JPH04189925A - Vibration restraining and control device for work device in hydraulic work machine - Google Patents

Vibration restraining and control device for work device in hydraulic work machine

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JPH04189925A
JPH04189925A JP31985990A JP31985990A JPH04189925A JP H04189925 A JPH04189925 A JP H04189925A JP 31985990 A JP31985990 A JP 31985990A JP 31985990 A JP31985990 A JP 31985990A JP H04189925 A JPH04189925 A JP H04189925A
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JP
Japan
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hydraulic
hydraulic actuator
control device
vibration suppression
suppression control
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Application number
JP31985990A
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Japanese (ja)
Inventor
Eiji Yamagata
山形 栄治
Yasuo Tanaka
康雄 田中
Hiroshi Watanabe
洋 渡邊
Kiyotaka Obara
小原 清隆
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Construction Machinery Co Ltd
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Publication date
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    • EFIXED CONSTRUCTIONS
    • E02HYDRAULIC ENGINEERING; FOUNDATIONS; SOIL SHIFTING
    • E02FDREDGING; SOIL-SHIFTING
    • E02F9/00Component parts of dredgers or soil-shifting machines, not restricted to one of the kinds covered by groups E02F3/00 - E02F7/00
    • E02F9/20Drives; Control devices
    • E02F9/22Hydraulic or pneumatic drives
    • E02F9/2203Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function
    • E02F9/2207Arrangements for controlling the attitude of actuators, e.g. speed, floating function for reducing or compensating oscillations

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mining & Mineral Resources (AREA)
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  • General Engineering & Computer Science (AREA)
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  • Operation Control Of Excavators (AREA)

Abstract

PURPOSE:To improve operability for a hydraulic work machine by detecting a control signal for an operation means and the displacement of a hydraulic actuator, obtaining the speed of the hydraulic actuator, and transiently outputting a control signal corresponding to the case of the interruption of the control signal on the basis of the detected speed signal for the auxiliary control of a flowrate to the hydraulic actuator. CONSTITUTION:A vibration restraining and control device is constituted of pressure converters 8 and 9 for detecting the pilot pressure of the first flow control valve 4, a displacement gauge 10 for detecting the displacement of a boom cylinder 2, a control unit 7 for receiving signals from the pressure converters 8 and 9, and the displacement gauge 10, and the second flow control valve 11 driven with a control signal from the control unit 7. The control unit 7 stores the operation speed of the boom cylinder 2 detected with the displacement gauge 10 before control signals from the pressure converters 8 and 9 stop the boom cylinder 2. In this state, a flow instruction value for pressure oil for supply to the boom cylinder 2 is determined via selection among transient response pattern groups of pressure oil flowrates to the cylinder 2.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は油圧ショベル、クレーン等の油圧作業機械にお
いて、ブーム等、作業装置の停止時における振動を抑制
する振動抑制制御装置に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a vibration suppression control device for suppressing vibrations when a working device such as a boom is stopped in a hydraulic working machine such as a hydraulic excavator or a crane.

〔従来の技術〕[Conventional technology]

従来の油圧作業機械、例えば油圧ショベルにおいては、
第9図に示すように、操作レバー3の操作による流量指
令をパイロット圧信号として流量制御弁4に入力し、こ
の流量制御弁4の作動により、油圧ポンプ1からブーム
シリンダ2のボトム側またはロッド側への供給される圧
油の流量を制御して、ブームの動作速度を制御する構成
となっている。
In conventional hydraulic working machines, such as hydraulic excavators,
As shown in FIG. 9, a flow rate command generated by operating the operating lever 3 is input to the flow control valve 4 as a pilot pressure signal, and the operation of the flow control valve 4 causes the hydraulic pump 1 to be sent to the bottom side of the boom cylinder 2 or to the rod. The structure is such that the operating speed of the boom is controlled by controlling the flow rate of pressure oil supplied to the side.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

このような油圧作業機械においては、操作レバー3を中
立に戻してブームを急停止させるとき、パイロット圧信
号が停止を指示して流量制御弁が中立に戻った後も、ブ
ームは慣性により急には停止せず、流量制御弁4以降の
油圧回路で圧油がバネの役目をして、振動が発生する。
In such hydraulic working machines, when the control lever 3 is returned to neutral to suddenly stop the boom, even after the pilot pressure signal instructs the stop and the flow control valve returns to neutral, the boom suddenly stops due to inertia. does not stop, and the pressure oil acts as a spring in the hydraulic circuit after the flow control valve 4, causing vibrations.

この振動は車体に伝わり、車体のガタ等の影響により車
体の揺動を引き起こし、結果的に車体−フロント全体の
達成振動を生じてしまう。また、この振動は、慣性が大
きいために減衰しにくく、いつまでも振動が収まらない
。その結果、例えばパケットとの先端位置決め等、微妙
な操作が必要な場合でも、いつまでも先端が振動してい
て、位置決めができないという問題が生じる。
This vibration is transmitted to the vehicle body and causes the vehicle body to shake due to the effects of rattling of the vehicle body, resulting in vibration of the entire vehicle body and front. Furthermore, since this vibration has a large inertia, it is difficult to attenuate, and the vibration does not subside forever. As a result, even when a delicate operation is required, such as positioning the tip with respect to a packet, the tip continues to vibrate and positioning cannot be performed.

本発明の目的は、急停止操作時の作業装置の動作速度に
応じた油圧アクチュエータへの補助的な流量制御を行う
ことで、作業装置の停止時の振動を抑制する油圧作業機
械における作業装置の振動抑制制御装置を提供すること
にある。
An object of the present invention is to suppress vibrations of a working device in a hydraulic working machine by performing auxiliary flow control to a hydraulic actuator according to the operating speed of the working device during a sudden stop operation. An object of the present invention is to provide a vibration suppression control device.

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

この目的を達成するため、本発明による油圧作業機械に
おける作業装置の振動抑制制御装置は、流量制御弁の操
作信号を検出する第1の検出手段と、油圧アクチュエー
タの変位を検出する第2の検出手段と、前記第2の検出
手段によって検出された油圧アクチュエータの変位から
、前記第1の検出手段によって検出された操作信号が停
止を指示する前の定常状態にあるときの前記油圧アクチ
ュエータの速度を求め、この速度に基づき油圧アクチュ
エータへの圧油の流量指令値を決定し、前記操作幇号が
停止を指示したときに対応する制御信号を過渡的に出力
する第1の手段と、第1の手段より出力された制御信号
により油圧アクチュエータへの補助的な流量制御を行う
第2の手段とを備えるものである。
In order to achieve this object, the vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine according to the present invention includes a first detection means for detecting an operation signal of a flow control valve, and a second detection means for detecting a displacement of a hydraulic actuator. and the displacement of the hydraulic actuator detected by the second detection means, determine the speed of the hydraulic actuator when it is in a steady state before the operation signal detected by the first detection means instructs to stop. a first means for determining a flow rate command value of pressure oil to the hydraulic actuator based on this speed, and transiently outputting a corresponding control signal when the operation code instructs to stop; and second means for performing auxiliary flow control to the hydraulic actuator based on a control signal output from the means.

好ましくは、第1の手段は、操作信号が停止を指示して
から作業装置の慣性により油圧アクチュエータがさらに
移動する過程で、油圧アクチュエータにダンパー作用を
与えるように流量指令値を決定する。
Preferably, the first means determines the flow rate command value so as to apply a damper action to the hydraulic actuator during the process in which the hydraulic actuator further moves due to inertia of the working device after the operation signal instructs to stop.

また、第1の手段は、操作信号が定常状態か否かを、操
作信号の微分値が予め設定された値以下か否かにより判
定する。
Further, the first means determines whether the operation signal is in a steady state based on whether the differential value of the operation signal is less than or equal to a preset value.

また、第1の手段は、操作信号が停止を指示したか否か
を、操作信号の値が予め設定された値以下か否かにより
判定する。
Further, the first means determines whether or not the operation signal instructs to stop, based on whether or not the value of the operation signal is equal to or less than a preset value.

さらに、第1の手段は、油圧アクチュエータの速度に基
づいて、予め設定されている油圧アクチュエータへの圧
油の流量の過度応答のパターン群のうち1つを選択し、
この選択したパターンから流量指令値を決定する。
Furthermore, the first means selects one of a preset group of patterns of excessive response of the flow rate of pressure oil to the hydraulic actuator based on the speed of the hydraulic actuator,
A flow rate command value is determined from this selected pattern.

〔作用〕[Effect]

第1の手段で操作信号が停止を指示する前の定常状態の
ときの油圧アクチュエータの速度を求め、この速度に基
づき油圧アクチュエータへの圧油の流量指令値を決定し
、操作信号が停止を指示したときに対応する制御信号を
過渡的に出力し、かつ第2の手段でその制御信号により
油圧アクチュエータへの補助的な流量制御を行うことに
より、操作信号が停止を指示してから作業装置の慣性に
より油圧アクチュエータがさらに移動する過程で、操作
信号が定常状態にあるときのアクチュエータ速度に応じ
たダンパー作用が油圧アクチュエータに与えられ、作業
装置の急停止時における振動か抑制される。
The first means determines the speed of the hydraulic actuator in a steady state before the operation signal instructs to stop, determines the flow rate command value of pressure oil to the hydraulic actuator based on this speed, and the operation signal instructs to stop. By transiently outputting a corresponding control signal when the operation signal is stopped, and by using the control signal to perform auxiliary flow control to the hydraulic actuator using the second means, the operation of the working device is stopped after the operation signal instructs to stop. As the hydraulic actuator moves further due to inertia, a damper action is applied to the hydraulic actuator according to the actuator speed when the operation signal is in a steady state, suppressing vibrations when the working device suddenly stops.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の一実施例を第1図〜第8図により、油圧
作業機械として油圧ショベルを例にとり説明する。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS An embodiment of the present invention will be described below with reference to FIGS. 1 to 8, taking a hydraulic excavator as an example of a hydraulic working machine.

第1図において、本実施例に係わる油圧駆動回路は、油
圧ポンプ1と、この油圧ポンプ1から吐出される圧油に
よって駆動され、作業装置、例えば油圧ショベルのブー
ム2Aを駆動する油圧アクチュエータすなわちブームシ
リンダ2と、油圧ポンプ1と油圧アクチュエータ2の間
に接続され、操作レバー3の操作によるパイロット圧信
号によって制御されて、油圧アクチュエータ2に供給さ
れる圧油の流量を制御する第1の流量制御弁4と、ポン
プ1と第1の流量制御弁4の間の圧力が設定値以上にな
ったときに開くリリーフ弁5とを備えている。
In FIG. 1, the hydraulic drive circuit according to the present embodiment includes a hydraulic pump 1 and a hydraulic actuator, that is, a boom, which is driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump 1 and drives a working device, for example, a boom 2A of a hydraulic excavator. A first flow rate control that is connected between the cylinder 2, the hydraulic pump 1, and the hydraulic actuator 2, and is controlled by a pilot pressure signal generated by operating the operating lever 3 to control the flow rate of pressure oil supplied to the hydraulic actuator 2. It includes a valve 4 and a relief valve 5 that opens when the pressure between the pump 1 and the first flow control valve 4 exceeds a set value.

本実施例の振動抑制制御装置は以上の油圧駆動回路に備
えられるもので、操作レバー3によって操作される第1
の流量制御弁4のパイロット圧Pp8.Pp9(以下、
両方を総称してppとする)を検出する圧力変換器8,
9と、ブームシリンダ2の変位すなわちピストンの位置
を検出する変位計10と、これら圧力変換器8.9およ
び変位計10からの検出信号を入力する制御ユニット7
と、第1の流量制御弁4と同様に油圧ポンプ1とブーム
シリンダ2の間に接続され、制御ユニット7より出力さ
れる制御信号により駆動される第2の流量制御弁11と
を備えている。
The vibration suppression control device of this embodiment is provided in the above hydraulic drive circuit, and the first vibration control device is operated by the operating lever 3.
The pilot pressure Pp8 of the flow control valve 4. Pp9 (hereinafter,
a pressure transducer 8 for detecting (both collectively referred to as pp);
9, a displacement meter 10 that detects the displacement of the boom cylinder 2, that is, the position of the piston, and a control unit 7 that inputs detection signals from the pressure transducer 8.9 and the displacement meter 10.
and a second flow control valve 11 that is connected between the hydraulic pump 1 and the boom cylinder 2 like the first flow control valve 4 and is driven by a control signal output from the control unit 7. .

制御ユニット7はマイクロコンピュータで構成され、第
2図に示すように、圧力変換器8,9から出力されるパ
イロット圧信号と変位計10から出力される変位信号と
をデジタル信号に変換するA / D mlンバータ7
aと、中央演算装置(CPU)7bと、制御手順のプロ
グラムを格納するリードオンリーメモリ(ROM)7C
と、演算途中の数値を一時的に記憶するランデムアクセ
スメモリ(RAM)7dと、出力用のD/Aコンバータ
7eと、上記の流量制御弁11に接続される増幅器7f
、7gとを備えている。
The control unit 7 is composed of a microcomputer, and as shown in FIG. D ml converter 7
a, a central processing unit (CPU) 7b, and a read-only memory (ROM) 7C that stores control procedure programs.
, a random access memory (RAM) 7d for temporarily storing numerical values during calculation, a D/A converter 7e for output, and an amplifier 7f connected to the flow rate control valve 11 described above.
, 7g.

制御ユニット7は、圧力変換器8,9から出力されるパ
イロット圧Ppの操作信号がブームシリンダ2の停止を
指示しない定常状態のときの変位計10で検出されるブ
ームシリンダ2の変位の微分値を、ブームシリンダ2の
そのときの動作速度としてRAM17hに記憶しておき
、操作信号すなわちパイロット圧ppか停止を指示した
ときに、予め設定しであるブームシリンダ2への圧油の
流量の過渡応答のパターン群から上記の記憶した速度に
対応するものを1つ選択してブームシリンダ2への圧油
の流量指令値を決定し、対応する制御信号を第2の流量
制御弁11に過渡的に出力する。
The control unit 7 calculates the differential value of the displacement of the boom cylinder 2 detected by the displacement meter 10 in a steady state in which the operation signal of the pilot pressure Pp output from the pressure transducers 8 and 9 does not instruct the stop of the boom cylinder 2. is stored in the RAM 17h as the operating speed of the boom cylinder 2 at that time, and when the operation signal, that is, the pilot pressure pp or stop command is issued, the transient response of the flow rate of pressure oil to the boom cylinder 2, which is set in advance, is The flow rate command value of pressure oil to the boom cylinder 2 is determined by selecting one pattern from the group of patterns that corresponds to the above-mentioned stored speed, and the corresponding control signal is transiently sent to the second flow rate control valve 11. Output.

第2の流量制御弁11は制御ユニット7からの制御信号
により駆動されて、ブーム2A停止時のブームシリンダ
2への圧油の補助的な流量制御を行い、ブームシリンダ
2の振動を抑制する。
The second flow control valve 11 is driven by a control signal from the control unit 7 to perform auxiliary flow control of the pressure oil to the boom cylinder 2 when the boom 2A is stopped, thereby suppressing vibrations of the boom cylinder 2.

以下、第3図および第4図に示すROM7 cに格納さ
れた制御手順プログラムのフローチャートにしたがい、
本実施例の動作を詳細に説明する。
Hereinafter, according to the flowchart of the control procedure program stored in the ROM 7c shown in FIGS. 3 and 4,
The operation of this embodiment will be explained in detail.

まず、手順100において、圧力変換器8,9の出力お
よび変位計10の出力をA/Dコンバータを介して入力
し、パイロット圧Ppおよびブームシリンダ2の変位S
をRAM7dに記憶する。
First, in step 100, the outputs of the pressure transducers 8 and 9 and the output of the displacement meter 10 are input via the A/D converter, and the pilot pressure Pp and the displacement S of the boom cylinder 2 are
is stored in RAM7d.

次に手順110において、現在のブームシリンダ2の変
位Snと1サンプル時間前のブームシリンダ2の変位S
 n−1との差をサンプル時間Δtて除すことによって
、ブームシリンダ2の速度Vtを算出する。
Next, in step 110, the current displacement Sn of the boom cylinder 2 and the displacement S of the boom cylinder 2 one sample time ago are calculated.
The speed Vt of the boom cylinder 2 is calculated by dividing the difference from n-1 by the sample time Δt.

次に手順120において、現在の操作信号Ppnと1サ
ンプル時間前の操作信号P pn−]との差をサンプル
時間Δtで除すことによって、操作信号の微分値Pp’
を算出する。
Next, in step 120, the differential value Pp' of the operation signal is calculated by dividing the difference between the current operation signal Ppn and the operation signal Ppn-] one sample time ago by the sample time Δt.
Calculate.

次に手順130において、操作信号Ppの微分値Pp′
がブームシリンダ2の定速動作を指示する定常状態の条
件、すなわち、lPp’l≦IPpo′1を満たしてい
るか否かを判定し、満たしている場合には手順140に
進み、ブームシリンダ2の定速動作における速度■、−
をVsに設定し、満たしていない場合には手順150に
進む。手順150では、手順140で設定したシリンダ
速度V5−が非停止状態の条件、すなわち、V s−>
 V o  (−〇 )を満たしているか否かを判定し
、満たしている場合には手順160に進み、満たしてい
ない場合には、はじめに戻る。
Next, in step 130, the differential value Pp' of the operation signal Pp is
determines whether or not satisfies the steady state condition that instructs the boom cylinder 2 to operate at a constant speed, that is, lPp'l≦IPpo'1. If so, the process proceeds to step 140, and the boom cylinder 2 Speed in constant speed operation ■, -
is set to Vs, and if it is not satisfied, the process proceeds to step 150. In step 150, the cylinder speed V5- set in step 140 meets the non-stop condition, that is, Vs->
It is determined whether V o (-0) is satisfied, and if it is, the process proceeds to step 160; if it is not, the process returns to the beginning.

次に、手順160において、操作信号Ppが停止状態の
条件、すなわち、JPp1≦1Ppol(”=0)を満
たしているか否かを判定し、満たしている場合には手順
170に進み、振動抑制の制御を開始し、満たしていな
い場合には、はじめに戻る。
Next, in step 160, it is determined whether the operation signal Pp satisfies the condition of the stopped state, that is, JPp1≦1Ppol ("=0), and if it is satisfied, the process proceeds to step 170, and vibration suppression is performed. Start the control, and if it is not satisfied, return to the beginning.

手順170においては、第4図に示すように、まず手順
171において、予め設定しであるブームシリンダ2へ
の圧油の流量の過渡応答のパターン群から、手順140
で設定された定常状態におけるブームシリンダ2の速度
V、(=Vs )に基づいて対応するものを選択する。
In step 170, as shown in FIG.
The corresponding one is selected based on the speed V, (=Vs) of the boom cylinder 2 in the steady state set in .

第5図にパターン選択の例を示す。パターン群は、それ
ぞれ、ブームシリンダ2への圧油の流量Δqを制御時間
tとパターンナンバー1との関数Δq=f+(t)とし
て設定してあり、それらの1つがパターンナンバーiに
よって選択される。パターンナンバーiはシリンダ速度
V、(=Vs )が一定の値だけ増加するにしたがって
パターンナンバーの数値が1つづつ増加する関数i =
 g (Vs−)として設定してあり、手順140で設
定されたブームシリンダ2の定速動作における速度■5
〜から対応するパターンナンバーが決定される。
FIG. 5 shows an example of pattern selection. For each pattern group, the flow rate Δq of pressure oil to the boom cylinder 2 is set as a function Δq=f+(t) of the control time t and pattern number 1, and one of them is selected by the pattern number i. . The pattern number i is a function in which the numerical value of the pattern number increases by one as the cylinder speed V, (=Vs) increases by a certain value.
g (Vs-) and the speed in constant speed operation of boom cylinder 2 set in step 140 ■5
The corresponding pattern number is determined from ~.

関数Δq=f+(t)の詳細を第6図に示す。Details of the function Δq=f+(t) are shown in FIG.

制御時間tはサンプル時間Δtと制御サイクル数にとの
積t=kXΔtによって表わされ、関数Δq=f1 (
t)はサイクル数にの増加にしたがって流量qは零から
最大まで急激に増加し、その後再び零まで減少すると共
に、パターンナンバーiが大きくなる程、合計流量が大
きくなる関係に設定されている。
The control time t is expressed by the product t=kXΔt of the sampling time Δt and the number of control cycles, and the function Δq=f1 (
t) is set such that the flow rate q rapidly increases from zero to the maximum as the number of cycles increases, and then decreases to zero again, and the total flow rate increases as the pattern number i increases.

なお、上記の関数Δq=L(t)で得られる流量Δqは
後述するようにブーム2Aの急停止時にブームシリンダ
2にダンパー作用を与えるためのものであるが、このダ
ンパー作用を与えるに必要な流量はブーム上げ動作にお
ける急停止時とブーム下げ動作における急停止時とでは
、慣性負荷に差があることから異なる。したがって、上
記パターン群はブーム上げ動作に対するものと、ブーム
下げ動作に対するものとの2種類が用意されており、パ
イロット圧Ppがブーム上げ動作に対応する信号Pp9
かブーム下げ動作に対応する信号Pp8かによって一方
のパターン群を選択し、このパターン群から上記手順1
71によってパターンの選択が行われる。
Note that the flow rate Δq obtained from the above function Δq=L(t) is for providing a damper action to the boom cylinder 2 when the boom 2A suddenly stops, as will be described later. The flow rate differs between the sudden stop in the boom raising operation and the sudden stop in the boom lowering operation because there is a difference in inertial load. Therefore, two types of patterns are prepared, one for the boom raising operation and one for the boom lowering operation, and the pilot pressure Pp is a signal Pp9 corresponding to the boom raising operation.
or the signal Pp8 corresponding to the boom lowering operation, select one of the pattern groups, and perform the above step 1 from this pattern group.
71, pattern selection is performed.

第4図に戻り、手順172においてサイクル数kをに=
oに設定する。次に手順173において、選択されたパ
ターンに基づいて制御時間t=kXΔtに対応する流量
Δqを求め、これを流量指令値として対応する制御信号
を第2の流量制御弁11に出力する。
Returning to FIG. 4, in step 172, the number of cycles k is set to =
Set to o. Next, in step 173, the flow rate Δq corresponding to the control time t=kXΔt is determined based on the selected pattern, and a corresponding control signal is output to the second flow rate control valve 11 using this as the flow rate command value.

次に手順174において、制御信号を出力し終わったか
否か、すなわち、k≧k maxを満たしているか否か
を判定し、満たしている場合にははじめに戻り、満たし
ていない場合には手順175に進む。手順175では、
次のステップに進むためにに=に+1に設定した後、手
順173に戻る。
Next, in step 174, it is determined whether or not the output of the control signal has been completed, that is, whether k≧k max is satisfied. move on. In step 175,
After setting = to +1 to proceed to the next step, the process returns to step 173.

以上の手順173〜175はk = k malとなる
まで繰り返され、その間、流量制御弁11には手順17
3にて流量Δqに対応する制御信号が出力され、k≧k
maxとなると手順174の判断が満足され、はじめに
戻る。この後は、パイロット圧Ppは停止状態を指示し
ているので、手順130でlPp’l≦1Ppo’lが
満たされ、手順140でブームシリンダ2の速度Vs−
をVsに設定するが、このときはブーム2Aは停止して
おり、手順110でVs=Qと演算されるので、手順1
50の判断が否定され、はじめに戻る処理が繰り返され
る。
The above steps 173 to 175 are repeated until k = kmal, and during that time, the flow control valve 11 receives step 17.
3, a control signal corresponding to the flow rate Δq is output, and k≧k
When it reaches max, the judgment in step 174 is satisfied and the process returns to the beginning. After this, since the pilot pressure Pp indicates a stopped state, lPp'l≦1Ppo'l is satisfied in step 130, and the speed of the boom cylinder 2 Vs-
is set to Vs, but at this time the boom 2A is stopped and Vs=Q is calculated in step 110, so step 1
50 is denied, and the process of returning to the beginning is repeated.

したがって、制御時間kmax XΔtの間、流量制御
弁11に制御信号を出力することにより、ブーム2人の
急停止に際してブームシリンダ2への圧油の補助的な流
量制御が行われ、ブームシリンダ2の振動が抑制される
。以下、このことを第7図および第8図によりさらに詳
細に説明する。
Therefore, by outputting a control signal to the flow rate control valve 11 during the control time kmax Vibration is suppressed. This will be explained in more detail below with reference to FIGS. 7 and 8.

第7図は、従来の振動抑制制御装置を備えない油圧駆動
回路に係わるブームを急停止させるときの操作信号であ
るパイロット圧Pp1ブームシリンダ2の速度Vsおよ
びブームシリンダ2の変位Sの関係を示し、ブーム2A
の動作方向としては下げ方向を考えている。ます、一定
速度でブーム下げの動作を行っている状態から、時刻t
1てブーム2Aを急停止させるため操作レバー3を中立
に戻す操作を開始すると、第7図(a)に示すように、
それまで定常状態にあったパイロット圧Pp  (Pp
8)が時刻tlから減少を開始し、時刻t2でほぼタン
ク圧まで減圧され、これに対応して流量制御弁4も時刻
t1から開度の減少を開始し、時刻t2で中立に戻る。
FIG. 7 shows the relationship between the pilot pressure Pp1, which is an operation signal when suddenly stopping a boom related to a conventional hydraulic drive circuit not equipped with a vibration suppression control device, the speed Vs of the boom cylinder 2, and the displacement S of the boom cylinder 2. , boom 2A
The direction of movement is considered to be downward. At time t, the boom is lowered at a constant speed.
1. When the operation lever 3 is returned to neutral in order to suddenly stop the boom 2A, as shown in FIG. 7(a),
Pilot pressure Pp (Pp
8) starts to decrease from time tl, and is reduced to almost the tank pressure at time t2. Correspondingly, the flow rate control valve 4 also starts decreasing its opening degree from time t1, and returns to neutral at time t2.

その間、それまで一定の速度で下げ方向に動作中であっ
たブームシリンダ2の速度も減少するが、ブーム2Aは
慣性により急には停止しないので、第7図(b)に示す
ように時刻t2においても速度は零にならず、時刻t2
を越えた時刻t3で速度が零となり、これに対応して第
7図(c)に示すように時刻t3でブームシリンダ2の
変位Sが最小となる。そしてその後、流量制御弁4以降
の油圧回路で圧油がバネの役目をして、ブームシリンダ
2が上方に押し戻され、変位Sも増加し、このことが繰
り返されて振動が発生し、その振動が車体に加わり、車
体のガタ等の影響により車体の揺動を引き起こし、結果
的に車体−フロント全体の達成振動を生じてしまう。
Meanwhile, the speed of the boom cylinder 2, which had been operating in the downward direction at a constant speed, also decreases, but the boom 2A does not suddenly stop due to inertia, so as shown in FIG. 7(b), the speed of the boom cylinder 2 decreases. Even at t2, the speed does not become zero, and at time t2
At time t3, when the speed exceeds t3, the speed becomes zero, and correspondingly, as shown in FIG. 7(c), the displacement S of the boom cylinder 2 becomes minimum at time t3. After that, the pressure oil acts as a spring in the hydraulic circuit after the flow control valve 4, pushing the boom cylinder 2 back upwards, and the displacement S also increases.This process is repeated, causing vibrations. is applied to the vehicle body, causing vibration of the vehicle body due to the influence of rattling of the vehicle body, resulting in vibration of the entire vehicle body-front.

これに対して、本実施例では、第8図(a)の時刻t1
においてパイロット圧P p  (P p8)が減少を
開始すると、第8図(b)に示すようにパイロット圧p
pの微分値Pp’がlp p’l>IP po’lとな
るので、前述の手順130が満たされなくなり、1サイ
クル前のパイロット圧Ppが定速動作を指示する定常状
態における手順140でのシリンダ速度V s−(= 
V s )の記憶が保持されると共に、時刻t2付近で
P9≦Ppoとなると、前述の手順160が満たされ、
手順170の振動抑制制御が開始される。この振動抑制
制御では、上記の定常状態で保持されたシリンダ速度V
s−から前述した手順171においてパターンナンバー
iを決定し、対応する流量パターンを選択して手順17
2〜175にてこのパターンに基づき流量指令値Δqを
決定し、対応する制御信号を流量制御弁11に出力する
On the other hand, in this embodiment, time t1 in FIG. 8(a)
When the pilot pressure P p (P p8) starts to decrease at , the pilot pressure p
Since the differential value Pp' of p becomes lp p'l>IP po'l, the above-mentioned step 130 is no longer satisfied, and the step 140 in the steady state where the pilot pressure Pp one cycle before instructs constant speed operation. Cylinder speed V s-(=
When the memory of V s ) is maintained and P9≦Ppo near time t2, the above-mentioned step 160 is satisfied,
Vibration suppression control in step 170 is started. In this vibration suppression control, the cylinder speed V maintained in the above steady state is
Determine the pattern number i from s- in step 171 described above, select the corresponding flow rate pattern, and proceed to step 17.
In steps 2 to 175, a flow rate command value Δq is determined based on this pattern, and a corresponding control signal is output to the flow rate control valve 11.

流量制御弁11はこの信号を受けて所定の開度に駆動さ
れ、第8図(c)に示すようにブームシリンダ2のロッ
ド側に油圧ポンプ1から流量指令値△qに対応する流量
を供給しかつボトム側の圧油をタンク12に排出する。
The flow rate control valve 11 receives this signal and is driven to a predetermined opening degree, and as shown in FIG. 8(c), a flow rate corresponding to the flow rate command value Δq is supplied from the hydraulic pump 1 to the rod side of the boom cylinder 2. Moreover, the pressure oil on the bottom side is discharged to the tank 12.

これにより、第8図(d)に示すように時刻t2以降に
おいても下降を続けるブームシリンダ2にダンパー作用
が与えられ、圧油の圧縮性による振動の発生が抑制され
、第8図(e)に示すように時刻t4でブームシリンダ
2は停止する。
As a result, as shown in FIG. 8(d), a damper action is applied to the boom cylinder 2 which continues to descend even after time t2, suppressing the occurrence of vibrations due to the compressibility of the pressure oil, and as shown in FIG. 8(e). The boom cylinder 2 stops at time t4 as shown in FIG.

以上のように、本実施例によれば、パイロット圧ppが
一定値に保たれ、定速動作を指示する定常状態における
ブームシリンダ2の動作速度を求め、この速度に基づき
予め設定されているブームシリンダ2への圧油の流量の
過度応答のパターン群のうち1つを選択してこの選択し
たパターンから流量指令値Δqを決定し、パイロット圧
Ppが停止を指示したときに対応する制御信号を過渡的
に出力してブームシリンダ2への圧油の流量を補助的に
制御することでブームシリンダ2にダンパー作用を与え
るので、遅れ時間の小さい効果的なブームシリンダ2の
運動エネルギの吸収が行え、流量の急変に伴う作業装置
の振動を抑制することができる。したがって、例えばパ
ケットの先端位置決め等、微妙な操作が必要な場合には
、確実な位置決めができ、操作性が著しく向上する。ま
た、制御ループ内にフィードバックループを持たないた
め、暴走の危険も小さい、安定した振動抑制制御を行う
ことができる。
As described above, according to this embodiment, the operating speed of the boom cylinder 2 in a steady state where the pilot pressure pp is kept at a constant value and instructs constant speed operation is determined, and the boom cylinder 2 is set in advance based on this speed. Select one of the patterns of transient response of the flow rate of pressure oil to cylinder 2, determine the flow rate command value Δq from the selected pattern, and send the corresponding control signal when the pilot pressure Pp instructs to stop. By temporarily controlling the flow rate of pressure oil to the boom cylinder 2, a damper effect is applied to the boom cylinder 2, so that the kinetic energy of the boom cylinder 2 can be effectively absorbed with a short delay time. , it is possible to suppress vibrations of the working equipment due to sudden changes in flow rate. Therefore, when a delicate operation is required, such as positioning the leading end of a packet, reliable positioning is possible, and the operability is significantly improved. Furthermore, since there is no feedback loop within the control loop, stable vibration suppression control can be performed with little risk of runaway.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明によれば、作業装置を急停止するときの振動が抑
制されるので、作業装置の位置決め等、微妙な操作が必
要な場合には、確実な位置決めができ、操作性が著しく
向上する効果がある。
According to the present invention, vibrations when stopping a working device suddenly are suppressed, so when delicate operations such as positioning the working device are required, reliable positioning is possible, and operability is significantly improved. There is.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of drawings]

第1図は本発明の一実施例による油圧作業機械における
ブームの振動抑制制御装置を、その油圧駆動回路と共に
示す概略図であり、第2図はその制御ユニットの構成を
示す図であり、第3図はROMに格納された制御手順プ
ログラムのフローチャートであり、第4図は第3図に示
すフローチャートの振動抑制制御手順の詳細を示すフロ
ーチャートであり、第5図はパターン選択の具体例を示
す概略図であり、第6図はパターンの一例を示す図であ
り、第7図(a)〜(c)は従来の油圧作業機械におけ
る操作信号、ブームシリンダの速度、ブームシリンダの
変位の関係を示すタイムチャートであり、第8図(a)
〜(e)は上記実施例による操作信号、操作信号の微分
値、流量指令値、ブームシリンダの速度、ブームシリン
ダの変位の関係を示すタイムチャートであり、第9図は
従来の油圧作業機械をその油圧駆動回路と共に示す図で
ある。 符号の説明 1・・・油圧ポンプ 2・・・ブームシリンダ 2A・・・ブーム(作業装置) 3・・・操作レバー(操作手段) 7・・・制御ユニット(第1の手段) 8.9・・・圧力変換器(第1の検出手段)10・・・
変位計(第2の検出手段) 11・・・流量制御弁(第2の手段) 第1図 第3図 第4図 第5図 第6図 第7図 第8図 第9図
FIG. 1 is a schematic diagram showing a boom vibration suppression control device for a hydraulic working machine according to an embodiment of the present invention together with its hydraulic drive circuit, and FIG. 2 is a diagram showing the configuration of the control unit. 3 is a flowchart of the control procedure program stored in the ROM, FIG. 4 is a flowchart showing details of the vibration suppression control procedure of the flowchart shown in FIG. 3, and FIG. 5 shows a specific example of pattern selection. FIG. 6 is a diagram showing an example of a pattern, and FIGS. 7(a) to (c) show the relationship between the operation signal, boom cylinder speed, and boom cylinder displacement in a conventional hydraulic working machine. FIG. 8(a) is a time chart shown in FIG.
~(e) are time charts showing the relationship among the operation signal, the differential value of the operation signal, the flow rate command value, the speed of the boom cylinder, and the displacement of the boom cylinder according to the above embodiment. It is a figure shown together with the hydraulic drive circuit. Explanation of symbols 1...Hydraulic pump 2...Boom cylinder 2A...Boom (working device) 3...Operation lever (operation means) 7...Control unit (first means) 8.9. ...Pressure transducer (first detection means) 10...
Displacement meter (second detection means) 11...Flow rate control valve (second means) Fig. 1 Fig. 3 Fig. 4 Fig. 5 Fig. 6 Fig. 7 Fig. 8 Fig. 9

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] (1)油圧ポンプと、この油圧ポンプから吐出される圧
油によって駆動され、作業装置を駆動する油圧アクチュ
エータと、油圧ポンプと油圧アクチュエータの間に接続
され、操作手段の操作信号に応じて油圧アクチュエータ
に供給される圧油の流量を制御する流量制御弁とを備え
た油圧駆動回路を持つ油圧作業機械における作業装置の
振動抑制制御装置において、 前記操作信号を検出する第1の検出手段と、前記油圧ア
クチュエータの変位を検出する第2の検出手段と、 前記第2の検出手段によって検出された油圧アクチュエ
ータの変位から、前記第1の検出手段によって検出され
た操作信号が停止を指示する前の定常状態にあるときの
前記油圧アクチュエータの速度を求め、この速度に基づ
き油圧アクチュエータへの圧油の流量指令値を決定し、
前記操作信号が停止を指示したときに対応する制御信号
を過渡的に出力する第1の手段と、 前記第1の手段より出力された制御信号により前記油圧
アクチュエータへの補助的な流量制御を行う第2の手段
と を備えることを特徴とする油圧作業機械における作業装
置の振動抑制制御装置。
(1) A hydraulic pump, a hydraulic actuator that is driven by pressure oil discharged from the hydraulic pump and drives a working device, and a hydraulic actuator that is connected between the hydraulic pump and the hydraulic actuator and that operates according to an operation signal from an operating means. A vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine having a hydraulic drive circuit including a flow rate control valve that controls the flow rate of pressure oil supplied to the first detecting means for detecting the operation signal; a second detection means for detecting a displacement of the hydraulic actuator; and from the displacement of the hydraulic actuator detected by the second detection means, the operation signal detected by the first detection means indicates a steady state before the stop command is issued. determining the speed of the hydraulic actuator in the state, determining a flow rate command value of pressure oil to the hydraulic actuator based on this speed,
a first means for transiently outputting a corresponding control signal when the operation signal instructs stop; and auxiliary flow control to the hydraulic actuator based on the control signal output from the first means. A vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine, characterized in that it is provided with a second means.
(2)請求項1記載の油圧作業機械における作業装置の
振動抑制制御装置において、前記第1の手段は、前記操
作信号が停止を指示してから、作業装置の慣性により油
圧アクチュエータがさらに移動する過程で、油圧アクチ
ュエータにダンパー作用を与えるように前記流量指令値
を決定することを特徴とする油圧作業機械における作業
装置の振動抑制制御装置。
(2) In the vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine according to claim 1, the first means further moves the hydraulic actuator due to inertia of the working device after the operation signal instructs to stop. A vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine, characterized in that, in the process, the flow rate command value is determined so as to give a damper action to a hydraulic actuator.
(3)請求項1記載の油圧作業機械における作業装置の
振動抑制制御装置において、前記第1の手段は、前記操
作信号が定常状態にあるか否かを、操作信号の微分値が
予め設定された値以下か否かにより判定することを特徴
とする油圧作業機械における作業装置の振動抑制制御装
置。
(3) In the vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine according to claim 1, the first means determines whether or not the operating signal is in a steady state by setting a differential value of the operating signal in advance. A vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine, characterized in that the vibration suppression control device makes a determination based on whether or not the vibration is less than or equal to a certain value.
(4)請求項1記載の油圧作業機械における作業装置の
振動抑制制御装置において、前記第1の手段は、前記操
作信号が停止を指示したか否かを、操作信号の値が予め
設定された値以下か否かにより判定することを特徴とす
る油圧作業機械における作業装置の振動抑制制御装置。
(4) In the vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine according to claim 1, the first means determines whether or not the operation signal instructs to stop, the value of the operation signal being set in advance. A vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine, characterized in that a vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine makes a determination based on whether or not the vibration is equal to or less than a value.
(5)請求項1記載の油圧作業機械における作業装置の
振動抑制制御装置において、前記第1の手段は、前記油
圧アクチュエータの速度に基づいて、予め設定されてい
る油圧アクチュエータへの圧油の流量の過度応答のパタ
ーン群のうち1つを選択し、この選択したパターンから
流量指令値を決定することを特徴とする油圧作業機械に
おける作業装置の振動抑制制御装置。
(5) In the vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine according to claim 1, the first means controls a preset flow rate of pressure oil to the hydraulic actuator based on the speed of the hydraulic actuator. 1. A vibration suppression control device for a working device in a hydraulic working machine, characterized in that one of a group of transient response patterns is selected, and a flow rate command value is determined from the selected pattern.
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