JP6492806B2 - 建設機械のシリンダ制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、アタッチメントとアタッチメントを駆動する油圧シリンダとを有する建設機械に設けられ、油圧シリンダの駆動を制御するシリンダ制御装置に関するものである。
従来から、油圧シリンダのピストンがストロークエンドに近づくときに当該ピストンを減速させるクッション制御を実行する電子クッション制御装置が知られている（例えば、特許文献１）。
電子クッション制御装置は、油圧シリンダに作動油を供給するための油圧ポンプと、油圧シリンダに対する作動油の給排を制御する油圧パイロット式の制御弁と、制御弁に対してパイロット圧を供給する操作手段と、操作手段から制御弁へ供給されるパイロット圧を調整するための電磁弁と、油圧シリンダのピストンの位置を検出するピストン検出器と、ピストン検出器により油圧シリンダのピストンが予め設定されたクッション領域内に位置していることが検出された場合にクッション制御を実行するコントローラとを備えている。
制御弁は、油圧ポンプから油圧シリンダに作動油を供給する供給通路を閉じるとともに油圧ポンプとタンクとを接続するブリード通路を開く中立位置と、供給通路を開くとともにブリード通路を閉じる作動位置との間で切換可能である。制御弁は、通常中立位置に付勢され、操作手段からパイロット圧が供給されることにより中立位置から作動位置に切り換えられる。
また、制御弁は、当該制御弁が中立位置から作動位置へ移動するに従い供給通路の開口面積が大きくなるとともにブリード通路の開口面積が小さくなる開口特性を有する。
コントローラは、ピストンがストロークエンドに近づくときに制御弁に供給されるパイロット圧を低下させるための電気指令を電磁弁に出力する。これにより、ピストンがストロークエンドに近づくときに当該ピストンが減速し、ピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃を緩和することができる。
一方、クッション制御が実行されると、ピストンがストロークエンドに近づくときに制御弁が中立位置側に移動して当該制御弁のブリード通路の開口面積は大きくなる。
その結果、例えば荷吊り作業を行っている場合に、ピストンがストロークエンドに近づいたときに油圧シリンダの保持圧（吊り能力）を十分に確保することができないという問題がある。
そこで、コントローラは、アタッチメントの作業が荷吊り作業であると判定された場合に、クッション制御を停止することにより、油圧シリンダの保持圧を確保している。
特許第５４１７９７３号公報
しかしながら、クッション制御を停止した状況においては、ピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃を緩和することができない。
したがって、例えば、荷吊り作業において油圧シリンダがストロークエンドに到達した際に吊り荷が大きく揺れてしまうおそれがある。
本発明の目的は、ピストンがストロークエンドに近づいたときの油圧シリンダの保持圧の確保とピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃の緩和との両立を図ることができるシリンダ制御装置を提供することにある。
上記課題を解決するために、本発明は、アタッチメントと前記アタッチメントを駆動する油圧シリンダとを有する建設機械に設けられ、前記油圧シリンダの駆動を制御するシリンダ制御装置であって、前記油圧シリンダに作動油を供給するための油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに作動油を供給するための供給通路を閉じるとともに前記油圧ポンプとタンクとを接続するブリード通路を開く中立位置と、前記供給通路を開くとともに前記ブリード通路を閉じる作動位置との間で切換可能な制御弁と、前記制御弁を前記中立位置から前記作動位置へ切り換えるための作動指令を出力可能な操作手段と、前記油圧シリンダのピストンの位置を検出するピストン検出器と、前記ピストン検出器により前記ピストンが予め設定されたクッション領域内に位置することが検出された場合に、前記ピストンがストロークエンドに近づくに従い前記作動指令に基づいて前記制御弁に与えられる駆動力が小さくなるように前記作動指令を調整する指令調整手段と、前記油圧シリンダの保持圧を検出可能な保持圧検出器と、を備え、前記制御弁は、前記作動指令が出力されていない状態で前記中立位置に保持され、前記制御弁が前記中立位置から前記作動位置へ移動するに従い前記供給通路の開口面積が大きくなるとともに前記ブリード通路の開口面積が小さくなる開口特性を有し、前記指令調整手段は、前記ピストンがストロークエンドに近いほど前記駆動力の減算値が大きくなるように前記ピストンの位置に対する前記減算値が設定されたマップを予め記憶するとともに当該マップと前記ピストン検出器による検出結果とに基づいて前記減算値を特定し、さらに、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップにおける減算値の最大値が小さくなり、かつ、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップの傾きが緩やかになるように当該マップを補正する、建設機械のシリンダ制御装置を提供する。
本発明によれば、ピストンがクッション領域内に位置する場合に、ピストンがストロークエンドに近づくに従い制御弁に対する駆動力を小さくする、つまり、制御弁を中立位置側に向けて移動させる。これにより、ピストンがストロークエンドに近づくに従い油圧ポンプから油圧シリンダに供給される作動油の流量が低下してピストンが減速し、当該ピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃を緩和することができる。
一方、制御弁は、中立位置側へ移動するほどブリード通路の開口面積が大きくなる特性を有するため、制御弁が中立位置に近づくに従い油圧シリンダの保持圧が低下する。
ここで、制御弁に対する駆動力を小さくするための減算値は、予め記憶されたマップとピストンの位置とに基づいて特定されるが、指令調整手段は、保持力検出器により検出された油圧シリンダの保持圧が高いほど減算値の最大値が小さくなるようにマップを補正する。
これにより、ピストンがストロークエンドに近づいたときの減算値が小さく抑えられ、制御弁におけるブリード通路の開口面積を小さく抑えることができるため、補正前のマップに基づいて減算値を特定する場合よりも油圧シリンダの保持圧を大きく維持することができる。
したがって、本発明によれば、ピストンがストロークエンドに近づいたときの油圧シリンダの保持圧の確保とピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃の緩和との両立を図ることができる。
ここで、マップにおいて減算値の最大値が一定となる範囲をストロークエンドの手前からストロークエンドまでのピストンの移動範囲に設定し、マップのこの範囲以外の部分を補正前の状態に維持することもできる。
しかし、この場合には、補正前のマップと補正後のマップとの間で不連続となる部分（減算値が急激に変化する部分）が形成されるため、マップの補正時にオペレータに違和感を与えるおそれがある。
そこで、本発明では、前記指令調整手段は、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップの傾きが緩やかになるように当該マップを補正する。
本発明によれば、ピストンの移動に応じて減算値が連続的に変化するマップの特性を補正の前後を通じて維持することができるので、オペレータに違和感を与えるのを抑制することができる。
また、本発明は、アタッチメントと前記アタッチメントを駆動する油圧シリンダとを有する建設機械に設けられ、前記油圧シリンダの駆動を制御するシリンダ制御装置であって、前記油圧シリンダに作動油を供給するための油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに作動油を供給するための供給通路を閉じるとともに前記油圧ポンプとタンクとを接続するブリード通路を開く中立位置と、前記供給通路を開くとともに前記ブリード通路を閉じる作動位置との間で切換可能な制御弁と、前記制御弁を前記中立位置から前記作動位置へ切り換えるための作動指令を出力可能な操作手段と、前記油圧シリンダのピストンの位置を検出するピストン検出器と、前記ピストン検出器により前記ピストンが予め設定されたクッション領域内に位置することが検出された場合に、前記ピストンがストロークエンドに近づくに従い前記作動指令に基づいて前記制御弁に与えられる駆動力が小さくなるように前記作動指令を調整する指令調整手段と、前記油圧シリンダの保持圧を検出可能な保持圧検出器と、を備え、前記制御弁は、前記作動指令が出力されていない状態で前記中立位置に保持され、前記制御弁が前記中立位置から前記作動位置へ移動するに従い前記供給通路の開口面積が大きくなるとともに前記ブリード通路の開口面積が小さくなる開口特性を有し、前記指令調整手段は、前記ピストンがストロークエンドに近いほど前記駆動力の減算値が大きくなるように前記ピストンの位置に対する前記減算値が設定されたマップを予め記憶するとともに当該マップと前記ピストン検出器による検出結果とに基づいて前記減算値を特定し、さらに、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップにおける減算値の最大値が小さくなり、かつ、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップが補正前のマップよりも前記減算値の低い側にシフトするように前記マップの傾きを維持したまま当該マップを補正する、建設機械のシリンダ制御装置を提供する。
本発明によれば、ピストンがクッション領域内に位置する場合に、ピストンがストロークエンドに近づくに従い制御弁に対する駆動力を小さくする、つまり、制御弁を中立位置側に向けて移動させる。これにより、ピストンがストロークエンドに近づくに従い油圧ポンプから油圧シリンダに供給される作動油の流量が低下してピストンが減速し、当該ピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃を緩和することができる。
一方、制御弁は、中立位置側へ移動するほどブリード通路の開口面積が大きくなる特性を有するため、制御弁が中立位置に近づくに従い油圧シリンダの保持圧が低下する。
ここで、制御弁に対する駆動力を小さくするための減算値は、予め記憶されたマップとピストンの位置とに基づいて特定されるが、指令調整手段は、保持力検出器により検出された油圧シリンダの保持圧が高いほど減算値の最大値が小さくなるようにマップを補正する。
これにより、ピストンがストロークエンドに近づいたときの減算値が小さく抑えられ、制御弁におけるブリード通路の開口面積を小さく抑えることができるため、補正前のマップに基づいて減算値を特定する場合よりも油圧シリンダの保持圧を大きく維持することができる。
したがって、本発明によれば、ピストンがストロークエンドに近づいたときの油圧シリンダの保持圧の確保とピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃の緩和との両立を図ることができる。
しかし、前記のようにマップの傾きを緩やかにした場合、保持圧が低い場合と比較してピストンが緩やかに減速するため、この点でオペレータに違和感を与えるおそれがある。
そこで、本発明では、前記指令調整手段は、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップが補正前のマップよりも前記減算値の低い側にシフトするように前記マップの傾きを維持したまま当該マップを補正する。
本発明によれば、マップの傾きを維持することにより、ピストンの移動に応じたピストンの減速の程度を補正の前後を通じて維持することができるため、オペレータに違和感を与えるのを抑制することができる。
なお、前記態様において『マップの傾き』は、直線状に推移するマップの傾きのみを意図するものではなく、曲線状に推移するマップの傾き（接線）も含む。
さらに、本発明は、アタッチメントと前記アタッチメントを駆動する油圧シリンダとを有する建設機械に設けられ、前記油圧シリンダの駆動を制御するシリンダ制御装置であって、前記油圧シリンダに作動油を供給するための油圧ポンプと、前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに作動油を供給するための供給通路を閉じるとともに前記油圧ポンプとタンクとを接続するブリード通路を開く中立位置と、前記供給通路を開くとともに前記ブリード通路を閉じる作動位置との間で切換可能な制御弁と、前記制御弁を前記中立位置から前記作動位置へ切り換えるための作動指令を出力可能な操作手段と、前記油圧シリンダのピストンの位置を検出するピストン検出器と、前記ピストン検出器により前記ピストンが予め設定されたクッション領域内に位置することが検出された場合に、前記ピストンがストロークエンドに近づくに従い前記作動指令に基づいて前記制御弁に与えられる駆動力が小さくなるように前記作動指令を調整する指令調整手段と、前記油圧シリンダの保持圧を検出可能な保持圧検出器と、を備え、前記制御弁は、前記作動指令が出力されていない状態で前記中立位置に保持され、前記制御弁が前記中立位置から前記作動位置へ移動するに従い前記供給通路の開口面積が大きくなるとともに前記ブリード通路の開口面積が小さくなる開口特性を有し、前記指令調整手段は、前記ピストンがストロークエンドに近いほど前記駆動力の減算値が大きくなるように前記ピストンの位置に対する前記減算値が設定されたマップを予め記憶するとともに当該マップと前記ピストン検出器による検出結果とに基づいて前記減算値を特定し、さらに、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップにおける減算値の最大値が小さくなり、かつ、前記減算値の最大値が一定である領域が前記ストロークエンドの手前の位置から前記ストロークエンドまでの前記ピストンの移動範囲に形成されるとともに前記移動範囲が前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど広くなるように前記マップを補正する、建設機械のシリンダ制御装置を提供する。
本発明によれば、ピストンがクッション領域内に位置する場合に、ピストンがストロークエンドに近づくに従い制御弁に対する駆動力を小さくする、つまり、制御弁を中立位置側に向けて移動させる。これにより、ピストンがストロークエンドに近づくに従い油圧ポンプから油圧シリンダに供給される作動油の流量が低下してピストンが減速し、当該ピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃を緩和することができる。
一方、制御弁は、中立位置側へ移動するほどブリード通路の開口面積が大きくなる特性を有するため、制御弁が中立位置に近づくに従い油圧シリンダの保持圧が低下する。
ここで、制御弁に対する駆動力を小さくするための減算値は、予め記憶されたマップとピストンの位置とに基づいて特定されるが、指令調整手段は、保持力検出器により検出された油圧シリンダの保持圧が高いほど減算値の最大値が小さくなるようにマップを補正する。
これにより、ピストンがストロークエンドに近づいたときの減算値が小さく抑えられ、制御弁におけるブリード通路の開口面積を小さく抑えることができるため、補正前のマップに基づいて減算値を特定する場合よりも油圧シリンダの保持圧を大きく維持することができる。
したがって、本発明によれば、ピストンがストロークエンドに近づいたときの油圧シリンダの保持圧の確保とピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃の緩和との両立を図ることができる。
一方、上述のようにマップの全体を補正する場合には、指令調整手段における処理が複雑化するおそれがある。
そこで、本発明では、前記指令調整手段は、前記減算値の最大値が一定である領域が前記ストロークエンドの手前の位置から前記ストロークエンドまでの前記ピストンの移動範囲に形成され、かつ、前記移動範囲が前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど広くなるように前記マップを補正する。
本発明によれば、減算値の最大値が一定である領域以外のマップの領域を補正の前後を通じて共用することができるため、指令調整手段における処理の簡素化を図ることができる。
なお、制御弁が電磁弁により構成され、操作手段が電気指令を出力可能に構成されている場合、操作手段から制御弁への電気指令を調整可能なコントローラによって指令調整手段を構成することが可能である。
一方、前記建設機械のシリンダ制御装置において、前記操作手段は、パイロット圧を出力可能であり、前記制御弁は、前記操作手段からのパイロット圧により前記中立位置から前記作動位置に切換可能である場合、前記指令調整手段は、前記操作手段から前記制御弁に供給されるパイロット圧を調整可能な電磁弁と、前記パイロット圧が低下するための電気指令を前記電磁弁に対して出力するコントローラとを備えていればよい。
この場合、前記マップに前記ピストンの位置に対する前記電気指令値が設定されていれば、コントローラは、保持圧検出器により検出された油圧シリンダの保持圧が高いほどマップにおける電気指令値の最大値が小さくなるように当該マップを補正することができる。
本発明によれば、ピストンがストロークエンドに近づいたときの油圧シリンダの保持圧の確保とピストンがストロークエンドに到達したときの衝撃の緩和との両立を図ることができる。
本発明の第１実施形態に係る油圧ショベルの全体構成を示す側面図である。 図１に示す油圧ショベルに設けられたシリンダ制御装置を示す回路図である。 図２に示すコントローラにより実行される処理を示すフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係るシリンダ制御装置に記憶されたマップを示すグラフである。 本発明の第３実施形態に係るシリンダ制御装置に記憶されたマップを示すグラフである。
以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
＜第１実施形態（図１〜図３）＞
図１を参照して、建設機械の一例である油圧ショベル１は、クローラ２ａを有する下部走行体２と、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、上部旋回体３に取り付けられたアタッチメント４とを備えている。
アタッチメント４は、上部旋回体３に上げ下げ可能に取り付けられた基端部を有するブーム５と、ブーム５の先端部に回転可能に取り付けられた基端部を有するアーム６と、アーム６の先端部に回転可能に取り付けられたバケット７と、を備えている。
また、アタッチメント４は、上部旋回体３に対してブーム５を上げ下げ駆動するブームシリンダ８と、ブーム５に対してアーム６を回転駆動するアームシリンダ９と、アーム６に対してバケット７を回転駆動するバケットシリンダ１０とを備えている。
なお、バケット７には、吊りフックの取り付けを許容する図外の取付部が設けられている。そのため、油圧ショベル１は、バケット７による土砂の掘削作業だけでなく、バケット７に取り付けられた吊りフックを用いた荷吊り作業を行うことも可能である。
図２に示すように、ブームシリンダ８は、シリンダ本体８ａと、シリンダ本体８ａ内に予め設定された２つのストロークエンド同士の間で当該シリンダ本体８ａ内に移動可能に設けられたピストン８ｂとを備えている。
また、油圧ショベル１は、ブームシリンダ８の駆動を制御する図２に示すシリンダ制御装置を備えている。
シリンダ制御装置は、ブームシリンダ８に作動油を供給するための油圧ポンプ１２と、油圧ポンプ１２を駆動するエンジン１１と、油圧ポンプ１２からブームシリンダ８に対する作動油の給排を制御する油圧パイロット式の制御弁１３と、制御弁１３に対してパイロット圧（作動指令）を供給可能な操作手段１４と、操作手段１４と制御弁１３との間に設けられた電磁弁１５と、ブームシリンダ８のヘッド側室内の圧力を検出可能な圧力センサ（保持圧検出器）１６と、ブーム５の角度を検出可能な角度センサ（ピストン検出器）１７と、電磁弁１５を制御するコントローラ１８と、を備えている。
制御弁１３は、油圧ポンプ１２からブームシリンダ８に作動油を供給するための供給通路を閉じるとともに油圧ポンプ１２とタンクＴとを接続するブリード通路を開く中立位置Ｐ１と、供給通路を開くとともにブリード通路を閉じる作動位置Ｐ３との間で切換可能である。制御弁１３は、操作手段１４からパイロット圧が出力されていない状態で中立位置Ｐ１に保持（付勢）されている。
また、制御弁１３は、当該制御弁１３が中立位置Ｐ１から作動位置Ｐ３へ移動するに従い供給通路の開口面積が大きくなるとともにブリード通路の開口面積が小さくなる開口特性を有する。具体的に、制御弁１３は、油圧ポンプ１２からの作動油をブームシリンダ８とタンクＴとに分配する中間位置Ｐ２を経由して中立位置Ｐ１と作動位置Ｐ３との間で切換可能に構成されている。
なお、制御弁１３は、ブーム５の下げ動作（ブームシリンダ８の縮小動作）を行うための切換位置も有しているが、説明の便宜上、その図示を省略している。
操作手段１４は、制御弁１３を中立位置Ｐ１から作動位置Ｐ３へ切り換えるためのパイロット圧を制御弁１３のパイロットポート（符号省略）に出力可能である。具体的に、操作手段１４は、図外のパイロットポンプからの作動油を用いてパイロット圧を出力可能なリモコン弁と、リモコン弁を操作するための操作レバーとを備えている。
電磁弁１５は、操作手段１４から制御弁１３に供給されるパイロット圧を調整可能である。具体的に、電磁弁１５は、操作手段１４からのパイロット圧を制御弁１３のパイロットポートに供給する操作位置と、制御弁１３のパイロットポートをタンクに接続する非操作位置との間で切換可能である。また、電磁弁１５は、通常操作位置に付勢され、後述するコントローラ１８からの電流指令（電気指令）によって非操作位置に作動する。さらに、電磁弁１５は、コントローラ１８からの指令電流値が大きいほど制御弁１３のパイロットポートとタンクＴとの開口面積が大きくなるように作動する。
圧力センサ１６は、ブームシリンダ８のヘッド側室内の圧力、つまり、アタッチメント４及びこれが保持する物を重力に抗して保持するための保持圧を検出する。
角度センサ１７は、ブーム５の角度、つまり、ブームシリンダ８のピストン８ｂの位置を検出可能である。
コントローラ１８は、角度センサ１７による検出結果に基づいてピストン８ｂが予め設定されたクッション領域内に位置することが検出された場合に、ピストン８ｂがストロークエンドに近づくに従いパイロット圧に基づいて制御弁１３に与えられる駆動力が小さくなるように電磁弁１５に対して電流指令を出力する。
具体的に、コントローラ１８は、ブーム角度に対する電磁弁１５への指令電流値（駆動力の減算値）が設定された図３に示すマップを予め記憶し、このマップと角度センサ１７による検出結果とに基づいて指令電流値を特定する。
なお、図３に示すマップの横軸は、ピストン８ｂがストロークエンドまでの残りのブーム角度（以下、単に残りのブーム角度という）に設定されている。ここで、残りのブーム角度Ｒ１は、クッション領域の始点となる角度であり、残りのブーム角度Ｒ２は、クッション領域の終点となる角度、つまり、ピストン８ｂがストロークエンドに到達したときの角度（残りのブーム角度が０度）である。
マップにおける実線は、ブームシリンダ８の保持圧が最低である状況（例えば、バケット７が空の状態であり、アタッチメント４を用いたクレーン作業も実行されてない状況）における指令電流値を示すものである。
また、コントローラ１８は、圧力センサ１６により検出されたブームシリンダ８の保持圧が高いほどマップにおける指令電流値の最大値（ストロークエンド［残りのブーム角度Ｒ２］における指令電流値）が小さくなるように当該マップを補正する。
具体的に、マップにおける二点鎖線Ｃ１は、実線で示す状況よりもブームシリンダ８の保持圧が高いときにコントローラ１８により補正された補正後のマップを示す。また、マップにおける二点鎖線Ｃ２は、二点鎖線Ｃ１の状況よりもブームシリンダ８の保持圧が高いときにコントローラ１８により補正された補正後のマップを示す。これら補正後のマップＣ１、Ｃ２は、それぞれ補正前のマップにおける傾きが緩やかになるように当該補正前のマップから補正されたものである。
ここで、コントローラ１８は、補正前のマップに対する演算によって補正後のマップＣ１、Ｃ２を求めてもよく、また、補正後のマップＣ１、Ｃ２を保持圧ごとに予め記憶していてもよい。
電磁弁１５及びコントローラ１８は、角度センサ１７によりピストン８ｂが予め設定されたクッション領域内に位置することが検出された場合に、ピストン８ｂがストロークエンド（ブーム角度Ｒ２）に近づくに従いパイロット圧が小さくなるようにパイロット圧を調整する指令調整手段に相当する。
なお、図２に示すマップでは、クッション領域以外の領域（残りのブーム角度Ｒ１の左側の領域）においても０よりも大きな指令電流値が設定されている。この理由は、電磁弁１５の固着を防ぎ、電磁弁１５の応答性を向上することにある。
以下、図３を参照して、コントローラ１８により実行される処理を説明する。
コントローラ１８による処理が開始されると、圧力センサ１６により検出されたブームシリンダ８のヘッド側室内の圧力、及び、角度センサ１７により検出されたブーム５の角度が取り込まれる（ステップＳ１）。
次いで、ステップＳ１で取り込まれたブーム５の角度に基づいてピストン８ｂがストロークエンドまで到達するまでの残りの角度を算出する（ステップＳ２）。具体的に、コントローラ１８は、ピストン８ｂがストロークエンドまで到達したときのブーム５の角度を予め記憶しており、この角度から角度センサ１７により検出された角度を減算することにより上記残り角度を算出する。
次に、ステップＳ１で取り込まれたブームシリンダ８のヘッド側室内の圧力、つまり、ブームシリンダ８の保持圧に基づいてマップを補正する（ステップＳ３）。
例えば、ブームシリンダ８の保持圧が最低である予め設定された状況よりも保持圧が高い場合に実線で示すマップがマップＣ１に補正され、この状況よりもさらに保持圧が高い場合に実線で示すマップがマップＣ２に補正される。
なお、ステップＳ３では、ブームシリンダ８のヘッド側室内の圧力が予め設定された最低の保持圧と実質的に同一であると判断される場合には、マップの補正を省略する。
次いで、コントローラ１８に記憶されているマップ又はステップＳ３で補正されたマップと、ステップＳ２で算出された残り角度とに基づいて電磁弁１５に対する指令電流値を特定し（ステップＳ４）、当該処理はリターンする。
以上説明したように、ピストン８ｂがクッション領域内に位置する場合に、ピストン８ｂがストロークエンドに近づくに従い制御弁１３に対するパイロット圧（駆動力）を小さくする、つまり、制御弁１３を中立位置Ｐ１側に向けて移動させる。これにより、ピストン８ｂがストロークエンドに近づくに従い油圧ポンプ１２からブームシリンダ８に供給される作動油の流量が低下してピストン８ｂが減速し、当該ピストン８ｂがストロークエンドに到達したときの衝撃を緩和することができる。
一方、制御弁１３は、中立位置Ｐ１側へ移動するほどブリード通路の開口面積が大きくなる特性を有するため、制御弁１３が中立位置Ｐ１に近づくに従いブームシリンダ８の保持圧が低下する。
制御弁１３に対する駆動力を小さくするための電磁弁１５に対する指令電流値（減算値）は、予め記憶されたマップとピストン８ｂの位置とに基づいて特定される。ここで、コントローラ１８は、圧力センサ１６により検出されたブームシリンダ８のヘッド側室内の圧力（保持圧）が高いほど減算値の最大値が小さくなるようにマップを補正する。
これにより、ピストン８ｂがストロークエンドに近づいたときの指令電流値が小さく抑えられ、制御弁１３におけるブリード通路の開口面積を小さく抑えることができるため、補正前のマップに基づいて指令電流値を特定する場合よりもブームシリンダ８の保持圧を大きく維持することができる。
したがって、ピストン８ｂがストロークエンドに近づいたときのブームシリンダ８の保持圧の確保とピストン８ｂがストロークエンドに到達したときの衝撃の緩和との両立を図ることができる。
例えば、バケット７による掘削作業を行う場合、バケット７内に土砂を蓄えた状態でブーム５を最上げ位置まで上げたときに当該ブーム５を最上げ位置に確実に保持することができるとともにブーム５が最上げ位置に上げられたときの衝撃を緩和することができる。
また、バケット７に図外の吊りフックを取り付けた状態で荷吊り作業を行う場合、吊りフックに荷物を吊り下げた状態でブーム５を最上げ位置まで上げたときに当該ブーム５を最上げ位置に確実に保持することができるとともにブーム５が最上げ位置に上げられた時の衝撃を緩和することができる。
また、第１実施形態によれば、コントローラ１８が圧力センサ１６により検出されたブームシリンダ８の保持圧が高いほどマップの傾きが緩やかになるように当該マップを補正する。
これにより、ピストン８ｂの移動に応じて指令電流値が連続的に変化するマップの特性を補正の前後を通じて維持することができるので、オペレータに違和感を与えるのを抑制することができる。
＜第２実施形態＞
第１実施形態では、ブームシリンダ８の保持圧が高いほどマップの傾きが緩やかになるように当該マップが補正されている。この場合、保持圧が低い場合と比較してピストン８ｂが緩やかに減速するため、この点でオペレータに違和感を与えるおそれがある。
そこで、コントローラ１８は、図４に示すようにマップを補正することもできる。
第２実施形態におけるコントローラ１８は、圧力センサ１６により検出されたブームシリンダ８の保持圧が高いほどマップが補正前のマップよりも指令電流値の低い側にシフトするようにマップの傾きを維持したまま当該マップを補正する。
なお、マップにおける実線は、第１実施形態と同様に、ブームシリンダ８の保持圧が最低である状況における指令電流値を示すものである。
具体的に、マップにおける二点鎖線Ｃ３は、実線で示す状況よりもブームシリンダ８の保持圧が高いときにコントローラ１８により補正された補正後のマップを示す。また、マップにおける二点鎖線Ｃ４は、二点鎖線Ｃ３の状況よりもブームシリンダ８の保持圧が高いときにコントローラ１８により補正された補正後のマップを示す。
第２実施形態によれば、マップの傾きを維持することにより、ピストン８ｂの移動に応じたピストン８ｂの減速の程度を補正の前後を通じて維持することができるため、オペレータに違和感を与えるのを抑制することができる。
＜第３実施形態＞
上述した実施形態では、クッション領域におけるマップの全体を補正しているが、この場合にはコントローラ１８における処理が複雑化するおそれがある。
そこで、コントローラ１８は、図５に示すように、クッション領域におけるマップの一部を補正することもできる。
第３実施形態におけるコントローラ１８は、指令電流値の最大値が一定である領域がストロークエンドの手前の位置からストロークエンドまでのピストン８ｂの移動範囲に形成され、かつ、前記移動範囲が圧力センサ１６により検出されたブームシリンダ８の保持圧が高いほど広くなるようにマップを補正する。
なお、マップにおける実線は、第１及び第２実施形態と同様に、ブームシリンダ８の保持圧が最低である状況における指令電流値を示すものである。
具体的に、マップにおける二点鎖線Ｃ５は、実線で示す状況よりもブームシリンダ８の保持圧が高いときにコントローラ１８により補正された補正後のマップを示す。マップにおける二点鎖線Ｃ６は、二点鎖線Ｃ５の状況よりもブームシリンダ８の保持圧が高いときにコントローラ１８により補正された補正後のマップを示す。このように、二点鎖線Ｃ６が設定されるピストン８ｂの移動範囲は、二点鎖線Ｃ５が設定されるピストン８ｂの移動範囲よりも広い。
第３実施形態によれば、指令電流値の最大値が一定である領域以外のマップの領域を補正の前後を通じて共用することができるため、コントローラ１８における処理の簡素化を図ることができる。
なお、本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下の態様を採用することもできる。
シリンダ制御装置の制御対象は、ブームシリンダ８に限定されず、アタッチメント４を駆動する油圧シリンダであればよい。例えば、シリンダ制御装置は、アームシリンダ９の駆動を制御することもできる。
図３〜図５に示す補正前のマップは、それぞれ直線状の特性を有しているが、直線状の特性に限定されず、ピストン８ｂがストロークエンドに近いほど指令電流値が大きくなるように設定されていればよい。例えば、補正前のマップは、曲線状の特性を有していてもよい。
上述した実施形態における制御弁１３は、油圧パイロット式の弁であるが、電磁弁により構成することもできる。この場合、操作手段１４は、コントローラ１８に対して電気指令を出力可能に構成され、コントローラ１８は、操作手段１４からの電気指令を調整可能に構成されていればよい。つまり、この場合、コントローラ１８は、ピストン８ｂがストロークエンドに近づくに従い操作手段１４からの電気指令に基づいて制御弁１３に与えられる駆動力が小さくなるように電気指令を調整する指令調整手段に相当する。
また、建設機械は、油圧ショベルに限定されず、クレーン及び解体機でもよく、油圧式に限定されずハイブリッド式のものでもよい。
Ｃ１〜Ｃ５ 補正後のマップ
Ｐ１ 中立位置
Ｐ２ 中間位置
Ｐ３ 作動位置
Ｒ１ ブーム角度（クッション領域の始点となる角度）
Ｒ２ ブーム角度（クッション領域の終点となる角度）
１ 油圧ショベル（建設機械の一例）
４ アタッチメント
８ ブームシリンダ（油圧シリンダの一例）
８ｂ ピストン
１２ 油圧ポンプ
１３ 制御弁
１４ 操作手段
１５ 電磁弁
１６ 圧力センサ（保持圧検出手段の一例）
１７ 角度センサ（ピストン検出器の一例）
１８ コントローラ

Claims (4)

  1. アタッチメントと前記アタッチメントを駆動する油圧シリンダとを有する建設機械に設けられ、前記油圧シリンダの駆動を制御するシリンダ制御装置であって、
    前記油圧シリンダに作動油を供給するための油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに作動油を供給するための供給通路を閉じるとともに前記油圧ポンプとタンクとを接続するブリード通路を開く中立位置と、前記供給通路を開くとともに前記ブリード通路を閉じる作動位置との間で切換可能な制御弁と、
    前記制御弁を前記中立位置から前記作動位置へ切り換えるための作動指令を出力可能な操作手段と、
    前記油圧シリンダのピストンの位置を検出するピストン検出器と、
    前記ピストン検出器により前記ピストンが予め設定されたクッション領域内に位置することが検出された場合に、前記ピストンがストロークエンドに近づくに従い前記作動指令に基づいて前記制御弁に与えられる駆動力が小さくなるように前記作動指令を調整する指令調整手段と、
    前記油圧シリンダの保持圧を検出可能な保持圧検出器と、を備え、
    前記制御弁は、前記作動指令が出力されていない状態で前記中立位置に保持され、前記制御弁が前記中立位置から前記作動位置へ移動するに従い前記供給通路の開口面積が大きくなるとともに前記ブリード通路の開口面積が小さくなる開口特性を有し、
    前記指令調整手段は、前記ピストンがストロークエンドに近いほど前記駆動力の減算値が大きくなるように前記ピストンの位置に対する前記減算値が設定されたマップを予め記憶するとともに当該マップと前記ピストン検出器による検出結果とに基づいて前記減算値を特定し、さらに、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップにおける減算値の最大値が小さくなり、かつ、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップの傾きが緩やかになるように当該マップを補正する、建設機械のシリンダ制御装置。
  2. アタッチメントと前記アタッチメントを駆動する油圧シリンダとを有する建設機械に設けられ、前記油圧シリンダの駆動を制御するシリンダ制御装置であって、
    前記油圧シリンダに作動油を供給するための油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに作動油を供給するための供給通路を閉じるとともに前記油圧ポンプとタンクとを接続するブリード通路を開く中立位置と、前記供給通路を開くとともに前記ブリード通路を閉じる作動位置との間で切換可能な制御弁と、
    前記制御弁を前記中立位置から前記作動位置へ切り換えるための作動指令を出力可能な操作手段と、
    前記油圧シリンダのピストンの位置を検出するピストン検出器と、
    前記ピストン検出器により前記ピストンが予め設定されたクッション領域内に位置することが検出された場合に、前記ピストンがストロークエンドに近づくに従い前記作動指令に基づいて前記制御弁に与えられる駆動力が小さくなるように前記作動指令を調整する指令調整手段と、
    前記油圧シリンダの保持圧を検出可能な保持圧検出器と、を備え、
    前記制御弁は、前記作動指令が出力されていない状態で前記中立位置に保持され、前記制御弁が前記中立位置から前記作動位置へ移動するに従い前記供給通路の開口面積が大きくなるとともに前記ブリード通路の開口面積が小さくなる開口特性を有し、
    前記指令調整手段は、前記ピストンがストロークエンドに近いほど前記駆動力の減算値が大きくなるように前記ピストンの位置に対する前記減算値が設定されたマップを予め記憶するとともに当該マップと前記ピストン検出器による検出結果とに基づいて前記減算値を特定し、さらに、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップにおける減算値の最大値が小さくなり、かつ、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップが補正前のマップよりも前記減算値の低い側にシフトするように前記マップの傾きを維持したまま当該マップを補正する、建設機械のシリンダ制御装置。
  3. アタッチメントと前記アタッチメントを駆動する油圧シリンダとを有する建設機械に設けられ、前記油圧シリンダの駆動を制御するシリンダ制御装置であって、
    前記油圧シリンダに作動油を供給するための油圧ポンプと、
    前記油圧ポンプから前記油圧シリンダに作動油を供給するための供給通路を閉じるとともに前記油圧ポンプとタンクとを接続するブリード通路を開く中立位置と、前記供給通路を開くとともに前記ブリード通路を閉じる作動位置との間で切換可能な制御弁と、
    前記制御弁を前記中立位置から前記作動位置へ切り換えるための作動指令を出力可能な操作手段と、
    前記油圧シリンダのピストンの位置を検出するピストン検出器と、
    前記ピストン検出器により前記ピストンが予め設定されたクッション領域内に位置することが検出された場合に、前記ピストンがストロークエンドに近づくに従い前記作動指令に基づいて前記制御弁に与えられる駆動力が小さくなるように前記作動指令を調整する指令調整手段と、
    前記油圧シリンダの保持圧を検出可能な保持圧検出器と、を備え、
    前記制御弁は、前記作動指令が出力されていない状態で前記中立位置に保持され、前記制御弁が前記中立位置から前記作動位置へ移動するに従い前記供給通路の開口面積が大きくなるとともに前記ブリード通路の開口面積が小さくなる開口特性を有し、
    前記指令調整手段は、前記ピストンがストロークエンドに近いほど前記駆動力の減算値が大きくなるように前記ピストンの位置に対する前記減算値が設定されたマップを予め記憶するとともに当該マップと前記ピストン検出器による検出結果とに基づいて前記減算値を特定し、さらに、前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど前記マップにおける減算値の最大値が小さくなり、かつ、前記減算値の最大値が一定である領域が前記ストロークエンドの手前の位置から前記ストロークエンドまでの前記ピストンの移動範囲に形成されるとともに前記移動範囲が前記保持圧検出器により検出された前記油圧シリンダの保持圧が高いほど広くなるように前記マップを補正する、建設機械のシリンダ制御装置。
  4. 前記操作手段は、パイロット圧を出力可能であり、
    前記制御弁は、前記操作手段からのパイロット圧により前記中立位置から前記作動位置に切換可能であり、
    前記指令調整手段は、前記操作手段から前記制御弁に供給されるパイロット圧を調整可能な電磁弁と、前記パイロット圧が低下するための電気指令を前記電磁弁に対して出力するコントローラとを備え、
    前記マップには、前記ピストンの位置に対する前記電気指令値が設定されている、請求項１〜３の何れか１項に記載の建設機械のシリンダ制御装置。
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