停止位置となる中立位置(イ)から動作位置となる切換位置(ロ)、(ハ)に切り換わる。これにより、主切換弁27は、油圧ポンプ28からアームシリンダ15に供給される油量および圧油方向を切り換える。   Reference numeral 27 denotes an arm main switching valve provided between the arm cylinder 15 and the hydraulic pump 28. The main switching valve 27 is in a neutral position (i.e., a stop position according to the pilot pressures Pi3 and Pi4). ) To the switching position (B) or (C) that is the operating position. Thereby, the main switching valve 27 switches the amount of oil supplied to the arm cylinder 15 from the hydraulic pump 28 and the direction of pressure oil.

29A,29Bはオペレータによって手動操作されるアーム用の手動減圧弁で、これらの手動減圧弁29A,29Bは、パイロットポンプ(図示せず)に接続され、アーム用の作業用操作レバー10の傾転操作に応じて油圧信号Pm3,Pm4を出力する。そして、作業装置6を手動操作するときには、油圧信号Pm3,Pm4はパイロット圧Pi3,Pi4となってアーム用の主切換弁27に供給される。   29A and 29B are manual pressure reducing valves for the arm that are manually operated by the operator. These manual pressure reducing valves 29A and 29B are connected to a pilot pump (not shown) to tilt the work operating lever 10 for the arm. Oil pressure signals Pm3 and Pm4 are output according to the operation. When the work device 6 is manually operated, the hydraulic signals Pm3 and Pm4 are supplied to the main switching valve 27 for the arm as pilot pressures Pi3 and Pi4.

30は入力側が手動減圧弁29A,29Bに接続されると共に、出力側が操作検出器31に接続されたシャトル弁で、該シャトル弁30は、手動減圧弁29A,29Bからの油圧信号Pm3,Pm4のうちの高圧側の圧力を選択して操作検出器31に出力する。これにより、操作検出器31は、アーム12が操作されたときに、シャトル弁30によって選択された圧力を電圧、電流等の電気信号に変換し、操作信号Rとして演算制御装置32に出力する。   Reference numeral 30 denotes a shuttle valve whose input side is connected to the manual pressure reducing valves 29A and 29B and whose output side is connected to the operation detector 31. The shuttle valve 30 receives the hydraulic signals Pm3 and Pm4 from the manual pressure reducing valves 29A and 29B. The pressure on the high pressure side is selected and output to the operation detector 31. As a result, when the arm 12 is operated, the operation detector 31 converts the pressure selected by the shuttle valve 30 into an electrical signal such as voltage or current, and outputs it as an operation signal R to the arithmetic control device 32.

32は自動動作およびショックレスのための処理を実行する制御手段としての演算制御装置で、該演算制御装置32は、主開閉器33を介してバッテリ等の電源34に接続され、電源34による電力供給によって駆動する。また、演算制御装置32には、自動動作を行うか否かを選択する自動動作切換手段としての選択スイッチ35が接続されている。   32 is an arithmetic control device as a control means for executing processing for automatic operation and shockless. The arithmetic control device 32 is connected to a power source 34 such as a battery via a main switch 33, Driven by supply. The arithmetic control device 32 is connected to a selection switch 35 as automatic operation switching means for selecting whether or not to perform automatic operation.

演算制御装置32は、A/D変換器等からなる入力部36と、該入力部36から入力される信号に基づいて各種の処理を行う演算処理部37と、該演算処理部37から出力される電流指令値C1,C2に基づいて制御信号としての電流指令信号I1,I2を比例減圧弁24A,24Bに出力する出力部38と、入力部36および演算処理部37に低圧の駆動電圧を供給する電源部39とを備えている。   The arithmetic control device 32 includes an input unit 36 composed of an A / D converter, an arithmetic processing unit 37 that performs various processes based on signals input from the input unit 36, and an output from the arithmetic processing unit 37. Based on the current command values C1 and C2, the output unit 38 that outputs the current command signals I1 and I2 as control signals to the proportional pressure reducing valves 24A and 24B, and the low voltage drive voltage is supplied to the input unit 36 and the arithmetic processing unit 37. Power supply unit 39.

ここで、入力部36は、入力側が角度検出器17,18、操作検出器26A,26B,31および選択スイッチ35に接続され、出力側が演算処理部37に接続されている。そして、入力部36は、角度検出器17,18のよって検出した回動角θ1,θ2、操作検出器26A,26B,31によって検出した操作量に応じた操作信号m1,m2,R、選択スイッチ35のオン/オフに応じた選択信号Sがそれぞれ入力されたときに、これらの信号をデジタル信号に変換して演算処理部37に出力する。   Here, the input unit 36 is connected to the angle detectors 17 and 18, the operation detectors 26 </ b> A, 26 </ b> B, and 31 and the selection switch 35 on the input side, and is connected to the arithmetic processing unit 37 on the output side. The input unit 36 includes operation signals m1, m2, R, selection switches corresponding to the rotation angles θ1, θ2 detected by the angle detectors 17, 18, and the operation amounts detected by the operation detectors 26A, 26B, 31. When selection signals S corresponding to ON / OFF of 35 are respectively input, these signals are converted into digital signals and output to the arithmetic processing unit 37.

演算処理部37は、例えばマイクロコンピュータ等によって構成されると共に、自動動作処理や後述するショックレス処理を行うプログラムが格納された記憶部37Aを備えている。そして、演算処理部37は、これらのプログラムに従って動作し、比例減圧弁24A,24Bを用いて油圧信号Pa1,Pa2を出力するために、これらの油圧信号Pa1,Pa2に応じた電流指令値C1,C2を出力する。   The arithmetic processing unit 37 is configured by, for example, a microcomputer and the like, and includes a storage unit 37A that stores a program for performing an automatic operation process and a shockless process described later. The arithmetic processing unit 37 operates according to these programs, and outputs the hydraulic pressure signals Pa1, Pa2 using the proportional pressure reducing valves 24A, 24B. In order to output the hydraulic pressure signals Pa1, Pa2, the current command values C1, C2 is output.

次に、本実施の形態による油圧ショベル1の動作について説明する。   Next, the operation of the hydraulic excavator 1 according to this embodiment will be described.

まず、自動動作を行う場合は、主開閉器33および選択スイッチ35をオン状態にし、演算制御装置32の電源部39および出力部38に電源34から駆動電圧を供給する。次いで、演算制御装置32の入力部36には、選択スイッチ35がオン状態になったことを示す選択信号S、操作検出器26A,26Bからブーム11が操作されたことを示す操作信号m1,m2、操作検出器31からアーム12が操作されたことを示す操作信号R、ブーム回動角θ1およびアーム回動角θ2の各信号が入力される。このとき、演算処理部37では、例えばアーム12の操作だけでアーム12の先端を水平に移動させるように、入力された各信号に基づいて所定の演算処理を実行する。そして、演算処理部37は、ブーム11が予め決められた所定の動作軌跡に従って自動動作するように、電流指令値C1,C2を出力部38に出力する。   First, when performing an automatic operation, the main switch 33 and the selection switch 35 are turned on, and a drive voltage is supplied from the power supply 34 to the power supply unit 39 and the output unit 38 of the arithmetic control device 32. Next, a selection signal S indicating that the selection switch 35 has been turned on and operation signals m1 and m2 indicating that the boom 11 has been operated from the operation detectors 26A and 26B are input to the input unit 36 of the arithmetic control device 32. The operation signal R indicating that the arm 12 has been operated, the boom rotation angle θ1, and the arm rotation angle θ2 are input from the operation detector 31. At this time, the arithmetic processing unit 37 executes predetermined arithmetic processing based on each input signal so that the tip of the arm 12 is moved horizontally only by operating the arm 12, for example. Then, the arithmetic processing unit 37 outputs the current command values C1 and C2 to the output unit 38 so that the boom 11 automatically operates according to a predetermined operation locus determined in advance.

例えばアーム12のみの操作に応じてブーム11を自動的に動作させる場合には、ブーム用の手動減圧弁23A,23Bは操作されないので、演算制御装置32から出力された電流指令信号I1,I2によって比例減圧弁24A,24B、シャトル弁25A,25Bを介してブーム用の主切換弁21が切り換え制御される。これにより、ブーム11は自動動作制御される。   For example, when the boom 11 is automatically operated in response to the operation of only the arm 12, the manual pressure reducing valves 23A and 23B for the boom are not operated, so that the current command signals I1 and I2 output from the arithmetic control device 32 are used. The boom main switching valve 21 is controlled to be switched via the proportional pressure reducing valves 24A and 24B and the shuttle valves 25A and 25B. Thereby, the boom 11 is automatically controlled.

一方、油圧ショベル1をベースマシンとして動作させる場合には、主開閉器33をオン状態に保持しつつ、選択スイッチ35をオフ状態にする。この状態で、オペレータが作業用操作レバー10を傾転操作することによって、ブーム用の手動減圧弁23A,23Bおよびアーム用の手動減圧弁29A,29Bが作動し、主切換弁21,27を切換操作することができる。これにより、油圧ショベル1をベースマシンとして作業させることができる。   On the other hand, when the hydraulic excavator 1 is operated as a base machine, the selection switch 35 is turned off while the main switch 33 is kept on. In this state, when the operator tilts the work operation lever 10, the boom manual pressure reducing valves 23A and 23B and the arm manual pressure reducing valves 29A and 29B are operated to switch the main switching valves 21 and 27. Can be operated. Thereby, the hydraulic excavator 1 can be operated as a base machine.

また、演算制御装置32の入力部36には、選択スイッチ35がオフ状態になったことを示す選択信号Sおよび操作検出器26A,26Bからブーム11が操作されたことを示す操作信号m1,m2が入力される。このとき、演算処理部37では、入力された各信号に基づいて後述するショックレス処理を行い、ブーム11の起動時および停止時にブーム用の主切換弁21の切換えを鈍らせるように電流指令値C1,C2を出力部38に出力する。これにより、ブーム11を緩やかに起動や停止させることができる。   The input unit 36 of the arithmetic and control unit 32 includes a selection signal S indicating that the selection switch 35 is turned off and operation signals m1 and m2 indicating that the boom 11 is operated from the operation detectors 26A and 26B. Is entered. At this time, the arithmetic processing unit 37 performs a shockless process, which will be described later, based on each input signal, and the current command value so as to blunt the switching of the main switching valve 21 for the boom when the boom 11 is started and stopped. C1 and C2 are output to the output unit 38. Thereby, the boom 11 can be started and stopped gently.

次に、演算制御装置32による自動動作およびショックレスの制御処理について、図4を用いて説明する。   Next, automatic operation and shockless control processing by the arithmetic control device 32 will be described with reference to FIG.

まず、ステップ1では、入力部36に入力された、選択スイッチ35の選択信号S、操作検出器26A,26Bからブーム11が操作されたことを示す操作信号m1,m2、操作検出器31からアーム12が操作されたことを示す操作信号R、ブーム回動角θ1およびアーム回動角θ2の各データを読み込む。   First, in step 1, the selection signal S of the selection switch 35 input to the input unit 36, the operation signals m1 and m2 indicating that the boom 11 has been operated from the operation detectors 26A and 26B, and the arm from the operation detector 31 Each data of the operation signal R indicating that 12 is operated, the boom rotation angle θ1 and the arm rotation angle θ2 is read.

ステップ2では、選択信号Sを用いて選択スイッチ35がオン状態か否かを判定する。ステップ2で「YES」と判定したときには、選択スイッチ35がオン状態となって自動動作処理が選択されているので、ステップ3に移って、操作信号Rが予め決められた判定値Rop以上か否かを判定する。   In step 2, it is determined using the selection signal S whether or not the selection switch 35 is on. When it is determined as “YES” in Step 2, since the selection switch 35 is turned on and the automatic operation processing is selected, the process proceeds to Step 3 and whether or not the operation signal R is equal to or larger than a predetermined determination value Rop. Determine whether.

ステップ3で「YES」と判定したときには、操作信号Rが判定値Ropよりも大きくなって、アーム12が操作されているから、ステップ4に移って、ブーム11が所定の動作軌跡をとるように電流指令値C1,C2を演算すると共に、ステップ8に移って、これらの電流指令値C1,C2を出力部38に送る。これにより、出力部38は電流指令値C1,C2に応じた電流指令信号I1,I2を出力する。この結果、電流指令値C1,C2によって、ブーム11はアーム12の手動操作に連動して自動操作される。   When it is determined as “YES” in step 3, the operation signal R becomes larger than the determination value Rop and the arm 12 is operated. Therefore, the process proceeds to step 4 so that the boom 11 takes a predetermined operation locus. While calculating the current command values C 1 and C 2, the process proceeds to step 8, and these current command values C 1 and C 2 are sent to the output unit 38. As a result, the output unit 38 outputs current command signals I1 and I2 corresponding to the current command values C1 and C2. As a result, the boom 11 is automatically operated in conjunction with the manual operation of the arm 12 by the current command values C1 and C2.

一方、ステップ2またはステップ3で「NO」と判定したときには、手動操作が選択された場合、または自動操作の選択中でもアーム12が操作されず、自動動作を行っていない場合である。これらの場合には、ステップ5に移って、ブーム11の起動時に係るショックレス処理を行うために、後述の起動時ショック低減演算を行う。続いて、ステップ6に移って、ブーム11の停止時に係るショックレス処理を行うために、後述の停止時ショック低減演算を行う。   On the other hand, when “NO” is determined in step 2 or step 3, the manual operation is selected, or the arm 12 is not operated even during the selection of the automatic operation, and the automatic operation is not performed. In these cases, the process proceeds to step 5 where a startup shock reduction calculation described later is performed in order to perform shockless processing related to the startup of the boom 11. Subsequently, the process proceeds to step 6 to perform a shock reduction calculation at the time of stop, which will be described later, in order to perform a shockless process when the boom 11 is stopped.

その後、ステップ7に移って、ステップ5によるショック低減用操作量inv_rmu1,inv_rmu2と、ステップ6によるショック低減用操作量rmd1,rmd2とに基づいて、電流指令値C1,C2を演算する。具体的には、ブーム下げ動作の起動時にパイロット圧Pi2による主切換弁21の切換え動作を緩和する逆方向のショック低減用操作量inv_rmu2と、ブーム上げ動作の停止時にパイロット圧Pi1の急激な減少を緩和する順方向のショック低減用操作量rmd1とのうち、いずれか大きい方を電流指令値C1として選択する。また、ブーム上げ動作の起動時にパイロット圧Pi1による主切換弁21の切換え動作を緩和する逆方向のショック低減用操作量inv_rmu1と、ブーム下げ動作の停止時にパイロット圧Pi2の急激な減少を緩和する順方向のショック低減用操作量rmd2とのうち、いずれか大きい方を電流指令値C2として選択する。   Thereafter, the process proceeds to step 7, and the current command values C1 and C2 are calculated based on the shock reduction operation amounts inv_rmu1 and inv_rmu2 in step 5 and the shock reduction operation amounts rmd1 and rmd2 in step 6. Specifically, the reverse shock reducing operation amount inv_rmu2 that relaxes the switching operation of the main switching valve 21 by the pilot pressure Pi2 at the start of the boom lowering operation and the pilot pressure Pi1 at the rapid decrease of the boom raising operation are stopped. The larger one of the forward shock reduction manipulated variables rmd1 to be relaxed is selected as the current command value C1. Further, a reverse shock reducing operation amount inv_rmu1 that relaxes the switching operation of the main switching valve 21 by the pilot pressure Pi1 when the boom raising operation is started, and an order in which the rapid decrease of the pilot pressure Pi2 is mitigated when the boom lowering operation is stopped. The larger one of the directional shock reduction operation amounts rmd2 is selected as the current command value C2.

その後、ステップ8に移って、これらの電流指令値C1,C2を出力部38に送る。これにより、出力部38は電流指令値C1,C2に応じた電流指令信号I1,I2を出力する。この結果、電流指令値C1,C2によって、ブーム11の手動操作を行うときに、ブーム用の主切換弁21の切換えを鈍らせることができ、ブーム11の起動時や停止時に生じるショックが緩和される。   Thereafter, the process proceeds to step 8, and these current command values C 1 and C 2 are sent to the output unit 38. As a result, the output unit 38 outputs current command signals I1 and I2 corresponding to the current command values C1 and C2. As a result, when the boom 11 is manually operated by the current command values C 1 and C 2, the switching of the main switching valve 21 for the boom can be blunted, and the shock that occurs when the boom 11 is started or stopped is alleviated. The

次に、図4中の起動時ショック低減演算について、図5、図7および図8を用いて説明する。   Next, the startup shock reduction calculation in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 5, 7 and 8.

まず、ステップ11〜16はブーム上げ起動時のショックレス処理を示している。ステップ11では、ブーム下げの操作信号m2が閾値M2よりも大きいか否かを判定する。この閾値M2は、ブーム下げの手動操作がなされているか否かを判断するために予め決められた一定値となっている。そして、ステップ11で「YES」と判定したときには、ブーム下げ操作を行っている。この場合、ブーム上げ起動時のショック低減を行う必要がないので、ステップ15に移って、ブーム上げ起動時のショック低減用操作量rmu1を現在のブーム上げの操作信号m1と同じ値に設定すると共に、ステップ16に移って、逆方向のショック低減用操作量inv_rmu1を操作信号m1からショック低減用操作量rmu1を減算した値に設定する。この場合、ショック低減用操作量rmu1と操作信号m1とは同じ値になるから、ショック低減用操作量inv_rmu1は、零に設定される(inv_rmu1=0)。   First, steps 11 to 16 show shockless processing at the time of boom raising start-up. In step 11, it is determined whether or not the boom lowering operation signal m2 is larger than the threshold value M2. This threshold value M2 is a constant value determined in advance to determine whether or not a boom lowering manual operation has been performed. And when it determines with "YES" at step 11, boom lowering operation is performed. In this case, since there is no need to reduce the shock at the time of boom raising start, the routine proceeds to step 15 where the shock reduction operation amount rmu1 at the time of boom raising activation is set to the same value as the current boom raising operation signal m1. Then, the process proceeds to step 16, where the reverse shock reduction operation amount inv_rmu1 is set to a value obtained by subtracting the shock reduction operation amount rmu1 from the operation signal m1. In this case, since the shock reduction operation amount rmu1 and the operation signal m1 have the same value, the shock reduction operation amount inv_rmu1 is set to zero (inv_rmu1 = 0).

一方、ステップ11で「NO」と判定したときには、ブーム下げ操作は行っていないから、ステップ12に移って、ブーム上げの操作信号m1がブーム上げ起動時のショック低減用操作量rmu1よりも大きいか否かを判定する。そして、ステップ12で「NO」と判定したときには、操作信号m1がショック低減用操作量rmu1よりも小さいから、このままブーム11を起動させてもショックが生じることはない。この場合、ブーム上げ起動時のショック低減を行う必要がないので、ステップ15に移って、ショック低減用操作量rmu1を操作信号m1と同じ値に設定すると共に、ステップ16に移って、逆方向のショック低減用操作量inv_rmu1を操作信号m1からショック低減用操作量rmu1を減算した値に設定する。この場合でも、ショック低減用操作量rmu1と操作信号m1とは同じ値になるから、ショック低減用操作量inv_rmu1は、零に設定される(inv_rmu1=0)。   On the other hand, when it is determined as “NO” in step 11, since the boom lowering operation is not performed, the process proceeds to step 12, and is the boom raising operation signal m1 larger than the shock reduction operation amount rmu1 at the time of boom raising activation? Determine whether or not. When it is determined as “NO” in step 12, the operation signal m1 is smaller than the shock reduction operation amount rmu1, so that the shock does not occur even if the boom 11 is started as it is. In this case, since it is not necessary to perform shock reduction at the time of boom raising start-up, the process proceeds to step 15 where the shock reduction operation amount rmu1 is set to the same value as the operation signal m1, and the process proceeds to step 16 in the reverse direction. The shock reduction operation amount inv_rmu1 is set to a value obtained by subtracting the shock reduction operation amount rmu1 from the operation signal m1. Even in this case, since the shock reduction operation amount rmu1 and the operation signal m1 have the same value, the shock reduction operation amount inv_rmu1 is set to zero (inv_rmu1 = 0).

これに対し、ステップ12で「YES」と判定したときには、ブーム上げの操作信号m1がブーム上げ起動時のショック低減用操作量rmu1よりも大きくなり、操作信号m1が急激に増加した可能性がある。このため、ステップ13に移って、現在のショック低減用操作量rmu1と図7に示す特性線40とに基づいて、ブーム上げ操作起動時のショックを低減するために制限すべきブーム上げ手動操作の単位時間当たりの操作圧増加量fmu1(rmu1)を演算し、この操作圧増加量fmu1(rmu1)と現在のショック低減用操作量rmu1とを加算して、新たなショック低減用操作量rmu1を算出する。   On the other hand, when “YES” is determined in step 12, the boom raising operation signal m1 may be larger than the shock reduction operation amount rmu1 at the time of boom raising activation, and the operation signal m1 may increase rapidly. . For this reason, the process proceeds to step 13 and the boom raising manual operation to be restricted to reduce the shock at the time of starting the boom raising operation based on the current shock reduction operation amount rmu1 and the characteristic line 40 shown in FIG. The operation pressure increase amount fmu1 (rmu1) per unit time is calculated, and this operation pressure increase amount fmu1 (rmu1) and the current shock reduction operation amount rmu1 are added to calculate a new shock reduction operation amount rmu1. To do.

なお、ショック低減用操作量rmu1が零(rmu1=0)のときでも、操作圧増加量fmu1(rmu1)は、正の初期値fmu1(0)(fmu1(0)>0)が生じるものである。   Even when the shock reduction operation amount rmu1 is zero (rmu1 = 0), the operation pressure increase amount fmu1 (rmu1) has a positive initial value fmu1 (0) (fmu1 (0)> 0). .

次に、ステップ14では、新たなショック低減用操作量rmu1がブーム上げの操作信号m1よりも大きいか否かを判定する。そして、ステップ14で「YES」と判定したときには、操作信号m1の増加量は操作圧増加量fmu1(rmu1)よりも小さいから、ブーム上げ起動時のショック低減を行う必要がない。このため、ステップ15,16の処理を行ってステップ17に移行する。   Next, in step 14, it is determined whether or not the new shock reduction operation amount rmu1 is larger than the boom raising operation signal m1. When it is determined as “YES” in step 14, the increase amount of the operation signal m1 is smaller than the operation pressure increase amount fmu1 (rmu1), so that it is not necessary to perform shock reduction at the time of boom raising activation. For this reason, the process of steps 15 and 16 is performed and the process proceeds to step 17.

一方、ステップ14で「NO」と判定したときには、操作信号m1の増加量が大きく、ブーム上げの操作信号m1が新たなショック低減用操作量rmu1よりも大きいから、このままブーム上げ動作を行うとショックが発生する虞れがある。このため、ステップ16に移って、逆方向のショック低減用操作量inv_rmu1を操作信号m1からショック低減用操作量rmu1を減算した値に設定し、ステップ17に移行する。   On the other hand, when “NO” is determined in step 14, the increase amount of the operation signal m 1 is large and the boom raising operation signal m 1 is larger than the new shock reduction operation amount rmu 1. May occur. Therefore, the process proceeds to step 16, the reverse shock reduction operation amount inv_rmu 1 is set to a value obtained by subtracting the shock reduction operation amount rmu 1 from the operation signal m 1, and the process proceeds to step 17.

次に、ステップ17〜22はブーム下げ起動時のショックレス処理を示している。ステップ17では、ブーム上げの操作信号m1が閾値M1よりも大きいか否かを判定する。この閾値M1は、ブーム上げの手動操作がなされているか否かを判断するために予め決められた一定値となっている。そして、ステップ17で「YES」と判定したときには、ブーム上げ操作を行っている。この場合、ブーム下げ起動時のショック低減を行う必要がないので、ステップ21に移って、ブーム下げ起動時のショック低減用操作量rmu2を現在のブーム下げの操作信号m2と同じ値に設定すると共に、ステップ22に移って、逆方向のショック低減用操作量inv_rmu2を操作信号m2からショック低減用操作量rmu2を減算した値に設定する。この場合、ショック低減用操作量rmu2と操作信号m2とは同じ値になるから、ショック低減用操作量inv_rmu2は、零に設定される(inv_rmu2=0)。   Next, steps 17 to 22 show a shockless process at the time of starting to lower the boom. In step 17, it is determined whether or not the boom raising operation signal m1 is larger than the threshold value M1. This threshold value M1 is a constant value determined in advance to determine whether or not the boom raising manual operation is being performed. And when it determines with "YES" at step 17, boom raising operation is performed. In this case, since it is not necessary to perform shock reduction at the time of boom lowering activation, the routine proceeds to step 21 and the shock reduction operation amount rmu2 at the time of boom lowering activation is set to the same value as the current boom lowering operation signal m2. Then, the process proceeds to step 22, where the reverse shock reduction operation amount inv_rmu2 is set to a value obtained by subtracting the shock reduction operation amount rmu2 from the operation signal m2. In this case, since the shock reduction operation amount rmu2 and the operation signal m2 have the same value, the shock reduction operation amount inv_rmu2 is set to zero (inv_rmu2 = 0).

一方、ステップ17で「NO」と判定したときには、ブーム上げ操作は行っていないから、ステップ18に移って、ブーム下げの操作信号m2がブーム下げ起動時のショック低減用操作量rmu2よりも大きいか否かを判定する。そして、ステップ18で「NO」と判定したときには、操作信号m2がショック低減用操作量rmu2よりも小さいから、このままブーム11を起動させてもショックが生じることはない。この場合、ブーム下げ起動時のショック低減を行う必要がないので、ステップ21に移って、ショック低減用操作量rmu2を操作信号m2と同じ値に設定すると共に、ステップ22に移って、逆方向のショック低減用操作量inv_rmu2を操作信号m2からショック低減用操作量rmu2を減算した値に設定する。この場合でも、ショック低減用操作量rmu2と操作信号m2とは同じ値になるから、ショック低減用操作量inv_rmu2は、零に設定される(inv_rmu2=0)。   On the other hand, when it is determined “NO” in step 17, since the boom raising operation is not performed, the process proceeds to step 18, and is the boom lowering operation signal m2 larger than the shock reduction operation amount rmu2 at the time of boom lowering activation? Determine whether or not. When it is determined as “NO” in step 18, the operation signal m 2 is smaller than the shock reduction operation amount rmu 2, so that no shock occurs even if the boom 11 is started as it is. In this case, since it is not necessary to perform shock reduction at the time of boom lowering activation, the process proceeds to step 21 where the shock reduction operation amount rmu2 is set to the same value as the operation signal m2, and the process proceeds to step 22 in the reverse direction. The shock reduction operation amount inv_rmu2 is set to a value obtained by subtracting the shock reduction operation amount rmu2 from the operation signal m2. Even in this case, since the shock reduction operation amount rmu2 and the operation signal m2 have the same value, the shock reduction operation amount inv_rmu2 is set to zero (inv_rmu2 = 0).

これに対し、ステップ18で「YES」と判定したときには、ブーム下げの操作信号m2がブーム下げ起動時のショック低減用操作量rmu2よりも大きくなり、操作信号m2が急激に増加した可能性がある。このため、ステップ19に移って、現在のショック低減用操作量rmu2と図8に示す特性線41とに基づいて、ブーム下げ操作起動時のショックを低減するために制限すべきブーム下げ手動操作の単位時間当たりの操作圧増加量fmu2(rmu2)を演算し、この操作圧増加量fmu2(rmu2)と現在のショック低減用操作量rmu2とを加算して、新たなショック低減用操作量rmu2を算出する。   On the other hand, if “YES” is determined in step 18, the boom lowering operation signal m2 may be larger than the shock reduction operation amount rmu2 at the time of boom lowering activation, and the operation signal m2 may increase rapidly. . For this reason, the process proceeds to step 19, and the boom lowering manual operation to be restricted to reduce the shock at the time of starting the boom lowering operation based on the current shock reducing operation amount rmu2 and the characteristic line 41 shown in FIG. The operation pressure increase amount fmu2 (rmu2) per unit time is calculated, and the operation pressure increase amount fmu2 (rmu2) and the current shock reduction operation amount rmu2 are added to calculate a new shock reduction operation amount rmu2. To do.

なお、ショック低減用操作量rmu2が零(rmu2=0)のときでも、操作圧増加量fmu2(rmu2)は、正の初期値fmu2(0)(fmu2(0)>0)が生じるものである。また、ブーム上げ操作では、油圧ポンプ22からの圧油によってブーム11を上向きに回動させるのに対し、ブーム下げ操作では、油圧ポンプ22からの圧油に加えて、作業装置6の重量等によってブーム11が下向きに回動する。この点を考慮して、図8に示すブーム下げ操作起動時の操作圧増加量fmu2(rmu2)の特性線41は、図7に示すブーム上げ操作起動時の操作圧増加量fmu1(rmu1)の特性線40よりも緩やかに変化する構成となっている。これらの操作圧増加量fmu1(rmu1),fmu2(rmu2)の特性は、油圧ショベル1の仕様等に応じて適宜設定されるものである。   Even when the shock reduction operation amount rmu2 is zero (rmu2 = 0), the operation pressure increase amount fmu2 (rmu2) has a positive initial value fmu2 (0) (fmu2 (0)> 0). . In the boom raising operation, the boom 11 is rotated upward by the pressure oil from the hydraulic pump 22, whereas in the boom lowering operation, the weight of the work device 6 is added in addition to the pressure oil from the hydraulic pump 22. The boom 11 rotates downward. In consideration of this point, the characteristic line 41 of the operating pressure increase amount fmu2 (rmu2) at the start of the boom lowering operation shown in FIG. 8 represents the operating pressure increase amount fmu1 (rmu1) at the start of the boom raising operation shown in FIG. The configuration changes more slowly than the characteristic line 40. The characteristics of these operating pressure increase amounts fmu1 (rmu1) and fmu2 (rmu2) are appropriately set according to the specifications of the hydraulic excavator 1 and the like.

次に、ステップ20では、新たなショック低減用操作量rmu2がブーム上げの操作信号m2よりも大きいか否かを判定する。そして、ステップ20で「YES」と判定したときには、操作信号m2の増加量は操作圧増加量fmu2(rmu2)よりも小さいから、ブーム下げ起動時のショック低減を行う必要がない。このため、ステップ21,22の処理を行ってステップ23でリターンする。   Next, in step 20, it is determined whether or not the new shock reduction operation amount rmu2 is larger than the boom raising operation signal m2. When it is determined as “YES” in step 20, since the increase amount of the operation signal m2 is smaller than the operation pressure increase amount fmu2 (rmu2), it is not necessary to reduce the shock at the time of starting the boom lowering. For this reason, the processing of steps 21 and 22 is performed, and the processing returns at step 23.

一方、ステップ20で「NO」と判定したときには、操作信号m2の増加量が大きく、ブーム下げの操作信号m2が新たなショック低減用操作量rmu2よりも大きいから、このままブーム上げ動作を行うとショックが発生する虞れがある。このため、ステップ22に移って、逆方向のショック低減用操作量inv_rmu2を操作信号m2からショック低減用操作量rmu2を減算した値に設定し、ステップ23でリターンする。   On the other hand, when “NO” is determined in Step 20, the increase amount of the operation signal m2 is large and the boom lowering operation signal m2 is larger than the new shock reduction operation amount rmu2, so that if the boom raising operation is performed as it is, the shock is increased. May occur. Therefore, the process proceeds to step 22 where the reverse shock reduction operation amount inv_rmu2 is set to a value obtained by subtracting the shock reduction operation amount rmu2 from the operation signal m2, and the process returns to step 23.

次に、図4中の停止時ショック低減演算について、図6、図9および図10を用いて説明する。   Next, the stop-time shock reduction calculation in FIG. 4 will be described with reference to FIGS. 6, 9 and 10.

まず、ステップ31〜36はブーム上げ停止時のショックレス処理を示している。ステップ36では、ブーム下げの操作信号m2が予め決められた閾値M2よりも大きいか否かを判定する。そして、ステップ31で「YES」と判定したときには、ブーム下げ操作を行っている。この場合、ブーム上げ停止時のショック低減を行う必要がないので、ステップ36に移って、ブーム上げ停止時のショック低減用操作量rmd1を零に設定する(rmd1=0)。   First, steps 31 to 36 show shockless processing at the time of boom raising stop. In step 36, it is determined whether or not the boom lowering operation signal m2 is larger than a predetermined threshold value M2. And when it determines with "YES" at step 31, boom lowering operation is performed. In this case, since there is no need to reduce the shock when the boom is raised, the routine proceeds to step 36, and the shock reduction operation amount rmd1 when the boom is raised is set to zero (rmd1 = 0).

一方、ステップ31で「NO」と判定したときには、ブーム下げ操作は行っていないから、ステップ32に移って、ブーム上げの操作信号m1がブーム上げ停止時のショック低減用操作量rmd1よりも小さいか否かを判定する。そして、ステップ32で「NO」と判定したときには、操作信号m1がショック低減用操作量rmd1よりも大きいから、このままブーム11を停止させてもショックが生じることはない。この場合、ブーム上げ停止時のショック低減を行う必要がないので、ステップ35に移って、ショック低減用操作量rmd1を操作信号m1と予め決められた係数kd1を掛けた値(rmd1=kd1×m1)に設定する。このとき、係数kd1は、ブーム下げ停止時のショックレス処理を開始する操作圧を決めるための定数であり、1よりも小さい値に設定されている(kd1<1)。   On the other hand, when it is determined as “NO” in step 31, since the boom lowering operation is not performed, the process proceeds to step 32, where the boom raising operation signal m1 is smaller than the shock reduction operation amount rmd1 when the boom raising is stopped. Determine whether or not. When it is determined “NO” in step 32, the operation signal m1 is larger than the shock reduction operation amount rmd1, so that the shock does not occur even if the boom 11 is stopped as it is. In this case, since it is not necessary to perform shock reduction at the time of stopping the boom raising, the routine proceeds to step 35, where the shock reduction operation amount rmd1 is multiplied by the operation signal m1 and a predetermined coefficient kd1 (rmd1 = kd1 × m1). ). At this time, the coefficient kd1 is a constant for determining the operation pressure for starting the shockless process when the boom lowering is stopped, and is set to a value smaller than 1 (kd1 <1).

これに対し、ステップ32で「YES」と判定したときには、ブーム上げの操作信号m1がブーム上げ停止時のショック低減用操作量rmd1よりも小さくなり、操作信号m1が急激に低下した可能性がある。このため、ステップ33に移って、現在のショック低減用操作量rmd1と図9に示す特性線42とに基づいて、ブーム上げ操作停止時のショックを低減するために制限すべきブーム上げ手動操作の単位時間当たりの操作圧減少量fmd1(rmd1)を演算し、この操作圧減少量fmd1(rmd1)を現在のショック低減用操作量rmd1から減算して、新たなショック低減用操作量rmd1を算出する。   On the other hand, if “YES” is determined in step 32, the boom raising operation signal m1 may be smaller than the shock reduction operation amount rmd1 when the boom raising is stopped, and the operation signal m1 may be suddenly lowered. . For this reason, the process proceeds to step 33, and the boom raising manual operation to be restricted to reduce the shock at the time of stopping the boom raising operation based on the current shock reduction operation amount rmd1 and the characteristic line 42 shown in FIG. An operation pressure decrease amount fmd1 (rmd1) per unit time is calculated, and the operation pressure decrease amount fmd1 (rmd1) is subtracted from the current shock reduction operation amount rmd1 to calculate a new shock reduction operation amount rmd1. .

次に、ステップ34では、新たなショック低減用操作量rmd1が零以下(rmd1≦0)か否かを判定する。そして、ステップ34で「YES」と判定したときには、ショック低減用操作量rmd1が零以下になっているから、ステップ36に移って、ブーム上げ停止時のショック低減用操作量rmd1を零に設定する(rmd1=0)。   Next, in step 34, it is determined whether or not the new shock reduction operation amount rmd1 is less than or equal to zero (rmd1 ≦ 0). When it is determined “YES” in step 34, the shock reduction operation amount rmd1 is less than or equal to zero. Therefore, the process proceeds to step 36, and the shock reduction operation amount rmd1 when the boom is stopped is set to zero. (Rmd1 = 0).

一方、ステップ34で「NO」と判定したときには、新たなショック低減用操作量rmd1が零よりも大きいから、ショック低減用操作量rmd1をそのままの値を保持してステップ37に移行する。   On the other hand, if “NO” is determined in step 34, the new shock reduction operation amount rmd 1 is larger than zero, so the shock reduction operation amount rmd 1 is maintained as it is and the routine proceeds to step 37.

次に、ステップ37〜42はブーム下げ停止時のショックレス処理を示している。ステップ37では、ブーム上げの操作信号m1が予め決められた閾値M1よりも大きいか否かを判定する。そして、ステップ37で「YES」と判定したときには、ブーム上げ操作を行っている。この場合、ブーム下げ停止時のショック低減を行う必要がないので、ステップ42に移って、ブーム下げ停止時のショック低減用操作量rmd2を零に設定する(rmd2=0)。   Next, steps 37 to 42 show shockless processing at the time of boom lowering stop. In step 37, it is determined whether or not the boom raising operation signal m1 is larger than a predetermined threshold value M1. And when it determines with "YES" at step 37, boom raising operation is performed. In this case, since it is not necessary to perform shock reduction when the boom lowering is stopped, the routine proceeds to step 42, where the shock reduction operation amount rmd2 when boom lowering is stopped is set to zero (rmd2 = 0).

一方、ステップ37で「NO」と判定したときには、ブーム上げ操作は行っていないから、ステップ38に移って、ブーム下げの操作信号m2がブーム下げ停止時のショック低減用操作量rmd2よりも小さいか否かを判定する。そして、ステップ38で「NO」と判定したときには、操作信号m2がショック低減用操作量rmd2よりも大きいから、このままブーム11を停止させてもショックが生じることはない。この場合、ブーム下げ停止時のショック低減を行う必要がないので、ステップ41に移って、ショック低減用操作量rmd2を操作信号m2と予め決められた係数kd2を掛けた値(rmd2=kd2×m2)に設定する。このとき、係数kd2は、ブーム下げ停止時のショックレス処理を開始する操作圧を決めるための定数であり、1よりも小さい値に設定されている(kd2<1)。   On the other hand, if “NO” is determined in step 37, the boom raising operation is not performed, so the process proceeds to step 38, where is the boom lowering operation signal m 2 smaller than the shock reduction operation amount rmd 2 during the boom lowering stop? Determine whether or not. When it is determined "NO" in step 38, the operation signal m2 is larger than the shock reduction operation amount rmd2, so that no shock is generated even if the boom 11 is stopped as it is. In this case, since it is not necessary to perform shock reduction at the time of stopping the boom lowering, the routine proceeds to step 41, where the shock reduction operation amount rmd2 is multiplied by the operation signal m2 and a predetermined coefficient kd2 (rmd2 = kd2 × m2). ). At this time, the coefficient kd2 is a constant for determining the operation pressure for starting the shockless process when the boom lowering is stopped, and is set to a value smaller than 1 (kd2 <1).

これに対し、ステップ38で「YES」と判定したときには、ブーム下げの操作信号m2がブーム下げ停止時のショック低減用操作量rmd2よりも小さくなり、操作信号m2が急激に低下した可能性がある。このため、ステップ39に移って、現在のショック低減用操作量rmd2と図10に示す特性線43とに基づいて、ブーム下げ操作停止時のショックを低減するために制限すべきブーム下げ手動操作の単位時間当たりの操作圧減少量fmd2(rmd2)を演算し、この操作圧減少量fmd2(rmd2)を現在のショック低減用操作量rmd2から減算して、新たなショック低減用操作量rmd2を算出する。   On the other hand, when “YES” is determined in step 38, the boom lowering operation signal m2 may be smaller than the shock reduction operation amount rmd2 at the time of boom lowering stop, and the operation signal m2 may be rapidly decreased. . For this reason, the process proceeds to step 39, and the boom lowering manual operation to be restricted to reduce the shock at the time of stopping the boom lowering operation based on the current shock reducing operation amount rmd2 and the characteristic line 43 shown in FIG. An operation pressure decrease amount fmd2 (rmd2) per unit time is calculated, and this operation pressure decrease amount fmd2 (rmd2) is subtracted from the current shock reduction operation amount rmd2, thereby calculating a new shock reduction operation amount rmd2. .

次に、ステップ40では、新たなショック低減用操作量rmd2が零以下(rmd2≦0)か否かを判定する。そして、ステップ40で「YES」と判定したときには、新たなショック低減用操作量rmd2が零以下になっているから、ステップ42に移って、ブーム下げ停止時のショック低減用操作量rmd2を零に設定する(rmd2=0)。   Next, in step 40, it is determined whether or not the new shock reduction operation amount rmd2 is less than or equal to zero (rmd2 ≦ 0). When it is determined “YES” in step 40, the new shock reduction operation amount rmd2 is less than or equal to zero. Therefore, the process proceeds to step 42, and the shock reduction operation amount rmd2 at the time of boom lowering stop is set to zero. Set (rmd2 = 0).

一方、ステップ40で「NO」と判定したときには、新たなショック低減用操作量rmd2が零よりも大きいから、ショック低減用操作量rmd2をそのままの値に保持してステップ43でリターンする。   On the other hand, if “NO” is determined in step 40, the new shock reduction operation amount rmd2 is larger than zero, so the shock reduction operation amount rmd2 is held at the same value and the process returns in step 43.

本実施の形態による油圧ショベル1は上述のようなショックレス機能を有するもので、次にその作動について図11を参照しつつ説明する。なお、図11はブーム上げ操作の起動と停止を行った場合を示している。   The hydraulic excavator 1 according to the present embodiment has the shockless function as described above. Next, the operation thereof will be described with reference to FIG. FIG. 11 shows the case where the boom raising operation is started and stopped.

まず、手動操作によって停止状態のブーム11を上向きに回動させるときには、オペレータは、選択スイッチ35をオフ状態に切り換えた状態で、作業用操作レバー10を中立位置Nから図2中の矢示A方向に向けて傾転操作する。このとき、作業用操作レバー10によって手動減圧弁23Aが作動し、作業用操作レバー10の傾転角度に応じた油圧信号Pm1を発生させる。これにより、油圧信号Pm1がパイロット圧Pi1としてブーム用の主切換弁21に作用するから、主切換弁21は中立位置(イ)から切換位置(ロ)に切り換わり、ブームシリンダ14を伸長させる。   First, when the boom 11 in a stopped state is turned upward by manual operation, the operator switches the operation switch 10 from the neutral position N to the arrow A in FIG. Tilt to the direction. At this time, the manual pressure reducing valve 23A is actuated by the work operation lever 10 to generate a hydraulic pressure signal Pm1 corresponding to the tilt angle of the work operation lever 10. As a result, the hydraulic pressure signal Pm1 acts on the boom main switching valve 21 as the pilot pressure Pi1, so the main switching valve 21 is switched from the neutral position (A) to the switching position (B), and the boom cylinder 14 is extended.

ここで、オペレータが作業用操作レバー10を急に大きく傾転させたときには、主切換弁21の切換動作が速過ぎてブーム11等にショックが生じる虞れがある。このとき、図11中の特性線44に示すように、演算制御装置32には操作検出器26Aから操作信号m1が入力される。このため、演算処理部37は、図4および図5に示す起動時ショック低減演算を行い、主切換弁21を中立位置(イ)に戻す方向に向けて作用させるために、図11中の特性線45に示すように、操作信号m1に基づいて逆方向のショック低減用操作量inv_rmu1を算出する。このショック低減用操作量inv_rmu1は、出力部38および比例減圧弁24Bを通じて油圧信号Pa2に変換されるから、この油圧信号Pa2が逆方向のパイロット圧Pi2としてブーム用の主切換弁21に作用する。   Here, when the operator suddenly and greatly tilts the operation control lever 10, the switching operation of the main switching valve 21 is too fast, and there is a risk that a shock will occur in the boom 11 and the like. At this time, as indicated by the characteristic line 44 in FIG. 11, the operation signal m1 is input to the arithmetic control device 32 from the operation detector 26A. For this reason, the arithmetic processing unit 37 performs the start-up shock reduction calculation shown in FIGS. 4 and 5 and operates in the direction to return the main switching valve 21 to the neutral position (A). As indicated by a line 45, a reverse shock reduction operation amount inv_rmu1 is calculated based on the operation signal m1. The shock reduction operation amount inv_rmu1 is converted into a hydraulic pressure signal Pa2 through the output unit 38 and the proportional pressure reducing valve 24B. Therefore, the hydraulic pressure signal Pa2 acts on the boom main switching valve 21 as the pilot pressure Pi2 in the reverse direction.

これにより、主切換弁21には互いに逆向きのパイロット圧Pi1,Pi2が作用するから、図11中の特性線47に示すように、これらの差分(Pi1−Pi2)に応じて主切換弁21が切り換わる。この結果、主切換弁21の切換動作が鈍くなり、ショックを低減しつつブーム11の上げ動作を開始することができる。   As a result, pilot pressures Pi1 and Pi2 that are opposite to each other act on the main switching valve 21. Therefore, as shown by a characteristic line 47 in FIG. 11, the main switching valve 21 corresponds to the difference (Pi1-Pi2). Switches. As a result, the switching operation of the main switching valve 21 becomes dull, and the raising operation of the boom 11 can be started while reducing the shock.

一方、上向きに回動するブーム11を停止させるときには、オペレータは、作業用操作レバー10を図2中の矢示A方向に傾転した状態から中立位置Nに向けて傾転操作する。このとき、作業用操作レバー10によって手動減圧弁23Aが作動し、作業用操作レバー10の傾転角度に応じて油圧信号Pm1を減少させる。これにより、油圧信号Pm1およびパイロット圧Pi1が減少するから、主切換弁21は切換位置(ロ)から中立位置(イ)に切り換わり、ブームシリンダ14を停止させる。   On the other hand, when stopping the boom 11 that rotates upward, the operator tilts the work operation lever 10 from the state tilted in the direction of arrow A in FIG. At this time, the manual pressure reducing valve 23A is actuated by the work operation lever 10, and the hydraulic signal Pm1 is decreased according to the tilt angle of the work operation lever 10. As a result, the hydraulic pressure signal Pm1 and the pilot pressure Pi1 decrease, so that the main switching valve 21 is switched from the switching position (B) to the neutral position (A), and the boom cylinder 14 is stopped.

ここで、オペレータが作業用操作レバー10を急に大きく傾転させたときには、主切換弁21の切換動作が速過ぎてブーム11等にショックが生じる虞れがある。このとき、演算制御装置32には操作検出器26Aから操作信号m1が入力される。このため、演算処理部37は、図4および図6に示す停止時ショック低減演算を行い、主切換弁21が中立位置(イ)に切り換わるのを遅延させるために、図11中の特性線46に示すように、操作信号m1に基づいて順方向のショック低減用操作量rmd1を算出する。このショック低減用操作量rmd1は、出力部38および比例減圧弁24Aを通じて油圧信号Pa1に変換されるから、この油圧信号Pa1が手動減圧弁23Aの油圧信号Pm1よりも高圧になることによって、パイロット圧Pi1としてブーム用の主切換弁21に作用する。   Here, when the operator suddenly and greatly tilts the operation control lever 10, the switching operation of the main switching valve 21 is too fast, and there is a risk that a shock will occur in the boom 11 and the like. At this time, the operation signal m1 is input to the arithmetic control device 32 from the operation detector 26A. For this reason, the arithmetic processing unit 37 performs the stop-time shock reduction calculation shown in FIGS. 4 and 6 and delays the switching of the main switching valve 21 to the neutral position (A). As shown at 46, a forward shock reduction operation amount rmd1 is calculated based on the operation signal m1. Since the shock reduction operation amount rmd1 is converted into a hydraulic signal Pa1 through the output unit 38 and the proportional pressure reducing valve 24A, the hydraulic pressure signal Pa1 becomes higher than the hydraulic pressure signal Pm1 of the manual pressure reducing valve 23A. Pi1 acts on the main switching valve 21 for the boom.

これにより、パイロット圧Pi1を減少させる途中で、パイロット圧Pi1が手動減圧弁23Aの油圧信号Pm1から比例減圧弁24Aの油圧信号Pa1に切り換わる。この結果、図11中の特性線47に示すように、パイロット圧Pi1の減少が緩和されて主切換弁21の切換動作が鈍くなり、ショックを低減しつつブーム11の上げ動作を停止することができる。   As a result, the pilot pressure Pi1 is switched from the hydraulic pressure signal Pm1 of the manual pressure reducing valve 23A to the hydraulic pressure signal Pa1 of the proportional pressure reducing valve 24A while the pilot pressure Pi1 is being reduced. As a result, as shown by the characteristic line 47 in FIG. 11, the decrease in the pilot pressure Pi1 is alleviated and the switching operation of the main switching valve 21 becomes dull, and the raising operation of the boom 11 can be stopped while reducing the shock. it can.

以上のショックレス機能については、ブーム上げ操作の起動と停止を行った場合を例に挙げて説明したが、ブーム下げ操作を行う場合でも同様に作用するものである。   The above shockless function has been described by taking the case where the boom raising operation is started and stopped as an example. However, the same operation is performed even when the boom lowering operation is performed.

かくして、本実施の形態では、演算制御装置32は、選択スイッチ35によって自動動作を駆動しているときには、オペレータによる操作信号m1,m2と角度検出器によって検出した回動角θ1,θ2とに基づいて電流指令信号I1,I2を出力する。一対の比例減圧弁24A,24Bは、この電流指令信号I1,I2によって励磁されて油圧信号Pa1,Pa2を出力するから、シャトル弁25A,25Bは、手動減圧弁23A,23Bからの油圧信号Pm1,Pm2と比例減圧弁24A,24Bからの油圧信号Pa1,Pa2とのうち高圧側の油圧信号を選択して主切換弁21に向けて出力する。これにより、作業装置6のブーム11を所定の動作軌跡に沿って自動動作させることができる。   Thus, in the present embodiment, when the automatic operation is driven by the selection switch 35, the arithmetic and control unit 32 is based on the operation signals m1 and m2 by the operator and the rotation angles θ1 and θ2 detected by the angle detector. Current command signals I1 and I2. Since the pair of proportional pressure reducing valves 24A and 24B are excited by the current command signals I1 and I2 and output the hydraulic pressure signals Pa1 and Pa2, the shuttle valves 25A and 25B are connected to the hydraulic pressure signals Pm1 and Pm1 from the manual pressure reducing valves 23A and 23B, respectively. A high-pressure side hydraulic signal is selected from Pm2 and the hydraulic signals Pa1 and Pa2 from the proportional pressure reducing valves 24A and 24B, and is output to the main switching valve 21. Thereby, the boom 11 of the working device 6 can be automatically operated along a predetermined operation locus.

一方、演算制御装置32は、選択スイッチ35によって自動動作を停止しているときには、作業装置6のブーム11が上向きに回動する状態から停止状態に切換えるブーム上げ操作の停止時に、比例減圧弁24Aを励磁してブーム上げ操作を検出する操作検出器26Aによって検出された操作信号m1の方向と同方向の油圧信号Pa1を発生させる。これに加えて、図6中のステップ37,42等に示すように、ショック低減用操作量rmd2を零に設定し、比例減圧弁24Bの励磁を遮断する。   On the other hand, when the automatic operation is stopped by the selection switch 35, the arithmetic and control unit 32 is in proportion to the proportional pressure reducing valve 24A when the boom raising operation for switching the boom 11 of the working device 6 from the state of turning upward to the stop state is stopped. To generate a hydraulic pressure signal Pa1 in the same direction as the direction of the operation signal m1 detected by the operation detector 26A that detects the boom raising operation. In addition to this, as shown in steps 37, 42, etc. in FIG. 6, the shock reducing operation amount rmd2 is set to zero, and the excitation of the proportional pressure reducing valve 24B is cut off.

このとき、シャトル弁25Aは、手動減圧弁23Aからの油圧信号Pm1と比例減圧弁24Aからの油圧信号Pa1とのうち高圧側の油圧信号を選択して主切換弁21に向けて出力する。このため、手動操作によって手動減圧弁23Aからの油圧信号Pm1が早期に低下するときでも、油圧信号Pm1と同方向となる比例減圧弁24Aからの油圧信号Pa1を高めて、切換位置(ロ)から中立位置(イ)に切り換わるときの主切換弁21の切換えを遅延させることができ、ブーム上げ操作の停止時にブーム11等に生じるショックを緩和することができる。   At this time, the shuttle valve 25A selects a high-pressure side hydraulic signal from the hydraulic pressure signal Pm1 from the manual pressure reducing valve 23A and the hydraulic pressure signal Pa1 from the proportional pressure reducing valve 24A, and outputs it to the main switching valve 21. For this reason, even when the hydraulic pressure signal Pm1 from the manual pressure reducing valve 23A is lowered early due to manual operation, the hydraulic pressure signal Pa1 from the proportional pressure reducing valve 24A having the same direction as the hydraulic pressure signal Pm1 is increased and the switching position (B) is increased. The switching of the main switching valve 21 when switching to the neutral position (A) can be delayed, and the shock generated in the boom 11 and the like when the boom raising operation is stopped can be mitigated.

同様に、ブーム下げ操作の停止時でも、切換位置(ハ)から中立位置(イ)に切り換わるときの主切換弁21の切換えを遅延させることができ、ブーム11等に生じるショックを緩和することができる。これにより、自動動作用の機器を用いて手動操作による停止時のショックレス機能を実現することができるから、ショックレスバルブを設けた場合に比べて、製造コストを低下させることができる。また、演算処理部37の処理プログラム等のようにソフトウェアによってショックレス機能を実現できるので、例えば図7ないし図10に示す特性線40〜43を変更することによって、ショックレスの効き方を容易に調整することができる。   Similarly, even when the boom lowering operation is stopped, the switching of the main switching valve 21 when switching from the switching position (c) to the neutral position (a) can be delayed, and the shock generated in the boom 11 and the like can be reduced. Can do. Thereby, since the shockless function at the time of the stop by manual operation can be implement | achieved using the apparatus for automatic operation | movement, manufacturing cost can be reduced compared with the case where a shockless valve is provided. In addition, since the shockless function can be realized by software such as a processing program of the arithmetic processing unit 37, for example, by changing the characteristic lines 40 to 43 shown in FIGS. Can be adjusted.

また、例えばオペレータがブーム上げ操作の停止途中で作業用操作レバー10を中立位置Nよりも矢示B方向に傾転させると、演算制御装置32は、操作検出器26Bによってブーム下げ操作を検出する。このとき、演算制御装置32は、図6中のステップ31,36等に示すように、操作方向と同方向のショック低減用操作量rmd1を零に設定し、比例減圧弁24Aの励磁を遮断する。同様に、演算制御装置32は、ブーム下げ操作の停止時に操作検出器26Aによってブーム上げ操作を検出すると、図6中のステップ37,42等に示すように、操作方向と同方向のショック低減用操作量rmd2を零に設定し、比例減圧弁24Bの励磁を遮断する。これにより、ブーム11の停止途中であっても、オペレータが逆方向に向けてブーム11を操作するときには、停止時のショックレス機能を解除して速やかに作業装置6を動作させることができる。   Further, for example, when the operator tilts the operation control lever 10 in the direction indicated by the arrow B from the neutral position N while the boom raising operation is stopped, the arithmetic control device 32 detects the boom lowering operation by the operation detector 26B. . At this time, the arithmetic and control unit 32 sets the shock reduction operation amount rmd1 in the same direction as the operation direction to zero and cuts off the excitation of the proportional pressure reducing valve 24A, as shown in steps 31, 36, etc. in FIG. . Similarly, when the boom raising operation is detected by the operation detector 26A when the boom lowering operation is stopped, the arithmetic and control unit 32 is for reducing shock in the same direction as the operation direction, as shown in steps 37 and 42 in FIG. The operation amount rmd2 is set to zero, and the excitation of the proportional pressure reducing valve 24B is cut off. Thereby, even when the boom 11 is in the middle of stopping, when the operator operates the boom 11 in the reverse direction, the shockless function at the time of stopping can be canceled and the working device 6 can be operated quickly.

さらに、演算制御装置32は、選択スイッチ35によって自動動作を停止しているときには、ブーム11の停止状態からブーム11が上向きに回動する状態に切換えるブーム上げ操作の起動時に、比例減圧弁24Bを励磁してブーム上げ操作を検出する操作検出器26Aによって検出された操作信号m1の方向と逆方向の油圧信号Pa2を発生させる。これに加えて、図5中のステップ11,15,16等に示すように、操作方向と同じ順方向のショック低減用操作量inv_rmu1を零に設定し、比例減圧弁24Aの励磁を遮断する。   Further, when the automatic operation is stopped by the selection switch 35, the arithmetic and control unit 32 sets the proportional pressure reducing valve 24B at the time of starting the boom raising operation for switching from the stop state of the boom 11 to the state in which the boom 11 rotates upward. A hydraulic pressure signal Pa2 is generated in the direction opposite to the direction of the operation signal m1 detected by the operation detector 26A that detects the boom raising operation by excitation. In addition to this, as shown in steps 11, 15, 16 and the like in FIG. 5, the shock reduction operation amount inv_rmu1 in the same forward direction as the operation direction is set to zero, and the excitation of the proportional pressure reducing valve 24A is cut off.

このとき、手動減圧弁23Aは主切換弁21を中立位置(イ)から切換位置(ロ)に切り換える油圧信号Pm1を出力するのに対し、比例減圧弁24Bは、ショック低減用操作量inv_rmu1に応じて油圧信号Pm1とは逆方向となる油圧信号Pa1を出力する。これにより、主切換弁21が中立位置(イ)から切換位置(ロ)に切換わるのを遅延させることができ、ブーム上げ操作の起動時にブーム11等に生じるショックを低減することができる。   At this time, the manual pressure reducing valve 23A outputs a hydraulic pressure signal Pm1 for switching the main switching valve 21 from the neutral position (A) to the switching position (B), whereas the proportional pressure reducing valve 24B corresponds to the shock reduction operation amount inv_rmu1. The hydraulic pressure signal Pa1 is output in the opposite direction to the hydraulic pressure signal Pm1. Thereby, it is possible to delay the switching of the main switching valve 21 from the neutral position (A) to the switching position (B), and it is possible to reduce the shock generated in the boom 11 and the like when the boom raising operation is started.

同様に、ブーム下げ操作の起動時でも、中立位置(イ)から切換位置(ハ)に切り換わるときの主切換弁21の切換えを遅延させることができ、ブーム11等に生じるショックを緩和することができる。これにより、自動動作用の機器を用いて手動操作による起動時のショックレス機能を実現することができる。   Similarly, even when the boom lowering operation is started, the switching of the main switching valve 21 when switching from the neutral position (A) to the switching position (C) can be delayed, and the shock generated in the boom 11 and the like can be reduced. Can do. Thereby, the shockless function at the time of starting by manual operation using the apparatus for automatic operation | movement is realizable.

なお、前記実施の形態では、ブーム11の起動時および停止時の両方でショックレス機能を動作させる構成としたが、起動時のみショックレス機能を動作させる構成としてもよく、停止時のみショックレス機能を動作させる構成としてもよい。   In the above-described embodiment, the shockless function is operated at both the start and stop of the boom 11. However, the shockless function may be operated only at the start, and the shockless function is performed only at the stop. It is good also as a structure which operates.

また、前記実施の形態では、ブーム上げ操作の停止途中でブーム下げ操作を行ったときには、停止時用のショックレス機能を解除する構成とした。同様に、ブーム下げ操作の停止途中でブーム上げ操作を行ったときにも、停止時用のショックレス機能を解除する構成とした。しかし、本発明はこれに限らず、ブームの停止途中で逆方向の操作を行うときでも、ショックレス機能をそのまま動作させる構成としてもよい。   Moreover, in the said embodiment, when boom lowering operation was performed in the middle of stop of boom raising operation, it was set as the structure which cancels | releases the shockless function for stop. Similarly, when the boom raising operation is performed in the middle of stopping the boom lowering operation, the shockless function for stopping is canceled. However, the present invention is not limited to this, and the shockless function may be operated as it is even when a reverse operation is performed while the boom is stopped.

さらに、前記実施の形態は、オペレータによるアーム操作に応じてブーム操作を自動的に操作し、直線掘削可能な油圧ショベル1を例に挙げて説明した。しかし、本発明はこれに限らず、例えば教示された動作軌跡に従って掘削から放土までを自動動作する油圧ショベル等の自動作業機に適用してもよい。   Further, the embodiment has been described by taking as an example the hydraulic excavator 1 that can automatically perform boom operation according to the arm operation by the operator and can perform straight excavation. However, the present invention is not limited to this. For example, the present invention may be applied to an automatic working machine such as a hydraulic excavator that automatically operates from excavation to unloading according to the taught operation locus.

6 作業装置
11 ブーム
14 ブームシリンダ(アクチュエータ)
17,18 角度検出器(姿勢検出器)
21 主切換弁
23A,23B 手動減圧弁
24A,24B 比例減圧弁(電気油圧変換弁)
25A,25B シャトル弁
26A,26B 操作検出器(手動操作検出手段)
32 演算制御装置(制御手段)
35 選択スイッチ(自動動作切換手段)
6 Working device 11 Boom 14 Boom cylinder (actuator)
17, 18 Angle detector (Attitude detector)
21 Main switching valve 23A, 23B Manual pressure reducing valve 24A, 24B Proportional pressure reducing valve (electrohydraulic conversion valve)
25A, 25B Shuttle valve 26A, 26B Operation detector (manual operation detection means)
32 Arithmetic control device (control means)
35 selection switch (automatic operation switching means)

Claims (4)

作業装置を操作するためにオペレータによって操作可能に設けられ第1の油圧信号を出力する一対の手動減圧弁と、前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出器と、オペレータによる操作信号と該姿勢検出器による姿勢検出信号とに基づいて前記作業装置を所定の動作軌跡に沿って自動動作させる制御信号を出力する制御手段と、該制御手段からの制御信号によって励磁され第2の油圧信号を出力する一対の電気油圧変換弁と、前記手動減圧弁からの第1の油圧信号と該電気油圧変換弁からの第2の油圧信号のうち高圧側の油圧信号を選択して出力するシャトル弁と、該シャトル弁によって選択された油圧信号により操作され前記作業装置を動作させるアクチュエータの動作方向を切換える主切換弁とを備える自動作業機において、
前記制御手段に対して自動動作の駆動と停止を切換える自動動作切換手段と、前記手動減圧弁の出力を検出する手動操作検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、操作停止時に前記一対の電気油圧変換弁のうちいずれか一方の電気油圧変換弁を励磁して前記手動操作検出手段によって検出された操作方向と同方向の圧力を発生させると共に、残余の他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断し、操作停止時のショックを低減する構成としたことを特徴とする自動作業機。
A pair of manual pressure reducing valves that are provided so as to be operable by an operator to output the first hydraulic pressure signal for operating the work device, a posture detector that detects the posture of the work device, an operation signal by the operator, and the posture detection And a control means for outputting a control signal for automatically operating the working device along a predetermined movement locus based on a posture detection signal from the container, and a second hydraulic pressure signal output by being excited by the control signal from the control means. A pair of electro-hydraulic conversion valves; a shuttle valve that selects and outputs a high-pressure side hydraulic signal from among the first hydraulic signal from the manual pressure reducing valve and the second hydraulic signal from the electro-hydraulic conversion valve; In an automatic working machine comprising a main switching valve that switches an operating direction of an actuator that is operated by a hydraulic signal selected by a shuttle valve and operates the working device,
Automatic operation switching means for switching driving and stopping of automatic operation with respect to the control means, and manual operation detection means for detecting the output of the manual pressure reducing valve,
When the automatic operation is stopped by the automatic operation switching means, the control means excites one of the pair of electrohydraulic conversion valves when the operation is stopped, and the manual operation detection means An automatic working machine characterized in that it generates pressure in the same direction as the detected operation direction and cuts off the excitation of the other electrohydraulic conversion valve to reduce shock when operation is stopped.
前記制御手段は、前記操作停止時に前記手動操作検出手段によって逆方向の操作を検出したときには、前記一方の電気油圧変換弁の励磁を遮断する構成としてなる請求項1に記載の自動作業機。   2. The automatic working machine according to claim 1, wherein the control unit is configured to shut off excitation of the one electrohydraulic conversion valve when the manual operation detection unit detects an operation in the reverse direction when the operation is stopped. 3. 前記制御手段は、前記自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、操作起動時に前記一対の電気油圧変換弁のうちいずれか一方の電気油圧変換弁を励磁して前記手動操作検出手段によって検出された操作方向と逆方向の圧力を発生させると共に、残余の他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断し、操作起動時のショックを低減する構成としてなる請求項1または2に記載の自動作業機。   When the automatic operation is stopped by the automatic operation switching unit, the control unit excites one of the pair of electrohydraulic conversion valves when the operation is started, and the manual operation detection unit The automatic operation according to claim 1 or 2, wherein pressure is generated in a direction opposite to the detected operation direction, and excitation of the other electrohydraulic conversion valve is interrupted to reduce a shock at the time of starting the operation. Machine. 作業装置を操作するためにオペレータによって操作可能に設けられ第1の油圧信号を出力する一対の手動減圧弁と、前記作業装置の姿勢を検出する姿勢検出器と、オペレータによる操作信号と該姿勢検出器による姿勢検出信号とに基づいて前記作業装置を所定の動作軌跡に沿って自動動作させる制御信号を出力する制御手段と、該制御手段からの制御信号によって励磁され第2の油圧信号を出力する一対の電気油圧変換弁と、前記手動減圧弁からの第1の油圧信号と該電気油圧変換弁からの第2の油圧信号のうち高圧側の油圧信号を選択して出力するシャトル弁と、該シャトル弁によって選択された油圧信号により操作され前記作業装置を動作させるアクチュエータの動作方向を切換える主切換弁とを備える自動作業機において、
前記制御手段に対して自動動作の駆動と停止を切換える自動動作切換手段と、前記手動減圧弁の出力を検出する手動操作検出手段とを備え、
前記制御手段は、前記自動動作切換手段によって自動動作を停止しているときには、操作起動時に前記一対の電気油圧変換弁のうちいずれか一方の電気油圧変換弁を励磁して前記手動操作検出手段によって検出された操作方向と逆方向の圧力を発生させると共に、残余の他方の電気油圧変換弁の励磁を遮断し、操作起動時のショックを低減する構成としたことを特徴とする自動作業機。
A pair of manual pressure reducing valves that are provided so as to be operable by an operator to output the first hydraulic pressure signal for operating the work device, a posture detector that detects the posture of the work device, an operation signal by the operator, and the posture detection And a control means for outputting a control signal for automatically operating the working device along a predetermined movement locus based on a posture detection signal from the container, and a second hydraulic pressure signal output by being excited by the control signal from the control means. A pair of electro-hydraulic conversion valves; a shuttle valve that selects and outputs a high-pressure side hydraulic signal from among the first hydraulic signal from the manual pressure reducing valve and the second hydraulic signal from the electro-hydraulic conversion valve; In an automatic working machine comprising a main switching valve that switches an operating direction of an actuator that is operated by a hydraulic signal selected by a shuttle valve and operates the working device,
Automatic operation switching means for switching driving and stopping of automatic operation with respect to the control means, and manual operation detection means for detecting the output of the manual pressure reducing valve,
When the automatic operation is stopped by the automatic operation switching unit, the control unit excites one of the pair of electrohydraulic conversion valves when the operation is started, and the manual operation detection unit An automatic working machine configured to generate a pressure in a direction opposite to the detected operation direction, and to cut off the excitation of the other electrohydraulic conversion valve to reduce a shock at the time of starting the operation.
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