JP6151265B2 - 作業機械および作業機械の油圧駆動制御方法 - Google Patents
作業機械および作業機械の油圧駆動制御方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP6151265B2 JP6151265B2 JP2014542628A JP2014542628A JP6151265B2 JP 6151265 B2 JP6151265 B2 JP 6151265B2 JP 2014542628 A JP2014542628 A JP 2014542628A JP 2014542628 A JP2014542628 A JP 2014542628A JP 6151265 B2 JP6151265 B2 JP 6151265B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- control
- hydraulic
- signal
- control valve
- control device
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 9
- 239000010720 hydraulic oil Substances 0.000 claims description 49
- 230000005856 abnormality Effects 0.000 claims description 47
- 230000002159 abnormal effect Effects 0.000 claims description 29
- 238000004891 communication Methods 0.000 claims description 24
- 230000007935 neutral effect Effects 0.000 claims description 12
- 230000007274 generation of a signal involved in cell-cell signaling Effects 0.000 claims description 10
- 238000001514 detection method Methods 0.000 description 11
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 8
- 230000008602 contraction Effects 0.000 description 7
- 230000003028 elevating effect Effects 0.000 description 4
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 2
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 2
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 2
- 238000012544 monitoring process Methods 0.000 description 2
- 239000003921 oil Substances 0.000 description 2
- 238000009412 basement excavation Methods 0.000 description 1
- 230000008901 benefit Effects 0.000 description 1
- 238000010276 construction Methods 0.000 description 1
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- 238000006073 displacement reaction Methods 0.000 description 1
- 230000005611 electricity Effects 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B19/00—Testing; Calibrating; Fault detection or monitoring; Simulation or modelling of fluid-pressure systems or apparatus not otherwise provided for
- F15B19/005—Fault detection or monitoring
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/2004—Control mechanisms, e.g. control levers
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2221—Control of flow rate; Load sensing arrangements
- E02F9/2239—Control of flow rate; Load sensing arrangements using two or more pumps with cross-assistance
- E02F9/2242—Control of flow rate; Load sensing arrangements using two or more pumps with cross-assistance including an electronic controller
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/226—Safety arrangements, e.g. hydraulic driven fans, preventing cavitation, leakage, overheating
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2292—Systems with two or more pumps
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/20—Drives; Control devices
- E02F9/22—Hydraulic or pneumatic drives
- E02F9/2278—Hydraulic circuits
- E02F9/2296—Systems with a variable displacement pump
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/26—Indicating devices
- E02F9/264—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool
- E02F9/265—Sensors and their calibration for indicating the position of the work tool with follow-up actions (e.g. control signals sent to actuate the work tool)
-
- E—FIXED CONSTRUCTIONS
- E02—HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
- E02F—DREDGING; SOIL-SHIFTING
- E02F9/00—Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
- E02F9/26—Indicating devices
- E02F9/267—Diagnosing or detecting failure of vehicles
- E02F9/268—Diagnosing or detecting failure of vehicles with failure correction follow-up actions
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B21/00—Common features of fluid actuator systems; Fluid-pressure actuator systems or details thereof, not covered by any other group of this subclass
- F15B21/08—Servomotor systems incorporating electrically operated control means
- F15B21/087—Control strategy, e.g. with block diagram
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/30—Directional control
- F15B2211/32—Directional control characterised by the type of actuation
- F15B2211/327—Directional control characterised by the type of actuation electrically or electronically
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/63—Electronic controllers
- F15B2211/6303—Electronic controllers using input signals
- F15B2211/6346—Electronic controllers using input signals representing a state of input means, e.g. joystick position
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/60—Circuit components or control therefor
- F15B2211/635—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements
- F15B2211/6355—Circuits providing pilot pressure to pilot pressure-controlled fluid circuit elements having valve means
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
- F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
- F15B2211/862—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being electric or electronic failure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
- F15B2211/86—Control during or prevention of abnormal conditions
- F15B2211/862—Control during or prevention of abnormal conditions the abnormal condition being electric or electronic failure
- F15B2211/8626—Electronic controller failure, e.g. software, EMV, electromagnetic interference
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
- F15B2211/87—Detection of failures
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
- F15B2211/875—Control measures for coping with failures
- F15B2211/8755—Emergency shut-down
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
- F15B—SYSTEMS ACTING BY MEANS OF FLUIDS IN GENERAL; FLUID-PRESSURE ACTUATORS, e.g. SERVOMOTORS; DETAILS OF FLUID-PRESSURE SYSTEMS, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F15B2211/00—Circuits for servomotor systems
- F15B2211/80—Other types of control related to particular problems or conditions
- F15B2211/875—Control measures for coping with failures
- F15B2211/8757—Control measures for coping with failures using redundant components or assemblies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Mining & Mineral Resources (AREA)
- Civil Engineering (AREA)
- Structural Engineering (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Fluid Mechanics (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Analytical Chemistry (AREA)
- Operation Control Of Excavators (AREA)
- Fluid-Pressure Circuits (AREA)
Description
メインコントローラは、各入出力コントローラから出力されるデータを一定時間監視し、データを出力しない入出力コントローラを故障していると判定する。
すなわち、操作部の操作位置を検出する検出手段に故障があったり、検出データにノイズが加わることなどで、入力コントローラに誤った検出データが入力される場合がある。この場合、入力コントローラは、誤った検出データに基づく入力データを出力するが、データは出力されるため、故障であると判定できない。
また、入力コントローラにおいてエラーが生じても、データが出力された場合には同じく故障であると判定できない。
このように誤った入力データに基づいて出力データを作成すると、作業機を正しく駆動できない。このため、誤った入力データを監視して異常が発生した場合に、作業機を停止できる作業機械が求められている。
第1制御装置および第2制御装置の各判定部は、それぞれ第1操作量データおよび第2操作量データを比較する。そして、各判定部は、各操作量データが一致したか否かで、正常か異常かを判定する。すなわち、第1制御装置および第2制御装置のそれぞれで、操作部における操作量の検出データに異常がないかを監視できる。
そして、第1制御装置の第1判定部で異常であると判定した場合は、第2操作信号出力装置に異常がある場合と、第2操作信号の出力線に断線などの異常がある場合と、第2制御装置に異常がある場合とを想定できる。この場合、第1制御装置の第1制御信号出力部は、第1制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力するため、第2制御装置の第2制御信号出力部からどのような信号が出力されていても、油圧制御弁を停止状態に制御できる。
同様に、第2制御装置の第2判定部で異常であると判定した場合は、第1操作信号出力装置に異常がある場合と、第1操作信号の出力線に断線などの異常がある場合と、第1制御装置に異常がある場合とを想定できる。この場合、第2制御装置の第2制御信号出力部は、第2制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力するため、第1制御装置の第1制御信号出力部からどのような信号が出力されていても、油圧制御弁を停止状態に制御できる。
すなわち、第1制御装置および第2制御装置のいずれかの判定部で異常が発生したと判定した場合には、油圧制御弁を確実に停止できるため、油圧駆動装置を安全に停止できる。
そして、第1制御装置で異常であると判定した場合は、第1制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力するため、第2制御装置の第2制御信号出力部からどのような信号が出力されていても、油圧制御弁を停止状態に制御できる。
同様に、第2制御装置で異常であると判定した場合は、第2制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力するため、第1制御装置の第1制御信号出力部からどのような信号が出力されていても、油圧制御弁を停止状態に制御できる。
従って、第1制御装置および第2制御装置のいずれかで異常が発生したと判定した場合には、油圧制御弁を確実に停止できるため、油圧駆動装置を安全に停止できる。
[油圧ショベル全体の説明]
図1には、本実施形態に係る作業機械としての油圧ショベル1が示されている。この油圧ショベル1は、鉱山などで用いられる大型のローディングショベルであり、車両本体2と作業機3とを備えている。
車両本体2は、走行体21と、走行体21上に旋回可能に設けられた旋回体22とを備えている。走行体21は、左右一対の走行装置211を備えている。各走行装置211は、履帯212を備え、後述する左走行モータ213Lおよび右走行モータ213Rで履帯212を駆動することによって油圧ショベル1を走行させる。
旋回体22は、キャブ23、カウンタウェイト24、およびエンジンルーム25を備えている。カウンタウェイト24は、作業機3との重量バランス用に設けられ、内部に重量物が充填されている。
旋回体22は、後述する油圧式の旋回モータ26により旋回される。また、旋回体22には、オペレータなどが乗り降りするための、油圧式の昇降ラダー27も設けられている。昇降ラダー27は、油圧駆動で上げ下げでき、昇降時には昇降ラダー27を下げて乗り降り可能とし、油圧ショベル1の作業中は昇降ラダー27を上げて作業している。
作業機3は、旋回体22の前部中央位置に取り付けられており、ブーム31、アーム32、バケット33、ブームシリンダ34、アームシリンダ35、バケットシリンダ36、クラムシリンダ37を備えている。ブーム31の基端部は、旋回体22に回転可能に連結されている。
また、ブーム31の先端部には、アーム32の基端部が回転可能に連結されている。アーム32の先端部には、バケット33が回転可能に連結されている。バケット33は、内部に設けられたクラムシリンダ37により開閉可能なバケットである。
図2には、油圧ショベル1の油圧回路の全体構成が示されている。
油圧ショベル1は、鉱山用の大型のローディングショベルであるため、油圧で駆動される作業機である、ブームシリンダ34、アームシリンダ35、バケットシリンダ36、クラムシリンダ37はそれぞれ2本ずつ設けられている。
また、前述した旋回モータ26と、左走行モータ213Lおよび右走行モータ213Rは油圧で駆動される。従って、本発明の油圧駆動装置は、各シリンダ34〜37および各モータ26,213L,213Rによって構成される。
油圧ショベル1は、前記油圧駆動装置を駆動するための油圧ポンプ5として、4組の油圧ポンプ5A,5B,5C,5Dを備えている。
各油圧ポンプ5A,5B,5C,5Dは、駆動軸6A,6B,6C,6Dに直列に接続された可変容量型の2つの油圧ポンプで構成されている。各駆動軸6A,6B,6C,6Dは、図示略のPTO(Power take-off)を介して伝達されるエンジンや電気モータの出力によって駆動される。なお、電気モータは、エンジンの出力で発電する発電機の電力や、油圧ショベル1の外部に設置された発電機からケーブルを介して供給される電力で駆動される。
また、油圧ポンプ5の数や、油圧ポンプ5の駆動軸を駆動するエンジンや電気モータの数は、油圧ショベル1のサイズなどに応じて設定すればよい。例えば、バケット33の容量がより大きな油圧ショベルの場合には、エンジンや電気モータを2台以上配置してもよい。また、3つ以上の油圧ポンプ5を1つの駆動軸に直列に接続してもよい。
油圧ポンプ5Aには3つの油圧制御弁50A〜50Cが接続されている。油圧制御弁50Aは、アームシリンダ35の伸縮を制御する。油圧制御弁50Bは、バケットシリンダ36を伸ばす制御(バケットダンプ制御)と、ブームシリンダ34を伸ばす制御(ブームアップ制御)とを行う。油圧制御弁50Cは、旋回モータ26の駆動を制御する。
油圧ポンプ5Bには4つの油圧制御弁50D〜50Gが接続されている。油圧制御弁50Dは、左走行モータ213Lの駆動を制御する。油圧制御弁50Eは、アームシリンダ35を伸ばす制御(アームダンプ制御)と、バケットシリンダ36を伸ばす制御(バケットダンプ制御)とを行う。油圧制御弁50Fは、クラムシリンダ37の伸縮を制御する。油圧制御弁50Gは、ブームシリンダ34の伸縮を制御する。
油圧ポンプ5Cには3つの油圧制御弁50H〜50Jが接続されている。油圧制御弁50Hは、ブームシリンダ34を縮める制御(ブームダウン制御)を行う。油圧制御弁50Iは、バケットシリンダ36の伸縮を制御する。油圧制御弁50Jは、旋回モータ26の駆動を制御する。
油圧ポンプ5Dには4つの油圧制御弁50K〜50Nが接続されている。油圧制御弁50Kは、右走行モータ213Rの駆動を制御する。油圧制御弁50Lは、アームシリンダ35の伸縮を制御する。油圧制御弁50Mは、バケットシリンダ36の伸縮を制御する。油圧制御弁50Nは、ブームシリンダ34の伸縮を制御する。
クラムシリンダ37および走行モータ213L、213R以外の油圧駆動装置は、以下に説明するように、複数の油圧ポンプ5A,5B,5C,5Dおよび油圧制御弁50で制御されている。
ブームシリンダ34を伸ばす駆動は、油圧ポンプ5A,5B,5Dおよび油圧制御弁50B,50G,50Nの3系統の油圧回路で制御している。
ブームシリンダ34を縮める駆動は、油圧ポンプ5B,5C,5Dおよび油圧制御弁50G,50H,50Nの3系統の油圧回路で制御している。
アームシリンダ35を伸ばす駆動は、油圧ポンプ5A,5B,5Dおよび油圧制御弁50A,50E,50Lの3系統の油圧回路で制御している。
アームシリンダ35を縮める駆動は、油圧ポンプ5A,5Dおよび油圧制御弁50A,50Lの2系統の油圧回路で制御している。
バケットシリンダ36を伸ばす駆動は、油圧ポンプ5A,5B,5C,5Dおよび油圧制御弁50B,50E,50I,50Mの4系統の油圧回路で制御している。
バケットシリンダ36を縮める駆動は、油圧ポンプ5C,5Dおよび油圧制御弁50I,50Mの2系統の油圧回路で制御している。
なお、クラムシリンダ37や走行モータ213L、213R等も複数系統の油圧回路で駆動してもよい。これらの複数系統の油圧回路で制御すれば、1つの油圧ポンプ5や油圧制御弁50が故障しても油圧ショベル1の運転を継続できる。
油圧制御弁50(50A〜50N)は、パイロット式方向切換弁51(51A〜51N)と、本発明の第1制御弁である比例制御弁52(52A〜52N)と、本発明の第2制御弁である方向切換弁53(53A〜53N)とで構成されている。なお、以下の説明において、パイロット式方向切換弁51A〜51N、比例制御弁52A〜52N、方向切換弁53A〜53Nに共通する特徴を説明する場合には、これらを総称してパイロット式方向切換弁51、比例制御弁52、方向切換弁53と表記する。
パイロット式方向切換弁51は、各油圧ポンプ5A,5B,5C,5Dと、油圧駆動装置との間に配置されている。パイロット式方向切換弁51は、パイロット圧で移動されるスプールを有し、スプールを2つの切換位置および中立位置の3つの位置に移動して作動油の流れを切り換える3ポジションタイプの切換弁である。また、パイロット式方向切換弁51のスプールは、所定値以上のパイロット圧が加わっていない場合には、スプリングなどによって中立位置に復帰する。そして、スプールが中立位置に復帰すると、作動油は油圧駆動装置に供給されず、油圧駆動装置は停止する。
比例制御弁52および方向切換弁53は、図示略のパイロットポンプからパイロット式方向切換弁51に供給する作動油を制御して、油圧ポンプ5A,5B,5C,5Dから油圧駆動装置に供給する作動油の流れや油量を制御する。
[比例制御弁]
比例制御弁52は電磁比例弁であり、後述するマスターコントローラ81で制御される。そして、比例制御弁52は、パイロット式方向切換弁51に加えるパイロット圧を制御する。
方向切換弁53は、電磁式の方向切換弁であり、後述するスレーブコントローラ82、83で制御される。そして、方向切換弁53は、パイロット式方向切換弁51のスプールの移動方向を制御する。
油圧制御弁50は、図示略のパイロットポンプから供給される作動油で動作する。なお、油圧ポンプ5をパイロットポンプとして利用してもよい。
パイロットポンプから供給される作動油は、比例制御弁52に供給される。そして、マスターコントローラ81は、比例制御弁52を制御して作動油の流量を調整する。比例制御弁52で流量が調整された作動油は、方向切換弁53に供給される。従って、マスターコントローラ81が比例制御弁52の流量を絞れば、方向切換弁53に供給される作動油の流量を抑制できる。
スレーブコントローラ82、83は、方向切換弁53を制御して作動油の供給先を切り換える。すなわち、比例制御弁52から供給される作動油を、方向切換弁53によってパイロット式方向切換弁51の左側の操作部511(図3参照)に供給すると、パイロット式方向切換弁51の右側の操作部512から作動油が排出され、パイロット式方向切換弁51のスプールが右側に移動する。
一方、比例制御弁52から供給される作動油を、方向切換弁53によってパイロット式方向切換弁51の右側の操作部512に供給すると、パイロット式方向切換弁51の左側の操作部511から作動油が排出され、パイロット式方向切換弁51のスプールが左側に移動する。
以上のとおり、油圧制御弁50は、パイロットポンプから比例制御弁52および方向切換弁53を介してパイロット式方向切換弁51に作動油を供給し、パイロット式方向切換弁51のスプールの移動を制御することで、油圧ポンプ5A,5B,5C,5Dから油圧駆動装置に供給する作動油の流れや油量を制御する。
各シリンダ34〜37は一般的な油圧シリンダで構成される。すなわち、シリンダ34〜37は、シリンダチューブと、ピストンロッドとを備える。シリンダチューブ内部は、ピストンロッドのピストン部分によって、キャップ側およびロッド側の2室に区画されている。
シリンダ34〜37を伸長する場合は、前記2室のうち、シリンダの基端側であるキャップ側に作動油を供給し、ピストンロッドが設けられたロッド側より作動油を排出する。
シリンダ34〜37を収縮する場合は、前記2室のうち、ロッド側に作動油を供給し、キャップ側より作動油を排出する。
次に、油圧駆動装置の操作を制御する操作制御システムについて、図3、4を参照して説明する。なお、図3では、前記油圧ポンプ5Aから供給される作動油を制御する油圧制御弁50A〜50Cの制御を例示している。
図3に示すように、操作制御システムは、操作具60の操作量を検出して操作信号を出力する第1操作信号出力装置71および第2操作信号出力装置72と、ポンプコントローラ80と、マスターコントローラ81と、スレーブコントローラ82,83と、エレクトリックコントローラ84と、モニタ85とを備える。ポンプコントローラ80、マスターコントローラ81、スレーブコントローラ82,83、エレクトリックコントローラ84、モニタ85は、CAN(Controller Area Network)90で互いに通信可能に接続されている。なお、前述したように、マスターコントローラ81およびスレーブコントローラ82,83は、比例制御弁52および方向切換弁53を制御するバルブコントローラである。
本実施形態の操作具60は、図4に示すように、右レバー61、左レバー62、右走行装置の駆動を指令する右ペダル63、左走行装置の駆動を指令する左ペダル64、クラムオープンペダル65、クラムクローズペダル66、旋回ブレーキペダル67を備える。右レバー61、左レバー62、右ペダル63、左ペダル64は、ブームシリンダ34、アームシリンダ35、バケットシリンダ36、旋回モータ26、右走行モータ213Rおよび左走行モータ213Lの駆動を操作する。クラムオープンペダル65およびクラムクローズペダル66は、クラムシリンダ37の駆動を操作する。旋回ブレーキペダル67は、旋回モータ26のブレーキ操作を行う。なお、油圧制御弁50の数は任意に設定できる。また、旋回ブレーキペダル67を設けずに旋回レバー(本実施形態では左レバー62)のみで旋回モータ26の駆動および制動を行えばよい。すなわち、旋回レバーと旋回ブレーキペダルを1つのレバーで共通化してもよい。
本実施形態の油圧ショベル1における右レバー61、左レバー62の操作パターンは以下のとおりである。右レバー61の前後操作はブーム下げ・上げの操作であり、右レバー61の左右操作はバケット掘削・ダンプの操作である。左レバー62の前後操作はアームダンプ・掘削の操作であり、左レバー62の左右操作は左旋回・右旋回の操作である。
第1操作信号出力装置71および第2操作信号出力装置72は、操作具60の操作量を検出するセンサであり、図4に示すように、操作具60毎に設けられている。
右レバー61には、第1操作信号出力装置71LRA、71FRA、第2操作信号出力装置72LRA、72FRAが設けられ、右レバー61の前後操作と左右操作に対応した信号を出力する。
第1操作信号出力装置71LRA、第2操作信号出力装置72LRAは、右レバー61の左右の操作を検出し、左右の操作に対応した操作信号を出力する。
第1操作信号出力装置71FRA、第2操作信号出力装置72FRAは、右レバー61の前後の操作を検出し、前後の操作に対応した操作信号を出力する。
左レバー62には、第1操作信号出力装置71LRB、71FRB、第2操作信号出力装置72LRB、72FRBが設けられ、左レバー62の前後操作と左右操作に対応した信号を出力する。
第1操作信号出力装置71LRB、第2操作信号出力装置72LRBは、左レバー62の左右の操作を検出し、左右の操作に対応した操作信号を出力する。
第1操作信号出力装置71FRB、第2操作信号出力装置72FRBは、左レバー62の前後の操作を検出し、前後の操作に対応した操作信号を出力する。
右ペダル63には第1操作信号出力装置71C、第2操作信号出力装置72Cが設けられ、左ペダル64には、第1操作信号出力装置71D、第2操作信号出力装置72Dが設けられる。第1操作信号出力装置71C、第2操作信号出力装置72Cは、右ペダル63の操作を検出し、ペダル操作に対応した操作信号を出力する。第1操作信号出力装置71D、第2操作信号出力装置72Dは、左ペダル64の操作を検出し、ペダル操作に対応した操作信号を出力する。
クラムオープンペダル65には、第1操作信号出力装置71E、第2操作信号出力装置72Eが設けられ、クラムクローズペダル66には、第1操作信号出力装置71F、第2操作信号出力装置72Fが設けられ、旋回ブレーキペダル67には第1操作信号出力装置71G、第2操作信号出力装置72Gが設けられる。第1操作信号出力装置71E、第2操作信号出力装置72Eは、クラムオープンペダル65の操作を検出し、ペダル操作に対応した操作信号を出力する。第1操作信号出力装置71F、第2操作信号出力装置72Fは、クラムクローズペダル66の操作を検出し、ペダル操作に対応した操作信号を出力する。第1操作信号出力装置71G、第2操作信号出力装置72Gは、旋回ブレーキペダル67の操作を検出し、ペダル操作に対応した操作信号を出力する。
第1操作信号出力装置71および第2操作信号出力装置72は、操作具60の操作量(レバーの倒し角度や、ペダルの踏み込み角度)を検出するセンサを備え、このセンサの検出データに基づく操作信号を出力する。操作具60が電気式のレバーやペダルであれば、ポテンショメータ等を前記センサとして利用できる。また、操作具60がパイロット方式のレバー等であれば、操作具60の操作で変化するパイロット圧を検出して電気信号に変換する圧力センサ等を前記センサとして利用できる。
また、第1操作信号出力装置71および第2操作信号出力装置72から出力される操作信号としては、電圧値が操作量に比例する電気信号でもよいし、操作量を示すデジタルデータでもよい。操作信号出力装置がデジタルデータを出力する場合には、そのデータを、CAN90を介してマスターコントローラ81やスレーブコントローラ82に入力してもよい。
本実施形態では、第1操作信号出力装置71および第2操作信号出力装置72から出力される操作信号は、図5に示すように、操作具60の操作量に比例する電圧値の電気信号であり、かつ、互いに反転した電圧値が出力されるように設定されている。
すなわち、第1操作信号出力装置71から出力される第1操作信号V1は、操作具60の操作量が100%の場合に4V、操作量が−100%の場合に1V、中立位置(操作量0%)の場合に2.5Vとなるように設定されている。
一方、第2操作信号出力装置72から出力される第2操作信号V2は、操作具60の操作量が100%の場合に1V、操作量が−100%の場合に4V、中立位置(操作量0%)の場合に2.5Vとなり、前記第1操作信号V1とは逆特性となるように設定されている。
なお、操作具60から2系統のCAN90を経由して、マスターコントローラ81やスレーブコントローラ82に操作信号を入力してもよい。
第1操作信号出力装置71(71LRA、71FRA、71LRB、71FRB、71C〜71G)から出力される第1操作信号V1は、第1制御装置であるマスターコントローラ81に入力される。
第2操作信号出力装置72(72LRA、72FRA、72LRB、72FRB、72C〜72G)から出力される第2操作信号V2は、途中で分岐され、マスターコントローラ81および第2制御装置であるスレーブコントローラ82に入力される。
なお、第1操作信号V1は、分岐せずにマスターコントローラ81に入力されるため、第2操作信号V2のように分岐した場合に比べてワイヤーハーネスの引きまわしを少なくでき、断線や短絡などの故障のリスクを低減できる。このため、マスターコントローラ81は、第1操作信号V1および第2操作信号V2の両方を同時に入力できない可能性を低減できる。従って、第1操作信号V1のみを入力した場合に、入力した第1操作信号V1のみで操作量を判定できるようにマスターコントローラ81を構成しておけば、操作具60の操作量を検出できない故障率を低減できる。
[ポンプコントローラおよびエレクトリックコントローラ]
ポンプコントローラ80は、油圧システム全体を制御するものである。このため、ポンプコントローラ80は、油圧ポンプ5(5A〜5D)を制御する。
エレクトリックコントローラ84は、油圧ポンプ5を駆動する電気モータに関する制御を行い、具体的には故障等を検知し、オペレータに通知する制御や、その他の電装品の制御を行う。
なお、油圧ポンプ5がエンジン駆動の場合、エンジンはエンジンコントローラが制御し、電装品の制御はエレクトリックコントローラ84が行う。
油圧制御弁50を制御するバルブコントローラとして、本実施形態では、マスターコントローラ81、第1のスレーブコントローラ82、第2のスレーブコントローラ83を備えている。そして、本実施形態では、マスターコントローラ81が本発明の第1制御装置であり、第1のスレーブコントローラ82が第2制御装置である。
マスターコントローラ81は、操作具60の操作量を検出して作業機や旋回モータ26、走行モータ213L、213Rを制御する制御信号を生成するとともに、その制御信号に基づいて油圧制御弁50の比例制御弁52を制御する。さらに、操作具60等の操作入力系の異常や、スレーブコントローラ82の異常を判定する。
このマスターコントローラ81は、CPU(Central Processing Unit)を有するコントローラであり、図6に示すように、第1入力部811、第1判定部812、制御信号生成部813、第1制御信号出力部814、第1通信部815を備える。
第1入力部811は、第1操作信号出力装置71および第2操作信号出力装置72から出力される操作信号が入力され、その入力信号に応じたデジタルデータを出力するインターフェースである。本実施形態では、入力された操作信号の電圧値を第1判定部812に出力する。
第1判定部812は、第1入力部811から入力される第1操作信号および第2操作信号に基づく操作信号のチェックと、第1通信部815を介してスレーブコントローラ82から出力される第2操作量データとの比較によるチェックとを行う。
第1判定部812は、第1操作信号の電圧値と、第2操作信号の電圧値とを加算して一定値となるかを検出して、入力された2つの操作信号に異常があるかをチェックする。前述のとおり、第1操作信号と第2操作信号とは逆特性であり、2つの信号の電圧値を加算すると常に一定値(5V)になるはずである。従って、これらの2つの操作信号の電圧値に基づいて、各操作信号の異常をチェックできる。第1判定部812における第2操作量データとの比較チェックは後述する。
制御信号生成部813は、第1入力部811から入力された第1操作信号の電圧値V1を基に図5の関係から、操作具60の操作量(第1操作量データ)を求める。
また、制御信号生成部813は、前記第1操作量データに応じて各油圧制御弁50の制御量を算出し、この制御量に基づいて制御信号を生成する。具体的には、制御信号生成部813は、比例制御弁52を制御する作動信号である第1制御信号と、方向切換弁53を制御する作動信号である第2制御信号とを生成する。
第1制御信号出力部814は、制御信号生成部813で生成された第1制御信号を、駆動対象となる油圧制御弁50の比例制御弁52に出力する。例えば、旋回モータ26を駆動する制御信号が生成された場合、旋回モータ26を駆動する油圧制御弁50C、50Jの比例制御弁52C,52Jに第1制御信号を出力する。
第1通信部815は、前記制御信号生成部813で生成された第1操作量データおよび第2制御信号を、CAN90を介してスレーブコントローラ82に出力する。また、第1通信部815は、前記第2制御信号を、CAN90を介してスレーブコントローラ83に出力する。
さらに、第1通信部815は、スレーブコントローラ82から出力される後述する第2操作量データを入力し、前記第1判定部812に出力する。
第1判定部812は、入力した第2操作量データと、前記第1操作量データとを比較して一致するか否かで異常を判定する。例えば、スレーブコントローラ82に異常が発生すると、スレーブコントローラ82から出力される第2操作量データが正しく更新されない。このため、操作具60を操作して第1操作量データが変更されると、更新されない第2操作量データと不一致となるため、第1判定部812はスレーブコントローラ82に異常が発生したことを検出できる。
スレーブコントローラ82は、マスターコントローラ81で生成された第2制御信号に基づいて油圧制御弁50の方向切換弁53を制御する。なお、本実施形態では、2台のスレーブコントローラ82、83が設けられており、第1のスレーブコントローラ82は、油圧制御弁50A〜50Gの方向切換弁53A〜53Gを制御する。また、マスターコントローラ81の異常なども判定する。
第2入力部821は、第2操作信号出力装置72から出力される第2操作信号が入力され、その入力信号に応じたデジタルデータを出力するインターフェースである。本実施形態では、入力された第2操作信号の電圧値を第2判定部822に出力する。
第2判定部822は、第2入力部821から入力された第2操作信号の電圧値V2を基に図5の関係から、第2操作量データを求め、この第2操作量データと前記マスターコントローラ81からCAN90および第2通信部824を介して入力される第1操作量データとを比較する。そして、第2判定部822は、第1操作量データおよび第2操作量データが一致すれば正常であると判定し、不一致であればマスターコントローラ81等の異常であると判定する。
第2制御信号出力部823は、マスターコントローラ81からCAN90および第2通信部824を介して入力した第2制御信号を、制御対象の油圧制御弁50の方向切換弁53に出力する。例えば、制御信号生成部813で旋回モータ26を駆動する制御信号が生成された場合、旋回モータ26を駆動する油圧制御弁50C、50Jのうち、油圧制御弁50Cの方向切換弁53Cに対して第2制御信号を出力する。なお、油圧制御弁50Jはスレーブコントローラ83が制御する。
第2通信部824は、前記第2操作量データを、CAN90を介してマスターコントローラ81に出力する。また、マスターコントローラ81から出力される第1操作量データおよび第2制御信号を入力する。
第2のスレーブコントローラ83は、マスターコントローラ81で生成された第2制御信号に基づいて油圧制御弁50の方向切換弁53を制御する。第2のスレーブコントローラ83は、油圧制御弁50H〜50Nの方向切換弁53H〜53Nを制御する。
第2制御信号出力部831は、マスターコントローラ81からCAN90および第3通信部832を介して入力した第2制御信号を、制御対象の油圧制御弁50の方向切換弁53に出力する。例えば、制御信号生成部813で旋回モータ26を駆動する制御信号が生成された場合、旋回モータ26を駆動する油圧制御弁50C、50Jのうち、油圧制御弁50Jの方向切換弁53Jに対して第2制御信号を出力する。
[第3通信部]
第3通信部832は、マスターコントローラ81から出力される第2制御信号を入力する。
次に、図7のフローチャートを参照して、オペレータが操作具60を操作したときの制御処理を説明する。
操作具60の状態に応じた第1操作信号および第2操作信号が第1操作信号出力装置71、第2操作信号出力装置72から出力すると、マスターコントローラ81およびスレーブコントローラ82は図7のフローチャートに示す操作制御処理を実行する。
第1制御装置であるマスターコントローラ81は、第1操作信号を入力する(ステップS1)。第2制御装置であるスレーブコントローラ82は、第2操作信号を入力する(ステップS11)。
同様に、スレーブコントローラ82は、第2操作信号の入力後、第2操作信号に基づく第2操作量データを、CAN90を介して第1制御装置であるマスターコントローラ81に出力する(ステップS12)。
同様に、スレーブコントローラ82は、マスターコントローラ81から出力された第1操作量データを入力し(ステップS13)、第2判定部822で第1操作量データおよび第2操作量データを比較し(ステップS14)、異常であるかを判定する(ステップS15)。
マスターコントローラ81は、ステップS5の判定結果として正常(No)と判定した場合は、入力された2つの操作信号から制御信号(第1制御信号および第2制御信号)を生成する。すなわち、マスターコントローラ81には、第1操作信号出力装置71から第1操作信号が入力され、第2操作信号出力装置72から第2操作信号が入力される。このため、マスターコントローラ81は、これらの2つの操作信号から比例制御弁52を作動する第1制御信号と、方向切換弁53を作動する第2制御信号を生成する。
そして、マスターコントローラ81は、第1制御信号出力部814から第1制御信号を出力し(ステップS6)、油圧制御弁50の比例制御弁52を制御する(ステップS7)。また、マスターコントローラ81は、CAN90を介して第2制御信号をスレーブコントローラ82、83に出力する。なお、スレーブコントローラ82が方向切換弁53を作動する第2制御信号を生成し、スレーブコントローラ83にCAN90を介して出力してもよい。
パイロット式方向切換弁51は、比例制御弁52および方向切換弁53の両方が正常に制御されることで作動する。そして、駆動対象の油圧駆動装置に作動油が供給され、油圧ショベル1は操作具60の操作に応じて作動する。
マスターコントローラ81およびスレーブコントローラ82は、第1制御信号、第2制御信号の出力後は、図7に示す操作制御処理を終了する。
従って、操作具60からの信号が入力され続けることで、図7の操作制御処理も実行され続ける。
次に、マスターコントローラ81の第1判定部812および第1のスレーブコントローラ82の第2判定部822で異常を判定した場合(ステップS5,S15でYesの場合)の制御について説明する。
[マスターコントローラ81が異常判定をした場合]
前述したように、
(1)第1入力部811に入力される第1操作信号および第2操作信号のチェックにより異常があると判定した場合と、
(2)第1判定部812で検出した第1操作量データと、スレーブコントローラ82から入力した第2操作量データとが一致しなかった場合は、マスターコントローラ81の第1判定部812は異常(ステップS5でYes)と判定する。
(3)マスターコントローラ81に入力される信号線や、マスターコントローラ81から比例制御弁52に出力される信号線に短絡や断線がある場合も、第1判定部812は異常(ステップS5でYes)と判定する。
マスターコントローラ81は、上記いずれの場合も異常が発生した(ステップS5でYes)と判定し、第1制御信号出力部814によって比例制御弁52を停止状態に制御する第1制御信号(停止信号)を出力する(ステップS8)。すると、比例制御弁52が停止状態に制御される(ステップS9)。この際、各比例制御弁52は、作動油の流量を抑制するため、方向切換弁53の動作状態にかかわらず、パイロット式方向切換弁51に加わるパイロット圧が低下する。このため、パイロット式方向切換弁51のスプールは中立位置に移動し、パイロット式方向切換弁51を介して作動油が供給されない。このため、ブームシリンダ34、アームシリンダ35、バケットシリンダ36、クラムシリンダ37、旋回モータ26、走行モータ213L、213Rによって作動される作業機3や走行体21の動作が中断する。
スレーブコントローラ82の第2判定部822が異常と判定するのは、前述したように、第2判定部822で検出した第2操作量データと、マスターコントローラ81から入力した第1操作量データとが一致しなかった場合である。同様にスレーブコントローラ82に入力される信号線や、スレーブコントローラ82,83から方向切換弁53に出力される信号線に短絡や断線がある場合も、第2判定部822は異常と判定する。
スレーブコントローラ82は、異常が発生した(ステップS15でYes)と判定すると、第2制御信号出力部823によって方向切換弁53を停止状態に制御する第2制御信号(停止信号)を出力する(ステップS18)。さらに、スレーブコントローラ82は、CAN90および第2通信部824を介して、スレーブコントローラ83に対して方向切換弁53を停止状態に制御するように指示する。このため、スレーブコントローラ83は、第2制御信号出力部831によって方向切換弁53を停止状態に制御する第2制御信号(停止信号)を出力する(ステップS18)。
すると、方向切換弁53が停止状態に制御される(ステップS19)。この際、各方向切換弁53は、スプールが中立位置に移動して作動油がパイロット式方向切換弁51に流れないように制御されるので、比例制御弁52の動作状態にかかわらず、パイロット式方向切換弁51に加わるパイロット圧が低下する。このため、パイロット式方向切換弁51のスプールは中立位置に移動し、パイロット式方向切換弁51を介して作動油が供給されないため、ブームシリンダ34、アームシリンダ35、バケットシリンダ36、クラムシリンダ37、旋回モータ26、走行モータ213L、213Rによって作動される作業機3や走行体21の動作が中断する。ただし、他の制御弁からの作動油供給がある場合には、作業機3や走行体21の動作を継続できる。
例えば、前記実施形態では、2つのスレーブコントローラ82、83を設けていたが、1つのスレーブコントローラのみを設けてもよいし、3台以上のスレーブコントローラを設けてもよい。スレーブコントローラの台数は、油圧制御弁50の数などに応じて設定すればよく、少なくとも第2制御装置となる1台のスレーブコントローラを設ければよい。
また、マスターコントローラ81への入出力の信号数が多くなった場合は、複数のマスターコントローラ81を設けることもできる。
また、入力に必要となる端子数が多くなり、マスターコントローラが備える入力端子数より多くなった時はマスターコントローラを複数とすることを可能とする。この時、操作具からの入力は複数のマスターコントローラに入力され、それぞれのマスターコントローラが制御対象とする比例制御弁を制御する。
作業機3Aは、バックホーショベル用のブーム31A、アーム32A、バケット33Aと、これらを駆動するブームシリンダ34A、アームシリンダ35A、バケットシリンダ36Aを備える。バックホーショベル1Aでは、バケット33Aは開閉しないため、クラムシリンダは設けられていない。
さらに、本発明は油圧ショベルに限らず、油圧ポンプで駆動される油圧駆動装置を有する各種の作業機械に適用できる。
Claims (7)
- 油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される作動油により駆動される油圧駆動装置と、
前記油圧ポンプから前記油圧駆動装置への作動油の供給を制御する油圧制御弁と、
互いに通信可能に接続されて前記油圧制御弁を制御する第1制御装置および第2制御装置と、
前記油圧駆動装置の操作を指示する操作具と、
前記操作具の操作量を検出し、検出した操作量に応じた第1操作信号を少なくとも前記第1制御装置に出力する第1操作信号出力装置と、
前記操作具の操作量を検出し、検出した操作量に応じた第2操作信号を少なくとも前記第2制御装置に出力する第2操作信号出力装置と、を備え、
前記第1制御装置は、
前記第1操作信号に基づく第1操作量データを前記第2制御装置に出力し、前記第2制御装置から出力される前記第2操作信号に基づく第2操作量データを入力する第1通信部と、
前記第1操作量データおよび前記第2操作量データを比較して正常であるか異常であるかを判定する第1判定部と、
前記第1判定部で正常と判定された場合には、第1制御信号として、入力された操作信号に応じて前記油圧制御弁を制御する作動信号を出力し、
前記第1判定部で異常と判定された場合には、第1制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力する第1制御信号出力部とを備え、
前記第2制御装置は、
前記第2操作信号に基づく第2操作量データを前記第1制御装置に出力し、前記第1制御装置から出力される前記第1操作量データを入力する第2通信部と、
前記第1操作量データおよび前記第2操作量データを比較して正常であるか異常であるかを判定する第2判定部と、
前記第2判定部で正常と判定された場合には、第2制御信号として、入力された操作信号に応じて前記油圧制御弁を制御する作動信号を出力し、
前記第2判定部で異常と判定された場合には、第2制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力する第2制御信号出力部とを備え、
前記油圧制御弁は、
前記第1制御信号および前記第2制御信号がいずれも作動信号であった場合は作動状態に制御され、
前記第1制御信号および前記第2制御信号のいずれか一方が停止信号であった場合は、作動油の供給を停止する停止状態に制御される
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1に記載の作業機械において、
前記油圧制御弁は、
前記油圧ポンプおよび油圧駆動装置間に配置されたパイロット式方向切換弁と、
前記第1制御信号で制御される第1制御弁と、
前記第2制御信号で制御される第2制御弁と、を備え、
前記パイロット式方向切換弁は、パイロット圧によってスプールを移動して作動油の供給方向および油量を調整可能とされ、かつ、パイロット圧が所定値以下になるとスプールが中立位置に復帰して作動油の供給を停止し、
前記第1制御弁および前記第2制御弁は、前記パイロット式方向切換弁に対するパイロット圧の供給を制御する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項2に記載の作業機械において、
前記第1制御弁は、前記パイロット圧を制御して前記パイロット式方向切換弁における作動油の油量を調整する比例弁であり、
前記第2制御弁は、前記スプールの移動方向を制御して前記パイロット式方向切換弁における作動油の供給方向を制御する方向切換弁である
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1から請求項3のいずれかに記載の作業機械において、
前記第1制御装置には、前記第1操作信号および前記第2操作信号が入力され、
前記第2制御装置には、前記第2操作信号のみが入力され、
前記第1判定部は、前記第1操作信号および前記第2操作信号に基づいて前記操作信号に異常があるかを判定し、
前記第1制御信号出力部は、前記第1判定部で前記操作信号に異常があると判定された場合には、第1制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1から請求項4のいずれかに記載の作業機械において、
前記第1制御装置は、前記第1操作量データに基づいて前記油圧制御弁の制御量を算出し、この制御量に基づいて前記第1制御信号および前記第2制御信号を生成する制御信号生成部を備え、
前記第1制御装置の第1通信部は、前記第2制御信号を前記第2制御装置に出力し、
前記第2制御装置の第2制御信号出力部は、前記第1制御装置から入力した前記第2制御信号を出力する
ことを特徴とする作業機械。 - 請求項1から請求項5のいずれかに記載の作業機械において、
前記第1制御装置を構成するマスターコントローラと、
前記第2制御装置を構成する第1のスレーブコントローラと、
前記第1制御装置および前記第2制御装置と通信可能に接続されて前記第2制御信号を入力可能な第2のスレーブコントローラとを備え、
前記油圧制御弁は複数設けられ、
前記マスターコントローラは、前記第1制御信号を前記複数の油圧制御弁に出力し、
前記第1のスレーブコントローラは、
前記複数の油圧制御弁のうち、第1のスレーブコントローラの制御対象として設定された油圧制御弁に前記第2制御信号を出力し、
前記第2のスレーブコントローラは、第2のスレーブコントローラの制御対象として設定された油圧制御弁に入力した前記第2制御信号を出力する
ことを特徴とする作業機械。 - 油圧ポンプと、
前記油圧ポンプから供給される作動油により駆動される油圧駆動装置と、
前記油圧ポンプから前記油圧駆動装置への作動油の供給を制御する油圧制御弁と、
互いに通信可能に接続されて前記油圧制御弁を制御する第1制御装置および第2制御装置と、
前記油圧駆動装置の操作を指示する操作具と、
前記操作具の操作量を検出し、検出した操作量に応じた第1操作信号を少なくとも前記第1制御装置に出力する第1操作信号出力装置と、
前記操作具の操作量を検出し、検出した操作量に応じた第2操作信号を少なくとも前記第2制御装置に出力する第2操作信号出力装置と、を備えた作業機械の油圧駆動制御方法であって、
前記第1制御装置は、
前記第1操作信号に基づく第1操作量データを前記第2制御装置に出力し、前記第2制御装置から出力される前記第2操作信号に基づく第2操作量データを入力し、
前記第1操作量データおよび前記第2操作量データを比較して正常であるか異常であるかを判定し、
正常と判定された場合には、第1制御信号として、入力された操作信号に応じて前記油圧制御弁を制御する作動信号を出力し、
異常と判定された場合には、第1制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力し、
前記第2制御装置は、
前記第2操作信号に基づく第2操作量データを前記第1制御装置に出力し、前記第1制御装置から出力される前記第1操作量データを入力し、
前記第1操作量データおよび前記第2操作量データを比較して正常であるか異常であるかを判定し、
正常と判定された場合には、第2制御信号として、入力された操作信号に応じて前記油圧制御弁を制御する作動信号を出力し、
異常と判定された場合には、第2制御信号として、前記油圧制御弁を停止状態に制御する停止信号を出力し、
前記第1制御信号および前記第2制御信号がいずれも作動信号であった場合は、前記油圧制御弁を作動状態に制御し、
前記第1制御信号および前記第2制御信号のいずれか一方が停止信号であった場合は、前記油圧制御弁を作動油の供給を停止する停止状態に制御する
ことを特徴とする作業機械の油圧駆動制御方法。
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
PCT/JP2014/050711 WO2015107662A1 (ja) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | 作業機械および作業機械の油圧駆動制御方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2015107662A1 JPWO2015107662A1 (ja) | 2017-03-23 |
JP6151265B2 true JP6151265B2 (ja) | 2017-06-21 |
Family
ID=53542581
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2014542628A Active JP6151265B2 (ja) | 2014-01-16 | 2014-01-16 | 作業機械および作業機械の油圧駆動制御方法 |
Country Status (3)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP6151265B2 (ja) |
DE (1) | DE112014000070B4 (ja) |
WO (1) | WO2015107662A1 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP6496631B2 (ja) * | 2015-07-29 | 2019-04-03 | 日立建機株式会社 | 油圧作業機械の電気式操作装置 |
CN110792117A (zh) * | 2019-11-04 | 2020-02-14 | 广西柳工机械股份有限公司 | 装载机执行机构操纵装置 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH10280488A (ja) * | 1997-04-07 | 1998-10-20 | Hitachi Constr Mach Co Ltd | 分散型コントローラを備える建設機械 |
JP4209257B2 (ja) * | 2003-05-29 | 2009-01-14 | 三菱重工業株式会社 | 分散型コントローラとその動作方法、及び、分散型コントローラを備えるフォークリフト |
CN101506745B (zh) * | 2006-09-05 | 2013-12-25 | 罗伯特-博世有限公司 | 监测静液压传动装置的传动系统和方法 |
JP5512569B2 (ja) * | 2011-02-23 | 2014-06-04 | 日立建機株式会社 | 建設機械制御システム |
-
2014
- 2014-01-16 DE DE112014000070.1T patent/DE112014000070B4/de active Active
- 2014-01-16 WO PCT/JP2014/050711 patent/WO2015107662A1/ja active Application Filing
- 2014-01-16 JP JP2014542628A patent/JP6151265B2/ja active Active
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
DE112014000070B4 (de) | 2020-09-24 |
JPWO2015107662A1 (ja) | 2017-03-23 |
WO2015107662A1 (ja) | 2015-07-23 |
DE112014000070T5 (de) | 2015-09-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN107532409B (zh) | 工程机械的控制装置 | |
KR102091504B1 (ko) | 건설 기계 | |
CN110050130B (zh) | 工程机械 | |
EP2354331B1 (en) | Hydraulic drive device for hydraulic excavator | |
EP3203087B1 (en) | Work vehicle hydraulic drive system | |
JP6484021B2 (ja) | 作業機械 | |
US10253479B2 (en) | Hydraulic system for work machine | |
JP5756890B2 (ja) | 作業車両、及び作業車両の制御方法 | |
US9903393B2 (en) | Construction machine | |
US10829908B2 (en) | Construction machine | |
KR102514523B1 (ko) | 건설기계의 유압 제어 장치 및 유압 제어 방법 | |
CN107882789B (zh) | 具有负流量控制的电液系统 | |
JP6244305B2 (ja) | 作業機械の非常停止システム、作業機械および作業機械の非常停止方法 | |
JP6151265B2 (ja) | 作業機械および作業機械の油圧駆動制御方法 | |
CN113767201B (zh) | 作业机械 | |
EP3885586B1 (en) | Drive device for hydraulic cylinder in work machine | |
JP2018135704A (ja) | 油圧ショベル | |
KR102487257B1 (ko) | 건설 기계 | |
US20160003267A1 (en) | Electronic Control of Actuator Force and Torque with an Independent Metering Valve | |
US9644649B2 (en) | Void protection system | |
CN112144591A (zh) | 挖掘机 | |
KR101737899B1 (ko) | 유압식 건설기계의 우선 기능 시 충격 감소 장치 및 그 방법 | |
KR20160069585A (ko) | 작업기계 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20161201 |
|
A871 | Explanation of circumstances concerning accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871 Effective date: 20170307 |
|
A975 | Report on accelerated examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005 Effective date: 20170417 |
|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20170425 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20170524 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 6151265 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
R250 | Receipt of annual fees |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250 |