JP5548368B2

JP5548368B2 - 作業機のアーム位置制御システム

Info

Publication number: JP5548368B2
Application number: JP2009005721A
Authority: JP
Inventors: 厚松本; 敬典三浦
Original assignee: Kubota Corp
Current assignee: Kubota Corp
Priority date: 2009-01-14
Filing date: 2009-01-14
Publication date: 2014-07-16
Anticipated expiration: 2029-01-14
Also published as: JP2010163772A

Description

本発明は、作業機のアーム位置制御システムに関する。

従来より、作業機のアーム位置を制御するものとして特許文献１に示されているものがある。この特許文献１には、アームのブームに対する角度位置を検出するアームセンサを設け、掻込み側に移動するアームがブームに対する所定角度位置に到達すると該アームの掻込み移動を停止させるように、アームの駆動機構とアームセンサとを連係する停止制御手段を備えるとともに、所定角度位置を設定変更する停止位置設定手段を備えている作業機（バックホウ）のアーム停止装置が開示されている。
特許文献１のアーム停止位置装置では、アーム用制御弁をアーム掻込み側に切換えるための油路に電磁比例弁を設けて、この電磁比例弁の流量を徐々に絞ることによってアームを停止位置に停止させている。

特開２０００−１７０２１５号公報

特許文献１の技術では、アームを停止位置に停止する際に、電磁比例弁に入力する電流量を徐々に変化させることによって電磁比例弁の流量を徐々に絞りアームを停止させている。しかしながら、特許文献１では、電磁比例弁に対する電流を停止しても油圧の遅れが生じてしまいアーム用油圧シリンダ（アーム）が停止するのに時間がかかる。その結果、アームを目標とする停止位置に安定して停止させることができないという問題があった。
本発明は上記問題点に鑑み、アームを目標停止位置に安定的に停止させることができる作業機のアーム位置制御システムを提供することを目的とする。

この技術的課題を解決するための本発明の技術的手段は、アームを駆動させるアーム用油圧シリンダへの作動油を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用制御弁へのパイロット油を停止可能なアーム用停止弁と、操作部材の操作に基づいてアーム用停止弁へのパイロット圧を調整する操作弁とが設けられ、前記アーム用停止弁を動作させてアームを停止させる制御部とを備えており、前記アーム用停止弁は、前記操作弁からのパイロット油を前記アーム用制御弁に供給する供給位置と前記操作弁からのパイロット油を遮断して前記アーム用制御弁に供給しない非供給位置とに切り替わる２方向切換弁とされ、当該２方向切換弁のパイロット油の導入ポート側、吐出ポート側、排出ポート側のいずれかに当該パイロット油の油温を測定する油温センサが設けられ、前記制御部は、前記油温センサの油温におけるア−ムの動作遅れ時間に基づいて前記２方向切換弁の非供給位置への切換動作を行ってアームを停止させるアーム位置制御手段を備えている点にある。

本発明の最も好ましい技術的手段は、以下の通りである。
第１に、旋回台に揺動自在に装着されたブームと、前記ブームに揺動自在に装着されたアームと、前記アームを駆動させるアーム用油圧シリンダへの作動油を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用制御弁へのパイロット油を停止可能なアーム用停止弁と、操作部材の操作に基づいてアーム用停止弁へのパイロット圧を調整する操作弁と、前記アームの角度を検出するアーム角度センサと、前記アーム用停止弁を動作させてアームを停止させる制御部とを備えており、前記アーム用停止弁は、前記操作弁からのパイロット油を前記アーム用制御弁に供給する供給位置と前記操作弁からのパイロット油を遮断して前記アーム用制御弁に供給しない非供給位置とに切り替わる２方向切換弁とされ、当該２方向切換弁のパイロット油の導入ポート側、吐出ポート側、排出ポート側のいずれかに当該パイロット油の油温を測定する油温センサが設けられ、前記制御部は、前記油温センサの油温におけるア−ムの動作遅れ時間に基づいて前記２方向切換弁の非供給位置への切換動作を行ってアームを停止させるアーム位置制御手段を備え、前記アーム位置制御手段は、前記アーム角度センサで検出されたアーム角度から前記動作遅れ時間によるアームの角度を差し引いた値が、アームの目標停止角度以下となったときに、前記２方向切換弁を供給位置から非供給位置に切り替えることを特徴とする。
第２に、旋回台に揺動自在に装着されたブームと、前記ブームに揺動自在に装着されたアームと、前記アームを駆動させるアーム用油圧シリンダへの作動油を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用制御弁へのパイロット油を停止可能なアーム用停止弁と、操作部材の操作に基づいてアーム用停止弁へのパイロット圧を調整する操作弁と、前記アームの角度を検出するアーム角度センサと、前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アーム用停止弁を動作させてアームを停止させる制御部とを備えており、前記アーム
用停止弁は、前記操作弁からのパイロット油を前記アーム用制御弁に供給する供給位置と前記操作弁からのパイロット油を遮断して前記アーム用制御弁に供給しない非供給位置とに切り替わる２方向切換弁とされ、当該２方向切換弁のパイロット油の導入ポート側、吐出ポート側、排出ポート側のいずれかに当該パイロット油の油温を測定する油温センサが設けられ、前記制御部は、前記油温センサの油温におけるア−ムの動作遅れ時間に基づいて前記２方向切換弁の非供給位置への切換動作を行ってアームを停止させるアーム位置制御手段を備え、前記アーム位置制御手段は、前記アーム角度センサで検出されたアーム角度及び前記ブーム角度センサで検出されたブーム角度に基づいて前記アームの旋回台からの離れ距離を求め、前記離れ距離から前記動作遅れ時間によるアームの移動距離を差し引いた値が、前記アームの目標停止距離以下となったときに、前記２方向切換弁を供給位置から非供給位置に切り替えることを特徴とする。
第３に、前記アーム位置制御手段は、前記油温とアームの動作遅れ時間との関係を示す制御マップと、前記制御マップと前記油温センサで検出された油温とに基づいて動作遅れ時間を算出する動作遅れ時間算出部とを備えていることを特徴とする。
第４に、前記操作弁は、アーム掻き込みためのパイロット油が供給される前記アーム用制御弁の受圧部に、前記操作部材の操作に基づいたパイロット油を供給するアーム掻き込み用操作弁を備えており、前記アーム用停止弁は、前記アーム掻き込み用操作弁と前記アーム用制御弁の受圧部との間に接続されたパイロット油路に接続されていることを特徴とする。

本発明によれば、アームを目標停止位置の近傍に安定的に停止させることができる。

作業機のアーム位置制御システムの構成図である。アーム位置制御手段の動作を説明する説明図であって、（ａ）はアーム通常範囲内で動作している状態を示し、（ｂ）はアームが通常範囲から外れて動作していることを示した図である。制御マップである。（ａ）は、現在のアームの角度、アームの揺動角度、目標停止角度の関係を示し、（ｂ）は、現在のアームの位置、アームの移動距離、目標停止距離の関係を示した図である。アーム位置制御手段の動作を示した図である。作業機の全体側面図である。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図６は、アーム位置制御システムを具備した作業機の全体側面図を示している。
図６に示すように、作業機（バックホー）１は、下部の走行装置２と、上部の旋回体３とから構成されている。
走行装置２は、ゴム製覆帯を有する左右一対の走行体４を備え、両走行体４を走行モータＭで駆動するようにしたクローラ式走行装置が採用されている。また、該走行装置２の前部にはドーザ５が設けられている。

旋回体３は、走行装置２上に旋回ベアリング１１を介して上下方向の旋回軸回りに左右旋回自在に支持された旋回台１２と、該旋回台１２の前部に備えられた作業装置１３（掘削装置）とを有している。旋回台１２上には、エンジン，ラジエータ，運転席９，燃料タンク，作動油タンク等が設けられている。また、旋回台１２上には運転席９を囲むキャビン１４が設けられ、エンジンは左右方向右側に配置されて開閉ボンネット等で覆われている。
エンジンは、エンジン始動キーで図示しないイグニッションスイッチ（キースイッチ）をオフ位置からオン位置に切り換えた後に、キースイッチをスタート位置にすることで始動するようになっている。

作業装置１３は、旋回台１２の前部に左右方向の中央部よりやや右寄りにオフセットして設けられた支持ブラケット１６に上下方向の軸心回りに左右揺動自在に支持されたスイングブラケット１７と、該スイングブラケット１７に基部側を左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて上下揺動自在に支持されたブーム１８と、該ブーム１８の先端側に左右方向の軸心廻りに回動自在に枢着されて前後揺動自在に支持されたアーム１９と、該アーム１９の先端側にスクイ・ダンプ動作可能に設けられたバケット２０とを備えている。
スイングブラケット１７は、旋回台１２内に備えられたスイングシリンダの伸縮によって揺動され、ブーム１８は、該ブーム１８とスイングブラケット１７との間に介装されたブームシリンダ２２の伸縮によって揺動され、アーム１９は、該アーム１９とブーム１８との間に介装されたアームシリンダ（アーム用油圧シリンダということがある）２３の伸縮によって揺動され、バケット２０は、該バケット２０とアーム１９との間に介装されたバケットシリンダ２１の伸縮によってスクイ・ダンプ動作される。アーム１９の先端には、バケット２０の他に様々なアタッチメント（ブレーカ、グラップル、オーガ等）が装着できるようになっている。

図１は、作業機のアーム位置制御システムの構成図を示している。
アーム位置制御システムは、アーム１９を動作させるための油圧回路と、油圧回路内の機器等（電気・電子機器）を制御するための制御回路に大別される。
まず、油圧回路について説明する。
油圧回路には、第１ポンプ（メインポンプ）Ｐ１と、第２ポンプ（サブポンプ）Ｐ２と、アーム１９を駆動するアーム用油圧シリンダ２３への作動油の流量等を制御するアーム用制御弁２５と、アーム用制御弁２５へのパイロット油を停止可能なアーム用停止弁２６と、操作部材１５の操作に応じてパイロット油のパイロット圧を制御するための操作弁２７とが配置されている。

第１ポンプＰ１，第２ポンプＰ２は、エンジンの動力によって駆動される定容量型のギヤポンプによって構成されている。第１ポンプ（メインポンプ）Ｐ１は、アーム用制御弁２５に作動油を供給するために使用される。第２ポンプＰ２は、アーム用停止弁２６、言い換えれば、アーム用制御弁２５にパイロット油を供給するために使用される。
アーム用制御弁２５は、第１ポンプＰ１の作動油供給路ａを介して第１ポンプＰ１に接続されていて、第１ポンプＰ１からの作動油が、アーム用制御弁２５を介してアーム用油圧シリンダ２３に供給可能とされている。アーム用制御弁２５の一方の受圧部２５ａにパイロット圧が作用すると、当該制御弁２５が操作されてアーム用油圧シリンダ２３を伸長させる。アーム用制御弁２５の他方の受圧部２５ｂにパイロット圧が作用すると、当該制御弁が操作されてアーム用油圧シリンダ２３を縮小させる。

操作弁２７は、アーム掻き込み用操作弁２７ａと、アームダンプ用操作弁２７ｂとを備えている。アーム掻き込み用操作弁２７ａ及びアームダンプ用操作弁２７ｂは、第２ポンプＰ２のパイロット供給路ｂを介して第２ポンプＰ２に接続されていて、第２ポンプＰ２からのパイロット油が供給可能とされている。
アーム掻き込み用操作弁２７ａは、アーム用制御弁２５の一方の受圧部２５ａにパイロット油を供給可能に第１パイロット油路ｃに接続されている。アームダンプ用操作弁２７ｂは、アーム用制御弁２５の他方の受圧部２５ｂにパイロット油を供給可能に第２パイロット油路ｄに接続されている。アーム掻き込み用操作弁２７ａ及びアームダンプ用操作弁２７ｂは、操作部材１５の下側に配置されている。

この操作部材１５は、中立位置から、前後左右と前後左右の間の斜め方向に傾動操作可能とされている。操作部材１５を傾動操作することにより、アーム掻き込み用操作弁２７ａ及びアームダンプ用操作弁２７ｂが操作される。操作部材１５の中立位置からの操作量に比例してパイロット圧が設定されて、アームダンプ用操作弁２７ｂやアーム掻き込み用操作弁２７ａから設定されたパイロット圧が出力されるようになっている。
具体的には、操作部材１５を一方に（図１では矢示Ｂ１方向に）傾動させると、アーム掻き込み用操作弁２７ａが操作されて該操作弁２７ａからパイロット圧が出力される。そして、このパイロット圧が第１パイロット油路ｃを介してアーム用制御弁２５の一方の受圧部２５ａに作用することにより、アーム用油圧シリンダ２３が伸長して、操作部材１５の傾動量に応じてアーム１９が掻き動作する［アーム２２の先端（バケット２０）が旋回台１２に近づくように動く］。

また、操作部材１５を他方に（図１では矢示Ｂ２方向に）傾動させると、アームダンプ用操作弁２７ｂが操作されて該操作弁２７ｂからパイロット圧が出力される。そして、このパイロット圧が第２パイロット油路ｄを介してアーム用制御弁２５の他方の受圧部２５ｂに作用することにより、アーム用油圧シリンダ２３が縮小して、操作部材１５の傾動量に応じてアーム１９がダンプ動作する［アーム２２の先端（バケット２０）が旋回台１２から遠ざかるように動く］。
アーム用停止弁２６は、アーム１９の掻き込みを停止するものであって、アーム掻き込み用操作弁２７ａからアーム用制御弁２５に向けてのパイロット油の供給を止めるものである。このアーム用停止弁２６は、アーム掻き込み用操作弁２７ａとアーム用制御弁２５の一方の受圧部２５ａとの間であって第１パイロット油路ｃ上に設けられている。

アーム用停止弁２６は、アーム掻き込み用操作弁２７ａからのパイロット油をアーム用制御弁２５の一方の受圧部２５ａに供給する供給位置と、アーム掻き込み用操作弁２７ａからのパイロット油を遮断してアーム用制御弁２５の一方の受圧部２５ａに供給しない非供給位置とに切り替わる２方向切換弁で構成されている。
さらに詳しくは、アーム用停止弁２６のソレノイド２６ａが励磁されると当該停止弁２６は供給位置となり、アーム掻き込み用操作弁２７ａからのパイロット油（パイロット圧）がアーム用制御弁２５の一方の受圧部２５ａに作用する。アーム用停止弁２６のソレノイド２６ａが消磁されると当該停止弁２６は非供給位置となり、アーム掻き込み用操作弁２７ａからのパイロット油（パイロット圧）が遮断される。

次に、制御回路について説明する。
制御回路には、パイロット油の油温を計測するための油温センサ３０と、ブーム１８に対するアーム１９の角度を計測するアーム角度センサ３１と、ＣＰＵ等から構成された制御部３２とが設けられている。
油温センサ３０は、アーム用停止弁２６の導入ポート３３（供給ポート）側の第１パイロット油路ｃ上に接続されている。詳しくは、油温センサ３０は、第１パイロット油路ｃ上において出来る限りアーム用停止弁２６の導入ポート３３に近接して設けられていて、アーム用停止弁２６に導入される直前のパイロット油の温度を測定可能となっている。油温センサ３０によって計測された油温は制御部３２に入力される。

アーム角度センサ３１は、アーム１９の基部側（アーム用油圧シリンダ２３のロッド先端側の近傍）に設けられていて、アーム１９の揺動角度αを計測できるものである。アーム角度センサ３１にて計測された揺動角度α（単にアーム角度ということがある）は制御部３２に入力される。
制御部３２は、作業機１の各種電子電気機器類等を制御するものであって、アーム用停止弁２６を動作させてアーム１９を目標停止位置に停止させる機能（アーム位置制御手段３５）を備えたものである。アーム位置制御手段３５は、アーム角度センサ３１からのアーム角度と、油温センサ３０からの油温に基づいて、アーム用停止弁２６を電気的に操作するものであり、制御プログラム等から構成されている。

以下、アーム位置制御手段について詳しく説明する。
アーム位置制御手段３５の動作を簡単に説明すると、図２（ａ）に示すように、アーム１９の先端側（バケット２０の先端）が予め設定された範囲（通常範囲ということがある）内で動作している際にあるときは、アーム位置制御手段３５は、アーム用停止弁２６のソレノイド２６ａが励磁するように電気信号を出力し、アーム掻き込み用操作弁２７ａによるパイロット圧によりアーム用制御弁２５を作動させてアーム１９の掻き動作を操作部材１５の操作により行えるように制御している。

一方で、図２（ｂ）に示すように、アーム１９の先端側（バケット２０の先端）が通常範囲から外れて当該アーム１９の先端側がキャビン１４や旋回台１２に近づく状況下［アームの目標停止位置に非常に近づいた状態にて掻き動作をしているという状況下］では、アーム位置制御手段３５は、後述するように、油温におけるアーム１９の動作遅れ時間を求めて、アーム１９の動作遅れに基づき、アーム用停止弁２６に出力していた電気信号を停止して当該停止弁２６のソレノイド２６ａを消磁する。そして、アーム用制御弁２５の一方の受圧部２５ａに作用させていたパイロット圧を遮断することによって、操作部材１５の操作に関わらずアーム用油圧シリンダ２３（アーム１９）の動作を停止させる。

ここで、目標停止位置とは、アーム１９の先端側、言い換えれば、アーム１９の先端側に設けられたアタッチメント（バケット等）がブームシリンダ２２、キャビン１４、旋回台１２等に対して定められた停止位置であって、アタッチメント毎に設定されるものである。
なお、目標停止位置の設定は、例えば、特開２０００−１７０２１５号公報等の方法により、運転席９の前側に設けられたメータ等の表示装置１０のスイッチ等によりユーザ（作業者）がアタッチメント毎に手動により設定できるようになっている。この目標停止位置は、後述するようにブーム１８に対するアーム１９の角度（揺動角度）によって設定しても、旋回台３側（例えば、ブームシリンダ２２、キャビン１４、旋回台１２）からアーム１９（アーム１９の先端に設けたアタッチメント）の先端までの離れ距離によって設定してもよい。

このアーム位置制御手段３５は、アーム１９の動作を操作部材１５の操作に関わらず強制的に停止させる際には、油温センサ３０からの油温に起因したアーム１９（アーム用停止弁２６）の動作遅れを求める。そして、アーム位置制御手段３５は、油温におけるアーム１９の動作遅れに伴うアーム１９の移動量に基づき、アーム１９が目標停止位置の近傍で停止するように、アーム用停止弁２６（２方向切換弁）の非供給位置への切換動作を早めに行うことによって、アーム１９を停止させる。
言い換えるならば、アーム位置制御手段３５は、アーム１９を強制的に停止させる際には、油温からアーム１９の動作遅れ時間を求め、この動作遅れ時間分だけ早めにアーム用停止弁２６の切換動作を先行して動作させることによってアーム１９を停止するようにしている。

次に、アーム位置制御手段の詳細について説明する。
図１に示すように、アーム位置制御手段３５は、制御マップ３６と、動作遅れ時間算出部３７と、移動量算出部３８と、動作決定部３９とを備えている。
図３に示すように、制御マップ３６は、油温とアームの動作遅れ時間との関係を示すものであって制御部３２に記憶（格納）されている。この制御マップ３６は、所定温度毎（例えば、０．１℃刻み、０．５℃刻み、１℃刻み）の油温と、当該油温のときのアーム１９動作遅れ時間とのデータにより構成されていてもよいし、油温とアーム１９動作遅れ時間との関係を示す関数によって構成されていてもよい。油温とアーム１９動作遅れ時間との関係は、アーム用停止弁２６の導入ポート３３側に油温センサ３０を設け、所定の温度のときにアーム１９の動作がどれだけ遅れたかを実験にて測定することによって整理してもよいし、コンピュータのシミュレーションによって求めても良い。

移動量算出部３８は、所定の油温での動作遅れ時間によりアーム１９（言い換えれば、アーム１９の先端に設けたブーム２０等のアタッチメント）が移動する移動量を求めるものである。具体的には、この移動量算出部３８は、まず、油温センサ３０からの油温と、制御マップ３６とから動作遅れ時間を求める。そして、移動量算出部３８は、制御部３２に逐次入力されているアーム角度からアーム１９の角速度を求め、このアーム１９の角速度と動作遅れ時間とを用いて動作遅れ時間内にアーム１９が揺動する揺動角度を移動量として求める。

動作決定部３９は、移動量を用いてアーム用停止弁２６における非供給位置への切換のタイミングを決定するものである。具体的には、図４（ａ）に示すように、動作決定部３９は、上述した移動量を揺動角度αｌｏとした場合、現時点でのアーム１９の角度αｎと、移動量（動作遅れ時間によるアーム１９の揺動角度）αｌｏと、アーム１９の目標停止位置（目標停止角度）αｌｉとからアーム用停止弁２６における非供給位置への切換のタイミングを決定している。
即ち、動作決定部３９は、式（１）に示すように、現在のアーム１９の角度αｎ（アーム角度センサ３１の現在の角度）から移動量（揺動角度αｌｏ）を差し引いた値が、目標停止角度αｌｉを超えた時点で、アーム用停止弁２６における非供給位置への切換を行う［式（１）を満たした時点で即座にアーム用停止弁２６のソレノイド２６ａを消磁する］。

αｎ−αｌｏ≦αｌｉ・・・（１）
ただし、αｎ：現在のアームの角度（deg）、αｌｏ（移動量）：動作遅れ時間によるアームの揺動角度（deg）、αｌｉ：目標停止角度（deg）
なお、上述した移動量算出部３８では、動作遅れ時間内にアーム１９が揺動する揺動角度αｌｏを移動量として求めているが、動作遅れ時間内にアーム１９が移動する移動距離を移動量として求めても良い。移動量をアーム１９の移動距離にした場合は、動作決定部３９は次のようになる。

図４（ｂ）に示すように、動作決定部３９は、現在のアーム１９の離れ距離［旋回台３側からアーム１９（アーム１９の先端に設けたアタッチメント）の先端までの離れ距離］βｎと、移動量（動作遅れ時間によるアーム１９の移動距離）と、アーム１９の目標停止距離とからアーム用停止弁２６における非供給位置への切換のタイミングを決定する。
即ち、動作決定部３９は、式（２）に示すように、現在のアーム１９の離れ距離から移動量（移動距離βｌｏ）を引いた値が、目標停止距離［旋回台３側からアーム１９（アーム１９の先端に設けたアタッチメント）の先端までの目標の離れ距離］を超えた時点で、アーム用停止弁２６における非供給位置への切換を行う［式（１）を満たした時点で即座にアーム用停止弁２６のソレノイド２６ａを消磁する］。

βｎ−βｌｏ≦βｌｉ・・・（２）
ただし、βｎ：現在のアームの距離、βｌｏ（移動量）：動作遅れ時間によるアームの移動距離、βｌｉ：目標停止距離
なお、上述した各種距離を求めるにあたっては、旋回台１２側に対するブーム１８の角度と、ブーム１８に対するアーム２２の角度の両方を用いて算出をする。そのため、アーム位置の制御にあたって距離を用いる場合は、ブーム１８の角度を計測するブーム角センサが設けられ、このブーム角センサのブーム角度及びアーム角度とを用いて移動量算出部３８により移動量（移動距離）が求められることになる。

アーム位置制御手段の動作について図５を用いて説明する。
なお、図５の説明では、説明の便宜上、移動量はアーム１９の揺動角度αｌｏとする。
図５に示すように、アーム位置制御手段３５は、アーム１９が通常範囲で揺動しているか否かをアーム角度センサ３１によるアーム角度により判定する（Ｓ１）。アーム１９が通常範囲内にて揺動しているときは、アーム用停止弁２６のソレノイド２６ａを励磁させる（Ｓ２）。
アーム１９が通常範囲から外れて、アーム１９の角度が小さくなったとき、まず、移動量算出部３８によって油温センサ３０から制御部３２に入力された油温に基づき、当該油温ときの動作遅れ時間を制御マップ３６から求める（Ｓ３）。また、移動量算出部３８によってアーム角度センサ３１からのアーム１９の角度のデータにより、現時点における所定時間当たり（例えば、０．１秒）のアーム１９の角速度を求める（Ｓ４）。

移動量算出部３８は、求めた所定時間当たりのアーム１９の角速度と、動作遅れ時間とから動作遅れ時間内にアーム１９が揺動する揺動角度αｌｏ、即ち、移動量を求める（Ｓ５）。
次に、動作決定部３９は、移動量算出部３８で求めた揺動角度αｌｏと、現在のアーム角度センサ３１からのアーム１９の角度αｎと、目標停止角度αｌｉとの関係が式（１）を満たしているか否かを判定する（Ｓ６）。そして、式（１）を満たしていなければ、処理をＳ３に戻し、Ｓ３からＳ６までの処理を繰り返し行う。そして、動作決定部３９は、式（１）を満たした時点で直ちに、アーム用停止弁２６のソレノイドを消磁する（Ｓ７）。

なお、移動量がアーム１９の移動距離βｌｏである場合には、上述した処理において、揺動角度αｌｏを移動距離βｌｏに置き換え、目標停止角度αｌｉを目標停止距離βｌｉに置き換え、現在のアームの角度αｎを現在のアームの位置βｎに置き換え、Ｓ６にて式（２）を用いればよい。
作業機のアーム１９位置制御システムによれば、アーム用停止弁２６は、アーム掻き込み用操作弁２７ａからのパイロット油をアーム用制御弁２５に供給する供給位置と、アーム掻き込み用操作弁２７ａからのパイロット油を遮断してアーム用制御弁２５に供給しない非供給位置とに切り替わる２方向切換弁としているため、２方向切換弁を非供給位置へと切り換えるだけで、従来の比例電磁弁に比べて短い動作遅れにてアーム１９の掻き動作を停止させることができる。

ここで、アーム１９、言い換えれば、アーム用停止弁２６の動作遅れは、エンジンの回転数、エンジンの負荷、バケットの重さ等の外的要因に比べて油温によるものが大きく影響があるが、本発明によれば、アーム用停止弁２６を２方向切換弁とする電磁弁にするだけでなく、アーム用停止弁２６のパイロット油の導入ポート３３側にパイロット油の油温を測定する油温センサ３０を設けて、油温センサ３０の油温におけるアーム１９（アーム用停止弁２６）の動作遅れに基づいてアーム用停止弁２６の非供給位置への切換動作を行ってアーム１９を停止させるようにしている。

そのため、油温に起因したアーム１９の動作遅れを考慮することができ、油温が様々に変化しても安定的に所定位置（目標停止距離付近、目標停止角度付近）にアーム１９を停止させることができる。しかも、本発明によれば、アーム用停止弁２６のパイロット油の導入ポート３３側の近傍における油温をアーム１９を停止させる際のパラメータとしているため、より確実にアーム１９を所定位置に停止させることができる。
さらに、アーム位置制御手段３５は、油温からアームの動作遅れ時間を求め、この動作遅れ時間分だけ早めに２方向切換弁の切換動作を先行して動作させているので、アーム１９の停止位置の精度を安定化させることができる。

アーム位置制御手段３５は、油温とアームの動作遅れ時間との関係を示す制御マップ３６と、制御マップ３６を用いて油温から動作遅れ時間を算出する動作遅れ時間算出部３７と、この動作遅れ時間とアーム１９の角速度とから移動量を算出する移動量算出部３８と、移動量を用いてアーム用停止弁２６の動作タイミングを決定する動作決定部３９とを備えていることから、油温が変化したとしても制御マップ３６により動作遅れ時間が分かり、この動作遅れ時間とアーム１９の角速度とからアーム１９の移動量を予め算出して予測することができる。そして、予測した移動量をもとにアーム用停止弁２６を停止させることができるため、確実にアーム１９を停止させることができる。

なお、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
即ち、上記の実施形態では、アーム用停止弁２６の導入ポート３３側に油温センサ３０を設けているが、これに代え、アーム用停止弁２６の吐出ポート３４側に油温センサ３０を設けてもよい。即ち、油温センサ３０を、第１パイロット油路ｃ上において出来る限りアーム用停止弁２６の吐出ポート３４に近接して設けて、アーム用停止弁２６から吐出される直後のパイロット油の温度を測定できるようにしてもよい。この場合、制御マップ３６は、油温とアーム１９動作遅れ時間との関係は、アーム用停止弁２６の吐出ポート３４側に油温センサ３０を設け、所定の温度のときにアーム１９の動作がどれだけ遅れたかを実験にて測定することによって求めたものか、コンピュータのシミュレーションによって求めたものが好ましい。

また、アーム用停止弁２６の排出ポート４０側に油温センサ３０を設けてもよい。即ち、油温センサ３０を、アーム用停止弁２６から外部へ排出する排出油路ｅ上において出来る限り排出ポート４０に近接して設けて、アーム用停止弁２６から排出される直後のパイロット油の温度を測定できるようにしてもよい。この場合、制御マップ３６は、油温とアーム１９動作遅れ時間との関係は、アーム用停止弁２６の排出ポート４０側に油温センサ３０を設け、所定の温度のときにアーム１９の動作がどれだけ遅れたかを実験にて測定することによって求めたものか、コンピュータのシミュレーションによって求めたものが好ましい。

また、上記の実施形態では、アーム１９が通常範囲から外れた時点で図５に示したアーム位置制御手段３５による動作（制御）を行うとしていたが、これに限らず、予め通常範囲というものを設けずに、アーム１９が揺動している際に常に図５に示したアーム位置制御手段３５の動作（制御）を行うようにしてもよい。

１作業機
１９アーム
２５アーム用制御弁
２６アーム用停止弁
２７操作弁
３０油温センサ
３５アーム位置制御手段
３６制御マップ
３７動作遅れ時間算出部
３８移動量算出部
３９動作決定部

Claims

旋回台に揺動自在に装着されたブームと、前記ブームに揺動自在に装着されたアームと、前記アームを駆動させるアーム用油圧シリンダへの作動油を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用制御弁へのパイロット油を停止可能なアーム用停止弁と、操作部材の操作に基づいてアーム用停止弁へのパイロット圧を調整する操作弁と、前記アームの角度を検出するアーム角度センサと、前記アーム用停止弁を動作させてアームを停止させる制御部とを備えており、
前記アーム用停止弁は、前記操作弁からのパイロット油を前記アーム用制御弁に供給する供給位置と前記操作弁からのパイロット油を遮断して前記アーム用制御弁に供給しない非供給位置とに切り替わる２方向切換弁とされ、当該２方向切換弁のパイロット油の導入ポート側、吐出ポート側、排出ポート側のいずれかに当該パイロット油の油温を測定する油温センサが設けられ、
前記制御部は、前記油温センサの油温におけるア−ムの動作遅れ時間に基づいて前記２方向切換弁の非供給位置への切換動作を行ってアームを停止させるアーム位置制御手段を備え、
前記アーム位置制御手段は、前記アーム角度センサで検出されたアーム角度から前記動作遅れ時間によるアームの角度を差し引いた値が、アームの目標停止角度以下となったときに、前記２方向切換弁を供給位置から非供給位置に切り替えることを特徴とする作業機のアーム位置制御システム。
旋回台に揺動自在に装着されたブームと、前記ブームに揺動自在に装着されたアームと、前記アームを駆動させるアーム用油圧シリンダへの作動油を制御するアーム用制御弁と、前記アーム用制御弁へのパイロット油を停止可能なアーム用停止弁と、操作部材の操作に基づいてアーム用停止弁へのパイロット圧を調整する操作弁と、前記アームの角度を検出するアーム角度センサと、前記ブームの角度を検出するブーム角度センサと、前記アーム用停止弁を動作させてアームを停止させる制御部とを備えており、
前記アーム用停止弁は、前記操作弁からのパイロット油を前記アーム用制御弁に供給する供給位置と前記操作弁からのパイロット油を遮断して前記アーム用制御弁に供給しない非供給位置とに切り替わる２方向切換弁とされ、当該２方向切換弁のパイロット油の導入
ポート側、吐出ポート側、排出ポート側のいずれかに当該パイロット油の油温を測定する油温センサが設けられ、
前記制御部は、前記油温センサの油温におけるア−ムの動作遅れ時間に基づいて前記２方向切換弁の非供給位置への切換動作を行ってアームを停止させるアーム位置制御手段を備え、
前記アーム位置制御手段は、前記アーム角度センサで検出されたアーム角度及び前記ブーム角度センサで検出されたブーム角度に基づいて前記アームの旋回台からの離れ距離を求め、前記離れ距離から前記動作遅れ時間によるアームの移動距離を差し引いた値が、前記アームの目標停止距離以下となったときに、前記２方向切換弁を供給位置から非供給位置に切り替えることを特徴とする作業機のアーム位置制御システム。
前記アーム位置制御手段は、前記油温とアームの動作遅れ時間との関係を示す制御マップと、前記制御マップと前記油温センサで検出された油温とに基づいて動作遅れ時間を算出する動作遅れ時間算出部とを備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載の作業機のアーム位置制御システム。
前記操作弁は、アーム掻き込みためのパイロット油が供給される前記アーム用制御弁の受圧部に、前記操作部材の操作に基づいたパイロット油を供給するアーム掻き込み用操作弁を備えており、
前記アーム用停止弁は、前記アーム掻き込み用操作弁と前記アーム用制御弁の受圧部との間に接続されたパイロット油路に接続されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の作業機のアーム位置制御システム。